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【台湾农技】有机液肥制作与应用
一、前言
       农业生产是人类生存的必要方法,但土地的长期利用,常导致地力的衰退。要增进地力的最佳方法之一,就是要提高土壤有机质含量,因为土壤有机质的含量是土壤地力的重要指标,而有机废弃物利用是增进土壤有机质含量的重要方法,也是农业永续经营的重要条件。有机液肥依制造过程的不同,可分为淋洗液肥、萃取液肥及发酵液肥。淋洗液肥是堆肥资材在堆肥过程中阶段性的淋洗取出液,由于其成份不稳定,利用性较差;萃取液肥则是腐熟的堆肥经水萃取后所得到者,如堆肥液、发酵工业废液,所含养分较稳定且病原菌较少,利用性较高;发酵液肥是将不同有机质材料依一定比例与水混合,进行液态发酵一段时间后之液体肥料。有机液肥常被有机农业农民所使用于养分补充的液体肥料,它在病害防治与土壤肥力增进也逐渐受到国内外专家学者与从事有机农业农民的重视。在有机农耕的作法下,堆肥为主要的有机质肥料,各不同堆肥材料,如发酵工业的废弃物、造纸工业废弃物等,由于堆肥种类的不同,矿化程度也不尽相同,故释放养分供作物利用的时期很难掌握,往往不能适时满足作物养分的需求。有机液肥由于含有大量水分与有效养分,其施用较固态堆肥更易被作物吸收利用。液肥不仅具有固态堆肥的功效,且迅速提供作物营养,增加土壤生物活性,又可降低堆肥施用量,节省操作劳力。另外,液肥含许多有益微生物,喷施于叶面后,形成防护膜,可避免病虫害侵袭,而微生物释放的二氧化碳,可增进叶片光合作用,对作物生长有利。

二、液态有机质肥料的优缺点
1、优点

  • 液态有机质肥料可供有机农业施用,以增加作物养分来源;

  • 均匀分布及肥效迅速液态有机质肥料的稀释液,施用后可均匀分布在叶面及土壤中,并可直接与作物的叶及根部接触,有直接吸收的功效,虽其养分总量较低,但肥效较快,故可提高作物产量及品质(表一);

  • 液态有机质肥料的浓度及养分比例可以依不同有机资材之比例调整液态有机质肥料的养分浓度及营养比例可依不同需要作配方调整,尤其对于特殊土壤及特殊施用期之应用(表二、三),在浓度的稀释也可做不同需要量的调整,一般而言,稀释倍数愈大浓度愈低;

  • 液肥可利用于土壤深施多年生作物或果树的根系深入土层中,一般固体肥料撒施不易深入土层,以液肥撒施或深施灌注,可达到深层土壤肥力的改良(图1、2);

  • 液肥制造过程较简便液肥不需经结晶、造粒、干燥、冷却、包装等过程,可降低生产成本,又因液肥为非粉末状,故可减少施用时所造成飞散粉末之公害;

  • 利用机械施肥或直接施用都甚容易,并可减少施肥经费。

表一、固态与液态有机肥化学成分分析

表二、液态有机质肥料之有机质原料所含成分含量之参考值

表三、液态有机质肥料之无机质原料主成分含量 (%) 之参考值

2、缺点
  • 液肥中含有之养分总量较低,供应总量及时限较短,需多次施用。

  • 液肥是水剂,在缺水、水源距离很远、使用设备受到限制的状况下,不易施用。

  • 大面积施用需投资较多的设备费用,如灌施管线、喷灌设备或曳引施肥机等。

  • 液态有机质肥料若施用浓度不当,易发生肥伤之问题。

  • 液肥中含有之养分容易结合沉淀或元素间之拮抗作用(杨,2004),将影响作物吸收养分之效果。
①有机洋香瓜液肥补充
②果树可埋设塑胶管(桶)灌注

三、制作有机液肥资材种类与成分
       有机液肥如同化学肥料与有机质肥料般,因制作资材不同,故成分有异,作物适用时期亦不同,建议制作时要先了解使用资材成分与特性(表二及三,图3、4及5),并需记录使用资材种类、使用量及来源等。
③不同有机资材之成分有异      ④蛭石粉含丰富的镁      ⑤有机质肥料亦可当液肥原料

四、有机液肥制作及使用方法
       液肥于有机农业之作物养分供需,是要解决当作物瞬间亟需要某种养分时的供应。有机液肥的研发系依照资材的成份,经简易的发酵过程制造而成,从事有机农业的农民也可自行制造,但因资材种类与制造法的不同,其功效就会不同,涉及内容广且复杂,仅就常见几种有机液肥,如高氮质液肥、高磷质液肥与高钾质液肥,其资材与制造方法简述如下(简等,2006)。

1、 液肥种类
  • 高氮质液肥材料清水100公升,豆粉6公斤(豆粉可改用菜子粕、花生粕等其他油粕类或过期牛奶、鸡蛋等数量调整),米糠6公斤,骨粉或海鸟粪1公斤,海草粉2公斤(或棕榈灰、草木灰),黑糖或糖蜜12公斤,有益微生物2公升。

  • 高磷质液肥材料清水100公升,米糠3公斤,骨粉或海鸟粪6公斤,海草粉2公斤,黑糖或糖蜜12公斤,有益微生物2公升。

  • 高钾质液肥材料清水100公升,米糠6公斤,骨粉或海鸟粪3公斤,海草粉6公斤(海草粉可改用棕榈灰或草木灰),黑糖或糖蜜12公斤,有益微生物2公升。

2、制造方法
       有机液肥的生产设备可依不同设计而异,以具曝气或搅拌功能之发酵桶槽为主体,准备塑胶桶一个,将清水及全部材料倒入桶中后,每天早晚各搅拌一次或予以定时搅拌与通气,每次约3~5分钟(图6、7、8及9)。为求加速生产及除臭等功能,可添加有益微生物,加入的菌种需依有机资材之不同而调整,以利发酵及控制产品特有的功能(图10)。
⑥人工搅拌   ⑦搅拌机搅拌   ⑧搅拌并通气         ⑨简易液肥室      ⑩可添加有益微生物以提升液肥品质

3、生产步骤及时程
       有机液肥的生产步骤中,添加之原料依需求及成本,而定其种类、数量及浓度,其中浓度需注意渗透压(图11),不宜高于微生物发酵之容忍度,否则微生物无法发挥分解之功能(图12),且易产生异味,若发酵正常则有乳酸气味,有些微生物则会有菌丝产生(图13)。生产的时间长短,依发酵温度、曝气量、微生物之数量、碳源及能源而定,一般约10~20天之间即可完成。
测量液肥导电度以瞭解养分浓度
浓度过高易发臭与长蛆
液肥製作过程会有菌丝产生

4、使用方法与时机
通常喷洒叶面用稀释100~200倍(先过滤),灌土用稀释30~50倍。
  • 高氮液肥使用法适于各种作物生长初中期使用,以促进营养生长或果实生长,也可于果树採收后做礼肥使用,喷叶用稀释100倍(先过滤),灌土者不必过滤,加水稀释30~50倍后,以马达抽取灌施。

  • 高磷钾液肥使用法适于作物之生殖生长期,以供应作物足量磷及钾成分。2~4月间长期阴雨,日照少,或因氮素太多而花芽分化不良之果树或果菜类,每隔4~5日连续喷施或灌施于土壤2次以上,在结果中后期灌施于土壤,以提高果实糖度。如将高氮与高磷钾配方之有机液肥等量混合,则可提供氮磷钾均衡之肥料成分;此可应用在瓜果类开花后,兼顾持续茎叶生长与花期生殖生长之特性。


五、有机液肥的应用要领

       有机液肥的施用要领与固态肥料类似,但需注意下列事项:

1、注意有机资材之腐熟度

       液态有机资材不能含有大量之可分解碳源,否则施用易引起土壤之优养化,产生大量微生物繁殖,而导致作物生长障碍之问题。


2、注意稀释的倍数

       液体原液浓度甚高时,直接施用到作物上会引起伤害,一般都需要稀释使用,喷施叶面及全株的浓度一定要注意。


3、注意土壤特性

       施肥的效果受到土壤的理化性质影响,土壤中有不良限制因子时,应先排除,才能提高肥效;例如土壤硷性高时,施入的铵态氮肥易挥散损失;酸性土壤固定磷肥能力甚强,施入的磷非常容易被固定;又如粗质地的土壤,如砂质土壤肥料的流失较大。


4、注意施肥的平衡

       肥料施用应注意养分之平衡,不宜偏向过量施用单质液态肥料,尤其含过多的氮,对有些作物有不良的影响,注意主要营养元素成分的含量,也要注意副成分的含量。


5、注意稀释水特性

       液肥的稀释水也要注意,如都市废水含有高含量的杂质,容易使肥料的结合呈不溶性物质,或可能形成沉淀物,影响肥效;又若使用自来水,通常会建议先行曝气()以降低氯离子对微生物所造成的影响。


6、注意施用时期

       液肥常是速效性肥料,开花期不宜施用含氮过高的液肥,在盛花期更需避免,否则易引起落花落果。生长旺盛期需要较多的肥料,但若浓度过高的液肥,灌注作物根部易引起肥伤,也需特别注意。


7、注意储存时间

       有机液肥完熟后,最好储放在阳光无法直射且较阴凉之处,在23个月内使用完毕为宜。


六、液态有机质肥料的品质鉴定

       产品品质鉴定项目包括臭味、pH值、EC值、有机质含量、养分含量、种子生物分析等,分别说明如下(杨,2004):

  • 臭味:臭味是产品品质的重要指标,有臭味表示有挥发成分之散失,如氨(氮肥、有机氮化合物)、硫化物(硫化氢、有机硫化合物)、醛类、酸类、醇类等,尤其在无通气环境或未接种有益微生物下,最易产生发臭的液态有机质肥料。


  • pH值:原液之pH值在4.0以上,9.0以下为佳。


  • EC值:EC值是盐分的重要指标,EC值愈高则稀释要愈多倍。

  • 有机质及有机氮含量:有机质及有机氮含量是添加有机质氮多寡的重要指标,有机氮愈高,则表示添加有机质之氮多,需经微生物分解,才能被作物吸收利用。

  • 养分含量:氮(全氮、铵态氮、硝酸态氮)、全磷酐、全氧化钾等养分含量愈高,则表示营养分供应量愈多。


  • 液肥完熟程度,除可用外观(气泡减少及颜色变暗褐黑色)、气味(臭味降低及产生微酸或酱油味)判断外,另可以种子发芽率来检验(14),种子发芽率至少要高于80%
有机液肥之发芽率观察


七、结论

       农委会农业试验改良场(所)已有教导农民如何自行制造液肥,如教导农民将田间杂草及作物残株直接制成,或另外添加少量油粕、米糠及黑糖等,使其发酵后制成天然液体肥料,另外也有研究利用果菜市场的蔬菜残叶、制糖后的糖蜜等副产品,及微生物水解虾壳蛋白质分离几丁质后的废液等,进行液肥制作的方法。液态肥料有别于传统之化学肥料及有机质肥料,可较迅速提供植物养分、提高作物抗病性、改善土壤理化性质及提升品质等功效,如能搭配于传统作物栽培管理,减少农药及化学肥料之使用,对于土壤之永续经营将可提供很大的帮助,特别是从事有机栽培的农民,若选用合格的液肥资材,适时适量使用将可提升有机农产品之品质及增加产量。


参考文献

  • 王钟和、林毓雯、丘丽蓉。1999。从作物营养需求特性谈有机质肥料施用要领。有机质肥料应用技术研讨会专刊;第44~59页。行政院农业委员会农业试验所编印。
  • 杨秋忠。2004。液态有机资材之生产及应用。国际有机资材认证及应用研讨会。第143~152页。财团法人全方位农业振兴基金会编印。
  • 林财旺。1999。禽畜粪堆肥之製作。堆肥製作技术;第107~142页。行政院农业委员会农业试验所编印。
  • 林鸿泣。1999。堆肥製作原理。堆肥製作技术;第49~58页。行政院农业委员会农业试验所编印。
  • 林鸿泣、张明晖、黄维廷。1999。不同堆肥之特性。堆肥製作技术;第143~154页。行政院农业委员会农业试验所编印。
  • 林晋卿、黄瑞彰、林经伟。2002。堆肥品质及其应用于介质之调製。台南区农业专讯第40期:6~11页。简宣裕。
  • 1999。製造堆肥时材料的碳氮比及水分含量之调整。堆肥製作技术;第73~82页。行政院农业委员会农业试验所编印。
  • 简宣裕,江志峰,张明晖,郑金满,林美娟,陈怡甄。2006。有机液肥之製作与应用。丰年,56(23):50-55。
  • 林启灿,2006,利用厨馀、馊水及堆肥製作液体肥料技术之研究,中华民国环境工程学会2006废水处理研讨会。
  • 陈文钦、陈文卿、萧丞展、胡逸鑫、魏武乡。2008。厨馀破碎液转製液肥之最佳生物反应条件探讨。环境污染控制与评估研讨会论文集。

附录

       肥料品目及规格(中华民国10243日农粮字第1021052627号公告)可至行政院农业委员会农粮署网页查询。http://www.afa.gov.tw/laws_index.asp?CatID=228

(一)、液态杂项有机质肥料(品目编号5-14)

1.适用范围:利用各种有机质材料,得添加水、化学肥料或矿物,经醱酵作用,混合调配而製成者。

2.性状:液态。

3.成分:3.1主成分:3.1.1全氮、全磷酐及全氧化钾合计量应在1.0%以上。3.1.2全氮、全磷酐、全氧化钾个别含量0.1%以上,得登记之。3.1.3登记含硼者,水溶性硼应在0.02%以上。3.1.4水溶性氧化钙1.0%以上;水溶性氧化镁1.0%以上;水溶性锰0.50%以上,得登记之。3.1.5有机质含量应在全氮、全磷酐及全氧化钾合计量以上,并应登记之。3.2有害成分:砷不得超过10.0mg/kg,镉不得超过0.6mg/kg,铬不得超过30mg/kg,铜不得超过20mg/kg,汞不得超过0.2mg/kg,镍不得超过10.0mg/kg,铅不得超过30mg/kg,锌不得超过160mg/kg

4.限制事项:4.1不得混入污泥或厨馀。林晋卿、黄瑞彰、林经伟。2002。堆肥品质及其应用于介质之调製。台南区农业专讯第40期:611页。简宣裕。1999。製造堆肥时材料的碳氮比及水分含量之调整。堆肥製作技术;第7382页。行政院农业委员会农业试验所编印。简宣裕,江志峰,张明晖,郑金满,林美娟,陈怡甄。2006。有机液肥之製作与应用。丰年,56(23):50-55。林启灿,2006,利用厨馀、馊水及堆肥製作液体肥料技术之研究,中华民国环境工程学会2006废水处理研讨会。陈文钦、陈文卿、萧丞展、胡逸鑫、魏武乡。2008。厨馀破碎液转製液肥之最佳生物反应条件探讨。环境污染控制与评估研讨会论文集。11│有机液肥製作与应用│4.2不得混入非属「肥料登记证申请及核发办法」第5条第3项规定之事业废弃物。4.3原液之pH4.0以上,9.0以下,并应标示pH值。4.4钠不得超过2.0%,且钠不得超过全氮、全磷酐及全氧化钾合计量。4.5登记含硼者,应于肥料包装标示注明『超量施用有毒害,请依肥料使用方法及使用量施用』之警语。

5.检验项目:5.1应检验项目:5.1.1全氮、全磷酐、全氧化钾、有机质、砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅、锌、pH值、钠。5.1.2登记含硼者:水溶性硼。5.2得检验项目:水溶性氧化钙、水溶性氧化镁、水溶性锰。

 

(二)、液态有机质肥料(品目编号5-15)

1.适用范围:利用各种动物、植物之有机质材料,添加水,经醱酵作用,混合调配而製成者。

2.性状:液态。

3.成分:3.1主成分:3.1.1全氮、全磷酐及全氧化钾合计量应在1.0%以上,10.0%以下。3.1.2全氮、全磷酐、全氧化钾个别含量0.1%以上,得登记之。3.1.3有机质含量应在全氮、全磷酐及全氧化钾合计量以上,并应登记之。3.2有害成分:砷不得超过10.0mg/kg,镉不得超过0.6mg/kg,铬不得超过30mg/kg,铜不得超过20mg/kg,汞不得超过0.2mg/kg,镍不得超过10.0mg/kg,铅不得超过30mg/kg,锌不得超过160mg/kg

4.限制事项:4.1不得混入化学肥料、矿物、防腐剂、污泥、厨馀等物料或经化学处理之残渣。4.2不得混入非属「肥料登记证申请及核发办法」第5条第3项规定之事业废弃物。4.3原液之pH4.0以上,9.0以下,并应标示pH值。4.4钠不得超过2.0%,氯不得超过3.0%,且钠和氯合计量不得超过全氮、全磷酐及全氧化钾合计量。

5.应检验项目:全氮、全磷酐、全氧化钾、有机质、砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅、锌、pH值、钠、氯。



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