一種高效微生物菌肥的制備方法及其應用實踐

徐海云 布芳芳 李加奎 范 平

（1上海市松江區泖港鎮農業服務中心，上海 201600；2喜如仙農業科技發展（上海）有限公司，上海 201600）

近年來，我國農業生產連年大豐收，因此每年也產生了大量的農業廢棄物，包括水稻秸稈、油菜秸稈、玉米秸稈、大豆秸稈、花生秸稈、甘薯藤等，總量約有1×109t。目前，我國農業廢棄物的主要處置方法是還田、掩埋等，部分地區還存在秸稈焚燒等現象，不僅會嚴重污染環境，還會造成大量的資源浪費；同時農業廢棄物處置及利用技術的落后，更會嚴重制約生態農業的整體發展。因此，利用微生物技術對農業廢棄物進行消解及資源利用，具有一定的現實意義，這不僅可顯著提高農業廢棄物的綜合利用效益，還有利于生態農業的可持續發展。

上海市松江區泖港鎮是著名水稻品牌“松江大米”的主要產地，在水稻豐收季節存在水稻秸稈處置難及資源化利用低等問題，同時，泖港鎮還是上海市的主要蔬菜供應基地，有大量的蔬菜廢棄物需要進行處置。在此背景下，筆者依據松江區實際情況，研究出了一種高效微生物菌肥的制備方法，并在各地對該高效微生物菌肥進行了應用實踐，結果發現，該高效微生物肥平均有機質含量高于普通微生物菌肥50%，總養分含量達到有機肥國家標準（自檢），能有效提高農作物產量。為促進該微生物菌肥制備方法的推廣應用，筆者將該高效微生物菌肥的制備方法及應用實踐相關情況進行總結介紹，以期提高松江區農業廢棄物的處理水平，從而促進松江區農業循環經濟健康發展。

1 高效微生物菌肥的制備流程

通過對具有農業廢棄物腐化效果的微生物菌種進行培養，篩選出對農業廢棄物具有消解作用和對農作物生長具有高效活性的微生物菌種，然后進行定向培養，采用發酵工藝，制備成具有一定功能的復合菌劑，然后把制備出的復合菌劑添加到農業廢棄物中，并進行發酵腐熟，且不添加禽畜糞便，使之成為肥效高、安全、具有良好穩定性的高效微生物菌肥。

2 高效微生物菌肥的具體制備技術

2.1 菌種準備

對菌種進行篩選、目標培養、拮抗試驗，以獲得優良菌種，例如，高溫芽孢桿菌（xg17）、巨大芽孢桿菌（Xj17）、嗜熱脂肪芽孢桿菌（Xs17）、枯草芽孢桿菌（Xk17）、放線菌（Xf17）。

2.1.1 高溫芽孢桿菌（xg17）

菌種篩選：在保藏的菌株中，通過菌體形態變異分析、搖瓶培養等方法，初選和復選分離出3個強壯的菌株（xg1701、xg1706、xg1708）。

目標培養：將分離得到的菌株分別進行發酵試驗，培養基成分為0.05%氯化鈉、0.05%磷酸氫二鉀、0.05%硫酸鎂、0.05%碳酸鈣、0.1%吐溫、5%紅糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨等，培養溫度為58.4～65.3℃，培養時間為22～26 h。

拮抗試驗：將選育出的多個優良菌株進行拮抗試驗、目標馴化，多次重復試驗后確立最佳配比和經濟用量。

2.1.2 巨大芽孢桿菌（Xj17）

菌種篩選：在保藏的菌株中，通過菌體形態變異分析、搖瓶培養等方法，初選和復選分離出3個強壯的菌株（即Xj1703、Xj1711、Xj1716）。

目標培養：將分離得到的菌株分別進行發酵試驗，培養基成分為0.05%氯化鈉、0.05%磷酸氫二鉀、0.05%硫酸鎂、0.05%碳酸鈣、5%紅糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨等，培養溫度為28～34 ℃，培養時間為2～24 h。

拮抗試驗：將選育出的多個優良菌株進行拮抗試驗、目標馴化，多次重復試驗后確立最佳配比和經濟用量。

2.1.3 嗜熱脂肪芽孢桿菌（Xs17）

菌種篩選：在保藏的菌株中，通過菌體形態變異分析、搖瓶培養等方法，初選和復選分離出3個強壯的菌株（Xs1701、Xs1710、Xs1717）。

目標培養：將分離得到的菌株分別進行發酵試驗，培養基成分為0.05%氯化鈉、0.05%磷酸氫二鉀、0.05%硫酸鎂、0.05%碳酸鈣、5%紅糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨等，培養溫度為28～34 ℃，培養時間為2～24 h。

拮抗試驗：將選育出的多個優良菌株進行拮抗試驗、目標馴化，多次重復試驗后確立最佳配比和經濟用量。

2.1.4 枯草芽孢桿菌（Xk17）

菌種篩選：在保藏的菌株中，通過菌體形態變異分析、搖瓶培養等方法，初選和復選分離出3個強壯的菌株（Xk1702、Xk1706、Xk1718）。

目標培養：將分離得到的菌株分別進行發酵試驗，培養基成分為0.05%氯化鈉、0.05%磷酸氫二鉀、0.05%硫酸鎂、0.05%碳酸鈣、5%紅糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨等，培養溫度為28～34 ℃，培養時間為2～24 h。

拮抗試驗：將選育出的多個優良菌株進行拮抗試驗、目標馴化，多次重復試驗后確立最佳配比和經濟用量。

2.1.5 放線菌（Xf17）

菌種篩選：在保藏的菌株中，通過菌體形態變異分析、搖瓶培養等方法，初選和復選分離出2個強壯的菌株（Xf1703、Xf1709）。

目標培養：將分離得到的菌株分別進行發酵試驗，培養基成分為0.05%氯化鈉、0.05%磷酸氫二鉀、0.05%硫酸鎂、0.001%硫酸亞鐵、0.1%硝酸鉀、2%可溶性淀粉等，培養溫度為28 ℃，培養時間為5 d。

拮抗試驗：將選育出的多個優良菌株進行拮抗試驗、目標馴化，多次重復試驗后確立最佳配比和經濟用量。

2.2 復合菌劑制備

將篩選、分離、提純、復壯和培養得到的高溫芽孢桿菌（xg17）、巨大芽孢桿菌（Xj17）、嗜熱脂肪芽孢桿菌（Xs17）、枯草芽孢桿菌（Xk17）、放線菌（Xf17）分別接種到發酵罐進行發酵，將發酵得到的五種菌液按1∶1∶1∶1∶1的比例進行均勻混合，然后利用20目的玉米秸稈粉吸附（吸附前玉米秸稈粉需進行微波消毒，混合后的菌劑總量與吸附載體的重量比應為1∶2），獲得復合菌劑，并于28 ℃條件下干燥至含水率達30%以下。

2.3 微生物菌肥制備

將所得的復合菌劑添加到農業廢棄物中進行發酵腐熟，不需要添加禽畜糞便，從而獲得優質高效微生物菌肥。具體制備流程：將農業廢棄物物料按重量加水至含水量達65%，按照0.05%的接種量添加復合菌劑，并用肥料攪拌機混合均勻，然后將物料堆成高1.5m左右、寬1.5m的料堆進行腐熟發酵；當料堆內溫度上升至65～70 ℃時進行翻堆，每隔1 d均勻翻堆1次（可視料堆的溫度變化情況調整翻堆節奏），料堆翻堆約15次后，即可獲得高效微生物菌肥。

部分農業廢棄物制成的高效微生物菌肥的理化指標見表1、表2、表3。通過自檢，制備出的高效微生物菌肥的平均有機質含量高于普通微生物菌肥50%，總養分含量達到NY525-2012有機肥的相關標準要求。

表1 水稻秸稈制成的高效微生物菌肥的理化指標（單位：%）

表2 油菜秸稈制成的高效微生物菌肥的理化指標（單位：%）

表3 瓜藤、菜皮等蔬菜秸稈制成的高效微生物菌肥的理化指標 （單位：%）

3 高效微生物菌肥的應用實踐

為驗證該高效微生物菌肥的肥力，對上述制備方法制備出的高效微生物菌肥進行了多點應用實踐。具體為：（1）在上海云間大自然農業科技示范基地的航天小番茄上進行應用試驗，設常規（CK）和菌肥2個處理，每處理區面積667 m2，其中，常規處理每667 m2施農家基肥1 000 kg、尿素35 kg、復合有機肥100 kg，菌肥處理每667 m2施自制高效微生物菌肥1 500 kg（其中，1 200 kg作基肥施入，300 kg制成水溶肥定期澆灌）。（2）在小青菜上進行應用試驗，設常規（CK）和菌肥2個處理，每處理區面積667 m2，其中，常規處理每667 m2施農家基肥800 kg、復合氮肥50 kg，菌肥處理每667 m2施自制高效微生物菌肥1 000 kg（其中，800 kg作基肥施入，200 kg制成水溶肥定期澆灌）。（3）在上海泖港農業發展有限公司水稻上（水稻品種為“松香粳1018”）進行應用試驗，設常規（CK）和菌肥2個處理，每處理區面積667 m2，其中，常規處理每667 m2施農家肥500 kg、復合有機肥100 kg，菌肥處理每667 m2施自制高效微生物菌肥1 200 kg，在大田平整前施入，然后翻土灌水養土1周。（4）在上海交通大學農業與生物學院水果黃瓜上進行應用試驗，設常規（CK）和菌肥2個處理，每處理區面積667 m2，其中，常規處理每667 m2施農家肥800 kg、復合有機肥120 kg、尿素100 kg，菌肥處理每667 m2施自制高效微生物菌肥1 500 kg，作基肥施入，然后翻土。（5）在河北省趙縣西瓜（小型瓜）上進行應用試驗，設常規（CK）和菌肥2個處理，每處理區面積667 m2，其中，常規處理每667 m2施農家肥2 000 kg、復合有機肥50 kg、尿素25 kg、鉀肥30 kg，菌肥處理每667 m2施自制高效微生物菌肥2 000 kg，作基肥施入，然后翻土。（6）在貴州省畢節縣煙草上進行應用試驗，設常規（CK）和菌肥2個處理，每處理區面積667 m2，其中，常規處理每667 m2施農家肥300 kg、復合有機肥50 kg、尿素25 kg，菌肥處理每667 m2施自制高效微生物菌肥600 kg，作基肥施入，然后翻土。

各地試驗結果表明，施用自制的高效微生物菌肥，均有提高農作物產量的效果，見表4。同時在應用實踐中還發現，部分農作物的植株抗病性和產品質量均有顯著提高。

表4 高效微生物菌肥在多種農作物上的應用結果（單位：kg）

4 小結與討論

本文介紹了一種高效微生物菌肥的制備方法，該制備方法具有由純農業廢棄物發酵制成、發酵時間短、不需要添加禽畜糞便和其他養分等優點，有助于提高農業廢棄物的利用率。同時，利用該制備方法制備出的高效微生物菌肥，經自檢，其平均有機質含量高于普通微生物菌肥50%，總養分含量達到NY525-2012有機肥的相關標準要求。此外，經應用實踐，施用自制高效微生物菌肥，可提高農作物產量。因此，該高效微生物菌肥的制備方法可進行推廣應用。

整個農業產業及肥料市場的發展情況來看，利用從純農業廢棄物制備微生物菌肥是今后農業用肥的一個發展方向，但是，此類產品目前尚處于市場推廣階段，還需進一步完善相關制備方法。例如，適宜的微生物復合菌種仍需進行繼續篩選，菌種之間的適宜配比還需進一步摸索等。