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微生物肥料菌种选择、生产和应用问题的探讨

2020/12/29 8:49:23点击:

 农业是中国的基础产业,农业生产过程中土壤和肥料是维护农业生产健康可持续发展的基础。微生物肥料是一种低炭、纯天然、无毒、无害、无污染的有机微生物菌剂,它具有提高土壤肥力、防止土壤板结的功能;还可提高土壤保肥、保水及抗寒能力,减少植物病虫害的发生;在促进农作物生长、提高农作物产量、改善和还原农产品品质等方面有明显功效。以牺牲环境为代价的粗放型农业(大量使用化肥农药)急需改变,必须发展现代生态农业、绿色农业,微生物肥料是当代社会农业持续发展的重要条件。

  微生物肥料在我国已成为肥料的主角,但微生物肥料在实际生产中还存在很多技术问题,例如肥效不突出等。根据前人工作实际和个人试验情况,现从菌种筛选、微生物肥料生产及应用问题,提出自己的拙见,供大家批评指正。


  1、菌种来源和筛选

  目前各生产厂家所用菌株多购自科研院所,少数自国外引进,亦有个别的是自己从自然界取样筛选的。我国国土广袤,气候带从南到北有热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带几种不同的气候带,垂直气候带从海平面到地球第三极,多样的气候(微生态)环境、丰富微生物种质资源,让世界其他国家难以比肩。

  几十年来,国内外筛选菌肥菌株过程中,多注重在农作物所在土壤或植株根周和根部取样,研究也囿于它所在的微生态环境。早期是在土壤中取样,后期在林区、草原甚至是在与植物无关的环境中取样,先后都选得了优异菌株,包括自生固氮菌、解磷菌和硅酸盐菌各多株。

  由于菌株的多样性和微生态环境的复杂性以及菌株在不同生态条件影响下的复杂多变性,在取样靶区(微生态环境)的选择上应该有所突破。因此作为菌肥的优良菌株有待于在当地生态环境中发现和筛选,实现菌种筛选的土著化和菌种施用的土著化。所以建议菌肥研究者和生产者首先要立足国内和当地优异菌株,实现菌剂快速定置和繁殖,快速显现肥效。对国外的菌株,要先与国内的作对比试验后,再择优而购。

  目前,生产企业采用的菌株多数为细菌,以芽孢杆菌类居多,例如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等。在菌剂选择中,做到真菌和细菌的合理搭配,根据菌剂的肥效来看,真菌要比细菌好,真菌的繁殖延伸多比植物根长得快,超前繁殖的真菌可先为根准备营养。

  芽孢类菌体成为微生物肥料的宠儿,并非因它功能的广泛性,因为很多菌体都有类似功能,而在于芽孢类菌体的便宜、运输性能和耐受性能等被炒作成了微生物肥料的“神菌”。过分的注重某一种或者某一类菌体的功能其实不利于微生物肥料的发展、土壤的健康。

  到现在,只有人在研究枯草芽孢杆菌的功能和用途,而没有人去研究枯草芽孢杆菌对土壤的危害。一个健康的土壤生物环境,绝对不是某一种菌或者某一类菌体支撑和主宰作物的微生物生态环境。再者,芽孢杆菌防治土壤传播的真菌病害缺少基础研究。

  2、微生物肥料中菌体的组成

  目前各厂家所用菌株往往只有1株菌,少数有2~3株,对于微生物肥料来说,菌体组分应该是一个高度复合的微生物菌群形态,而不是用分类学可以简单描述和定义的。生产企业和科研工作者反复筛选出最具有配合力的菌群组合,并开发出多种菌群混合发酵的工艺,最终利用这种菌群协作的力量来发挥效果。

  试验结果看,在总菌量相同的情况下,多菌株合成的菌肥,其肥效更好(排除有拮抗作用的菌株),随菌落总数和菌种种类的的增加,生物量明显增加。不同菌在增产作用方面有所不同,多菌株组合可利用的增产作用更多样,可以优势互补;不同菌的最适存活和繁殖条件不同,多菌株有更大的可能碰上最适的土壤和植株条件;对组合优良的菌组,它们之间也可互相提供使自己丰产的营养元素,不同菌在繁殖速度上有差别,不同繁殖速度的菌可以形成接力,使植株持久地受各菌株的肥效。

  微生物肥料提高种植成功率是一个系统工程,不可能单靠一两个菌种或者产品就能取得全部效果,所以有要有系统性的产品组分和产品种类研发,在改善环境方面也要有一些新的动作。

  一种优良的菌肥应当尽可能多地利用微生物的各种增产机理,应当能为作物提供全面营养(大、中、微量元素),能增强作物对土壤中营养成分的吸收;能抑制甚至杀灭某些病原菌;能提供植物生长刺激素,促进植株或其某部分器官的生长或生理活动,能提高作物的品质。

  目前多数菌肥只包含1、2株菌,不可能实现持久肥效,应提倡配方施肥,有机肥、化肥、中微量元素肥、刺激素等物质的搭配比例要合理。

  3、微生物肥料的生产中的问题

  微生物肥料包括:农用微生物菌剂(GB20287-2006)、生物有机肥(NY884-2012)、复合微生物肥料(NY/T798-2015)。

  农用微生物菌剂以活体形式施用到田间,因田间环境与微生物原始生长环境具有一定差异,微生物能否快速适应土壤等环境因素是影响菌肥效力的关键。因此农用微生物菌剂生产过程中应注意以下二点:

  第一,农用微生物菌剂的菌种遵循“土著化”原则,选择当地优势菌体进行高密度发酵。

  第二,在生产液体或者进行叶面喷施农业微生物时,容易受到周围环境的影响,且容易受紫外线等天气候条件的影响,需要添加具有抵抗外来环境影响的助剂,例如抗紫外线助剂素等物质,使菌体快速适应环境,减少环境对菌体的不利影响,增加性能的稳定。

  微生物肥料的有益活菌数数量是肥效好坏的首要。活菌数要达到一定浓度(cfu/mL)或数量(cfu/g),那么成品菌肥的菌数必然要高,因此要求在生产和贮运中避免高温、高压,贮运时间不能太长,以免活菌数减少。

  生物有机肥主要有粉状、柱状、挤压颗粒状、高温制粒颗粒状等多种类型。由于农事活动的需要和人们自身的“贪懒”,高温制粒颗粒状生物有机肥越来受到受到种植户的钟爱。高温制粒型生物有机肥实际生产中有以下几个方面的问题:

  第一,生物有机肥中菌种分布不均匀,菌体分布于颗粒表面,制粒过程因会操作不当,出现生物有机肥菌体含量不足的问题。

  第二,在颗粒制作过程中,高温烘干容易引起有机质碳化,在施肥后二到三年还在地里,肥效太差。

  生物有机肥生产过程中的水分控制,可以采用些低温、干燥等手段,再结合微生物稳定剂,而非简单的高温烘干制粒。

  复合微生物肥料是一款无机营养元素、有机质、微生物菌结合于一体肥料,肥效明显。对总养分(N+P2O5+K2O)要求:液体型态肥料是6.0%~20.0%,固体型肥料是8.0%~25.0%。

  在实际生产过程中,为增加产品的肥效,会增加总养分含量,这等于变相提高化肥含量,降低了有机肥和菌体的作用。影响微生物肥料中有效活菌数衰减与否的重要因素是养分(尤其是含氮养分和含碳有机物)、水分和pH,复合微生物肥料养分充分,含水量较高,肥料中有效活菌数的衰减也就无法有效控制

  4、微生物肥料的应用问题

  微生物肥料拌种或沾根后,在微生物大量繁殖前不会有明显的肥效,且微生物自身生长还需要消耗大量的营养元素(氮磷钾、中微量元素及氨基酸等),此时的微生物与作物的种子或幼苗争夺肥料营养,可能造成作物生长受影响。为保证早苗、壮苗和全苗,此时增加少量的化肥是必要的,应作为种肥单施。使用化肥时浓度不易过大,实验数据显示,20%的化肥(盐类)会将活菌杀死殆尽。

  微生物肥料优势多,但以活体形式施用到田间,与微生物原始生长环境具有一定差异,微生物是否能适应土壤等环境因素是影响菌肥效力的关键,因此菌肥的效果容易受到周围环境的影响,一些微生物肥料对环境及农作物具有较强的选择性,性质不稳定,主要表现在促生效果不稳定,另外生产成本高昂。

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