池田秀夫：堆肥对于土壤改良的价值

文章来源：沃土工坊

作者：池田秀夫

1、引言

近几年，“绿色产品”这个词在迅速的普及，而消费者渴望吃上“可以放心食用的安全的食物”的呼声也越来越高了。

生产绿色食品的有机农业之所以这样受到瞩目，其背景就是开始于20世纪后半叶大量使用化肥和农药的这一构成现代农业主流的农耕方法。

化肥的普及使得有机肥料大大的倒退，随之而来的是耕地地力的下降。这大大影响了农产品的品质与产量。在没有地力的土地中生产出来的农产品不健康，易发生农药残留等问题，失去了作物原本的味道。而随着人们生活水平的日益提高，这些就构成了消费者需要“安全而美味的食品”的重要原因。

有机农业并非什么新兴产业。直到上世纪后半叶化肥引入以前，它还是随处可见的普通农业生产方式。特别是中国的堆肥更有四千年的历史。在这期间，以施用堆肥为主的有机农业使得健康而富有地力的土地得以维持下来。但是它却被不到50年的以化肥为主的现代农业破坏殆尽了。这就造成了今天这样的严重事态。

为了克服这一严重事态，我们要从历史中学习，同时结合现代科技，来构筑新型的有机农业，从而开辟一条可持续的、稳定发展的农业之路。

2、化肥和堆肥

化肥具有肥料成分多、肥效大、速效性等特点。另外，加工好的产品方便使用，而且少量即可，劳动负担也小，优点可谓多多。这种化肥的缺点在于它不含有机物的腐殖。

而堆肥尽管一般来讲肥料成分少、肥效迟，但是它的优点在于它里面包含了腐殖、氨基酸、维生素、微量元素等各种促进生物发育的物质。这是构成有机农业特征的要素。

堆肥的有效成分是有机物被微生物分解的过程中所产生出来的东西，这些成分是无机质的化肥所没有的。

3、堆肥化的优势

现在，农畜产业的残渣、排泄物、生活垃圾等来自人类社会的“有机质废弃物”的数量庞大。这既造成了资源的浪费，也带来了巨大的社会问题。其中大多数都是作为无用的垃圾被焚烧或者淹埋处理了。这些好不容易处理掉的东西转而成了更大的大气污染、水质污染等公害的重要原因，给社会造成了不可估量的危害。

这些有机质废弃物的堆肥化处理，具备从根本上解决上述问题的可能性。历史告诉我们，“来自大地的有机物全部复归大地”这是最符合大自然规律的循环状态，对人类也有益无害。

只有当“土壤、植物、动物、人类”这四者组成一个健康的生物链，才能确保人类的健康。环境和健康状况得以改善了，人类所能享受到的利益才可能惠及子孙，福荫不可限量。

4、堆肥的作用和效力

健康的作物成长于健康的环境。其中最为重要的是土壤。堆肥具有明显的改善土壤的效果。而化肥则没有。

在通过改善土壤来营造健康的土地时，最需要考虑到的是“物理性”、“生物性”、“化学性”这三大要素。各要素的概要如下所示：

物理性：通气性、排水性、保水性等。

生物性：分解土壤中的有机物、生成养分、形成团粒，抑制土壤病害、提高作物品质。

化学性：土壤的化学成分（养分）、pH值（酸度）、CEC（养分保持力）等化学要素。

在改善土壤、推进健康土地的营造时，重要的是要优先考虑上述三条。具体来讲大体的顺序是，首先要好好调整土壤的物理性，在此基础上再考虑其生物性，以及化学性等。

⑴物理性的改善

有机物被微生物分解的过程中产生的腐殖促进了土壤团粒化的形成，土壤中出现了大大小小的孔隙。能够产生以下效果：

通气性：通过大大小小的孔隙，供给作物根部以及微生物呼吸所必需的空气。

排水性：水容易通过大的孔隙渗透到地下，消除过湿之害（烂根、空气不足）。进行灌溉时地表不会积水导致水分蒸发或流失，提高了水的利用率 。

保水性：小的孔隙具有保水作用，可以长时间供给根部水分，从而提高土壤的抗旱性。

⑵生物性的改善

以有机物为饵的土壤生物（微生物和小动物等）的种类和数量都大幅增加，生物相变得多样化、丰富化。有机物在这些土壤生物的作用下被分解成为作物的养分。此外，在这一过程中产生出来的腐殖的作用下土壤团粒化程度增加，土壤中形成了无数孔隙。

抑制病虫害：生物相多样化后，通过生物间的拮抗作用，病原菌等有害生物的增殖得以抑制。其结果是，病虫害的发生也得到了控制。

生成生长促进物质：在微生物的作用下，产生出了氨基酸、维生素、酶等对提高作物品质有用的生长促进物质。

促进土壤团粒化：微生物产生的粘性物质、排泄物、遗骸等成为土壤粒子的粘结剂，促进了土壤的团粒化。

分解有害物质：微生物中具有分解、净化有害物质、阻碍生长的物质的作用。

⑶化学性的改善

由于腐殖和土壤的粘土粒子同样具有CEC（盐基置换容量：养分保持力），所以施用堆肥可以提高土壤的保肥力，同时发挥肥效的缓冲作用。

提高保肥力：土壤原有的CEC再加上腐殖的CEC，这些足以提高肥料成分的保持力。被保持住的肥料成分可以根据作物所需缓慢供给，肥效因而增长了。

缓冲作用：即使施肥过多，由于肥料成分可以暂时被保存起来，因而不会发生作物被肥料烧伤的伤害。

补给微量元素：来自植物等的有机质废弃物里除含有植物生长所必需的N、P、K、Ca、Mg等多量元素之外，还有微量的也是不可或缺的S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、Mo等，这些通过施用堆肥被复归到土壤中。要想知道这样做的重要性，我们只要看一下下述现象便会一目了然：自然林通过光合成的碳水化合物以及根部吸收来的养分、水分来供植物生长之用，同时还从落叶、落枝堆积在地上形成的腐叶土中吸收养分来进行扩大再生产（生长）。

⑷补充日照不足的效力

最近的研究结果表明堆肥除了具备上述的改善效果之外，还具有直接从根部吸收水溶性碳水化合物（氨基酸等），来促进作物的健全发育的作用。以往的学说中有个定论，认为植物的根只能吸收氮、磷酸等无机质养分，而不能吸收有机质的碳水化合物。

众所周知，植物是通过光合作用制造碳水化合物，从而生成机体组织，得到生长所需的能量。因此，光照少的话，光合成就迟缓，无法健康生长。但是，如果“能够从根部吸收碳水化合物”的话，因日照不足导致的光合成的低下就可从根部吸收的碳水化合物得到补偿。这是部分农业工作者中周知的事实，即施用了堆肥的有机栽培，在凉夏、或天灾之年也不太受日照不足的影响，质、量都较化肥栽培地优的事实得到了科学的论证。

5、土壤的三相分布和根的作用

在借助堆肥改善土壤的过程中，重要的衡量指标就是“土壤的三相分布”，即土壤中的土壤粒子（固相）、土壤水分（液相）、土壤空气（气相）的比例。对于作物和微生物来说，比较适宜的三相分布约为固相40%、液相30%、气相30%。液相和气相都表示土壤中孔隙的含量，液相表示的是保持毛细管水分的小孔隙的含量，而气相表示的是具有促使空气流通及排水作用的大孔隙的量。

众所周知，大多数作物的根喜欢的气相率为30~35%，这和根部的作用有关系。作物的根是钻大的孔隙生长的，因此根系非常发达，为了吸收氧满足旺盛的生长活动，必须确保充足的大孔隙。这些根所延伸处，都会接近那些蓄满毛细管水的小孔隙，而进入到里面吸收水分的就是根的前端不断滋生的根毛，根毛能够进入百分之十或百分之三毫米的小孔隙中。

另一方面，施入土壤中的肥料，先暂时保存在土壤粒子中的粘土粒子及土壤的腐殖里面，然后逐渐溶解到土壤毛细管中的水里，这才跟水一起为根毛所吸收。此时，养分通过作为液相的毛细管中的水分，向根部移动，而作物会使根部扩张，向着有养分的地方靠近。这样，通过十分发达的大孔隙、小孔隙以及茁壮生长的根、根毛的相互作用，水分和养分都被顺利吸收了。

另外光合作用产生的碳水化合物和作物根部吸收的氧会使作物的根部产生根酸。根酸的分泌使根部周围的不溶性矿物质可溶化而得以吸收，成为作物生长所需的养分。

本文作者简介

池田秀夫，日本福冈县人，1935年生，1997年来到中国，在山东大学学习汉语，以及农业知识；2002年开始，先后与山东农业大学园艺学院、山东农科院及一些寿光、肥城等地事企业单位及当地政府相关部门共同研究山东各地农业生产中的问题，从事土传病害的防治和土壤改良工作，以及草莓栽培的相关研究。在寿光市、济南市、泰安市、肥城市、曲阜市等地指导有机堆肥的生产、土壤改良、土传病害治理及草莓栽培等。2010年2月，获得中华人民共和国国家外国专家局授予的外国专家证书（类型：经济技术类）。