一种高效微生物菌肥的制备方法及其应用实践

徐海云 布芳芳 李加奎 范 平

（1上海市松江区泖港镇农业服务中心，上海 201600；2喜如仙农业科技发展（上海）有限公司，上海 201600）

近年来，我国农业生产连年大丰收，因此每年也产生了大量的农业废弃物，包括水稻秸秆、油菜秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆、花生秸秆、甘薯藤等，总量约有1×109t。目前，我国农业废弃物的主要处置方法是还田、掩埋等，部分地区还存在秸秆焚烧等现象，不仅会严重污染环境，还会造成大量的资源浪费；同时农业废弃物处置及利用技术的落后，更会严重制约生态农业的整体发展。因此，利用微生物技术对农业废弃物进行消解及资源利用，具有一定的现实意义，这不仅可显著提高农业废弃物的综合利用效益，还有利于生态农业的可持续发展。

上海市松江区泖港镇是著名水稻品牌“松江大米”的主要产地，在水稻丰收季节存在水稻秸秆处置难及资源化利用低等问题，同时，泖港镇还是上海市的主要蔬菜供应基地，有大量的蔬菜废弃物需要进行处置。在此背景下，笔者依据松江区实际情况，研究出了一种高效微生物菌肥的制备方法，并在各地对该高效微生物菌肥进行了应用实践，结果发现，该高效微生物肥平均有机质含量高于普通微生物菌肥50%，总养分含量达到有机肥国家标准（自检），能有效提高农作物产量。为促进该微生物菌肥制备方法的推广应用，笔者将该高效微生物菌肥的制备方法及应用实践相关情况进行总结介绍，以期提高松江区农业废弃物的处理水平，从而促进松江区农业循环经济健康发展。

1 高效微生物菌肥的制备流程

通过对具有农业废弃物腐化效果的微生物菌种进行培养，筛选出对农业废弃物具有消解作用和对农作物生长具有高效活性的微生物菌种，然后进行定向培养，采用发酵工艺，制备成具有一定功能的复合菌剂，然后把制备出的复合菌剂添加到农业废弃物中，并进行发酵腐熟，且不添加禽畜粪便，使之成为肥效高、安全、具有良好稳定性的高效微生物菌肥。

2 高效微生物菌肥的具体制备技术

2.1 菌种准备

对菌种进行筛选、目标培养、拮抗试验，以获得优良菌种，例如，高温芽孢杆菌（xg17）、巨大芽孢杆菌（Xj17）、嗜热脂肪芽孢杆菌（Xs17）、枯草芽孢杆菌（Xk17）、放线菌（Xf17）。

2.1.1 高温芽孢杆菌（xg17）

菌种筛选：在保藏的菌株中，通过菌体形态变异分析、摇瓶培养等方法，初选和复选分离出3个强壮的菌株（xg1701、xg1706、xg1708）。

目标培养：将分离得到的菌株分别进行发酵试验，培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、0.1%吐温、5%红糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨等，培养温度为58.4～65.3℃，培养时间为22～26 h。

拮抗试验：将选育出的多个优良菌株进行拮抗试验、目标驯化，多次重复试验后确立最佳配比和经济用量。

2.1.2 巨大芽孢杆菌（Xj17）

菌种筛选：在保藏的菌株中，通过菌体形态变异分析、摇瓶培养等方法，初选和复选分离出3个强壮的菌株（即Xj1703、Xj1711、Xj1716）。

目标培养：将分离得到的菌株分别进行发酵试验，培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、5%红糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨等，培养温度为28～34 ℃，培养时间为2～24 h。

拮抗试验：将选育出的多个优良菌株进行拮抗试验、目标驯化，多次重复试验后确立最佳配比和经济用量。

2.1.3 嗜热脂肪芽孢杆菌（Xs17）

菌种筛选：在保藏的菌株中，通过菌体形态变异分析、摇瓶培养等方法，初选和复选分离出3个强壮的菌株（Xs1701、Xs1710、Xs1717）。

目标培养：将分离得到的菌株分别进行发酵试验，培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、5%红糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨等，培养温度为28～34 ℃，培养时间为2～24 h。

拮抗试验：将选育出的多个优良菌株进行拮抗试验、目标驯化，多次重复试验后确立最佳配比和经济用量。

2.1.4 枯草芽孢杆菌（Xk17）

菌种筛选：在保藏的菌株中，通过菌体形态变异分析、摇瓶培养等方法，初选和复选分离出3个强壮的菌株（Xk1702、Xk1706、Xk1718）。

目标培养：将分离得到的菌株分别进行发酵试验，培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、5%红糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨等，培养温度为28～34 ℃，培养时间为2～24 h。

拮抗试验：将选育出的多个优良菌株进行拮抗试验、目标驯化，多次重复试验后确立最佳配比和经济用量。

2.1.5 放线菌（Xf17）

菌种筛选：在保藏的菌株中，通过菌体形态变异分析、摇瓶培养等方法，初选和复选分离出2个强壮的菌株（Xf1703、Xf1709）。

目标培养：将分离得到的菌株分别进行发酵试验，培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.001%硫酸亚铁、0.1%硝酸钾、2%可溶性淀粉等，培养温度为28 ℃，培养时间为5 d。

拮抗试验：将选育出的多个优良菌株进行拮抗试验、目标驯化，多次重复试验后确立最佳配比和经济用量。

2.2 复合菌剂制备

将筛选、分离、提纯、复壮和培养得到的高温芽孢杆菌（xg17）、巨大芽孢杆菌（Xj17）、嗜热脂肪芽孢杆菌（Xs17）、枯草芽孢杆菌（Xk17）、放线菌（Xf17）分别接种到发酵罐进行发酵，将发酵得到的五种菌液按1∶1∶1∶1∶1的比例进行均匀混合，然后利用20目的玉米秸秆粉吸附（吸附前玉米秸秆粉需进行微波消毒，混合后的菌剂总量与吸附载体的重量比应为1∶2），获得复合菌剂，并于28 ℃条件下干燥至含水率达30%以下。

2.3 微生物菌肥制备

将所得的复合菌剂添加到农业废弃物中进行发酵腐熟，不需要添加禽畜粪便，从而获得优质高效微生物菌肥。具体制备流程：将农业废弃物物料按重量加水至含水量达65%，按照0.05%的接种量添加复合菌剂，并用肥料搅拌机混合均匀，然后将物料堆成高1.5m左右、宽1.5m的料堆进行腐熟发酵；当料堆内温度上升至65～70 ℃时进行翻堆，每隔1 d均匀翻堆1次（可视料堆的温度变化情况调整翻堆节奏），料堆翻堆约15次后，即可获得高效微生物菌肥。

部分农业废弃物制成的高效微生物菌肥的理化指标见表1、表2、表3。通过自检，制备出的高效微生物菌肥的平均有机质含量高于普通微生物菌肥50%，总养分含量达到NY525-2012有机肥的相关标准要求。

表1 水稻秸秆制成的高效微生物菌肥的理化指标（单位：%）

表2 油菜秸秆制成的高效微生物菌肥的理化指标（单位：%）

表3 瓜藤、菜皮等蔬菜秸秆制成的高效微生物菌肥的理化指标 （单位：%）

3 高效微生物菌肥的应用实践

为验证该高效微生物菌肥的肥力，对上述制备方法制备出的高效微生物菌肥进行了多点应用实践。具体为：（1）在上海云间大自然农业科技示范基地的航天小番茄上进行应用试验，设常规（CK）和菌肥2个处理，每处理区面积667 m2，其中，常规处理每667 m2施农家基肥1 000 kg、尿素35 kg、复合有机肥100 kg，菌肥处理每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制成水溶肥定期浇灌）。（2）在小青菜上进行应用试验，设常规（CK）和菌肥2个处理，每处理区面积667 m2，其中，常规处理每667 m2施农家基肥800 kg、复合氮肥50 kg，菌肥处理每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制成水溶肥定期浇灌）。（3）在上海泖港农业发展有限公司水稻上（水稻品种为“松香粳1018”）进行应用试验，设常规（CK）和菌肥2个处理，每处理区面积667 m2，其中，常规处理每667 m2施农家肥500 kg、复合有机肥100 kg，菌肥处理每667 m2施自制高效微生物菌肥1 200 kg，在大田平整前施入，然后翻土灌水养土1周。（4）在上海交通大学农业与生物学院水果黄瓜上进行应用试验，设常规（CK）和菌肥2个处理，每处理区面积667 m2，其中，常规处理每667 m2施农家肥800 kg、复合有机肥120 kg、尿素100 kg，菌肥处理每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）在河北省赵县西瓜（小型瓜）上进行应用试验，设常规（CK）和菌肥2个处理，每处理区面积667 m2，其中，常规处理每667 m2施农家肥2 000 kg、复合有机肥50 kg、尿素25 kg、钾肥30 kg，菌肥处理每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）在贵州省毕节县烟草上进行应用试验，设常规（CK）和菌肥2个处理，每处理区面积667 m2，其中，常规处理每667 m2施农家肥300 kg、复合有机肥50 kg、尿素25 kg，菌肥处理每667 m2施自制高效微生物菌肥600 kg，作基肥施入，然后翻土。

各地试验结果表明，施用自制的高效微生物菌肥，均有提高农作物产量的效果，见表4。同时在应用实践中还发现，部分农作物的植株抗病性和产品质量均有显著提高。

表4 高效微生物菌肥在多种农作物上的应用结果（单位：kg）

4 小结与讨论

本文介绍了一种高效微生物菌肥的制备方法，该制备方法具有由纯农业废弃物发酵制成、发酵时间短、不需要添加禽畜粪便和其他养分等优点，有助于提高农业废弃物的利用率。同时，利用该制备方法制备出的高效微生物菌肥，经自检，其平均有机质含量高于普通微生物菌肥50%，总养分含量达到NY525-2012有机肥的相关标准要求。此外，经应用实践，施用自制高效微生物菌肥，可提高农作物产量。因此，该高效微生物菌肥的制备方法可进行推广应用。

整个农业产业及肥料市场的发展情况来看，利用从纯农业废弃物制备微生物菌肥是今后农业用肥的一个发展方向，但是，此类产品目前尚处于市场推广阶段，还需进一步完善相关制备方法。例如，适宜的微生物复合菌种仍需进行继续筛选，菌种之间的适宜配比还需进一步摸索等。