復合微生物肥料生產(chǎn)研究及其應用前景
2017-04-19 來自: 鶴壁市百惠生物科技有限公司 瀏覽次數(shù):1539
王明富1 劉華2
(1.2四川省農(nóng)科院植保所,四川 成都 610066)
摘要:復合微生物肥料把無機營養(yǎng)元素、有機質(zhì)、微生物菌有機結合于一體,體現(xiàn)無機化學肥料、有機肥料以及微生物肥料的綜合效果,是化解土壤板結現(xiàn)象,修復和調(diào)理土壤,提高化學肥料利用率,減少江河污染,減少病蟲害發(fā)生,增強農(nóng)作物的抗逆能力,提高農(nóng)作物果實品質(zhì)和產(chǎn)量的有效途徑。
關鍵詞:無機營養(yǎng)元素、有機質(zhì)、微生物菌、復合微生物肥料
中圖分類號:補充 文獻標識碼:補充
多年來,在農(nóng)作物栽培中,化學肥料的用量在不斷增加,有機肥料的用量越來越少,而農(nóng)作物對化學肥料的利用率僅僅在30%左右,約70%的化學肥料沉積固定在土壤中或隨雨水流失于江河中而不被農(nóng)作物吸收和利用,這造成了土壤板結,環(huán)境污染,江河和地下水富營養(yǎng)化日趨嚴重,土壤有機質(zhì)含量降低,肥力下降,土壤中有益微生物的生存空間變小,數(shù)量減少,農(nóng)作物的抗病、抗寒、抗旱能力減弱,病蟲害的發(fā)生越來越嚴重,導致農(nóng)作物品質(zhì)下降,產(chǎn)量降低。
復合微生物肥料在農(nóng)作物上推廣應用,不僅可以提高化學肥料的有效利用率,肥料利用率可以提高10%-30%,應用試驗表明:用側孢芽孢桿菌生產(chǎn)的復合微生物肥料連續(xù)使用兩年以上,土壤中有益放線菌數(shù)量增加8.4倍,固氮菌增加39倍,從而達到活化、蔬松土壤,提高土壤肥力的作用,有益微生物菌的大量繁殖,可以把多年沉積固定在土壤中的化學肥料活化后再一次供農(nóng)作物吸收利用。同時土壤中側孢芽孢桿菌數(shù)量的增加,對土傳真菌性病害以及根結線蟲能進行有效生物防治,其防治率可高達70-80%,與化學農(nóng)藥防效相當。從而減少化學農(nóng)藥的使用量,提高農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量以及抗重茬的能力。
近幾年來,生物有機肥料、復合微生物肥料的應用日趨廣泛,特別是復合微生物肥料迅速崛起,這將使我國肥料行業(yè)進入一個嶄新時代,復合微生物肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用表明,在化學肥料利用率的提高,疏松土壤,減少江河污染,培肥地力,減少病蟲害的發(fā)生,增強作物的抗逆性等方面都有著非常好的效果。
1 化學肥料,有機肥料以及微生物肥料之間的關系
長期以來,有一些從事化學肥料、有機肥料、微生物肥料的企業(yè)或技術人員總要站在自己的行業(yè)對三者進行比較,誰比誰好,其實,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化學肥料、有機肥料、微生物肥料之間沒有可比性,根本就不存在誰取代誰的問題,它們之間的關系就像人們餐桌上的魚肉、蔬菜、水果之間的相輔相存,互相補充的關系,復合微生物肥料充分地把三者之間有機地結合在一起,發(fā)揮1+1+1>3的作用。
2 微生物制劑、生物有機肥料以及復合微生物肥料之間的關系
2.1 微生物制劑、生物有機肥料以及復合微生物肥料
微生物制劑、生物有機肥料以及復合微生物肥料雖然都屬于微生物肥料,生物有機肥料和復合微生物肥料又稱微生物復合肥料或菌肥,但是它們之間在功效和使用方法上面存在著一定的差異,微生物制劑是借助工業(yè)發(fā)酵技術設備生產(chǎn)的微生物菌液,通過草炭、??石或其他代用品作載體吸咐菌液或加入其他助劑制備成固體或液體微生物制劑,一般畝使用0.5-2公斤,使用后可明顯增加農(nóng)作物根系有益功能菌的數(shù)量,常用的有根瘤菌制劑、溶磷菌制劑、硅酸鹽細菌制劑、光合細菌制劑等;生物有機肥料是把一定數(shù)量、特定的微生物菌和有機質(zhì)結合在一起,發(fā)揮微生物菌和有機質(zhì)的雙重作用;而復合微生物肥料是把特定數(shù)量、特定的微生物菌和有機質(zhì)以及一定數(shù)量的無機營養(yǎng)元素有機地結合在一起,充分發(fā)揮三者結合后的共同效果。
2.2 生產(chǎn)和應用中存在的問題
2.2.1 概念不清,夸大宣傳
通過筆者近幾年對四川、河北、山東、北京、云南、貴州、海南等地微生物肥料使用情況調(diào)查,發(fā)現(xiàn)90%以上的農(nóng)戶,基層經(jīng)銷商,甚至有的生產(chǎn)企業(yè)技術人員對微生物制劑,生物有機肥料以及復合微生物肥料概念區(qū)分不清,更不用說其功效和使用方法了。因此有的企業(yè)抓住了這點,夸大宣傳稱每畝使用500克微生物制劑,20-30公斤生物有機肥或者低含量復合微生物肥料就可滿足作物對無機、有機營養(yǎng)物質(zhì)的需求,這些“坑農(nóng)”、“害農(nóng)”的宣傳事件常有發(fā)生。
2.2.2 產(chǎn)品質(zhì)量控制不嚴,檢測力度不夠
生物有機肥料、復合微生物肥料在生產(chǎn)過程中,添加的有機質(zhì)存在一些問題。有的企業(yè)所采用的畜禽糞便,不經(jīng)過高溫腐熟殺菌過程,直接烘干粉碎后作為有機質(zhì)原料;甚至有的企業(yè)還采用垃圾作為有機質(zhì),這些有機質(zhì)含有大量的有害微生物或重金屬物質(zhì),一旦進入土壤后不僅會污染環(huán)境,而且對農(nóng)作物產(chǎn)生毒害作用,造成農(nóng)作物減產(chǎn);同時對微生物肥料中的微生物菌數(shù)量、種類以及存活率檢測力度不夠,導致產(chǎn)品魚目混珠,使用后難以達到微生物肥料應起到的作用和效果,在一些地區(qū)產(chǎn)生負面的影響。嚴重損害微生物肥料形象。
2.2.3 應加強微生物肥料正確、科學使用方法宣傳
微生物肥料的作用和效果不用質(zhì)凝,關鍵是怎樣科學地使用微生物肥料才能達到更好的效果,尤其是生物有機肥料和復合微生物肥料,施用生物有機肥料時應配合適量的化學肥料使用,化學肥料可以減20%-30%用量,施用復合微生物肥料時應根據(jù)肥料中NPK含量高低決定添加化學肥料還是單獨使用,對微生物肥料生產(chǎn)企業(yè)來說,只要嚴把質(zhì)量關的同時,加強對廣大農(nóng)民宣傳正確、科學的施用方法,微生物肥料就能達到理想效果,才能受到廣大農(nóng)民的歡迎。
3 復合微生物肥料的功能特點
3.1 全營養(yǎng)型:不僅給作物生長提供所需的NPK和中微量元素外,還能為作物提供有機質(zhì)和有益微生物活性菌。
3.2 肥效具有緩釋的功效,提高肥料的利用率:在生產(chǎn)過程中,部分無機營養(yǎng)元素溶解后被有機質(zhì)吸附絡合在一起,形成有機態(tài)NPK,進入土壤不易被流失和固定,化學肥料利用率可提高10-30%,肥效可持續(xù)3-4個月。
3.3 疏松土壤,溶磷解鉀,培肥地力:肥料進入土壤后,微生物在有機質(zhì)、無機營養(yǎng)元素、水分、溫度的協(xié)助下大量繁殖,減少了有害微生物群體的生存空間,從而增加了土壤有益微生物菌的數(shù)量,微生物菌產(chǎn)生大量的有機酸可以把多年沉積在土壤中的磷鉀元素部分溶解釋放出來供作物再次吸收利用,長期使用后土壤將會變得越來越疏松和肥沃。
3.4 防病防蟲抗重茬
微生物菌在肥料中處于休眠狀態(tài),進入土壤萌發(fā)繁殖后,分泌大量的幾丁質(zhì)酶、胞外酶和抗生 素等物質(zhì),可以有效裂解有害真菌的孢子壁,線蟲卵壁和抑制有害菌的生長,有效地控制土傳性病蟲害的發(fā)生,起到防病防蟲和抗重茬的功效。
3.5 生根壯苗,降低亞硝酸鹽含量,提高品質(zhì),增產(chǎn)增收
微生物菌在土壤中繁殖后,產(chǎn)生大量的植物激素和有機酸,刺激根系生長發(fā)育,增強農(nóng)作物的光合強度,作物生長根深葉茂,可有效提高作物果實的糖度,降低作物產(chǎn)品中硝酸鹽及其它有害物質(zhì)的含量,提高品質(zhì),農(nóng)作物可增產(chǎn)10-30%。
3.6 加速土壤中有機質(zhì)的降解,不僅為農(nóng)作物生長提供更多有機營養(yǎng)物質(zhì),提高農(nóng)作物的抗逆性;同時還可以減少土壤中一些病源菌的生存空間。
4 復合微生物肥料的生產(chǎn)
4.1 復合微生物肥料的組成
復合微生物肥料是無機營養(yǎng)元素、有機質(zhì)和微生物活性菌“三效合一”的新型微生物肥料,根據(jù)含量不同,可以單獨使用或者和化學肥料混合使用?
4.1.1 無機營養(yǎng)元素:包括作物生長所需NPK以及中微量元素,NPK含量在6%-35%,用于生產(chǎn)復合微生物肥料的原料有:尿素、硫酸銨、氯化銨、硝銨磷、磷酸銨、硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀、硫酸鎂、硫酸鋅、硼砂等。
4.1.2 有機質(zhì)的選擇和要求:目前常用的有機質(zhì)原料有腐殖酸粉(含腐植酸),工業(yè)發(fā)酵副產(chǎn)物(含氨基酸),餅肥(含有機蛋),海藻肥(含多糖)、畜禽糞和秸桿堆漚發(fā)酵物料等,可根據(jù)當?shù)氐脑锨闆r選擇一種和多種有機質(zhì)。這里特別要強調(diào)的是餅肥和畜禽糞肥,如果堆漚發(fā)酵不徹底,使用后會出現(xiàn)燒苗、死苗現(xiàn)象,不僅不能增產(chǎn),反而會減產(chǎn),如果畜禽糞肥發(fā)酵不好,糞肥中含有大量的有害微生物菌,會給土壤造成二次污染。因此優(yōu)質(zhì)有機質(zhì)原料必需具備作物可利用的營養(yǎng)物質(zhì)含量高、營養(yǎng)搭配合理、充分腐熟、雜菌數(shù)量少以及有機質(zhì)含量高等基本條件。
4.1.3 微生物菌的選用
4.1.3.1 選用的微生物菌必須是農(nóng)業(yè)部已登記的菌種。但并不是農(nóng)業(yè)部已登記的所有微生物菌都適用于生產(chǎn)復合微生物肥料,只有具備耐高溫、耐干燥、耐酸堿、耐鹽份強的微生物菌才適用于復合微生物肥料的生產(chǎn),尤其是經(jīng)高溫造粒烘干的顆粒微生物肥料,目前芽孢桿菌類的一些菌株較為理想。
4.1.3.2 微生物菌的功能和抗逆性綜合選擇
微生物菌的種類不同,其特點、功效,使用后效果差異較大,微生物菌功能有單一和多功能之分。過去常用的微生物菌有固氮菌(根瘤菌),溶磷菌(巨大芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、臘祥芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌),硅酸鹽細菌即解鉀菌(膠質(zhì)芽孢桿菌)。
目前,微生物菌在肥料上應用已從單一功能向多功能方向發(fā)展,選擇一菌多功能,復合菌(不產(chǎn)生拮抗作用的2-3個菌株)多功能的使用效果較好。選擇微生物菌時,在考慮其功能特點的同時,必需考慮所使用的微生物菌的抗逆性,即選擇抗高溫、抗干燥、抗酸堿、抗鹽份能力強的微生物菌種,這是復合微生物肥料產(chǎn)業(yè)化的關鍵因素。有些菌種在實驗室條件下其功能表現(xiàn)優(yōu)異,但在肥料生產(chǎn)或保存過程中大量死亡,存活率低,使用后難以達到預期的效果,因此在選擇微生物菌時應從功能的特點和抗逆性綜合考慮選擇,其綜合指標高的菌株才是優(yōu)秀的復合微生物肥料生產(chǎn)和應用的菌種。
4.2 復合微生物肥料的生產(chǎn)
4.2.1 生產(chǎn)設計方案
4.2.1.1 NPK含量
根據(jù)農(nóng)作物種類、需肥量、施肥習慣等因素,可設計生產(chǎn)NPK含量在6%-35%范圍的復合微生物肥料,在復合微生物肥料的肥效作用中,NPK對作物的產(chǎn)量起著主導作用,有機質(zhì)、微生物菌在作物的抗逆力、產(chǎn)品品質(zhì)、化學肥料的吸收利用、生長的土壤環(huán)境起到提高、促進和改良作用。筆者認為,根據(jù)NPK含量可分為低含量、中含量和高含量三類復合微生物肥料,其NPK、有機質(zhì)、微生物菌含量詳見下表1:
表1 復合微生物肥料類型
4.2.1.2 肥效緩釋性與有機質(zhì)含量
復合微生物肥料的肥效具有較好的緩釋功效,化學肥料的釋放與有機質(zhì)的含量、種類和細度、生產(chǎn)過程中化學肥料的溶解和吸附絡合程度存在著密切的關系,因此應根據(jù)作物的生育期、吸肥規(guī)律、土壤類型、降雨量等因素,調(diào)配有機質(zhì)的含量和營養(yǎng)配比,生產(chǎn)出養(yǎng)分釋放與作物的吸肥規(guī)律保持一致水平的復合微生物肥料,其肥效達到最大化,有效提高化學肥料利用率,提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì),改良土壤環(huán)境。
4.2.1.3 微生物菌種的加入方式
微生物菌種加入以微生物菌與有機、無機原料混合造粒、造粒后噴涂微生物菌二種方式。而有的企業(yè)還采用造粒后與微生物菌隔開包裝,使用前混拌方式。嚴格說這種方式不屬于復合微生物肥料。
目前生產(chǎn)中絕大部分企業(yè)采用微生物菌混合造粒生產(chǎn)復合微生物肥料,但這種方式存在著微生物菌受高溫、鹽份、干燥等因素的影響,微生物菌死亡率較高,存活率低于70%,有的甚至低于40%,這將嚴重影響到微生物菌的功效;而噴涂方式微生物菌存活率較高,但目前生產(chǎn)中應用較少,筆者對顆粒肥料進行三層噴涂試驗,第一層為隔離層,防止化學肥料向外滲透,第二層為功能層(微生物菌+少量的營養(yǎng)物質(zhì)),第三層為外包層,生產(chǎn)過程中采用60度以下低溫風干,微生物菌存活率高達95%以上,考慮生產(chǎn)過程中微生物菌的損耗,微生物菌噴涂前后變化不大,這是一種比較好的方法,不僅解決了微生物菌的存活率問題,而且還解決了肥料的結塊問題,但工廠生產(chǎn)工藝需進一步研究。
4.2.2 復合微生物肥料生產(chǎn)工藝
目前復合微生物肥料生產(chǎn)主要以園盤造粒、滾筒造粒和擠壓造粒三種方式,以前二種造粒方式較多,其生產(chǎn)工藝見下圖1:
圖1生產(chǎn)工藝圖
4.2.3 復合微生物肥料的生產(chǎn)
對所用無機、有機原料的養(yǎng)分含量、水份進行檢測,有機原料細度應達到60目以上,根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算各原料投入量,如果用尿素(46%N)。磷酸一銨(11%N,44%P2O5),硫酸鉀(50%K),硫酸銨(24%N),腐植酸粉(45%的有機質(zhì)、含水量15%),微生物菌粉(50億/克)生產(chǎn)20%NPK(10:5:5),20%有機質(zhì),有效活性菌數(shù)2000萬個/克,含水量10%的復合微生物肥料的各原料投入計算:
按100kg投料的配方計算:
①5kg純K含量:硫配鉀投入量=5kg÷0.5=10kg
②5kgP2O5含量:磷酸一銨投入量=
5kg÷0.44=11.36 kg
③20kg有機質(zhì)含量:有機質(zhì)投入量=
20kg÷0.45=44.44 kg,
用含水量15%的有機質(zhì)生產(chǎn)含水量10%的肥料,有機質(zhì)實際投入量=
44.44kg÷[100-(15-10)]%=46.78 kg
④澎潤土以5 kg計算,可根據(jù)有機質(zhì)種類肥料、強度要求調(diào)整數(shù)量。
⑤10kg純N含量:尿素(A)+硫酸銨(B)投入量=
100kg-(10+11.36+44.44+5)kg=29.2 kg
通過下列二個等式可計算出尿素投入量為7.99 kg,硫酸銨投入量為21.21 kg
A+B=29.2
0.46A+0.24B=8.75(10-0.11×11.36)
⑥微生物菌投入量=
0.2億×100×1000÷50億×1000=0.4kg
生產(chǎn)1000 kg肥料需投入100 kg硫酸鉀,113.6 kg磷酸一銨,79.9 kg尿素,212.1 kg硫酸銨,467.8 kg有機質(zhì), 4kg微生物菌以及澎潤土50kg,共計投放量為1027.4 kg。
以上計算結果為理論數(shù)據(jù)(未計算微生物菌重量),但在生產(chǎn)過程中需考慮生產(chǎn)損耗、養(yǎng)分揮發(fā)等因素進行適當調(diào)整,以生產(chǎn)出的肥料經(jīng)檢測以后達到各項指標為準。
5 復合微生物肥料的生產(chǎn)應用前景
5.1 怎樣正確、科學施用復合微生物肥料
5.1.1 施用方法
根椐復合微生物物肥料的特點,適用于各種農(nóng)作物的基施或追施,避免肥料和種子或根系接觸,應間隔5-8厘米,在追施時肥料上蓋土后效果更佳,根據(jù)NPK含量的高低,可單獨使用或和化學肥料混合使用。
5.1.2怎樣科學施用復合微生肥料
復合微生物肥料施用過程中,應根據(jù)不同農(nóng)作物其需肥量不一樣,不同地區(qū)土壤供肥水平不一致,不同NPK、有機質(zhì)含量,其肥料緩釋程度和速 效性有差異以及化學肥料用量不一樣等特點和規(guī)律施用復合微生物肥料,通過筆者幾年對不同濃度的復合微生物肥料在南北方的露地,冷棚、暖棚栽培應用效果表明:只要正確、科學地施用復合微生物肥料,就能表現(xiàn)出理想的效果,現(xiàn)將不同濃度復合微生物肥料的施用方法和用量歸類于下表2以供參考:
5.2 生產(chǎn)應用前景
近幾年來,復合微生物肥料在我國山東、廣東、四川、廣西、海南、河北等地的大田
表2 不同濃度復合微生物肥料施用方法和用量
作物、經(jīng)濟作物上得到廣泛應用,在肥料長效性,土壤的疏松,土傳性病蟲害的預防,果實品質(zhì)和產(chǎn)量的提高方面表現(xiàn)出比較理想的效果。特別是在農(nóng)村勞動力逐漸減少的情況下,高含量復合微生物肥料如果做到適當?shù)腘PK含量、科學配比和先進的生產(chǎn)工藝,在大田作物栽培中不添加任何化學肥料而單獨使用,可以做到一次性施肥,從而減少勞動力,提高農(nóng)民的收入,深受廣大農(nóng)民的歡迎,隨著復合微生物肥料的不斷研究、改進和完善,相信復合微生物肥料在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用將越來越明顯。
6 復合微生物肥料產(chǎn)業(yè)化需解決的幾個問題及研究內(nèi)容
6.1 盡快建立微生物肥料行業(yè)協(xié)會,搭建與政府溝通和對話,反映行業(yè)發(fā)展的困難和問題的平臺,建立完善的檢測機構,避免魚目混珠,“坑農(nóng)”、“害農(nóng)”事件發(fā)生。
6.2 復合微生物肥料在我國還處于起步階段,其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)還不規(guī)范和完善。其中包括肥料粒的強度,崩解程度,結塊,微生物菌的存活率以及加入方式都需要進一步研究和完善。
6.3 復合微生物肥料速 效性和緩釋性結合以及緩釋程度基礎研究
復合微生物肥料具有明顯的長效性,肥效能持續(xù)3-4個月,而肥料的長效性不僅與有機質(zhì)含量和細度成正比關系,而且還和肥料生產(chǎn)過程中化學肥料的溶解吸附絡合有著密切關系。而復合微生物肥料相對于化學肥料其速 效性稍差,與有機質(zhì)含量成反比關系,特別是在大田作物中使用時表現(xiàn)突出。如果解決好速 效性和長效性之間的關系后,那將是比較優(yōu)秀的肥料。在疏松土壤,修復和調(diào)理土壤,提高化學肥料利用率,減少江河污染,減少病蟲害發(fā)生,增強農(nóng)作物的抗逆能力,提高農(nóng)作物果實品質(zhì)和產(chǎn)量方面起著重要的作用,因此應加大對復合微生物肥料的研究。
6.4 重點研究不同作物不添加任何化學肥料而單獨使用的高含量專用復合微生物肥料,提高化學肥料的有效利用率
根據(jù)不同作物的生育期、需肥規(guī)律研制相應的專用復合微生物肥料;根據(jù)不同土壤的供肥能力、土壤類型、降雨量等因素研制不同生態(tài)種植區(qū)域的專用復合微生物肥料。
應加強對不同生態(tài)區(qū)域肥料養(yǎng)分釋放與作物需肥規(guī)律保持一致水平的研究工作,達到肥料最大化的利用,提高化學肥料的有效利用率,研制出輕簡方便、省工降本、高效多能、環(huán)保安全的復合微生肥料用于生產(chǎn),通過多年反復的研究數(shù)據(jù),建立復合微生物肥料的養(yǎng)分釋放,肥效與相關影響因子的數(shù)學模型,指導生產(chǎn)。
6.5 加強復合微生物肥料使用效果評價研究
復合微生物肥料使用效果是多方面的,其評價是綜合的,首先是通過科學、合理的田間試驗設計,對作物的長勢和抗逆力的增強,產(chǎn)量和質(zhì)量的提高,病蟲害減輕和化學農(nóng)藥使用量減少等方面進行科學統(tǒng)計和評價,可促進廣大農(nóng)民對復合微生物肥料認識,加速復合微生物肥料應用;其次是復合微生物肥料是通過減緩化學肥料的釋放來減少化學肥料的用量,提高化學肥料的利用率,旱地作物可減少化肥流失,水田作物可降低水體中的肥料濃度來減少江河污染、減輕水體富營養(yǎng)化的貢獻進行評價,對人們的生活環(huán)境改善具有重要的意義;最后就是復合微生物肥料是由有機、無機營養(yǎng)和微生物菌組成,其營養(yǎng)全面,長期使用,對土壤肥力的提高、調(diào)整和修復土壤環(huán)境的貢獻評價,具有長遠的環(huán)保意義。
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