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),微生物肥料是當代社會農(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)前人工作實際和個人試驗情況,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,亦有個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)境的復雜性以及菌株在不同生態(tài)條件影響下的復雜多變性,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?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)和篩選,實現(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?shù)貎?yōu)異菌株,實現(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,做到真菌和細菌的合理搭配,根據(jù)菌劑的肥效來看,真菌要比細菌好,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,因為很多菌體都有類似功能,而在于芽孢類菌體的便宜、運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)該是一個高度復合的微生物菌群形態(tài),而不是用分類學可以簡單描述和定義的。生產(chǎn)企業(yè)和科研工作者反復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;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系統(tǒng)工程,不可能單靠一兩個菌種或者產(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作。
一種優(yōu)良的菌肥應(yīng)當盡可能多地利用微生物的各種增產(chǎn)機理,應(yīng)當能為作物提供全面營養(yǎng)(大、中、微量元素),能增強作物對土壤中營養(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,促進植株或其某部分器官的生長或生理活動,能提高作物的品質(zhì)。
目前多數(shù)菌肥只包含1、2株菌,不可能實現(xiàn)持久肥效,應(yīng)提倡配方施肥,有機肥、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)、生物有機肥(NY884-2012)、復合微生物肥料(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:
第一,農(nóng)用微生物菌劑的菌種遵循“土著化”原則,選擇當?shù)貎?yōu)勢菌體進行高密度發(fā)酵。
第二,在生產(chǎn)液體或者進行葉面噴施農(nóng)業(yè)微生物時,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)和貯運中避免高溫、高壓,貯運時間不能太長,以免活菌數(shù)減少。
生物有機肥主要有粉狀、柱狀、擠壓顆粒狀、高溫制粒顆粒狀等多種類型。由于農(nóng)事活動的需要和人們自身的“貪懶”,高溫制粒顆粒狀生物有機肥越來受到受到種植戶的鐘愛。高溫制粒型生物有機肥實際生產(chǎn)中有以下幾個方面的問題:
第一,生物有機肥中菌種分布不均勻,菌體分布于顆粒表面,制粒過程因會操作不當,出現(xiàn)生物有機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質(zhì)碳化,在施肥后二到三年還在地里,肥效太差。
生物有機肥生產(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。
復合微生物肥料是一款無機營養(yǎng)元素、有機質(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%。
在實際生產(chǎn)過程中,為增加產(chǎn)品的肥效,會增加總養(yǎng)分含量,這等于變相提高化肥含量,降低了有機肥和菌體的作用。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)分和含碳有機物)、水分和pH,復合微生物肥料養(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,此時增加少量的化肥是必要的,應(yīng)作為種肥單施。使用化肥時濃度不易過大,實驗數(shù)據(jù)顯示,20%的化肥(鹽類)會將活菌殺死殆盡。
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。