摘要

單獨使用化肥或有機肥作為改良劑可能會對作物的品質產生不利影響。這些都不能單獨維持生產力。因此，有機肥料與化肥的合理搭配使用對於提高作物產量至關重要。關於有機肥與化肥綜合施用對作物栽培的影響，本文有零星的參考文獻。這種特殊的施肥處理如何影響土壤的物理性質的變化，水的利用效率，氮的利用效率和植物生長也正在討論中。本文綜述了有機肥與化肥配用在作物生產中的重要性。此外，我們還揭示了其他人對不同類型作物的研究結果，顯示有機肥與化肥的使用呈正相關。

關鍵字

有機肥料;堆肥;化學肥料;收益率;作物

簡介

有機肥與化肥的結合:農業活動的革命

在過去的幾十年裏，農業活動有了很大的發展，導致使用了不同的化學和有機肥料。主要從事園藝生產的人們在作物上施用哪種肥料的問題上陷入了困境。這是由於使用有機肥料和化肥的優點和缺點。有機肥料和化學肥料對土壤、作物和養分有效性有不同的影響。最後，決定使用哪種肥料能提高作物產量的決定權就落在了個人身上。有必要製定替代的養分管理做法，以保持土壤健康，以提高生產力和作物產量。為了植物的最佳生長，營養和礦物質的數量必須均衡。土壤中植物營養的自然儲備釋放得太慢，無法滿足作物的需要。因此，陳[1]認為，肥料的產生是為了提供土壤中已經存在的養分。在孟加拉國，由於土地利用強度的增加而沒有適當使用化肥而沒有有機肥，土壤肥力的惡化是提高作物產量的主要製約因素[2]。 As fertile soil is important for a higher crop production, its maintenance is a necessity for long-term sustainable crop productivity. The key factor to crop productivity and sustainable soil fertility is soil organic matter.

隨著氮、磷、硫和微量元素的釋放，有機質發生礦化作用。可以說，土壤中重要成分隨時間下降的原因是由於嚴格的種植和過量的化肥而不添加有機肥[2]。有機肥配施化肥是保持和提高土壤肥力的關鍵。Nambiar[3]所作的發言可以證明這一點，他說，通過使用有機肥料和化肥，它將有望提供更大的生產穩定性和保持更好的土壤肥力。有機和無機營養來源的結合對於確保可持續農業的高質量糧食生產至關重要[4]。Ali等人[2]也認為，為了在不影響土壤肥力的情況下維持作物產量，有機肥料與化肥的結合使用是至關重要的。

此外，有機肥與化肥的綜合使用也提高了肥料利用效率[5]。由於有機肥與化肥綜合使用對作物產量的好處，因此建議有機肥與化肥連續配用。Rabindra等人[6]報告了支持的證據，表明持續施用農家肥和化肥可以改善甘蔗產量、汁液質量和土壤的理化特性。就甘蔗而言，為了其可持續性和糖產量，化肥和有機肥不能單獨使用，但兩者結合使用是非常有益的。本文試圖將有機肥和化肥混合使用對作物產量的影響的各種研究結果和最後一節中的一些結論性意見結合起來。

為什麼有機肥料?

農場產生大量糞肥。集約化的畜牧業生產導致這些廢物的處理成為環境問題之一。為了肥料的有益利用，已經實踐了許多方法。其中一些例子是堆肥、土地應用和作為植物的改良劑使用。通過使用有機肥料作為有機肥料，農業可以從這些肥料中獲益，這是一種社會保護環境的廉價方式。是什麼使有機肥料，作為肥料是高的有機物，氮含量和其他植物營養成分。有機肥在提高土壤有機質含量方麵的積極作用已得到證實。“糞肥”一詞來源於拉丁語“manu”，意為“手”，“operate”意為“工作”。化肥的價格在發展中國家不斷上漲，因此很難隻依靠使用化肥。此外，人們對保持土壤生產力越來越關注，這也導致了有機肥的使用。 The application of organic manure is believed to be important in soil fertility [9]. This can be seen in a study made in Japan that the application of organic matter to crop has improved root growth and nutrient uptake resulting in higher yields [10]. Organic fertilizer especially from animal byproduct contains high level of nutrients, organic matter content, and a variety of micronutrients [11]. Organic manure is essential to replenish organic matter content and not just supplying plant nutrients of most agriculture soils especially in the tropics [12]. The soil quality could be improved with the application of organic manure and is more profitable in the environment protection in contrast to the application of chemical fertilizers alone [13]. It has been exhibited in most cases that the application of decomposed farmyard manure could increase the yields of crops grown on saline [14]. For example, when organic manure is incorporated into the soil irrigated with saline water, it will increase the concentrations of nitrogen and potassium in the soil [15]. Liang et al. [16] also reported that the application of pig manure or rice straw increased the biomass of barley and rice because of enhancement of soil fertility in a rice-barley rotation system. Although manure contains various micronutrients, the nutrient composition of farm manure varies depending on species of animal, exposure, aging and moisture content. The nitrogen in manure is tied up in organic form making it unavailable to growing plants in the first year. Organic nitrogen is available to plants when soil microorganisms decompose organic compounds for example proteins and undergoes a process called mineralization (convert the release N to NH₄)[17]。表1顯示了不同類型動物第一年施用有機氮礦化的大致百分比。從表1可以看出，第一年的礦化量取決於肥料來源。

為什麼堆肥肥料?

畜牧業活動的加劇產生了大量的可生物降解廢物。因此，需要進行適當的處置管理，以避免對環境造成負麵影響。堆肥被認為適合解決這一問題，因為它可以帶來環境效益，因為這一過程包括消除直接施肥帶來的病原體、雜草和寄生蟲傳播的風險，並導致最終穩定的產品，可以改善和保持土壤肥力[18]。堆肥是一種經濟有效的處理動物糞便的土地利用方法。這是因為在細菌[19]的作用下，病原體和雜草種子被破壞，非均質固態有機質被轉化為更穩定的腐殖質。此外，在堆肥過程中，原始廢物的氮濃度降低，氮轉化為穩定的形式，其植物有效性降低。這可以從[20]堆肥後未堆肥肥料氮礦化率從38%-60%降低到6%- 20%看出。由於畜禽糞便含水率高、密度大、碳氮比低，在堆肥過程中需要添加膨化劑來改善畜禽的特性。堆肥質量是指堆肥[21]的穩定性和成熟度。微生物活性通常指的是穩定性，可以用呼吸指數或堆肥有機物中化學物質的轉化[22]來定義，而植物毒性有機物的降解量指的是成熟度，用植物生物測定法或發芽指數[23]來衡量。 It can be said that a stable compost when added to soil as an organic amendment improves the functionality of soil. An evidence to support this statement is a finding by Piccolo et al. [24], regarding plant, growth and soil fertility can be improved when stable and mature compost is added to soil as an organic amendment. For a compost to be safely used in soil, it needs a high degree of stability and maturity which means stable organic matter content and the absence of phytotoxic compounds and plant or animal pathogen. Immature composts cause problems during storage and use. This is because during storage these materials develop anaerobic “pockets” that cause pungent smell and development of toxic compound [25]. One of the environmental advantages of compost as a soil amendment is the decreased mineralization rates may reduce the nitrate leaching potential by delaying the conversion of organic N to mobile nitrate N [26]. It is also believed that nitrate leaching could be reduced by replacing chemical fertilizer with compost in vegetables studies [27]. In a nutshell, composted animal manure is important prior to land application.

表1:施用第一年有機氮礦化的大致百分比

為什麼不用植物基肥料呢?

Raupp和Oltmanns[28]基於上一次作物輪作(2002-2005)的研究表明，植物基肥料的有機碳含量較低(0.74%)，而農家肥的有機碳含量顯著高於農家肥(0.78%)。他還指出，植物基肥料提供的碳輸入不足以有效地維持多年來土壤有機質含量。另一個證據表明植物基肥料並不比有機肥料好，在一項研究中可以看到，與那些用農家肥[29]施肥的馬鈴薯相比，用蠶豆粕施肥的馬鈴薯鉀含量更低。他們還聲稱，即使在正常速率下，農家肥的腐殖質含量也更高。因此，植物基肥料是否能長期保持土壤肥力還不確定。

有機肥和化肥對土壤微生物的影響

微生物在土壤生態功能中發揮著重要作用，如養分循環、有機汙染物降解等。

生物肥料可以增強土壤微生物活性，如提高土壤酶活性和增加土壤微生物生物量[30]。Mäder et al.[31]在長期田間試驗中表明，有機耕作製度下的土壤微生物功能多樣性高於常規耕作製度下的土壤。

合成肥料對於滋養植物和微生物是必不可少的，但可能對土壤有有害影響，特別是當它們非常濃縮和水溶性時。化肥可能有助於土壤生命，而土壤生命有助於肥料及其對植物和微生物的有效性。

施用化肥提高了作物產量;這不足以引起土壤微生物特性[33]的顯著變化。Kong et al.[34]的結論是，連續施用化肥13年，並沒有造成黑土土壤微生物生物量和功能多樣性的顯著變化。

施用動物糞便與化肥

有機肥料是由動物副產品和作物殘餘物中提取的，含有高水平的營養物質、有機質含量和多種微量元素[11]，是有機種植農田的肥料。施用有機肥可改善土壤質量，且比單純施用化肥更有利於環境保護。以農家肥形式存在的有機質包裹體已被證明能改善土壤結構和保水性，降低容重[36]，增加入滲率[37]。然而，與化肥[38]相比，由於礦化速度慢，有機肥提供的植物有效氮不足降低了作物產量。在半幹旱熱帶地區，單獨施用有機或無機改改劑均不能維持土壤有機質狀態和生產力。

有機和無機營養源的聯合施用對保持土壤健康和提高養分效率[40]十分重要。Conacher和Conacher[13]也支持這一觀點，指出有機肥配施化肥可以保持土壤養分平衡，提高養分有效性，改善土壤理化性質，增加土壤有機質，降低肥料流失率，提高土壤肥力和生態係統生產力。其他關於有機和無機聯合施肥的報告顯示，兩者都增加了土壤中碳的儲存，並減少了氮肥使用[41]的排放。有機肥與無機肥配施全基施有利於平衡養分釋放，減少氮素流失，提高氮素利用效率。在中國，商業有機肥與無機肥配施是植物[43]施肥的有效途徑。作物對養分的去除和肥料或糞肥對土壤養分的補充對耕作係統的養分平衡至關重要[44]。一般情況下，施糞肥可影響氮的固定和礦化，促進可溶性磷的釋放，加快結構鉀的釋放過程，使其更接近作物所需。他們還認為，與僅施用化肥相比，施用有機肥在環境保護方麵更有利，可以提高土壤質量。因此，這最終將增加作物產量。

有機肥與化肥配施試驗結果

賴斯:Xu et al.[5]的研究表明，在6年的施肥期間，水稻的累計產量與時間之間存在顯著的相關性，所有處理的累計產量隨時間的增加都有相同的趨勢。累積產量最高的是化肥(NPK)配施豬糞，其次是單獨施用化肥，最後是單獨施用豬糞。不同處理的產量組成各不相同。有機肥配施處理總穗數和每穗實粒數較大。同時也證明了化肥與畜糞配施能大大提高氮素利用效率。在土壤有機質方麵，有機肥配合化肥施用，改善了土壤有機質，同時提高了土壤肥力。有機肥配施可以通過調節土壤養分釋放速率和肥料[46]來提高水稻產量。

大豆:Bandyopadhyay等人[47]的一項研究表明，與單獨使用化肥(NPK)相比，農家肥(牛糞)和化肥混合使用提高了土壤有機碳含量。Swarup[48]還得出結論，在25年連作的長期試驗中，在大豆-小麥係統中使用農家肥和化肥，顯著提高了Haplustalf和Chromustert的土壤有機碳含量。氮磷鉀與肥肥混施的容重低於單獨施用化肥。容重的降低可能是由於土壤[49]的土壤有機碳含量較高。大豆籽粒產量的提高表現在每年施用肥肥配合化肥推薦用量上。氮磷鉀配FYM處理大豆籽粒產量較高，主要是由於氮磷鉀對水分和養分的利用和根係生長較好。Bhattacharyya等人用發現證明了這一發現。肥肥與氮磷鉀綜合施用可提高大豆籽粒對氮的吸收，提高水分利用效率。對於根係而言，這種整合對於大豆根係的更好滲透和生根是必不可少的，從而使植物能夠利用更深層次的水分，並在旱作耕作中所熟悉的土壤水分脅迫條件下保持較高的相對植物含水量。

甜玉米:Efthimiadou et al.[52]的試驗研究表明，禽牛糞與化肥配用可使土壤總氮大幅度增加，並且認為有機無機複合施肥處理下玉米作物比單獨無機施肥更穩定。與礦肥相比，有機肥和化肥的施用促進了植物的生長(幹、高、重和葉麵積指數)。有機和無機複合施肥處理的氣孔導度和光合速率較高。此外，這種施肥處理也提高了作物產量。這一發現與Kimeto等人[53]的發現一致。有機肥料與化學肥料結合施用比單獨施用玉米產量更高。Zhao等人[54]的一項類似研究發現，與礦肥處理相比，施用農家肥配合化肥可提高玉米產量、有效氮、土壤有機質和有效磷含量。

日期:Marzouk和Kassem[55]進行的一項田間研究發現，雞糞配施化肥和牛糞配施化肥比單獨施用礦物氮的產量更高。這一發現得到了早期關於在礦肥中添加有機質對椰棗[56]產量提高的重要性的研究的支持。有機肥與化肥配施顯著提高了果實直徑、果實重量、果實顏色、果實大小、果實幹物質含量、總糖和花青素含量。al - kharusi et al.[57]通過施用有機肥與化肥的配施，也獲得了Khalas和Khassab棗的最高幹物質含量。此外，礦肥與有機肥料[58]的配施還能提高植物對養分的吸收和作物的總產量。

西紅柿、蘿卜和小白菜:Lu et al.[59]對番茄、蘿卜和小白菜的試驗研究表明，與其他處理相比，在商業有機肥(成熟豬糞)配合施用化肥時，番茄果實產量、蘿卜和小白菜市場產量最高。人們相信，商用有機肥作為化肥的部分替代品可以維持試驗蔬菜作物的市場產量。一般來說，施糞肥可以影響N的固定和礦化，從而促進可溶性P的釋放，加快結構K的釋放過程，使其更接近作物所需的[45]。與單純使用化肥相比，部分用有機肥替代化肥是滿足蘿卜番茄白菜作物營養需求和維持產量的一種有效途徑。

甘蔗:Bokhtiar和Sakurai[60]關於有機肥料與化肥綜合使用對作物生產，即甘蔗生長、產量和質量的影響的研究表明，有機肥處理的產量高於單一化肥。人們認為，分蘖數量的增加是因為有機肥與化肥的綜合使用比單獨使用任何一種改良劑都要好。有機肥與化肥混施處理的葉麵積指數最大。此外，在15t hm - 2的情況下，施用有機肥可節省25%的化肥，施用農家肥可減少25%的化肥，因為兩者的甘蔗產量在統計上是相當的。就糖產量而言，有機肥和化肥綜合使用的處理最高。

結論與未來展望

因此，可以得出結論，有機肥和化肥推薦劑量的綜合使用雖然是一種積極的營養管理做法，但可以顯著提高作物的產量和質量。有機肥與化肥配合使用可以保持作物產量，滿足生長所需的養分。利用廢棄物產生的有機肥料並將其應用於集約化種植係統可被視為減少廢棄物造成的潛在水汙染風險的必要措施。堆肥還可用於有機肥和化肥的聯合使用，取代新鮮糞肥，減少環境汙染，又不影響作物營養品質。在可持續農業中，有機肥料和化肥的綜合使用從長遠來看是創造健康土壤環境的必要條件。與單獨施用有機肥或化肥相比，這種方法能產生顯著的作物產量。因此，有機肥料與化肥的結合使用是實現可持續農業的正確途徑。

由於認識到過度和不當使用化肥所產生的有害影響，微生物基肥料在世界範圍內的應用越來越多。設計生物肥料方案，每個方案都具有最適合作物不同生長階段的特定有用特性，類似於化肥的設計，也將改善它們的使用。

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引用:El Sheikha AF(2016)將肥料與化肥混合，為什麼?和“之後是什麼?”堅果食品技術2(1):doi http://dx.doi。org/10.16966/2470 - 6086.112

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出版的曆史:

收到日期:08年2月2016年

接受日期:2016年2月15日

發表日期:2016年2月20日