李保國

（新疆八十三團天豐牧業(yè)發(fā)有限公司，新疆 精河 833300）

引言

我國農(nóng)作物種植產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展過程中，對于肥料的需求量也不斷提高，以往化學(xué)肥料的大量使用導(dǎo)致土壤出現(xiàn)過營養(yǎng)化，鹽漬化等負面問題，同時長時間化肥的使用對農(nóng)作物植株的品質(zhì)和產(chǎn)量也帶來了各種各樣的負面影響。生物有機肥料的開發(fā)使用有效的避免了化肥施加所帶來的負面效果，生物有機肥料主要是通過使用農(nóng)作物秸稈、農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物、畜禽糞便、食品加工副產(chǎn)物等物質(zhì)作為生物發(fā)酵的基質(zhì)，再通過添加使用合適的發(fā)酵菌種對其進行發(fā)酵熟化處理后生產(chǎn)中含有豐富微生物的有機肥料。

我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中存在大量的糞便，以往沒有充分利用這些資源，不僅導(dǎo)致了環(huán)境的污染，也危害了人類的健康。通過生物有機肥料的開發(fā)使用可以有效緩解這些問題，同時增加我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。下文將對生物有機肥料生產(chǎn)過程中的工藝以及發(fā)酵菌種的選擇等發(fā)面進行介紹，以期為生物有機肥料的科學(xué)生產(chǎn)以及我國農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展提供幫助。

1.生物有機肥料的生產(chǎn)工藝及存在的問題

1.1 生物有機肥料的堆肥發(fā)酵工藝

堆肥發(fā)酵處理是生產(chǎn)生物有機肥料中一種常見的工藝方式，主要是通過微生物的作用發(fā)酵處理生物肥料中的有機物質(zhì)，使有機物腐殖化、礦質(zhì)化的一個熟化過程中，在堆肥發(fā)酵的過程中，生物有機肥料的基質(zhì)內(nèi)會生成大量營養(yǎng)物質(zhì)以便于植物的吸收利用，同時生成大量有效態(tài)的氮、磷、鉀化合物。其中腐殖質(zhì)的產(chǎn)生對于農(nóng)作物種植中土壤的肥力水平有顯著的積極影響。堆肥發(fā)酵工藝使生物有機肥料生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝，也是現(xiàn)階段對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廢棄物，畜禽糞便等進行無公害化處理的有效方式。傳統(tǒng)的堆肥發(fā)酵處理方式也存在一定的弊端，主要是由于堆肥發(fā)酵處理的時間較長，對于生物有機肥料中基質(zhì)的分解代謝速度較慢，生產(chǎn)周期的延長一定程度上也增加的肥料生產(chǎn)的經(jīng)濟成本。同時堆肥發(fā)酵處理的方式會出現(xiàn)惡臭味，對周邊環(huán)境造成一定的負面影響?，F(xiàn)階段大部分堆肥發(fā)酵處理方式通常在露天的環(huán)境下進行，容易受到氣候天氣的影響，同時堆肥過程中生產(chǎn)的氮元素會釋放到大氣環(huán)境中，導(dǎo)致氮元素的浪費。

1.2 生物有機肥料的好氧發(fā)酵所存在的問題

生物有機肥料的好氧發(fā)酵過程主要是微生物在發(fā)酵代謝過程中通過利用具有溶解性的有機物質(zhì)，同時非溶解性的大分子有機質(zhì)通過微生物代謝所產(chǎn)生的相關(guān)酶類降解成小分子可溶解的有機物質(zhì)后被微生物吸收利用，微生物再通過一系列的分解活動產(chǎn)生大量的小分子有機質(zhì)和分解酶，提高生物有機肥料中營養(yǎng)物質(zhì)的含量。傳統(tǒng)的生物有機肥料生產(chǎn)過程中，為了降低生物有機肥料生產(chǎn)的成本，通常都是采取好氧發(fā)酵處理的方式，而好氧發(fā)酵處理所產(chǎn)生的氣體均直接排放到周邊環(huán)境中，很容易導(dǎo)致空氣污染的情況，不符合現(xiàn)階段綠色生態(tài)的生產(chǎn)模式。同時也會導(dǎo)致大量的能量損耗和部分有機養(yǎng)分的流失。

1.3 生物有機肥料的發(fā)酵菌種

生物有機肥料的生產(chǎn)過程中，菌種的選擇對于生物有機肥料的品質(zhì)和產(chǎn)量具有非常關(guān)鍵的影響作用。微生物主要作為功能菌添加劑添加到發(fā)酵基質(zhì)中，需要保障微生物菌種的純度高、活菌數(shù)量達標(biāo)，同時微生物繁殖性能和生命力強等特點，所添加使用的微生物還需要保障安全無毒，可以有效改善農(nóng)作物種植的土壤環(huán)境，提高生物有機肥料的利用率，保障農(nóng)作物的生長代謝過程中，提高農(nóng)作物產(chǎn)品的質(zhì)量?，F(xiàn)階段生物有機肥料發(fā)酵中所添加的菌種存在種類較少，數(shù)量有限的限制，而有機質(zhì)的發(fā)酵過程中在不同的發(fā)酵階段需要多種微生物群體的發(fā)酵功能作用，菌種的缺乏很容易導(dǎo)致生物有機肥料基質(zhì)中的有機物沒有充分發(fā)酵降解，降低了生物有機肥料在農(nóng)作物種植中發(fā)揮的營養(yǎng)作用。

2.生物有機肥料生產(chǎn)的發(fā)展趨勢

2.1 優(yōu)質(zhì)發(fā)酵菌株的選育

生物有機肥料生產(chǎn)中，優(yōu)良菌種的選擇對于提高生物有機肥料的生產(chǎn)效率，改善生物有機肥料的品質(zhì)具有非常關(guān)鍵的作用。通過選育具有優(yōu)良性狀的發(fā)酵菌株是未來生物有機肥料改進的重要方向。通過分子生物學(xué)的技術(shù)措施，同時依據(jù)16s rDNA和DGGE等生物檢測手段，跟蹤了解菌種在生物發(fā)酵過程中的動態(tài)變化，篩選優(yōu)良的菌種組合，同時選育具有多種優(yōu)良性狀的菌株有助于提高生物有機肥料品質(zhì)。

2.2 生物有機肥料生產(chǎn)工藝和設(shè)備的改良

生物有機肥料生產(chǎn)中優(yōu)質(zhì)的設(shè)備設(shè)施是提高產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)。通過使用定向發(fā)酵調(diào)控、現(xiàn)代化發(fā)酵工藝技術(shù)以及調(diào)控設(shè)備可以良好控制生物有機肥料發(fā)酵過程中的情況，同時自動化設(shè)備的建立和完善可以有效降低生物有機肥料的生產(chǎn)成本。

2.3 新型發(fā)酵微生物的開發(fā)和組合

微生物在生物有機肥料的生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，優(yōu)質(zhì)品種的選育開發(fā)對于提高生物有機肥料的生產(chǎn)效率和品質(zhì)有積極影響。通過對不同微生物功能的解析，篩選出具有良好腐熟轉(zhuǎn)化、營養(yǎng)代謝功能作用的微生物，重點選育可以幫助農(nóng)作物進行固氮、分解氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)功能的微生物，同時將不同種類微生物進行組合使用，促進農(nóng)作物的生產(chǎn)。

3.生物有機肥料發(fā)酵對比試驗

為了進一步了解實際生產(chǎn)中生物有機肥料生產(chǎn)工藝的優(yōu)化方式，進行了使用外接菌種再葡萄植株枝葉和牛羊糞便混合基質(zhì)的堆肥發(fā)酵處理試驗，確定生產(chǎn)中以何種發(fā)酵方式和菌種發(fā)酵處理葡萄植株枝葉和牛羊糞便混合基質(zhì)可以獲得品質(zhì)良好的生物有機肥料。試驗中發(fā)酵基質(zhì)通過使用50%含量的粉碎處理的葡萄枝葉，30%含量的牛糞，20%含量的羊糞，每噸發(fā)酵基質(zhì)中添加550 kg的水，混合后再在基質(zhì)中添加5 kg的尿素和0.025%的菌劑。試驗中發(fā)酵基質(zhì)的升溫對比見表1。發(fā)酵處理后樣品的檢測指標(biāo)見表2。

表1 生物有機肥料發(fā)酵過程中的溫度變化

3 45 44.5 44 40 4 50.2 50 50.1 45 5 55 56 54 47 6 58 59 58 50 7 62 61 60.5 52

表2 發(fā)酵處理后生物有機肥料營養(yǎng)物質(zhì)檢測

本試驗研究中發(fā)現(xiàn)，通過使用外接菌種發(fā)酵處理后的生物有機肥料中有機質(zhì)、氮、磷、鉀營養(yǎng)物質(zhì)均達到國家標(biāo)準(zhǔn)，同時相比較對照組顯著提高，說明在以葡萄枝葉、牛糞和羊糞制作的基質(zhì)中添加外接菌種的發(fā)酵速度顯著優(yōu)于對照組，具有發(fā)酵升溫快，溫度高的優(yōu)質(zhì)特點，同時發(fā)酵處理的生物有機肥料中有機質(zhì)含量豐富，營養(yǎng)物質(zhì)含量高。