藥肥一體化技術打破了化肥和農藥的界限,實現了兩者的無縫對接。這是近年來農資領域最熱的話題之一。
傳統藥肥系在復混肥中添加農藥而成,對此,中國農科院研究員劉立新提出了一條全新的技術路徑:通過打開植物次生代謝,并增加必要的植物營養,從而大幅提高作物抗逆性,由此實現藥肥一體的目標。新型藥肥一體化技術未來將在無公害、綠色和有機食品生產中具有廣闊前景。
藥肥一體新解:藥食同源
劉立新介紹,從技術構成看,現行的藥肥一體化技術大體包括四種模式。
一是在復混肥中添加化學農藥,這是最簡單的技術路線,它的最大優點是省工,但這類產品有可能引發污染超標。
二是通過選育適當的微生物菌種,同時達到植物保護和提供微生物營養的目標。這類產品沒有污染,兼具植物保護和提供部分植物營養雙重功能,很有發展前途。
三是經微生物藥肥與化肥合理搭配而成的新型產品,該技術簡便易行,值得深入研究。
四是利用植物次生代謝產生化感物質,實現農產品生產高產、優質、高效的技術路線,簡稱藥食同源平衡施肥法。
劉立新認為,上述第四種模式可上溯至中國傳統哲學中的藥食同源理論。在人類食譜上,很多食物都兼具食品和藥品雙重功用,比如為人所熟知的藥膳即是明證。據此,植物營養也應是藥食同源的,給農作物提供的營養應當可以達到“藥”“食”兼顧,即用肥料(養分)同時解決植保(藥)問題。
事實上,諸多研究也佐證了這一點。比如,1882年發明的殺蟲劑波爾多液就是一種沒有毒性的農藥,其所含成分均系營養元素。而劉立新在研究中也發現諸多證據,比如他曾證明了濃度在0.5%~2.0%的化肥溶液能夠殺死小麥銹病孢子。
新技術的鑰匙:次生代謝
植物養分緣何能成為殺蟲抗病的“農藥”?
劉立新研究發現,揭開這個秘密的鑰匙就在植物的次生代謝上:作物的生命過程分為基本代謝和次生代謝,后者的重要作用在于產生功能性物質,而這些物質的多寡決定了植物抗逆性的高低和強弱。
問題是如何打開植物次生代謝之門?與蓖麻、煙草、罌粟等致幻性作物不同,絕大多數栽培作物的次生代謝基因是沉默的,必須進行誘導和脅迫。因而,激發這些潛在基因的活性就成為實現藥食同源的關鍵。
劉立新進一步研究發現,作物次生代謝與兩個要素密切相關:一是必要條件,即必要的脅迫以保證開啟作物的次生代謝;二是充分條件,即必須的養分以保證次生代謝的充分進行。
在多年潛心實驗基礎上,劉立新提出了三條打開作物次生代謝的手段:天災、人為、有益微生物鉆個洞。
一是在發生自然災害時,作物的次生代謝會在環境脅迫下自動打開,無須誘導;二是通過農藝措施,比如中耕、移栽等來脅迫開啟次生代謝;三是應用現代手段激活次生代謝,比如微生物藥肥拌種、浸種等措施,就是通過有益微生物在植物體內鉆孔,脅迫次生代謝開啟。
劉立新認為,人類保護植物的歷史不過100多年,在此前漫長的植物生命史中,植物都是依靠自身存活下來的。我們有理由相信,植物具備自我生存繁衍的基因,我們所要做的就是喚醒這些沉默的基因。
新理念實踐:藥食同源施肥法
如同前述,開啟植物次生代謝途徑的必要條件是脅迫,而維持次生代謝運轉的充分條件是施用中微量營養元素。沿著這樣的思路,劉立新提出了藥食同源平衡施肥法。
劉立新認為,如果確認次生代謝已打開,可遵循平衡施肥的兩大原則,即“缺什么補什么、拮抗什么補什么”,通過增施養分達到提高作物抗逆性的目的。
如果次生代謝沒有開啟,可以實行套餐施肥技術,利用微生物技術處理種子,或采用育苗插秧、育苗移栽、中耕除草等傳統農業技術,再結合施用中微量營養元素,從而打開作物次生代謝,并強化次生代謝的產物,實現提高抗逆性的目的。
在這套技術中,劉立新特別強調中微量營養元素的供給。他解釋說,植物次生代謝過程中必須有變價的中微量營養元素參與,否則,這一過程無法進行。
此外,要保證施肥效果,還必須對土壤進行改良,核心是要形成團粒結構,而這同樣需要富含中微量元素營養物質的參與。
劉立新說,正是基于此,許多富含中微量元素的產品表現出藥和肥雙重特性。“比如,賽眾土壤調理劑就曾被專家贊譽‘不是肥料勝是肥料,不是農藥勝似農藥’。”
在劉立新看來,新型藥肥技術將在有效降低化肥農藥用量的同時,實現產量和品質雙提升。次生代謝的產物不僅是功能性物質,也是風味性物質,這兩者是平行的。故此,新型的藥肥一體化理念和技術有望為中國有機農業開辟一條新道路。據介紹,在山西省新絳縣,當地采用該施肥技術的一畝大棚曾創下年生產23000公斤有機西紅柿的紀錄。