印多尔工艺的实际应用——甘蔗

甘蔗的废弃物组成变化很大。在传统农业中，所有的甘蔗渣都被焚烧用于蒸糖汁，除了上面这些，还包括工厂产生的一些废弃物如滤饼、一些未燃烧的甘蔗渣、酒精生产后的蒸馏废水。不管哪种情形，主要废物就是甘蔗残渣，而且其结构和化学组成决定了它很难转化为腐殖质。

在化学肥料到来之前，甘蔗园里保留动物是一个传统，例如饲养驴、牛用来运输和耕作。这些动物圈舍中垫着甘蔗渣，就会产生一种粗糙的农家肥料，在西印度叫做圈肥。在化学肥料引进后不久，这种圈肥的价值开始基于化学分析重新被评估。

拿圈肥的氮、磷、钾生产成本与相同数量的化学肥料的这些元素进行比较，结果是化学肥料很快就开始代替了圈肥，这些动物开始被认为是昂贵的奢侈品，拖拉机和卡车解决了这个问题。既然可以采用廉价的机器和进口燃料，那还需要这些靠土地饲养的昂贵的驴和牛干吗？大量非常清晰的证据表明其间利弊，这样放弃动物和圈肥就自然伴随而来。这种错误的质疑在农业领域已很普遍。

甘蔗对这种肥料的变化反应很有趣。两件事情发生了：①昆虫和真菌疾病增加了；②甘蔗品种有明显退化的趋势。随着甘蔗种苗的出现这些困难也不断被遇到。与这种大型甘蔗形成明显对照的是印度北部甘蔗种植的例子。在那里甘蔗田只使用牛粪，生产中没有出现这些病害，，甘蔗品种也没退化。联合省的当地甘蔗品种在没有真菌学家，昆虫学家或植物育种家的帮助下已经种植了20个世纪。

为什么一个甘蔗品种会退化以及为什么会得病？甘蔗属于无性扦插繁殖，在印度当甘蔗在自然养分下长出新芽时，其品种性状表现是永久的。然而在甘蔗种植园，当甘蔗新芽在施用化学肥料下萌发时，其品种是短命的。对这种区别一定可以找到一些简单的解释。

在化学肥料出现和新甘蔗种苗被发现之前，早期的甘蔗园究竟发生了什么？例如在西印度，直到19世纪的最后十年里波宝实际上是大家使用的唯一的一个品种。这一老的品种几乎没有病害也没有退化的趋势。因此印度联合省种植者的经验就是不断在甘蔗地重复种植这一品种。

对于甘蔗品种退化的最简单的解释是化学肥料不适合甘蔗以及导致初期的营养不良。这样碳水化合物和蛋白质的合成会表现得差一些，结果是甘蔗的每一代产出都比平均产量低一些。这一过程最终会导致甘蔗生长活力的明显丧失以及不能抵抗生病菌的侵袭。换句话说，这一品种将要退化掉。

如果可以证明甘蔗是一种菌根形成者并且以两种方式被滋养：①绿色叶片中合成的碳水化合物以及蛋白质；②甘蔗根直接消化真菌体。那么上述假设将可能形成一个基本原则。

在1938——1939年间，我们采集了一些甘蔗根以检验这一观点。材料从印度、路易斯安那州和纳塔尔三个地方获得。在所有的情况下，甘蔗根均呈现出与菌丝有关。从纳塔尔发送来的大量材料，包括使用化学肥料生长的甘蔗、使用腐殖质肥生长的甘蔗和同时使用两种肥料的甘蔗，结果是具有启发性的。腐殖质施用后伴随着大量真菌的建立以及菌体被甘蔗根的快速消化。化学肥料则倾向于或是消除它们间的联系或是阻止真菌被甘蔗根消化。这些结果显示了从圈肥到化肥的变化是甘蔗产生病害的根源，也是甘蔗品种退化的根源。我们正在研究初级营养不良的影响。这种情形在全世界除甘蔗以外的许多作物中都表现非常普遍。

毫无疑问，通过这些观察研究，甘蔗种植的未来政策应该是把甘蔗渣和其他废弃物转变为腐殖质。对甘蔗渣进行堆肥的困难是如何启动发酵，然后保持这种状态。甘蔗叶子有一层防水层不容易吸收水分，再者这种材料含氮量非常低（约0.25%），然而灰分（7.3%）中却含有62%的氧化硅。生产腐殖质的微生物很难利用这种顽固材料。问题是怎样很好的帮助它们：一是使蔗渣吸足水分；二是尽可能提供易发酵的植物物质。糖蜜若有的话可以用来帮助发酵。如果要合成高质量的腐殖质就必须提供充足的粪尿，否则产品会缺少一些生长物质。在提供合理的粪尿以及足够的像绿肥植物这种易发酵物料的情形下，依托蔗渣和糖厂的其他废物没有理由生产不出一流的腐殖质，，甘蔗园也没有理由不能成功的养活自己。从已经完成的工作来看，需要具备的条件应该是清晰的。代蒙德的做法已经显示堆肥前，蔗渣必须要风干一下，风干叶子从开始就需保持一定的温度，只有这样真菌细菌才能发挥更好的作用。从1938年在纳塔尔实施的多个结果表明，滤饼、皮屑和其它废物都能帮助完成这一转化过程。

这些结论很相似，并进一步确认了1935年在印度丹部和瓦德得到的结果。在纳塔尔估计100吨去皮甘蔗渣能产出含氮127千克和含磷73千克的堆肥0吨。

主要的困难是堆肥时必须经常校正蔗渣较高的碳氮比。问题的解决也很简单：怎样用最廉价的方式把各种废弃物收集起来并把成品腐殖质撒到地理。显然这里没有一成不变的步骤，解决问题的正确办法会随着地点而变化，只有在现场的人才能做好这个工作。

未来的甘蔗园很可能要逐步地实现肥料自给，一段时间之后就不用花钱买肥料了。然而，改变现在的施肥方法需要时间，并且起初不会有足够量的优质腐殖质，因为养殖动物的数量太少。

在开始的时候施用少量腐殖质的最佳方式是什么呢？这是一个非常重要的问题。我认为应该致力于作物生长的土壤。从理论角度说，这些甘蔗渣应该在垄沟里发酵，并且在作物生长期的每个阶段都要保持土壤的通气性。垄沟应该给以很好的的耕作，至少在种植前3个月要施入事先准备的新鲜腐殖质。这些甘蔗茎应被看成是种植园最重要的财富，并且应不遗余力地生产出最佳的腐殖质。未成熟的甘蔗是否可以播种应加以研究，可以肯定的是，播种后的甘蔗在有新鲜腐殖质的土壤上生长的要好，每株植株一定要播种好。随着甘蔗园有机质的供应增加，在小块种植地上有良好效果的那些方法就可以扩展到整个甘蔗园。

一项在印度和纳塔尔进行的研究工作使以上所述的可能性变得更为清晰起来。1938年3月代蒙德用下面的话对整个问题进行了精辟的总结：

化肥使用方便，在经济景气的时候很容易购买到，或者在不景气的时候就完全不买；化肥成了与自己邻居间永无止境的交谈话题，也是与供应商争论的源头，化肥是一个良心的责任和诱饵。然而腐殖质意味着更多的劳动，更多的关注，更多运输和麻烦。不过，腐殖质是永久性农业的基础，化肥则是现在和已经消失的明天的政策。