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发表于: 2011-4-6 09:57:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

散。草茎树叶之类用手一拉即断，温度自然降至常温，由于真菌的生长部分呈白色或灰白色。对产品的化学和生物指标等均有行业标准规定。总之，产品要达到“三化”标准，分别是均质化（任何部位抽样检查均符合质量标准）、无害化（对农作物、人体、畜禽、环境无害）、腐殖化（合成腐殖质）。
2.2.4 商品有机肥的产业化
上世纪90年代中期，商品有机肥作为一种正式的商品进人了市场。商品有机肥以其肥效长、供肥稳、肥害小、异味小、易运输、易施用、以及无机肥不可替代的有机营养等优点，有力推动了蔬菜、果树、花卉等种植业的发展。近几年来，随着人们对果蔬产品质量要求的不断提高和对绿色无公害农业产品的渴望，加之农业产业化的发展，商品有机肥的研究与开发得到了长足进展。
发达国家十分重视研究工厂化处理畜禽粪便技术，包括快速发酵技术、除臭技术、发酵养分保全技术、发酵设备、有机肥制作的工艺设备与技术等[12]。目前，国外在有机肥发酵工艺、技术和设备上已日趋完善，基本上达到了规模化和产业化水平。日本畜禽粪便堆肥化已实现工厂化，研制的卧式转筒式和立式多层式快速堆肥装置，发酵时间约1~2周，具有占地少、发酵快、质地优等特点。俄罗斯研制的有机发酵装置，
生产率达到每天生产100吨有机肥。美国高温堆肥系统，由10个大型旋转生物反应器组成，通过微生物发酵在72小时内可处理1000多吨畜禽粪便或垃圾，使之成为优质有机肥料，这种技术对高湿物料具有特殊的功效国内商品有机肥料产品类型及研发单位
中国是传统有机肥生产和使用大国，但真正对有机肥进行系统研究始于20世纪50、60 年代，重点是总结农民传统经验，完善有机肥积、制、保、用技术。目前，我国部分复混肥厂家已开始生产商品有机肥，原料主要是草炭、风化煤、秸秆和畜禽粪便，生产规模小，效率低，污染较严重，生产技术还处于起步阶段，发酵技术、除臭技术、关键设备等还有待完善。表2列出了国内部分代表性商品有机肥的研发单位及产品。
2.3 生物肥料
2.3.1 生物肥料的概念及分类
生物肥料又名细菌肥料、菌肥、生物肥料、接种剂、农用微生物产品等，从产生发展至今已有100年的历史，但真正从工业化生产进入市场形成商品，只是近几十年的事情。不同的发展阶段，付予生物肥料不同的名称，从“根瘤菌剂”到“菌肥”，再到“微生物肥料”，现在，国际上对广泛用于农业生产的菌肥统称为“生物肥料”。所谓生物肥料是一类以微生物生命活动及其产物导致农作物得到特定肥料效应的微生物活体制品，在这种效应的产生中，活微生物起关键作用[14]。生物肥料具有生产成本低、效果好、不污染环境，施后不仅增产，而且能提高农产品品质和减少化肥用量，在农业可持续发展中占有重要地位。
生物肥料的种类很多，按照产品中特定微生物的种类可分为细菌肥料（如根瘤菌肥、固氮菌肥）、放线菌肥料（抗生菌类）、真菌肥料（VA菌根真菌）等；按照产品作用机理可分为根瘤菌类肥料、固氮菌类肥料、溶磷菌类肥料、解钾菌类肥料、硅酸盐细菌类肥料等；按照产品中微生物种类的多寡又可分为单一生物肥料、复合生物肥料。生物肥料剂型多样，可以是液态、固态或膏状（加入基质载体）。
2.3.2 生物肥料的生产技术
生物肥料的生产包括微生物的培养(图3A)和肥料的生产(图3B)2个过程。微生物
的培养包括培养、提纯、鉴定、复壮、发酵；肥料生产包括有机物料（基质载体）烘干灭菌、投放微生物、搅拌、评价。影响产品质量的几个关键步骤是微生物的提纯、鉴定、复壮、发酵。
A、微生物原种→平板培养→摇床培养→提纯→鉴定→复壮→发酵
B、有机物料→烘干灭菌→投放微生物→搅拌→产品→评价
图3 生物肥料的生产过程
生物肥料产品的质量关键是菌种，菌种必须认真鉴定和提纯，防止动植物检疫对象、传染病病原体的混入，还要经过严格的性能鉴定，如固氮菌的固氮能力的鉴定，根瘤菌的侵染能力、结瘤能力和固氮能力的鉴定等，只有提纯选育出具有良好性能的菌株生产的菌肥，在生产上才能发挥出增产的效果。一个优良的菌株在长期传代过程中会发生变化，如固氮菌的固氮能力下降，糖化菌的糖化能力下降，解磷菌的解磷能力下降等等，因此生产上必须经常检查菌株的活性，对衰退菌株及时处理才能保证产品的质量。另外，菌株必须隔一定时间检查性能并进行复壮，最合适的复壮方法是回归到自然环境中去培养，因为生产菌肥的菌株无论是固氮菌、根瘤菌还是磷细菌、钾细菌都是土壤中的微生物，在土壤中更能强壮旺盛地生长和繁殖，也可以用土壤浸提液进行复壮，而人工培养容易退化。发酵要根据各种菌种的生长繁殖条件控制温度、湿度和pH值，一般菌种发酵温度为25℃~38℃，pH值为5~8.5。
目前，微生物肥料的剂型除草炭载体粉剂外，还有液体剂型、冻干剂型、矿油封面剂型、颗粒剂型等，以适应不同条件。为了使生物肥料接种时不致散落，可以使用粘着剂羧甲基纤维素、硅酸镁、丙烯－丙烯酰胺、接枝淀粉等，提高接种效果的营养添加剂技术也不断发展。
2.3.3 生物肥料产品的指标
生物肥料的核心是肥料中特定的具有活性的微生物必须达到一定的数量和纯度，符合国家标准和要求，纯度和数量低于标准，则不能称为生物肥料[15]。含有基质载体的生物肥料一般标准为：有效活菌数≥0.2亿／g，有机质含量（以干基计）≥25％，水分含量≤30％（粉剂）、≤15％（颗粒），pH值5.5~8.5，粪大肠菌数≤100个／g，肥料有效期≥6个月；生物肥料产品中As、Cd、Pb、Cr、Hg含量指标应符合国家行业标准；若产品中加入无机养分，应标明产品中总养分含量，以（N+P2O5+K2O）总量表示。
2.3.4 生物肥料的产业化
世界上最早的生物肥料是1895年德国推出的根瘤菌接种剂，到20世纪30年代美国、澳大利亚、英国等国家都有了根瘤菌接种剂产业。随着化肥环境问题的出现，以及无公害农业的发展，生物肥料在最近20多年里发展较快，研究领域不断拓宽，溶磷、解钾等生物肥料新产品不断问世。目前至少有70多个国家生产、应用和推广生物肥料，并制定了产品技术标准和质量监督体系，目前，全世界生物肥料年产量超过1000万吨。从国内外的实践应用报道来看，根瘤菌肥料应用历史最长、效果稳定、应用广泛，尤其PGPR（根际促生菌）的促生防病研究成为近10年研究热点，其研究主要集中在假单胞菌类，该类群能够抑制多种植物病害特别是土传病害。研究范围主要包括有效根部定殖、抗生作用、根际营养竟争、诱导植物抗性和分泌降解病原微生物的酶等。加拿大研制出“根瘤菌＋PGPR”复合菌肥，巴西的PGPR制剂已是小麦、玉米等作物的重要肥料。随着分子生物学的渗人，对促生防病遗传性状分析，采用遗传工程手段加以改良，英、美等国已经成功构建表达Prn基因的菌株，并成功导人HCN基因簇，获得提高生防活性的菌株。另外，新型秸秆腐熟菌剂、土壤与环境污染修复菌剂等的研发也发展很快。
国内基本形成了微生物肥料产业，在国家农业部登记的产品种类有13个，全国约有450个生物肥料企业，年产量超过200万吨，生物肥料由单一功能向复合功能发展，由单一接种剂向复合生物肥料转变，由无芽抱菌种生产向芽抱菌种发展，由单一菌种向复合菌种转化（不局限于根瘤菌）等。
然而生物肥料要进入土壤，其有效性的外部因素是土壤条件和环境因素。当生物肥料施入土壤后,土壤为休眠的微生物提供了复苏的条件，但微生物能否繁殖和旺盛代谢，取决于土壤的pH值、湿度、温度和通气性等条件以及养分含量(微生物与作物之间将会竞争养分)；加之，微生物和作物品种、土壤类型之间的关系也比较复杂；化肥品种和配比也会对微生物的生存产生影响，甚至产生负面作用；另外有关生产工艺、装备、安全性等都有待进一步研究加以解决。因此，笔者认为生物复合物作为肥料的发展方向无疑是正确的，但要进行大规模生产和推广应用尚需时间。
2.4 多功能肥料
2.4.1 多功能肥料的概念及分类
所谓多功能肥料指增强作物生理功能和改善限制作物高产因素的肥料，也是具有多成分（肥料、菌剂、激素类、抗生素类等）、多功效、多剂型的一类农用肥料产品的综合名称，具有保水、抗旱、抗寒、杀虫、防病、促根、增蘖、抗倒伏、抗早衰、提高养分利用率、改善土壤理化性质、降解土壤有机无机污染物等功效。按照肥料功能可分为多种：保水肥料、抗旱肥料、增蘖肥料、抗倒伏肥料等，这些功能性肥料主要包括：具有改善水分利用率的肥料，改善土壤结构的肥料，适应优良品种特性的肥料，改善作物抗倒伏性的肥料，具有防治杂草的肥料，以及具有抗病虫害功能的肥料等。
2.4.2 多功能肥料的生产技术和产品指标
不同功能、不同剂型的功能性肥料选用不同的工艺和设备，可参考选用缓／控释肥、商品有机肥和生物肥的部分工艺和设备。对于产品指标，目前并没有国家标准或行业标准，总体目标为：在提供营养的同时，应该具有特定的功能，并且对环境没有污染或潜在的危害。
2.4.3 多功能肥料的产业化
　　多功能肥料是21世纪新型肥料的重要发展方向之一，有关功能性肥料的研究与开发，也是近几年的事情，国内外做的工作并不多。日本三菱化成公司开发出一种可减轻水稻抗倒伏的功能肥料，该肥料可限制水稻节间增长，降低株高，减轻倒伏；华南农业大学利用高吸水树脂包被尿素和复合肥料，制成保水型控释肥料，产品在新疆干旱地区试验，取得良好效果；新疆汇通旱地龙黄腐植酸系列产品就是以黄腐植酸为主要原料的抗旱保水型功能肥料；山东宝来利来生物工程研究院研制出功能性肥料菌王和氮泵。其它方面的功能肥料研究，也有零星报道，但离产业化要求相差甚远。
20世纪80年代初，美国最早研制开发了叶面肥[16]，叶面肥指加入植物营养元素和表面活性剂或雾化剂等配制的适合叶面喷施的液体肥料。由于叶面肥采用叶面喷施，一方面防止了营养元素与土壤中杂质离子反应生产沉淀不易被植物吸收；另一方面，多数叶面肥不仅提高了农作物的产量，而且能改善品质，提高果实等级，减少了畸形果，还可以使植物增强抗寒、抗旱和抗病能力。新型的叶面肥是将营养物质、刺激物质、化学药剂、保鲜剂、光合剂等物质集一身的多功能生理生化液，因此，叶面肥料也可列入多功能肥料。目前，国内大部分科研单位倾向于新型多功能叶面肥的研制。
结合我国的具体特点，今后功能性肥料的研究重点是：研制促进作物根系向纵深发展的肥料，适于干旱地区；研发加强作物挺立性的抗倒伏功能的肥料；研发取代有机杀虫(菌)剂的功能性肥料；研制防止作物早衰的功能性肥料；保水型肥料，等。
3 新型肥料的发展趋势及建议
世界化肥的生产和使用历经3次变革。20世纪60年代之前，生产的化肥多为单质低浓度肥料；60至80年代，发达国家发展高浓度化肥和复合肥；最近20年来，发达国家开始重点研究缓／控释肥料、商品有机肥料、生物肥料、功能性肥料，新型肥料的研究与开发是21世纪世界肥料的发展方向。新型肥料的发展趋势为：
新型肥料生产向个性化、专用化发展。过去化肥企业生产的单质化肥、通用型复混肥追求的是大批量、共性化，很少顾及不同土壤、不同作物、不同生长期的个性差异化、需肥多样化和特殊化特征。因此，新型肥料特别强调环保化、多样化、个性化和特殊化，适合于不同土壤和不同作物需肥规律的个性化需求。
新型肥料是环境友好型肥料。城市生活垃圾、企业“三废”、农村作物秸秆、规模化养殖畜禽粪便、园林枯枝落叶等生产、生活废弃物的资源化和功能化是新型肥料研制的一个重要技术内容。
　　推动新型肥料研究和产业化的发展，是一项系统工程，需要科学家和肥料行业的共同努力，更需要国家在政策上的推进。建议：加大新型肥料研究的投人，改善研发条件，壮大研发队伍；给新型肥料产业以投资、信贷等优惠扶持；国家投资建设一批新型肥料高新技术示范企业；成立国家新型肥料研发工程技术中心；制定新型肥料产品的行业标准。
进人WTO以后，化肥市场不能单一的立足国内，更要面向世界，进人国际市场，更需要加快速度，规划和发展有中国特色和品牌的优质环保型化肥新品种