摘要：近年來設施農業發展迅速，設施栽培面積和總產量均居世界首位，已成為優勢產業。雖然設施農業在數量不斷增加，但是其產業內部長期積累的生態環境問題也日益嚴重。本文介紹國外堆肥茶液體肥料的定義、成分、功能作用、制備工藝、商業化制備裝備以及應用方式，探討在設施園藝中推廣應用堆肥茶技術的意義、存在的問題，提出應加強堆肥茶液體肥料的基礎研究，研發先進適用的制備工藝和裝備，結合堆肥茶的理化特點、生物功效，積極示范推廣基于堆肥茶液體肥料的設施園藝創新栽培方式和科學管理策略，促進設施農業可持續性發展。

　　關鍵詞：堆肥茶；液體肥料；設施農業；有機設施園藝；無土栽培

　　0引言

　　近年來，設施蔬菜發展迅速，其產量占到蔬菜總產量的34%以上，為蔬菜周年均衡供應提供了重要保障。但是由于設施蔬菜周年生產，產量高，化肥施用量大，偏施氮肥等現象嚴重，導致設施農業土壤板結、次生鹽漬化、酸化、養分失衡等問題突出[1]，需要創新種植方式、科學施肥、合理輪作、加強田間管理等設施農業土壤改良對策研究[2]。農業農村部印發《開展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》要求，以果菜茶生產為重點，實施有機肥替代化肥政策方針。因此，加強設施蔬菜開展有機肥替代化肥的應用關鍵技術研究，對農業綠色發展有著重要的意義[3-5]。本文將介紹國外堆肥茶發展現狀及對設施農業的啟示。

　　1堆肥茶的定義、成分及其功能作用

　　堆肥茶（Composttea），是將堆制腐熟后有機物再經發酵浸提后所獲得的一種液肥肥料。它就像一袋茶葉在熱水中浸泡出富含有機物質的營養液體[6]，如圖1所示。研究發現，這種有機物質的營養液體中不僅含有作物生長所需的元素而且還含有一些有益的微生物及次生代謝產物，比如：螯合鐵、類激素、抗生素以及腐殖酸等物質[7]。灌溉施用堆肥茶可以改善土壤理化性質、保水性、排水性、pH、保持良好的土壤微生物環境，還可以減少農藥和化肥對生態系統的負面影響，而且用堆肥茶灌溉可以促進養分礦化，促進植物固氮以及促進植物產生激素等。大量的文獻業已證明，堆肥茶在秋葵[8]、草莓[9]、番茄[10]、草藥[11]、橙子[12]、甘藍[13]、豇豆[14]、小白菜[15]、萵苣、大豆和甜玉米[16]種植等方面具有優勢。堆肥茶的功能作用主要集中在兩個方面：一是能促生長和防病[8-10]；二是提高農產品的口感、風味和營養價值[17]。

　　2國外堆肥茶的制備工藝及裝備現狀

　　國外對堆肥茶的研究利用始于20世紀60年代，目前已經形成了較成熟的產品制備和應用推廣技術。總結國外堆肥茶的制備工藝主要有2種[18]：一種是充氣式堆肥茶，它是將腐熟的有機肥與水按照一定的比例混合，在間斷性攪拌或通氧氣的條件下浸提數小時或數天后過濾而成，其特點是提取時間短，但需要消耗能源；另一種則是非充氣式厭氧堆肥茶，它是將腐熟的有機肥料加入到一定比例的水中浸提數周過濾而成，中間無需攪拌或者通氧氣，其特點是提取時間較長，但無需消耗能源。

　　兩種工藝的堆肥茶至今還未有統一的生產標準和產品標準[19]，主要原因是影響堆肥茶的理化性質和生物功效因素較多，包括堆肥原料的選擇、堆肥原料的腐熟程度、堆肥與水的稀釋比、營養補充劑、微生物添加劑、發酵方式、發酵設備，發酵時間、發酵溫度、pH，以及所施用的作物品種和施用方式[20,21]。需要指出的是，這兩種工藝都需要嚴格控制營養補充劑的添加時機和添加量，因為在開放式環境下生物發酵制備堆肥茶，營養添加劑會滋生人類致病的病原體，比如腸道大腸桿菌O157∶H7、沙門氏菌和糞便大腸桿菌等，這些病原體的滋生會極大的影響消費者對食品安全的擔憂[20,22]。

　　3堆肥茶在國外農業中的應用方式

　　早在20世紀20年代，歐洲的園丁們就開始使用堆肥茶浸種、噴灑葉面和灌溉土壤來提高植物的防治猝倒病能力和增加土壤肥力[28]。直到20世紀80年代中期，美國一些科學家才開始對堆肥茶的促生防疫作用進行研究，但是由于植物的種植方式不同，所處的氣候環境不同，不同季節、不同地域含有不同種類的微生物，堆肥茶中的微生物種類也可能完全不同，導致應用結果差異加大?，F有的研究結果表明，在某些情況下，施用堆肥茶可以抑制植物病害，如白粉病、霜霉菌、草莓灰霉病、馬鈴薯晚疫病、毛茛蟲災、番茄枯萎病、草坪病害等，而在其他有些情況下，施用堆肥茶對疾病的抑制不起作用或者相反增加了病情等[23]。Scheuerell認為，為了提高堆肥茶的抑菌效果，需要進一步了解病原菌的生物學特性，還有植物病原菌顯示拮抗特性的有益微生物的生長，繁殖、生存和感染病原菌的條件[20]。

　　目前，堆肥茶在農業中的應用方式通常為葉面噴灑和土壤灌溉。葉面施用通常借助噴霧器和噴霧佐劑使其均勻噴灑在葉表面，此種方式可改變葉面生物組成，為葉面提供大量有益的微生物和養分；該方式見效快，可以避免因鹽分過高而引起的燒苗問題，并且可減少植物感染病原體的風險[29]。土壤灌溉一般通過過濾系統、灌溉系統施用，比如水肥一體化裝備，此種方式堆肥茶被直接施入植物根區，為植物根系、土壤或者基質提供大量有益的微生物和養分；該方式見效也比較快，但需要避免因鹽分過高而引起的燒苗問題[30]。兩種方式均發現堆肥茶可以促進植株根系快速生長，提高植株營養品質及產量[31]。鑒于堆肥茶可以應用于水肥一體化裝備，近年來國外研究者開始將堆肥茶應用于設施農業有機種植系統中。如Zaccardelli通過2年的溫室辣椒試驗評估堆肥茶在提高作物產量性能方面具有有效性，每年產量較傳統種植增加16.3％以上[32]；Kacira將堆肥茶應用在溫室無土栽培上，發現與無機營養液相比，兩者產量無顯著性差異，并且發現堆肥茶栽培的一些生菜品種，其花青素含量明顯高于無機營養液栽培[33]。

　　4發展堆肥茶技術的意義及存在的問題

　　過去30多年，歐美等發達在化肥用量零增長（如美國）乃至負增長（如歐盟）的情況下，實現了作物的持續增產，其重要原因之一是加強了對有機肥料資源研究利用。我國建國之初，農業生產幾乎100%依賴有機肥，極少用化肥，但到上世紀80年代，有機肥提供的養分比例下降到50%，當前只有不到30%，農業生產主要依賴化肥[34]。由于對植物全營養概念和平衡施肥認識、宣傳和引導不夠，盲目發展高濃度化肥，造成了氮磷鉀化肥一家“獨大”和供過于求的局面。2018年全國化肥實物年消費量達5152.3萬t（折純）以上，單位耕地面積的化肥施用量更是世界平均水平的3倍多[35]。尤其是在設施農業生產中，由于長期連作重茬和高負荷使用，使得設施農業土壤養分處于極為匱乏和極不平衡狀態，使得土壤中微生物群群落結構失衡加大，病原菌數量劇增，土傳病害發生日趨嚴重，已經嚴重制約設施農業的進一步發展，農戶亟需一種集“藥效、肥效”于一體，安全、高效、無污染的藥肥產品[36]。我國有機肥資源量大（每年含有的氮磷鉀養分量超過6000萬t，與目前的化肥用量相當）、面廣（畜禽養殖、食品工業、秸稈等），但利用率不高（綜合利用率只有50%左右），造成資源浪費和環境問題突出[37]。加強有機肥資源高效利用，推動化肥減量、有機替代，已經成為倡議[38]。

　　5結論與建議

　　農業的發展關系食品安全、資源利用和生態平衡。在設施農業中開展廢棄物就地資源化處理和有機作物可持續性生產，實現高科技環境控制和低成本運行的溫室系統越來越受到關注。堆肥茶技術將固體有機肥轉化適用于水肥一體化的生物有機液肥具有重大的經濟、社會和環境效益。因此，在借鑒上述國外先進經驗基礎上，需要創新技術推動設施園藝栽培方式進步，需要改變資源利用思維推動有機設施園藝的可持續發展，重點開展以下工作：

　　1）進一步加強堆肥茶液體肥料的理論基礎和應用實踐研究，形成和行業部門的管理法案、標準和實踐指南的依據。液體肥料是當前世界化肥工業發展的趨勢，越來越受到各國的普遍關注。堆肥茶是有機肥的二次生物發酵產品，目前國內外還沒有相應的技術和產品標準。由于農業是系統工程，涉及到方方面面，如何合理評估其功效和生物安全性需要大量的基礎研究支持。借鑒國外經驗，首先應選取單一可控環境開展堆肥茶相關基礎研究，比如設施農業無土栽培，確保堆肥茶的增效功能明確、風險可控；其次，在此基礎上，對堆肥茶制備和施用過程中的營養元素、活性物質、功能微生物進行評估，分析其與作物增效防疫的關聯性；最后建立基于堆肥茶養分釋放、增效防疫的“肥-菌-根”時空耦合理論。

　　2）進一步加強堆肥茶液體肥料的先進適用制備裝備開發，提高有機設施農業生產效率，轉變人們對設施農業無法高效使用有機肥的觀念。堆肥茶是一種優良的液體肥料和生防劑。當前現代農業的主要挑戰是既要增加產量，又要減少化肥和農藥。因此，首先應加強堆肥茶裝備的開發，彌補人力不足；其次要制定腐熟原料使用標準，優化堆肥茶制備工藝，建立不同堆肥茶適用的作用品種和施用方法；最后為農戶提供成套的堆肥茶技術解決方案。

　　3）進一步加強堆肥茶液體肥料的技術集成示范和推廣應用，引導社會各層全方位參與，加快農業科研成果轉化。科研成果轉化是否成功，關鍵在于是否遵循市場規則和匹配消費需求。堆肥茶液體肥料生產的農產品需要滿足市場上無公害、綠色，甚至是有機農產品規則要求，需要獲得消費者的信任。借鑒國外經驗，首先需要建立基于堆肥茶生產和應用的良好農業規范；其次創新設施園藝栽培方式，將堆肥茶技術納入溫室園藝健康種植管理策略；最后補貼應用堆肥茶技術的設施農業種植者，鼓勵通過堆肥茶技術提高設施農業有機物循環利用，減少化肥用量、保護環境。

　　參考文獻

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　　劉霓紅1，熊征2※，蔣先平1，程俊峰1，李惠玲1，魏楚偉1