复合微生物肥料之综述.doc

复合微生物肥料综述

摘要: 由于作物生长发育需要多种营养元素，单一菌种、单一功能的微生物肥料已经不能满足现代农业发展的需求，现代微生物肥料不能仅由一种单一的菌种构成，而是趋向于复合微生物肥料。复合微生物肥料把无机营养元素、有机质、微生物菌有机结合于一体，体现无机化学肥料、有机肥料以及微生物肥料的综合效果，是化解土壤板结现象，修复和调理土壤，改进农产品质量，均衡供应作物生长所需的速效氮、磷、钾及多种微量元素，强化土壤微生物区系，持久的发挥作用，具有显著地增产效果，并能提高作物的抗逆性，提高化学肥料利用率，减少江河污染，减少病虫害发生。
关键词：复合微生物肥料 营养元素 有机质 微生物菌 菌种
微生物肥料的生产应用过程中，为了提高施用效果，从实用角度出发，将两种或两种以上的微生物菌或一种微生物菌与其他营养物质复混而成。复合微生物肥料集有机肥、化学肥料和微生物肥料的优点于一体，具有许多不同于其他肥料的特点：克服了过去有机肥误工误时的缺点，施用十分方便；克服了单纯化学肥料造成的土壤理化性质退化和农产品质量下降的缺点。复合微生物肥料在农作物上推广应用，可以提高化学肥料的有效利用率，应用试验表明：用侧孢芽孢杆菌生产的复合微生物肥料连续使用两年以上，土壤中有益放线菌数量增加8.4倍，固氮菌增加39倍，从而达到活化土壤，提高土壤肥力的作用，有益微生物菌的大量繁殖，可以把多年沉积固定在土壤中的化学肥料活化后再一次供农作物吸收利用。同时土壤中侧孢芽孢杆菌数量的增加，对土传真菌性病害以及根结线虫能进行有效生物防治，，从而减少化学农药的使用量，提高农作物的品质和产量以及抗重茬的能力。
近几年来，生物有机肥料、复合微生物肥料的应用日趋广泛，特别是复合微生物肥料迅速崛起，这将使我国肥料行业进入一个崭新时代。
1. 复和微生物菌肥的种类
1.1 两种以上生物菌复合
由两种或两种以上的微生物复合而成。它们可以是同一个微生物菌种，也可以是不同的微生物菌种，如解磷微生物和解钾微生物分别发酵，吸附时混合，以增强其接种效果。应用的前提是所采用的两种或两种以上的微生物之间无拮抗作用，而且必须分别发酵然后混合。总的活菌数和复合的微生物均应保证一定的数量。菌加菌的复合微生物肥料，系由2种或2种以上的微生物复合而成，其目的是为了充分发挥各自的作用而组合的。
1.2 菌与各种营养元素或添加物、增效剂的复合
采用的复配方式为菌加大量元素；菌加一定量的微量元素；菌加一定量的稀土元素；菌加一定量的植物生长激素；甚至有菌加大量元素、微量元素、其他营养、刺激物质等。复配的营养物质除了化学肥料之类以外，常见的还有用畜禽粪便、生活垃圾、河湖污泥作为主要基质的。无论哪一种方式，必须考虑到复合物的量、复和后制剂中的PH和盐浓度对微生物有无抑制或复合本身可能抑制微生物的存活。
2. 复合微生物肥料的功能特点
2.1 活化土壤，提高土壤肥力
复合微生物肥料含有大量有益微生物，能分解有机残体，形成土壤腐殖质，改善土壤结构和理化性状，可将植物不能吸收的物质转化为有效养分，供植物吸收利用。肥料进入土壤后，微生物在有机质、无机营养元素、水分、温度的协助下大量繁殖，减少了有害微生物群体的生存空间，从而增加了土壤有益微生物菌的数量，微生物菌产生大量的有机酸可以把多年沉积在土壤中的磷钾元素部分溶解释放出来供作物再次吸收利用,长期使用后土壤将会变得越来越疏松和肥沃。
2.2 抑制病害，增强抗逆性
复合微生物肥料施入土壤后，放线菌能释放抗生素类物质，有利于消灭病原微生物。有益微生物在植物根系周围形成优势菌群，使病原微生物难以繁殖。复合生物菌可诱导植物的过氧化物酶、多酚氧化酶、葡聚糖酶等参与植物对有害微生物的防御反应。施用复合微生物肥料，作物生长健壮，增强作物的抗病能力。
2.3促进生长，增产增收
复合微生物肥料施入土壤后，有益微生物在土壤中迅速繁殖，会产生多种对作物有益的代谢产物。这些代谢产物可刺激或调控作物生长，使作物健壮，达到增产目的。不仅给作物生长提供所需的NPK和中微量元素外，还能为作物提供有机质和有益微生物活性菌。 除此之外，微生物肥料中的一些菌种还可以分泌一些刺激素维生素等以刺激作物生长，使作物健壮，营养状况得到改善。
2.4 提高品质，改善口感
复合微生物肥料改善作物的营养供应，特别是增加了有机质、腐殖酸、氨基酸等有机营养，有利于作物糖分的积累，提高产品的含糖量，解决了偏施化肥所造成的“菜不香、果不甜”的难题。施用复合微生物肥料可降低农产品中的硝酸盐含量，增加还原糖和维生素C的含量。
2.5节约能源，降低污染
大量施用化肥、农药，使土壤受到不同程度的污染，产生一定的毒性。生长在受污染土壤的作物，除了造成生长障碍外，其产品还会对人类带来危害。消除土壤污染是环境治理的重要内容。复合微生物肥料的肥效持续时间长，可以减少化肥的施用量，并且它本身无毒无害。复合微生物肥料具有降解和转化土壤中有毒物质的能力。这种生物修复是土壤修复的各种措施中最经济有效的措施。
3. 复合微生物肥料的生产
3.1 复合微生物肥料的组成
复合微生物肥料是无机营养元素、有机质和微生物活性菌“三效合一”的新型微生物肥料，根据含量不同，可以单独使用或者和化学肥料混合使用ဂ
3.1.1 无机营养元素：包括作物生长所需NPK以及中微量元素，NPK含量在6%-35%，用于生产复合微生物肥料的原料有：尿素、硫酸铵、氯化铵、硝铵磷、磷酸铵、硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、硫酸镁、硫酸锌、硼砂等。
3.1.2 有机质的选择和要求：目前常用的有机质原料有腐殖酸粉,工业发酵副产物,饼肥，藻肥、畜禽粪和秸杆堆沤发酵物料等,可根据当地的原料情况选择一种和多种有机质。特别要强调的是饼肥和畜禽粪肥,如果堆沤发酵不彻底，使用后会出现烧苗、死苗现象，不仅不能增产，反而会减产，如果畜禽粪肥发酵不好，粪肥中含有大量的有害微生物菌，会给土壤造成二次污染。因此优质有机质原料必需具备作物可利用的营养物质含量高、营养搭配合理、充分腐熟、杂菌数量少以及有机质含量高等基本条件。
3.1.3 微生物菌的选用
3.1.3.1 选用的微生物菌必须是农业部已登记的菌种。但只有具备耐高温、耐干燥、耐酸碱、耐盐份强的微生物菌才适用于复合微生物肥料的生产，尤其是经高温造粒烘干的颗粒微生物肥料，目前芽孢杆菌类的一些菌株较为理想。
3.1.3.2 微生物菌的功能和抗逆性综合选择
微生物菌的种类不同，其特点、功效，使用后效果差异较大，微生物菌功能有单一和多功能之分。过去常用的微生物菌有固氮菌，溶磷菌，硅酸盐细菌即解钾菌。
目前，微生物菌在肥料上应用已从单一功能向多功能方向发展，选择一菌多功能，复合菌多功能的使用效果较好。选择微生物菌时，在考虑其功能特点的同时，必需考虑所使用的微生物菌的抗逆性，即选择抗高温、抗干燥、抗酸碱、抗盐份能力强的微生物菌种，这是复合微生物肥料产业化的关键因素。有些菌种在实验室条件下其功能表现优异，但在肥料生产或保存过程中大量死亡，存活率低，使用后难以达到预期的效果，因此在选择微生物菌时应从功能的特点和抗逆性综合考虑选择，其综合指标高的菌株才是优秀的复合微生物肥料生产和应用的菌种
3.2 复合微生物肥料的生产
3.2.1 生产设计方案
3.2.1.1 NPK含量
根据农作物种类、需肥量、施肥习惯等因素，可设计生产NPK含量在6%-35%范围的复合微生物肥料，在复合微生物肥料的肥效作用中，NPK对作物的产量起着主导作用，有机质、微生物菌在作物的抗逆力、产品品质、化学肥料的吸收利用、生长的土壤环境起到提高、促进和改良作用。
3.2.1.2肥效缓释性与有机质含量
  复合微生物肥料的肥效具有较好的缓释功效，化学肥料的释放与有机质的含量、种类和细度、生产过程中化学肥料的溶解和吸附络合程度存在着密切的关系，因此应根据作物的生育期、吸肥规律、土壤类型、降雨量等因素，调配有机质的含量和营养配比，生产出养分释放与作物的吸肥规律保持一致水平的复合微生物肥料，其肥效达到最大化，有效提高化学肥料利用率，提高农作物产量和品质，改良土壤环境。
3.2.1.3微生物菌种的加入方式
  微生物菌种加入以微生物菌与有机、无机原料混合造粒、造粒后喷涂微生物菌二种方式。而有的企业还采用造粒后与微生物菌隔开包装，使用前混拌方式。严格说这种方式不属于复合微生物肥料。
  目前生产中绝大部分企业采用微生物菌混合造粒生产复合微生物肥料，但这种方式存在着微生物菌受高温、盐份、干燥等因素的影响，微生物菌死亡率较高，存活率低于70%，有的甚至低于40%，这将严重影响到微生物菌的功效；而喷涂方式微生物菌存活率较高，但目前生产中应用较少，笔者对颗粒肥料进行三层喷涂试验，第一层为隔离层，防止化学肥料向外渗透，第二层为功能层（微生物菌+少量的营养物质），第三层为外包层，生产过程中采用60度以下低温风干，微生物菌存活率高达95%以上，考虑生产过程中微生物菌的损耗，微生物菌喷涂前后变化不大，这是一种比较好的方法，不仅解决了微生物菌的存活率问题，而且还解决了肥料的结块问题，但工厂生产工艺需进一步研究。
3.2.2复合微生物肥料生产工艺
单一菌种培养---复合菌剂—加有机物或无机肥—复合菌肥
3.2.3复合微生物肥料的生产
 对所用无机、有机原料的养分含量、水份进行检测，有机原料细度应达到60目以上，根据所测数据计算各原料投入量，如果用尿素（46%N）。磷酸一铵（11%N，44%P2O5），硫酸钾（50%K），硫酸铵（24%N），腐植酸粉（45%的有机质、含水量15%），微生物菌粉（50亿/克）生产20%NPK（10：5：5），20%有机质，有效活性菌数2000万个/克，含水量10%的复合微生物肥料的各原料投入计算。
4. 复合微生物肥料的使用
4.1.1施用方法
  根椐复合微生物物肥料的特点，适用于各种农作物的基施或追施，避免肥料和种子或根系接触,应间隔5-8厘米,在追施时肥料上盖土后效果更佳,根据NPK含量的高低,可单独使用或和化学肥料混合使用。
4.1.2怎样科学施用复合微生物肥料
  复合微生物肥料施用过程中，应根据不同农作物其需肥量不一样，不同地区土壤供肥水平不一致，不同NPK、有机质含量，其肥料缓释程度和速效性有差异以及化学肥料用量不一样等特点和规律施用复合微生物肥料。
5．复合微生物肥料的发展前景
复合微生物肥料在我国还处于起步阶段，其产业化生产还不规范和完善。其中包括肥料粒的强度，崩解程度，结块，微生物菌的存活率以及加入方式都需要进一步研究和完善。  虽然微生物肥料在我国已取得了长足的发展，尤其是随着生产工艺的革新，出现了“大三元”微生物肥料等代表着微生物肥料发展方向的新型肥料，但仍应看到，因它的问世时间不长， 并且由于多方面的原因，在生产及应用效果和开发等诸多方面仍然存在着一些明显的问题需要尽快解决。其中产品质量问题是非常值得关注的一个方面。如有效活菌含量低、杂菌率偏高、有效期短等。还有一些产品的构成表现出明显的不合理，例如菌种的组合、产品成分组成等。有的产品组合的菌株报告有很多种，与实测结果不符，在与无机成分的搭配上过高或过低，表现出明显的随意性。同一类产品质量差距很大，影响了市场的开拓和农民使用的积极性。造成产品质量问题的主要原因是研发力量薄弱，行业整体的技术力量有待加强和企业的创新意识有待提高。21世纪，微生物肥料的持续开发对我国农业的可持续发展具有重要意义，而代表着微生物肥料发展方向的“大三元”微生物肥料，随着研发的投入进步和生产工艺的创新，也将具有更广阔的应用前景，值得大力推广使用。
参考文献：
微生物资源与应用 东南大学出版社 南京 ISBN 978-7-5641-1291-2
应用微生物学 中国林业出版社 北京 ISBN 7-5038-4013-7
工业微生物学 化学工业出版社 北京 ISBN 7-5025-8179-0
生物工程概论 化学工业出版社 北京 ISBN 7-5025-7362-3