新型肥料研制技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化開發(fā) 2

散。草莖樹葉之類用手一拉即斷，溫度自然降至常溫，由于真菌的生長部分呈白色或灰白色。對產(chǎn)品的化學(xué)和生物指標(biāo)等均有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定�？傊�，產(chǎn)品要達(dá)到“三化”標(biāo)準(zhǔn)，分別是均質(zhì)化（任何部位抽樣檢查均符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）、無害化（對農(nóng)作物、人體、畜禽、環(huán)境無害）、腐殖化（合成腐殖質(zhì)）。
2.2.4 商品有機(jī)肥的產(chǎn)業(yè)化
上世紀(jì)90年代中期，商品有機(jī)肥作為一種正式的商品進(jìn)人了市場。商品有機(jī)肥以其肥效長、供肥穩(wěn)、肥害小、異味小、易運(yùn)輸、易施用、以及無機(jī)肥不可替代的有機(jī)營養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，有力推動了蔬菜、果樹、花卉等種植業(yè)的發(fā)展。近幾年來，隨著人們對果蔬產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高和對綠色無公害農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的渴望，加之農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，商品有機(jī)肥的研究與開發(fā)得到了長足進(jìn)展。
發(fā)達(dá)國家十分重視研究工廠化處理畜禽糞便技術(shù)，包括快速發(fā)酵技術(shù)、除臭技術(shù)、發(fā)酵養(yǎng)分保全技術(shù)、發(fā)酵設(shè)備、有機(jī)肥制作的工藝設(shè)備與技術(shù)等[12]。目前，國外在有機(jī)肥發(fā)酵工藝、技術(shù)和設(shè)備上已日趨完善，基本上達(dá)到了規(guī)�；�和產(chǎn)業(yè)化水平。日本畜禽糞便堆肥化已實(shí)現(xiàn)工廠化，研制的臥式轉(zhuǎn)筒式和立式多層式快速堆肥裝置，發(fā)酵時(shí)間約1~2周，具有占地少、發(fā)酵快、質(zhì)地優(yōu)等特點(diǎn)。俄羅斯研制的有機(jī)發(fā)酵裝置，
生產(chǎn)率達(dá)到每天生產(chǎn)100噸有機(jī)肥。美國高溫堆肥系統(tǒng)，由10個(gè)大型旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器組成，通過微生物發(fā)酵在72小時(shí)內(nèi)可處理1000多噸畜禽糞便或垃圾，使之成為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，這種技術(shù)對高濕物料具有特殊的功效 國內(nèi)商品有機(jī)肥料產(chǎn)品類型及研發(fā)單位
中國是傳統(tǒng)有機(jī)肥生產(chǎn)和使用大國，但真正對有機(jī)肥進(jìn)行系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)50、60   年代，重點(diǎn)是總結(jié)農(nóng)民傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，完善有機(jī)肥積、制、保、用技術(shù)。目前，我國部分復(fù)混肥廠家已開始生產(chǎn)商品有機(jī)肥，原料主要是草炭、風(fēng)化煤、秸稈和畜禽糞便，生產(chǎn)規(guī)模小，效率低，污染較嚴(yán)重，生產(chǎn)技術(shù)還處于起步階段，發(fā)酵技術(shù)、除臭技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備等還有待完善。表2列出了國內(nèi)部分代表性商品有機(jī)肥的研發(fā)單位及產(chǎn)品。
2.3 生物肥料
2.3.1 生物肥料的概念及分類
生物肥料又名細(xì)菌肥料、菌肥、生物肥料、接種劑、農(nóng)用微生物產(chǎn)品等，從產(chǎn)生發(fā)展至今已有100年的歷史，但真正從工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)入市場形成商品，只是近幾十年的事情。不同的發(fā)展階段，付予生物肥料不同的名稱，從“根瘤菌劑”到“菌肥”，再到“微生物肥料”，現(xiàn)在，國際上對廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的菌肥統(tǒng)稱為“生物肥料”。所謂生物肥料是一類以微生物生命活動及其產(chǎn)物導(dǎo)致農(nóng)作物得到特定肥料效應(yīng)的微生物活體制品，在這種效應(yīng)的產(chǎn)生中，活微生物起關(guān)鍵作用[14]。生物肥料具有生產(chǎn)成本低、效果好、不污染環(huán)境，施后不僅增產(chǎn)，而且能提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和減少化肥用量，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中占有重要地位。
    生物肥料的種類很多，按照產(chǎn)品中特定微生物的種類可分為細(xì)菌肥料（如根瘤菌肥、固氮菌肥）、放線菌肥料（抗生菌類）、真菌肥料（VA菌根真菌）等；按照產(chǎn)品作用機(jī)理可分為根瘤菌類肥料、固氮菌類肥料、溶磷菌類肥料、解鉀菌類肥料、硅酸鹽細(xì)菌類肥料等；按照產(chǎn)品中微生物種類的多寡又可分為單一生物肥料、復(fù)合生物肥料。生物肥料劑型多樣，可以是液態(tài)、固態(tài)或膏狀（加入基質(zhì)載體）。
2.3.2 生物肥料的生產(chǎn)技術(shù)
生物肥料的生產(chǎn)包括微生物的培養(yǎng)(圖3A)和肥料的生產(chǎn)(圖3B)2個(gè)過程。微生物
的培養(yǎng)包括培養(yǎng)、提純、鑒定、復(fù)壯、發(fā)酵；肥料生產(chǎn)包括有機(jī)物料（基質(zhì)載體）烘干滅菌、投放微生物、攪拌、評價(jià)。影響產(chǎn)品質(zhì)量的幾個(gè)關(guān)鍵步驟是微生物的提純、鑒定、復(fù)壯、發(fā)酵。
A、微生物原種→平板培養(yǎng)→搖床培養(yǎng)→提純→鑒定→復(fù)壯→發(fā)酵
B、有機(jī)物料→烘干滅菌→投放微生物→攪拌→產(chǎn)品→評價(jià)
圖3 生物肥料的生產(chǎn)過程
生物肥料產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵是菌種，菌種必須認(rèn)真鑒定和提純，防止動植物檢疫對象、傳染病病原體的混入，還要經(jīng)過嚴(yán)格的性能鑒定，如固氮菌的固氮能力的鑒定，根瘤菌的侵染能力、結(jié)瘤能力和固氮能力的鑒定等，只有提純選育出具有良好性能的菌株生產(chǎn)的菌肥，在生產(chǎn)上才能發(fā)揮出增產(chǎn)的效果。一個(gè)優(yōu)良的菌株在長期傳代過程中會發(fā)生變化，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，因此生產(chǎn)上必須經(jīng)常檢查菌株的活性，對衰退菌株及時(shí)處理才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，菌株必須隔一定時(shí)間檢查性能并進(jìn)行復(fù)壯，最合適的復(fù)壯方法是回歸到自然環(huán)境中去培養(yǎng)，因?yàn)樯�產(chǎn)菌肥的菌株無論是固氮菌、根瘤菌還是磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌都是土壤中的微生物，在土壤中更能強(qiáng)壯旺盛地生長和繁殖，也可以用土壤浸提液進(jìn)行復(fù)壯，而人工培養(yǎng)容易退化。發(fā)酵要根據(jù)各種菌種的生長繁殖條件控制溫度、濕度和pH值，一般菌種發(fā)酵溫度為25℃~38℃，pH值為5~8.5。
目前，微生物肥料的劑型除草炭載體粉劑外，還有液體劑型、凍干劑型、礦油封面劑型、顆粒劑型等，以適應(yīng)不同條件。為了使生物肥料接種時(shí)不致散落，可以使用粘著劑羧甲基纖維素、硅酸鎂、丙烯－丙烯酰胺、接枝淀粉等，提高接種效果的營養(yǎng)添加劑技術(shù)也不斷發(fā)展。
2.3.3 生物肥料產(chǎn)品的指標(biāo)
生物肥料的核心是肥料中特定的具有活性的微生物必須達(dá)到一定的數(shù)量和純度，符合國家標(biāo)準(zhǔn)和要求，純度和數(shù)量低于標(biāo)準(zhǔn)，則不能稱為生物肥料[15]。含有基質(zhì)載體的生物肥料一般標(biāo)準(zhǔn)為：有效活菌數(shù)≥0.2億／g，有機(jī)質(zhì)含量（以干基計(jì)）≥25％，水分含量≤30％（粉劑）、≤15％（顆粒），pH值5.5~8.5，糞大腸菌數(shù)≤100個(gè)／g，肥料有效期≥6個(gè)月；生物肥料產(chǎn)品中As、Cd、Pb、Cr、Hg含量指標(biāo)應(yīng)符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；若產(chǎn)品中加入無機(jī)養(yǎng)分，應(yīng)標(biāo)明產(chǎn)品中總養(yǎng)分含量，以（N+P2O5+K2O）總量表示。
2.3.4 生物肥料的產(chǎn)業(yè)化
世界上最早的生物肥料是1895年德國推出的根瘤菌接種劑，到20世紀(jì)30年代美國、澳大利亞、英國等國家都有了根瘤菌接種劑產(chǎn)業(yè)。隨著化肥環(huán)境問題的出現(xiàn)，以及無公害農(nóng)業(yè)的發(fā)展，生物肥料在最近20多年里發(fā)展較快，研究領(lǐng)域不斷拓寬，溶磷、解鉀等生物肥料新產(chǎn)品不斷問世。目前至少有70多個(gè)國家生產(chǎn)、應(yīng)用和推廣生物肥料，并制定了產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)督體系，目前，全世界生物肥料年產(chǎn)量超過1000萬噸。從國內(nèi)外的實(shí)踐應(yīng)用報(bào)道來看，根瘤菌肥料應(yīng)用歷史最長、效果穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，尤其PGPR（根際促生菌）的促生防病研究成為近10年研究熱點(diǎn)，其研究主要集中在假單胞菌類，該類群能夠抑制多種植物病害特別是土傳病害。研究范圍主要包括有效根部定殖、抗生作用、根際營養(yǎng)竟?fàn)�、誘導(dǎo)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”復(fù)合菌肥，巴西的PGPR制劑已是小麥、玉米等作物的重要肥料。隨著分子生物學(xué)的滲人，對促生防病遺傳性狀分析，采用遺傳工程手段加以改良，英、美等國已經(jīng)成功構(gòu)建表達(dá)Prn基因的菌株，并成功導(dǎo)人HCN基因簇，獲得提高生防活性的菌株。另外，新型秸稈腐熟菌劑、土壤與環(huán)境污染修復(fù)菌劑等的研發(fā)也發(fā)展很快。
國內(nèi)基本形成了微生物肥料產(chǎn)業(yè)，在國家農(nóng)業(yè)部登記的產(chǎn)品種類有13個(gè)，全國約有450個(gè)生物肥料企業(yè)，年產(chǎn)量超過200萬噸，生物肥料由單一功能向復(fù)合功能發(fā)展，由單一接種劑向復(fù)合生物肥料轉(zhuǎn)變，由無芽抱菌種生產(chǎn)向芽抱菌種發(fā)展，由單一菌種向復(fù)合菌種轉(zhuǎn)化（不局限于根瘤菌）等。
然而生物肥料要進(jìn)入土壤，其有效性的外部因素是土壤條件和環(huán)境因素。當(dāng)生物肥料施入土壤后,土壤為休眠的微生物提供了復(fù)蘇的條件，但微生物能否繁殖和旺盛代謝，取決于土壤的pH值、濕度、溫度和通氣性等條件以及養(yǎng)分含量(微生物與作物之間將會競爭養(yǎng)分)；加之，微生物和作物品種、土壤類型之間的關(guān)系也比較復(fù)雜；化肥品種和配比也會對微生物的生存產(chǎn)生影響，甚至產(chǎn)生負(fù)面作用；另外有關(guān)生產(chǎn)工藝、裝備、安全性等都有待進(jìn)一步研究加以解決。因此，筆者認(rèn)為生物復(fù)合物作為肥料的發(fā)展方向無疑是正確的，但要進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)和推廣應(yīng)用尚需時(shí)間。
2.4 多功能肥料
2.4.1 多功能肥料的概念及分類
所謂多功能肥料指增強(qiáng)作物生理功能和改善限制作物高產(chǎn)因素的肥料，也是具有多成分（肥料、菌劑、激素類、抗生素類等）、多功效、多劑型的一類農(nóng)用肥料產(chǎn)品的綜合名稱，具有保水、抗旱、抗寒、殺蟲、防病、促根、增蘗、抗倒伏、抗早衰、提高養(yǎng)分利用率、改善土壤理化性質(zhì)、降解土壤有機(jī)無機(jī)污染物等功效。按照肥料功能可分為多種：保水肥料、抗旱肥料、增蘗肥料、抗倒伏肥料等，這些功能性肥料主要包括：具有改善水分利用率的肥料，改善土壤結(jié)構(gòu)的肥料，適應(yīng)優(yōu)良品種特性的肥料，改善作物抗倒伏性的肥料，具有防治雜草的肥料，以及具有抗病蟲害功能的肥料等。
2.4.2 多功能肥料的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品指標(biāo)
不同功能、不同劑型的功能性肥料選用不同的工藝和設(shè)備，可參考選用緩／控釋肥、商品有機(jī)肥和生物肥的部分工藝和設(shè)備。對于產(chǎn)品指標(biāo)，目前并沒有國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，總體目標(biāo)為：在提供營養(yǎng)的同時(shí)，應(yīng)該具有特定的功能，并且對環(huán)境沒有污染或潛在的危害。
2.4.3 多功能肥料的產(chǎn)業(yè)化
　　多功能肥料是21世紀(jì)新型肥料的重要發(fā)展方向之一，有關(guān)功能性肥料的研究與開發(fā)，也是近幾年的事情，國內(nèi)外做的工作并不多。日本三菱化成公司開發(fā)出一種可減輕水稻抗倒伏的功能肥料，該肥料可限制水稻節(jié)間增長，降低株高，減輕倒伏；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)利用高吸水樹脂包被尿素和復(fù)合肥料，制成保水型控釋肥料，產(chǎn)品在新疆干旱地區(qū)試驗(yàn)，取得良好效果；新疆匯通旱地龍黃腐植酸系列產(chǎn)品就是以黃腐植酸為主要原料的抗旱保水型功能肥料；山東寶來利來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，也有零星報(bào)道，但離產(chǎn)業(yè)化要求相差甚遠(yuǎn)。
20世紀(jì)80年代初，美國最早研制開發(fā)了葉面肥[16]，葉面肥指加入植物營養(yǎng)元素和表面活性劑或霧化劑等配制的適合葉面噴施的液體肥料。由于葉面肥采用葉面噴施，一方面防止了營養(yǎng)元素與土壤中雜質(zhì)離子反應(yīng)生產(chǎn)沉淀不易被植物吸收；另一方面，多數(shù)葉面肥不僅提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，而且能改善品質(zhì)，提高果實(shí)等級，減少了畸形果，還可以使植物增強(qiáng)抗寒、抗旱和抗病能力。新型的葉面肥是將營養(yǎng)物質(zhì)、刺激物質(zhì)、化學(xué)藥劑、保鮮劑、光合劑等物質(zhì)集一身的多功能生理生化液，因此，葉面肥料也可列入多功能肥料。目前，國內(nèi)大部分科研單位傾向于新型多功能葉面肥的研制。
結(jié)合我國的具體特點(diǎn)，今后功能性肥料的研究重點(diǎn)是：研制促進(jìn)作物根系向縱深發(fā)展的肥料，適于干旱地區(qū)；研發(fā)加強(qiáng)作物挺立性的抗倒伏功能的肥料；研發(fā)取代有機(jī)殺蟲(菌)劑的功能性肥料；研制防止作物早衰的功能性肥料；保水型肥料，等。
3 新型肥料的發(fā)展趨勢及建議
世界化肥的生產(chǎn)和使用歷經(jīng)3次變革。20世紀(jì)60年代之前，生產(chǎn)的化肥多為單質(zhì)低濃度肥料；60至80年代，發(fā)達(dá)國家發(fā)展高濃度化肥和復(fù)合肥；最近20年來，發(fā)達(dá)國家開始重點(diǎn)研究緩／控釋肥料、商品有機(jī)肥料、生物肥料、功能性肥料，新型肥料的研究與開發(fā)是21世紀(jì)世界肥料的發(fā)展方向。新型肥料的發(fā)展趨勢為：
新型肥料生產(chǎn)向個(gè)性化、專用化發(fā)展。過去化肥企業(yè)生產(chǎn)的單質(zhì)化肥、通用型復(fù)混肥追求的是大批量、共性化，很少顧及不同土壤、不同作物、不同生長期的個(gè)性差異化、需肥多樣化和特殊化特征。因此，新型肥料特別強(qiáng)調(diào)環(huán)保化、多樣化、個(gè)性化和特殊化，適合于不同土壤和不同作物需肥規(guī)律的個(gè)性化需求。
新型肥料是環(huán)境友好型肥料。城市生活垃圾、企業(yè)“三廢”、農(nóng)村作物秸稈、規(guī)�；�養(yǎng)殖畜禽糞便、園林枯枝落葉等生產(chǎn)、生活廢棄物的資源化和功能化是新型肥料研制的一個(gè)重要技術(shù)內(nèi)容。
　　推動新型肥料研究和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要科學(xué)家和肥料行業(yè)的共同努力，更需要國家在政策上的推進(jìn)。建議：加大新型肥料研究的投人，改善研發(fā)條件，壯大研發(fā)隊(duì)伍；給新型肥料產(chǎn)業(yè)以投資、信貸等優(yōu)惠扶持；國家投資建設(shè)一批新型肥料高新技術(shù)示范企業(yè)；成立國家新型肥料研發(fā)工程技術(shù)中心；制定新型肥料產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
進(jìn)人WTO以后，化肥市場不能單一的立足國內(nèi)，更要面向世界，進(jìn)人國際市場，更需要加快速度，規(guī)劃和發(fā)展有中國特色和品牌的優(yōu)質(zhì)環(huán)保型化肥新品種

雖然不是做肥料的，但是在市場上認(rèn)識不少做肥料的朋友，個(gè)人感覺新型肥料很亂，假的多，價(jià)格亂，市場太不規(guī)范，如果國內(nèi)技術(shù)和研發(fā)做好了，應(yīng)該會有利于改善市場的

亂世出黑馬�。。。�！

學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)再學(xué)習(xí)