骨钙粉型生物有机肥的研究与应用

Study and Application of Bone Calcium Powder Bio-Organic Fertilizer

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2022.06.012

陈绍荣 Shaorong CHEN , 邵建华 Jianhua SHAO , 陈锡东 Xidong CHEN

1 江西省鹰潭市余江区农业农村粮食局江西鹰潭 335200 Agricultural and Rural Grain Bureau of Yujiang District, Yingtan City, Jiangxi Province, Yingtan, Jiangxi 335200, China 2 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所江苏南京 210014 Institute of Agricultural Resources and Environmental Sciences, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014, China 3 内蒙古东宝大田生物科技有限公司内蒙古包头 014036 Inner Mongolia Dongbao Datian Biotechnology Co., Ltd., Baotou, Inner Mongolia 014036, China

摘要：

骨钙粉型生物有机肥除含有有机质、氮、磷、钾等养分资源外, 还含有小分子肽、骨源生物钙、腐殖酸硅及促生、生防有益微生物等。介绍了骨钙粉型生物有机肥的作用机制及其在猕猴桃、番茄、甜瓜、黄瓜、尖椒、黄芪等作物生产中的应用情况。结果表明, 骨钙粉型生物有机肥能提高作物的产量和品质, 增加土壤有机质含量, 增强作物抗胁迫能力。

关键词：

骨钙粉; 生物有机肥; 小分子肽; 骨源生物钙; 提质增产; 土壤改良;

Abstract：

Bone calcium powder bio-organic fertilizer contains not only organic matter, nitrogen, phosphorus, potassium and other nutrient resources, but also small molecule peptides, bone derived bio-calcium, humic acid silicon and beneficial micro-organisms for promoting growth and biological control. The action mechanism of bone calcium powder bio-organic fertilizer and the application in the production of kiwifruit, tomato, melon, cucumber, pepper and astragalus are introduced. The results show that bone calcium powder bio-organic fertilizer can improve the yield and quality of crops, increase the content of soil organic matter, and enhance the ability of crops to resist stress.

Keyword：

bone calcium powder; bio-organic fertilizer; small molecule peptide; bone derived bio-calcium; improve quality and increase production; soil improvement;

由于近年来我国农业生产中存在过量施用化肥、有机肥投入减少的问题，对土壤、水体、大气以及农产品的危害与污染日渐增加，土壤中有机质含量逐年减少，引起土壤有效肥力下降，有机质缺乏已成为制约我国农业可持续发展、高质量发展以及绿色发展的瓶颈。

中央一号文件多次指出，要大力发展绿色生态类肥料，确保农业绿色发展和农产品绿色优质安全。因此，推广应用绿色生态生物有机肥是建设现代化农业的必然途径之一。

1 我国有机肥的类型及其品质分级

我国目前施用的有机肥大体上可分为传统有机肥和生物有机肥两大类。人畜粪尿、绿肥、农作物秸秆、草皮堆肥、塘泥、污泥等都属于传统有机肥，特点是有机质含量高，可以改善土壤的理化生物性状，培肥土壤。但传统有机肥有效养分含量低、分解缓慢，而且含水量高、体积和质量大，使用费工费力，当年对作物产量增加不明显，因此农户使用积极性不高，以致于有机肥用量越来越少。生物有机肥的技术含量较高，除了在发酵工艺中加入促进有机物分解的微生物菌剂外，还加入具有特定功能的有益微生物复合菌群，以提升有机肥产品的功能和肥效。生物有机肥原料也比传统有机肥大大扩展，如氨基酸、腐殖酸、海藻提取物等都能加工精制成多效、高效的生物有机肥，有很好的市场发展前景。

有机肥品质分级的原则是必须具备科学性、生产性和实用性。我国有机肥品质分级见表 1^[1]。

表 1

有机肥品质分级

等级	w(粗有机物)/%	w(全氮)/%	w(全磷)/%	w(全钾)/%
注：1)以烘干基为计算基础
一	＞80	＞3.0	＞1.0	＞5.0
二	50~80	1.0~3.0	0.5~1.0	2.0~5.0
三	20~50	0.5~1.0	0.3~0.5	1.0~2.0
四	10~20	0.1~0.5	0.1~0.3	0.5~1.0
五	＜10	＜0.1	＜0.1	＜0.5

内蒙古东宝大田生物科技有限公司(以下简称内蒙古东宝大田公司)生产的骨钙粉型生物有机肥，其粗有机物(有机质)质量分数为59.8%，氮质量分数为2.56%，磷质量分数为1.28%，钾质量分数为1.78%，除钾外，基本符合二级有机肥的标准。为了探讨骨钙粉型生物有机肥的增产、提质、改土机制，笔者联合相关大学、农业技术推广中心、土肥植保站、农业科学院开展了两年的试验研究。

2 骨钙粉型生物有机肥的养分构成及作用机制

骨钙粉型生物有机肥是利用动物骨头提取明胶后的残渣(即骨钙粉)为主要原料，通过生物发酵技术制取，除含有有机质、氮、磷、钾养分资源外，还含有小分子肽、骨源生物钙、腐殖酸硅以及促生、生防有益微生物等。

2.1 小分子肽

小分子肽由2~15个氨基酸组成，在真核生物和原核生物中比较常见^[2]。当细胞依赖能量时，小分子肽能跨膜运输，细胞内的小分子肽在肽水解酶的作用下，被水解成氨基酸，用于蛋白质的合成或作为碳、氮的来源。据笔者与华南农业大学作物营养与施肥研究室杨依彬等的试验研究，小分子肽的生物活性强，能有效调控植物的生理机能和抗衡病毒入侵，不需要载体，即可被植物直接吸收利用。小分子肽对农作物生长发育的影响如下。

(1) 显著促进根系发育

用50 mg/kg小分子肽(寡肽)浸种7 h，玉米幼苗的根系生长明显优于血肽、酵母肽、多肽及芸薹素处理的，见图 1。

图 1

寡肽对玉米幼苗根系生长的影响

(2) 显著促进苗期生长

田间试验表明，不同浓度寡肽处理对生菜、玉米、辣椒的苗期生长均有很好的促进作用，见图 2、表 2和表 3。

图 2

寡肽对生菜生长的影响

表 2

不同生物刺激素处理对玉米农艺性状的影响

处理	株高/cm	鲜质量/(g·株^-1)	与对照相比鲜质量增幅/%
注：1)表中数据为5次重复的平均值； 2)同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)，下同
对照	63.4 cd	8.66 d
10 mg/kg寡肽	60.3 d	9.85 cd	13.7
50 mg/kg寡肽	71.5 a	11.23 ab	29.7
250 mg/kg寡肽	69.6 ab	10.97 bc	26.7
250倍血肽	68.3 ab	9.81 cd	13.3
10 mg/kg酵母肽	68.6 ab	10.74 bc	24.0
500倍多肽	67.6 abc	10.30 cd	18.9
1 000倍芸薹素	63.6 cd	10.31 cd	19.1

表 3

不同浓度寡肽处理对辣椒常温和低温下鲜质量的影响

处理	常温		低温
处理	鲜质量/(g·株^-1)	较对照处理增幅/%	鲜质量/(g·株^-1)	较对照处理增幅/%
对照	28.02 b		9.85 b
10 mg/kg寡肽	30.13 ab	7.5	11.33 ab	15.0
50 mg/kg寡肽	31.90 a	13.8	10.93 ab	11.0
250 mg/kg寡肽	32.37 a	15.5	11.21 ab	13.8
1 000 mg/kg寡肽	32.68 a	16.6	11.69 a	18.7

(3) 抗逆抗衰

小分子肽中的脯氨酸、甘氨酸和赖氨酸能在植物的防御反应中起作用，强化农作物的抗逆抗衰能力。

2.2 骨源生物钙

骨源生物钙(肥料商品名新特蒙丰)在骨钙粉型生物有机肥中质量分数为11.97%。据研究，骨源生物钙不但能促进作物对钙的吸收、提高产量和品质，而且具有改良土壤的功能。

(1) 试验表明，在番茄、辣椒生产中施用新特蒙丰中量元素水溶肥，对辣椒、番茄果实钙积累和产量都有显著影响(处理1，清水对照；处理2，氯化钙，钙质量分数≥36%；处理3，美国糖醇钙，钙质量浓度≥140 g/L，密度1.47 g/cm³；处理4，新特蒙丰中量元素水溶肥，钙质量浓度≥100 g/L，骨源生物钙占50%，密度1.3 g/cm³；各处理钙的施用量保持一致)，见表 4和表 5。

表 4

不同形态钙处理对辣椒、番茄单株果实鲜质量的影响

处理	辣椒		番茄
处理	果实鲜质量/g	较对照处理增幅/%	果实鲜质量/g	较对照处理增幅/%
注：1)表中数据为3次重复的平均值
1	386.00 b		575.28 b
2	454.99 ab	17.87	612.69 b	6.50
3	398.37 ab	3.20	535.68 b	-6.88
4	536.88 a	39.09	762.71 a	32.58

表 5

不同形态钙处理对辣椒、番茄果实中钙积累量的影响

处理	辣椒		番茄
处理	果实钙积累量/(g·kg^-1)	与对照比增幅/%	果实钙积累量/(g·kg^-1)	与对照比增幅/%
1	50.39 b		78.07 b
2	47.48 b	-5.77	81.47 b	4.36
3	45.23 b	-10.24	69.17 b	-11.40
4	69.47 a	37.86	86.88 a	11.28

由表 4可知：处理2、3、4的辣椒都增产，其中处理4的辣椒增产39.09%；处理2、4的番茄产量增加，其中处理4的番茄增产32.58%。

由表 5可知：处理4的辣椒果实中钙积累量增加37.86%，番茄果实中钙积累量增加11.28%；处理2和处理3基本上未表现出钙吸收增加的现象。

(2) 2020年，在内蒙古自治区临河区白脑包镇公产村的盐碱地改良示范项目中开展了田间试验。供试土壤理化性状：盐质量分数为0.92%，有机质质量分数为7.4 g/kg，碱解氮质量分数为35.6 mg/kg，速效磷质量分数为7.8 mg/kg，速效钾质量分数为420 mg/kg，pH为9.5。供试作物为向日葵，品种为关尔316。试验共设3个处理组，每个处理组面积为10亩(1亩=667 m²), 其中：处理组A(即对照组)，不施用任何钙源；处理组B，施用新特蒙丰中量元素水溶肥；处理组C，施用工业氯化钙(钙质量分数为36%)。处理组B和处理组C施钙量保持一致。不同形态钙处理的向日葵生长及土壤容重见表 6，向日葵产量见表 7。

表 6

不同形态钙处理的向日葵生长及土壤容重

处理组	苗期保苗率/%	盛花期叶片叶绿素相对含量(SPAD值)	现蕾期土壤容重/(g·cm^-3)
A	62 b	59.30 b	1.81 a
B	87 a	64.72 a	1.57 b
C	68 b	61.32 ab	1.77 a

表 7

不同形态钙处理的向日葵产量

处理组	盘饱粒数/粒	百粒质量/g	亩株数/株	产量/(kg·亩^-1)	较对照增产量/(kg·亩^-1)	增产率/%
A	1 039.5	19.17	1 116	177.91 b
B	983.7	21.73	1 566	267.79 a	89.88	50.52
C	1 017.4	19.79	1 233	198.60 b	20.69	11.63

从表 6可知，处理组B与对照组相比，向日葵苗期保苗率有所提高，差异显著；现蕾期土壤容重降低幅度较大，达到显著水平；盛花期向日葵叶片SPAD值显著增加。处理组B与处理组C相比，苗期保苗率和现蕾期土壤容重降低幅度都达到差异显著水平，盛花期叶片SPAD值也有所提高。

由表 7可知，处理组B的向日葵产量显著增加。与对照组相比，处理组B的向日葵百粒质量、产量分别增加2.56 g、89.88 kg/亩，增长幅度分别为13.35%、50.52%；与处理组C相比，处理组B的向日葵百粒质量、产量分别增加1.94 g、69.19 kg/亩，增长幅度分别为9.80%、34.84%。

在盐碱地上施用新特蒙丰中量元素水溶肥后，向日葵盘大，籽粒饱满度高，皮色光洁度好，无黑褐斑，香味也较浓，市场售价也由对照组的6.4元/kg提高至7.6元/kg。根据产量计算，每亩纯收入增加896.58元。

2.3 腐殖酸硅

硅是一种很重要的有益营养元素，能提高作物同化二氧化碳的能力，提高光合作用效率，促进光合作用产物向种子、果实或根系转移，从而提高农产品的质量与产量。硅还能增强作物的抗胁迫能力，活化土壤中的磷，提高磷肥的利用率。骨钙粉型生物有机肥在原料发酵工艺中适量添加了腐殖酸硅活性成分，经检测有效硅的质量分数为2.41%。根据在江西省鹰潭市余江区邓埠镇三宋村委会的试验示范，亩施用骨钙粉型生物有机肥200 kg，有机稻的叶片SPAD值增加了27.17，有效穗数增加了18.6%，千粒质量增加了1.175 g，平均稻谷产量为372.0 kg/亩，比对照(不施硅)增产16.9%，同时提高了有机稻米的蒸煮品质、市场品质和营养品质。

2.4 促生、生防微生物

骨钙粉型生物有机肥在发酵工艺中添加了由芽孢杆菌群、光合菌群、酵母菌群、乳酸菌群和发酵系的丝状菌群等组成的BMC复合微生物菌群，其中的解淀粉芽孢杆菌等微生物，既有促生作用，又能分泌抗菌素，增强了作物的抗病抗逆能力。

3 骨钙粉型生物有机肥在农业生产中的应用

3.1 猕猴桃

(1) 试验概况

2021年，骨钙粉型生物有机肥在猕猴桃生产中应用的田间试验在陕西省周至县楼观镇进行^[3]，设置了3个试验点，供试品种为翠香和翠玉。试验点1的试验田底施骨钙粉型生物有机肥1 200 kg/亩，对照田底施菜籽饼1 000 kg/亩；试验点2的试验田底施骨钙粉型生物有机肥2 000 kg/亩，对照田底施菜籽饼1 000 kg/亩；试验点3底施精制有机肥80 kg/亩+追施骨钙粉型生物有机肥120 kg/亩，对照田底施精制有机肥80 kg/亩+追施高钾型水溶肥120 kg/亩。

(2) 试验结果

与对照田相比，试验田的猕猴桃新叶SPAD值增加8.03%~33.76%，老叶SPAD值增加2.97%~31.16%；产量提高17.60%~51.36%，鲜果含糖量增幅-0.16%~0.36%，单株结果数平均增加15~21个。在增强抗胁迫能力方面，试验田的黑头病发病率显著下降，几乎看不见黑头果，而对照田最高发病率达58%。在改良土壤方面，试验田土壤的pH较试验前升高2.26，电导率下降206 μS/cm，有机质质量分数增幅2.73%；对照田土壤的pH比试验前上升1.89，电导率下降349 μS/cm。

3.2 番茄

(1) 试验概况

2021年，在内蒙古包头市九原区哈林格尔镇哈林格尔村的温室大棚中进行了番茄施用骨钙粉型生物有机肥的试验^[4]。试验设3个处理：处理1，传统施肥(对照)，亩施羊粪6 000 kg+复合肥(17-17-17)50 kg/亩；处理2，亩施骨钙粉型生物有机肥300 kg；处理3，亩施骨钙粉型生物有机肥520 kg/亩。

(2) 试验结果

从苗期到开花期，处理2的株高比处理1的平均增加1.17 cm，茎粗平均增加0.15 mm；盛果期，处理2的番茄叶片SPAD值比处理1的平均提高8.72%。处理2的番茄果形指数平均为0.87，果型圆润，外形优等，含糖量为6.02%，比处理1的提高21.37%。处理2的平均单果体积比处理1的增加47.09 cm³，单果平均质量增加28.81 g，平均增产率为25.90%。

3.3 甜瓜

(1) 试验概况

2021年，在鄂尔多斯市准格尔旗十二连城乡三十顷地村进行了大棚甜瓜的骨钙粉型生物有机肥肥效试验^[5]，参试品种为红甜。试验设4个处理：处理1，常规施肥(CK)，亩施羊粪3 500 kg+磷酸二铵50 kg+复合肥(17-17-17)40 kg，追肥冲施4次大量元素水溶肥(15-10-30)，用量5~8 kg/(亩·次)；处理2，亩施骨钙粉型生物有机肥200 kg，追肥第1次和第3次用氨基酸中量元素水溶肥10 kg/(亩·次)，第2次和第4次冲施大量元素水溶肥(15-10-30)5~8 kg/(亩·次)；处理3，亩施骨钙粉型生物有机肥400 kg，追肥同处理2；处理4，亩施骨钙粉型生物有机肥600 kg，追肥同处理2。

(2) 试验结果

处理2、3、4的平均根长比CK处理的增长1.8%~163.3%，须根数和根鲜质量也大都比CK处理的有所增加。处理4的甜瓜叶片SPAD值比CK处理的增加13.50%，处理2、3的增加5.64%~6.68%。处理3、4的病株率仅为2.88%~8.89%，而CK处理的病株率达23.80%。CK处理的甜瓜含糖量为9.38%，处理2、3、4的为10.63%~11.65%。处理2、3、4的平均亩产量分别比CK处理的增加9.1%、16.5%、19.7%。

3.4 黄瓜

(1) 试验概况

2021年，在内蒙古包头市东河区沙尔沁一村温室大棚进行了黄瓜应用骨钙粉型生物有机肥的肥效试验，共有6个示范户，12个棚。试验棚施用骨钙粉型生物有机肥600 kg/亩，花前追肥采用东宝氨基酸型中量元素水溶肥10 kg/亩，结果后每隔7~10 d追施一次东宝氨基酸型中量元素水溶肥10 kg/亩；对照棚施用羊粪2 000 kg/亩，定植后追施高氮水溶肥10 kg/亩，结果后每隔7~10 d追施一次高钾型水溶肥10 kg/亩。

(2) 试验结果

骨钙粉型生物有机肥肥效优异，黄瓜叶片SPAD值增大，叶面积大幅提升，茎粗明显增加，实收产量8 362.6 kg/亩，比对照处理增产15.62%。应用骨钙粉型生物有机肥处理的改良土壤效果明显，有机质质量分数由试验前的1.70%提高至试验后的1.85%，全氮、全磷含量均有所增加，采收后土壤pH由试验前的7.8降至7.6。

3.5 尖椒

(1) 试验概况

2021年，在内蒙古包头市沙尔沁一村温室大棚进行了尖椒施用骨钙粉型生物有机肥的肥效试验，共有3个示范户，6个大棚。试验棚施用骨钙粉型生物有机肥600 kg/亩，对照棚施羊粪2 000 kg/亩。

(2) 试验结果

对照棚的尖椒产量为3 760 kg/亩，试验棚的为4 316 kg/亩，比对照棚增产14.79%。试验后，土壤有机质质量分数从试验前的1.33%提高至1.42%，全氮质量分数从0.81 g/kg提高至0.85 g/kg，全磷质量分数从13.5 mg/kg提高至15.3 mg/kg，土壤pH从7.9降至7.7，说明骨钙粉型生物有机肥有一定的改良土壤的效果。

3.6 黄芪

(1) 试验概况

2021年，在内蒙古包头市固阳县怀塑镇广义成村蒙芪王农业专业合作社进行了黄芪应用骨钙粉型生物有机肥的肥效试验，共设2个示范区。骨钙粉型生物有机肥示范区施用骨钙粉型生物有机肥600 kg/亩，追施含腐殖酸水溶肥3次，用量15 L/(亩·次)；传统施肥区施用复合肥(12-19-14)25 kg/亩，追施含腐殖酸水溶肥3次，用量15 L/(亩·次)。

(2) 试验结果

经联合实地测产，传统施肥区亩产鲜黄芪774 kg，骨钙粉型生物有机肥示范区亩产鲜黄芪1 108 kg，增产幅度为43.2%。田间调查证明，骨钙粉型生物有机肥处理的黄芪出苗率、成苗率较高，长势强壮，增产幅度较大。除去肥料成本，骨钙粉型生物有机肥示范区比传统施肥区纯经济效益增加1 368元/亩。

ckwx 参考文献

全国农业技术推广服务中心. 中国有机肥料资源[M]. 北京: 中国农业出版社, 1999.

SONG W, STEINER H Y, ZHANG L, et al. Cloning of a second Arabidopsis peptide transport gene[J]. Plant Physiol, 1996, 110: 171-178. doi:10.1104/pp.110.1.171

陈绍荣, 邵建华, 王富荣, 等. 骨钙粉型生物有机肥在猕猴桃生产中的应用试验初报[J]. 肥料与健康, 2020, 47(6): 31-34.

邵建华, 王富荣, 王娇, 等. 骨钙粉型生物有机肥对番茄生长发育影响的试验初报[J]. 肥料与健康, 2022, 49 (4): 14-17.

陈绍荣, 邵建华, 王富荣, 等. 骨钙粉型生物有机肥在甜瓜生产中的应用[J]. 肥料与健康, 2022, 49(2): 23-25.