農(nóng)業(yè)是中國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中土壤和肥料是維護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)健康可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。微生物肥料是一種低炭、純天然、無毒、無害、無污染的有機(jī)微生物菌劑,它具有提高土壤肥力、防止土壤板結(jié)的功能;還可提高土壤保肥、保水及抗寒能力,減少植物病蟲害的發(fā)生;在促進(jìn)農(nóng)作物生長、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善和還原農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等方面有明顯功效。以犧牲環(huán)境為代價(jià)的粗放型農(nóng)業(yè)(大量使用化肥農(nóng)藥)急需改變,必須發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè),微生物肥料是當(dāng)代社會(huì)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要條件。
微生物肥料在我國已成為肥料的主角,但微生物肥料在實(shí)際生產(chǎn)中還存在很多技術(shù)問題,例如肥效不突出等。根據(jù)前人工作實(shí)際和個(gè)人試驗(yàn)情況,現(xiàn)從菌種篩選、微生物肥料生產(chǎn)及應(yīng)用問題,提出自己的拙見,供大家批評(píng)指正。
1、菌種來源和篩選
目前各生產(chǎn)廠家所用菌株多購自科研院所,少數(shù)自國外引進(jìn),亦有個(gè)別的是自己從自然界取樣篩選的。我國國土廣袤,氣候帶從南到北有熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶幾種不同的氣候帶,垂直氣候帶從海平面到地球第三極,多樣的氣候(微生態(tài))環(huán)境、豐富微生物種質(zhì)資源,讓世界其他國家難以比肩。
幾十年來,國內(nèi)外篩選菌肥菌株過程中,多注重在農(nóng)作物所在土壤或植株根周和根部取樣,研究也囿于它所在的微生態(tài)環(huán)境。早期是在土壤中取樣,后期在林區(qū)、草原甚至是在與植物無關(guān)的環(huán)境中取樣,先后都選得了優(yōu)異菌株,包括自生固氮菌、解磷菌和硅酸鹽菌各多株。
由于菌株的多樣性和微生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜性以及菌株在不同生態(tài)條件影響下的復(fù)雜多變性,在取樣靶區(qū)(微生態(tài)環(huán)境)的選擇上應(yīng)該有所突破。因此作為菌肥的優(yōu)良菌株有待于在當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)和篩選,實(shí)現(xiàn)菌種篩選的土著化和菌種施用的土著化。所以建議菌肥研究者和生產(chǎn)者首先要立足國內(nèi)和當(dāng)?shù)貎?yōu)異菌株,實(shí)現(xiàn)菌劑快速定置和繁殖,快速顯現(xiàn)肥效。對國外的菌株,要先與國內(nèi)的作對比試驗(yàn)后,再擇優(yōu)而購。
目前,生產(chǎn)企業(yè)采用的菌株多數(shù)為細(xì)菌,以芽孢桿菌類居多,例如枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等。在菌劑選擇中,做到真菌和細(xì)菌的合理搭配,根據(jù)菌劑的肥效來看,真菌要比細(xì)菌好,真菌的繁殖延伸多比植物根長得快,超前繁殖的真菌可先為根準(zhǔn)備營養(yǎng)。
芽孢類菌體成為微生物肥料的寵兒,并非因它功能的廣泛性,因?yàn)楹芏嗑w都有類似功能,而在于芽孢類菌體的便宜、運(yùn)輸性能和耐受性能等被炒作成了微生物肥料的“神菌”。過分的注重某一種或者某一類菌體的功能其實(shí)不利于微生物肥料的發(fā)展、土壤的健康。
到現(xiàn)在,只有人在研究枯草芽孢桿菌的功能和用途,而沒有人去研究枯草芽孢桿菌對土壤的危害。一個(gè)健康的土壤生物環(huán)境,絕對不是某一種菌或者某一類菌體支撐和主宰作物的微生物生態(tài)環(huán)境。再者,芽孢桿菌防治土壤傳播的真菌病害缺少基礎(chǔ)研究。
2、微生物肥料中菌體的組成
目前各廠家所用菌株往往只有1株菌,少數(shù)有2~3株,對于微生物肥料來說,菌體組分應(yīng)該是一個(gè)高度復(fù)合的微生物菌群形態(tài),而不是用分類學(xué)可以簡單描述和定義的。生產(chǎn)企業(yè)和科研工作者反復(fù)篩選出最具有配合力的菌群組合,并開發(fā)出多種菌群混合發(fā)酵的工藝,最終利用這種菌群協(xié)作的力量來發(fā)揮效果。
試驗(yàn)結(jié)果看,在總菌量相同的情況下,多菌株合成的菌肥,其肥效更好(排除有拮抗作用的菌株),隨菌落總數(shù)和菌種種類的的增加,生物量明顯增加。不同菌在增產(chǎn)作用方面有所不同,多菌株組合可利用的增產(chǎn)作用更多樣,可以優(yōu)勢互補(bǔ);不同菌的最適存活和繁殖條件不同,多菌株有更大的可能碰上最適的土壤和植株條件;對組合優(yōu)良的菌組,它們之間也可互相提供使自己豐產(chǎn)的營養(yǎng)元素,不同菌在繁殖速度上有差別,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。
微生物肥料提高種植成功率是一個(gè)系統(tǒng)工程,不可能單靠一兩個(gè)菌種或者產(chǎn)品就能取得全部效果,所以有要有系統(tǒng)性的產(chǎn)品組分和產(chǎn)品種類研發(fā),在改善環(huán)境方面也要有一些新的動(dòng)作。
一種優(yōu)良的菌肥應(yīng)當(dāng)盡可能多地利用微生物的各種增產(chǎn)機(jī)理,應(yīng)當(dāng)能為作物提供全面營養(yǎng)(大、中、微量元素),能增強(qiáng)作物對土壤中營養(yǎng)成分的吸收;能抑制甚至殺滅某些病原菌;能提供植物生長刺激素,促進(jìn)植株或其某部分器官的生長或生理活動(dòng),能提高作物的品質(zhì)。
目前多數(shù)菌肥只包含1、2株菌,不可能實(shí)現(xiàn)持久肥效,應(yīng)提倡配方施肥,有機(jī)肥、化肥、中微量元素肥、刺激素等物質(zhì)的搭配比例要合理。
3、微生物肥料的生產(chǎn)中的問題
微生物肥料包括:農(nóng)用微生物菌劑(GB20287-2006)、生物有機(jī)肥(NY884-2012)、復(fù)合微生物肥料(NY/T798-2015)。
農(nóng)用微生物菌劑以活體形式施用到田間,因田間環(huán)境與微生物原始生長環(huán)境具有一定差異,微生物能否快速適應(yīng)土壤等環(huán)境因素是影響菌肥效力的關(guān)鍵。因此農(nóng)用微生物菌劑生產(chǎn)過程中應(yīng)注意以下二點(diǎn):
第一,農(nóng)用微生物菌劑的菌種遵循“土著化”原則,選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)勢菌體進(jìn)行高密度發(fā)酵。
第二,在生產(chǎn)液體或者進(jìn)行葉面噴施農(nóng)業(yè)微生物時(shí),容易受到周圍環(huán)境的影響,且容易受紫外線等天氣候條件的影響,需要添加具有抵抗外來環(huán)境影響的助劑,例如抗紫外線助劑素等物質(zhì),使菌體快速適應(yīng)環(huán)境,減少環(huán)境對菌體的不利影響,增加性能的穩(wěn)定。
微生物肥料的有益活菌數(shù)數(shù)量是肥效好壞的首要?;罹鷶?shù)要達(dá)到一定濃度(cfu/mL)或數(shù)量(cfu/g),那么成品菌肥的菌數(shù)必然要高,因此要求在生產(chǎn)和貯運(yùn)中避免高溫、高壓,貯運(yùn)時(shí)間不能太長,以免活菌數(shù)減少。
生物有機(jī)肥主要有粉狀、柱狀、擠壓顆粒狀、高溫制粒顆粒狀等多種類型。由于農(nóng)事活動(dòng)的需要和人們自身的“貪懶”,高溫制粒顆粒狀生物有機(jī)肥越來受到受到種植戶的鐘愛。高溫制粒型生物有機(jī)肥實(shí)際生產(chǎn)中有以下幾個(gè)方面的問題:
第一,生物有機(jī)肥中菌種分布不均勻,菌體分布于顆粒表面,制粒過程因會(huì)操作不當(dāng),出現(xiàn)生物有機(jī)肥菌體含量不足的問題。
第二,在顆粒制作過程中,高溫烘干容易引起有機(jī)質(zhì)碳化,在施肥后二到三年還在地里,肥效太差。
生物有機(jī)肥生產(chǎn)過程中的水分控制,可以采用些低溫、干燥等手段,再結(jié)合微生物穩(wěn)定劑,而非簡單的高溫烘干制粒。
復(fù)合微生物肥料是一款無機(jī)營養(yǎng)元素、有機(jī)質(zhì)、微生物菌結(jié)合于一體肥料,肥效明顯。對總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)要求:液體型態(tài)肥料是6.0%~20.0%,固體型肥料是8.0%~25.0%。
在實(shí)際生產(chǎn)過程中,為增加產(chǎn)品的肥效,會(huì)增加總養(yǎng)分含量,這等于變相提高化肥含量,降低了有機(jī)肥和菌體的作用。影響微生物肥料中有效活菌數(shù)衰減與否的重要因素是養(yǎng)分(尤其是含氮養(yǎng)分和含碳有機(jī)物)、水分和pH,復(fù)合微生物肥料養(yǎng)分充分,含水量較高,肥料中有效活菌數(shù)的衰減也就無法有效控制
4、微生物肥料的應(yīng)用問題
微生物肥料拌種或沾根后,在微生物大量繁殖前不會(huì)有明顯的肥效,且微生物自身生長還需要消耗大量的營養(yǎng)元素(氮磷鉀、中微量元素及氨基酸等),此時(shí)的微生物與作物的種子或幼苗爭奪肥料營養(yǎng),可能造成作物生長受影響。為保證早苗、壯苗和全苗,此時(shí)增加少量的化肥是必要的,應(yīng)作為種肥單施。使用化肥時(shí)濃度不易過大,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,20%的化肥(鹽類)會(huì)將活菌殺死殆盡。
微生物肥料優(yōu)勢多,但以活體形式施用到田間,與微生物原始生長環(huán)境具有一定差異,微生物是否能適應(yīng)土壤等環(huán)境因素是影響菌肥效力的關(guān)鍵,因此菌肥的效果容易受到周圍環(huán)境的影響,一些微生物肥料對環(huán)境及農(nóng)作物具有較強(qiáng)的選擇性,性質(zhì)不穩(wěn)定,主要表現(xiàn)在促生效果不穩(wěn)定,另外生產(chǎn)成本高昂。