複合微生物肥料生產研究及其應用前景
王明富1 劉華2
（1.2四川省農科院植保所，四川 成都 610066）
摘要：複合微生物肥料把無機營養元素、有機質、微生物菌有機結合於一體，體現無機化學肥料、有機肥料以及微生物肥料的綜合效果，是化解土壤板結現象，修復和調理土壤，提高化學肥料利用率，減少江河汙染，減少病蟲害發生，增強農作物的抗逆能力，提高農作物果實品質和產量的有效途徑。
關鍵詞：無機營養元素、有機質、微生物菌、複合微生物肥料
中圖分類號：補充 文獻標識碼：補充
The Production and Application Prospects of
Compound Microbial Fertilizer
WANG- Ming –Fu1 LIU-hua2
(1.2The Plant Protection Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Sichuan Chengdu 610066)
Abstract: Integrating with inorganic nutrients, organic matter and microbial flora in an organic manner, the compound microbial fertilizer embodies the comprehensive effect of organic chemical fertilizers, organic fertilizers, as well as the microbial fertilizer and works as the effective way to resolve the phenomenon of soil compaction, repair and improve soil conditioning increase the utilization rate of chemical fertilizers, reduce river pollution, lessen the occurrence of pests and diseases, and enhance the resilience of crops to improve fruit quality .
Key words: inorganic nutrients, organic matter, microbial flora, compound microbial fertilizer
多年來，在農作物栽培中，化學肥料的用量在不斷增加，有機肥料的用量越來越少，而農作物對化學肥料的利用率僅僅在30%左右，約70%的化學肥料沉積固定在土壤中或隨雨水流失於江河中而不被農作物吸收和利用，這造成了土壤板結，環境汙染，江河和地下水富營養化日趨嚴重，土壤有機質含量降低，肥力下降，土壤中有益微生物的生存空間變小，數量減少，農作物的抗病、抗寒、抗旱能力減弱，病蟲害的發生越來越嚴重，導致農作物品質下降，產量降低。
複合微生物肥料在農作物上推廣應用，不僅可以提高化學肥料的有效利用率，肥料利用率可以提高10%-30%，應用試驗表明：用側孢芽孢桿菌生產的複合微生物肥料連續使用兩年以上，土壤中有益放線菌數量增加8.4倍，固氮菌增加39倍，從而達到活化、蔬鬆土壤，提高土壤肥力的作用，有益微生物菌的大量繁殖，可以把多年沉積固定在土壤中的化學肥料活化後再一次供農作物吸收利用。同時土壤中側孢芽孢桿菌數量的增加，對土傳真菌性病害以及根結線蟲能進行有效生物防治，其防治率可高達70-80%，與化學農藥防效相當。從而減少化學農藥的使用量，提高農作物的品質和產量以及抗重茬的能力。
近幾年來，生物有機肥料、複合微生物肥料的應用日趨廣泛，特別是複合微生物肥料迅速崛起，這將使我國肥料行業進入一個嶄新時代，複合微生物肥料在農業生產中應用表明，在化學肥料利用率的提高，疏鬆土壤，減少江河汙染，培肥地力，減少病蟲害的發生，增強作物的抗逆性等方面都有著非常好的效果。
1 化學肥料，有機肥料以及微生物肥料之間的關係
長期以來，有一些從事化學肥料、有機肥料、微生物肥料的企業或技術人員總要站在自己的行業對三者進行比較，誰比誰好，其實，在農業生產中化學肥料、有機肥料、微生物肥料之間沒有可比性，根本就不存在誰取代誰的問題，它們之間的關係就像人們餐桌上的魚肉、蔬菜、水果之間的相輔相存，互相補充的關係，複合微生物肥料充分地把三者之間有機地結合在一起，發揮1+1+1＞3的作用。
2 微生物製劑、生物有機肥料以及複合微生物肥料之間的關係
2.1 微生物製劑、生物有機肥料以及複合微生物肥料
微生物製劑、生物有機肥料以及複合微生物肥料雖然都屬於微生物肥料，生物有機肥料和複合微生物肥料又稱微生物複合肥料或菌肥，但是它們之間在功效和使用方法上面存在著一定的差異，微生物製劑是藉助工業發酵技術設備生產的微生物菌液，通過草炭、銍石或其他代用品作載體吸咐菌液或加入其他助劑製備成固體或液體微生物製劑，一般畝使用0.5-2公斤，使用後可明顯增加農作物根系有益功能菌的數量，常用的有根瘤菌製劑、溶磷菌製劑、矽酸鹽細菌製劑、光合細菌製劑等；生物有機肥料是把一定數量、特定的微生物菌和有機質結合在一起，發揮微生物菌和有機質的雙重作用；而複合微生物肥料是把特定數量、特定的微生物菌和有機質以及一定數量的無機營養元素有機地結合在一起，充分發揮三者結合後的共同效果。
2.2 生產和應用中存在的問題
2.2.1 概念不清，誇大宣傳
通過筆者近幾年對四川、河北、山東、北京、雲南、貴州、海南等地微生物肥料使用情況調查，發現90%以上的農戶，基層經銷商，甚至有的生產企業技術人員對微生物製劑，生物有機肥料以及複合微生物肥料概念區分不清，更不用說其功效和使用方法了。因此有的企業抓住了這點，誇大宣傳稱每畝使用500克微生物製劑，20-30公斤生物有機肥或者低含量複合微生物肥料就可滿足作物對無機、有機營養物質的需求，這些「坑農」、「害農」的宣傳事件常有發生。
2.2.2 產品質量控制不嚴，檢測力度不夠
生物有機肥料、複合微生物肥料在生產過程中，添加的有機質存在一些問題。有的企業所採用的畜禽糞便，不經過高溫腐熟殺菌過程，直接烘乾粉碎後作為有機質原料；甚至有的企業還採用垃圾作為有機質，這些有機質含有大量的有害微生物或重金屬物質，一旦進入土壤後不僅會汙染環境，而且對農作物產生毒害作用，造成農作物減產；同時對微生物肥料中的微生物菌數量、種類以及存活率檢測力度不夠，導致產品魚目混珠，使用後難以達到微生物肥料應起到的作用和效果，在一些地區產生負面的影響。嚴重損害微生物肥料形象。
2.2.3 應加強微生物肥料正確、科學使用方法宣傳
微生物肥料的作用和效果不用質凝，關鍵是怎樣科學地使用微生物肥料才能達到更好的效果，尤其是生物有機肥料和複合微生物肥料，施用生物有機肥料時應配合適量的化學肥料使用，化學肥料可以減20%-30%用量，施用複合微生物肥料時應根據肥料中NPK含量高低決定添加化學肥料還是單獨使用，對微生物肥料生產企業來說，只要嚴把質量關的同時，加強對廣大農民宣傳正確、科學的施用方法，微生物肥料就能達到理想效果，才能受到廣大農民的歡迎。
3 複合微生物肥料的功能特點
3.1 全營養型：不僅給作物生長提供所需的NPK和中微量元素外，還能為作物提供有機質和有益微生物活性菌。
3.2 肥效具有緩釋的功效，提高肥料的利用率：在生產過程中，部分無機營養元素溶解後被有機質吸附絡合在一起，形成有機態NPK，進入土壤不易被流失和固定，化學肥料利用率可提高10-30%，肥效可持續3-4個月。
3.3 疏鬆土壤，溶磷解鉀,培肥地力：肥料進入土壤後，微生物在有機質、無機營養元素、水分、溫度的協助下大量繁殖，減少了有害微生物群體的生存空間，從而增加了土壤有益微生物菌的數量，微生物菌產生大量的有機酸可以把多年沉積在土壤中的磷鉀元素部分溶解釋放出來供作物再次吸收利用,長期使用后土壤將會變得越來越疏鬆和肥沃。
3.4 防病防蟲抗重茬
微生物菌在肥料中處於休眠狀態，進入土壤萌發繁殖後，分泌大量的幾丁質酶、胞外酶和抗生素等物質，可以有效裂解有害真菌的孢子壁，線蟲卵壁和抑制有害菌的生長，有效地控制土傳性病蟲害的發生，起到防病防蟲和抗重茬的功效。
3.5 生根壯苗，降低亞硝酸鹽含量，提高品質，增產增收
微生物菌在土壤中繁殖後，產生大量的植物激素和有機酸，刺激根系生長發育，增強農作物的光合強度，作物生長根深葉茂，可有效提高作物果實的糖度,降低作物產品中硝酸鹽及其它有害物質的含量，提高品質，農作物可增產10-30%。
3.6 加速土壤中有機質的降解，不僅為農作物生長提供更多有機營養物質，提高農作物的抗逆性；同時還可以減少土壤中一些病源菌的生存空間。
4 複合微生物肥料的生產
4.1 複合微生物肥料的組成
複合微生物肥料是無機營養元素、有機質和微生物活性菌「三效合一」的新型微生物肥料，根據含量不同，可以單獨使用或者和化學肥料混合使用ဂ
4.1.1 無機營養元素：包括作物生長所需NPK以及中微量元素，NPK含量在6%-35%，用於生產複合微生物肥料的原料有：尿素、硫酸銨、氯化銨、硝銨磷、磷酸銨、硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀、硫酸鎂、硫酸鋅、硼砂等。
4.1.2 有機質的選擇和要求：目前常用的有機質原料有腐殖酸粉（含腐植酸）,工業發酵副產物（含胺基酸）,餅肥（含有機蛋）,海藻肥（含多糖）、畜禽糞和秸杆堆漚發酵物料等,可根據當地的原料情況選擇一種和多種有機質。這裡特別要強調的是餅肥和畜禽糞肥,如果堆漚發酵不徹底，使用後會出現燒苗、死苗現象，不僅不能增產，反而會減產，如果畜禽糞肥發酵不好，糞肥中含有大量的有害微生物菌，會給土壤造成二次汙染。因此優質有機質原料必需具備作物可利用的營養物質含量高、營養搭配合理、充分腐熟、雜菌數量少以及有機質含量高等基本條件。
4.1.3 微生物菌的選用
4.1.3.1 選用的微生物菌必須是農業部已登記的菌種。但並不是農業部已登記的所有微生物菌都適用於生產複合微生物肥料，只有具備耐高溫、耐乾燥、耐酸鹼、耐鹽份強的微生物菌才適用於複合微生物肥料的生產，尤其是經高溫造粒烘乾的顆粒微生物肥料，目前芽孢桿菌類的一些菌株較為理想。
4.1.3.2 微生物菌的功能和抗逆性綜合選擇
微生物菌的種類不同，其特點、功效，使用後效果差異較大，微生物菌功能有單一和多功能之分。過去常用的微生物菌有固氮菌（根瘤菌），溶磷菌（巨大芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、臘祥芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌），矽酸鹽細菌即解鉀菌（膠質芽孢桿菌）。
目前，微生物菌在肥料上應用已從單一功能向多功能方向發展，選擇一菌多功能，複合菌（不產生拮抗作用的2-3個菌株）多功能的使用效果較好。選擇微生物菌時，在考慮其功能特點的同時，必需考慮所使用的微生物菌的抗逆性，即選擇抗高溫、抗乾燥、抗酸鹼、抗鹽份能力強的微生物菌種，這是複合微生物肥料產業化的關鍵因素。有些菌種在實驗室條件下其功能表現優異，但在肥料生產或保存過程中大量死亡，存活率低，使用後難以達到預期的效果，因此在選擇微生物菌時應從功能的特點和抗逆性綜合考慮選擇，其綜合指標高的菌株才是優秀的複合微生物肥料生產和應用的菌種。
4.2 複合微生物肥料的生產
4.2.1 生產設計方案
4.2.1.1 NPK含量
根據農作物種類、需肥量、施肥習慣等因素，可設計生產NPK含量在6%-35%範圍的複合微生物肥料，在複合微生物肥料的肥效作用中，NPK對作物的產量起著主導作用，有機質、微生物菌在作物的抗逆力、產品品質、化學肥料的吸收利用、生長的土壤環境起到提高、促進和改良作用。筆者認為，根據NPK含量可分為低含量、中含量和高含量三類複合微生物肥料，其NPK、有機質、微生物菌含量詳見下表1：
表1 複合微生物肥料類型
類型 NPK含量（%）
有機質含量（%）
有效活性菌含量（萬/克）
低含量
6-15
30-20
2000
中含量
16-25
20-15
2000
高含量
26-35
15-10
2000
4.2.1.2 肥效緩釋性與有機質含量
複合微生物肥料的肥效具有較好的緩釋功效，化學肥料的釋放與有機質的含量、種類和細度、生產過程中化學肥料的溶解和吸附絡合程度存在著密切的關係，因此應根據作物的生育期、吸肥規律、土壤類型、降雨量等因素，調配有機質的含量和營養配比，生產出養分釋放與作物的吸肥規律保持一致水平的複合微生物肥料，其肥效達到最大化，有效提高化學肥料利用率，提高農作物產量和品質，改良土壤環境。
4.2.1.3 微生物菌種的加入方式
微生物菌種加入以微生物菌與有機、無機原料混合造粒、造粒後噴塗微生物菌二種方式。而有的企業還採用造粒後與微生物菌隔開包裝，使用前混拌方式。嚴格說這種方式不屬於複合微生物肥料。
目前生產中絕大部分企業採用微生物菌混合造粒生產複合微生物肥料，但這種方式存在著微生物菌受高溫、鹽份、乾燥等因素的影響，微生物菌死亡率較高，存活率低於70%，有的甚至低於40%，這將嚴重影響到微生物菌的功效；而噴塗方式微生物菌存活率較高，但目前生產中應用較少，筆者對顆粒肥料進行三層噴塗試驗，第一層為隔離層，防止化學肥料向外滲透，第二層為功能層（微生物菌+少量的營養物質），第三層為外包層，生產過程中採用60度以下低溫風乾，微生物菌存活率高達95%以上，考慮生產過程中微生物菌的損耗，微生物菌噴塗前後變化不大，這是一種比較好的方法，不僅解決了微生物菌的存活率問題，而且還解決了肥料的結塊問題，但工廠生產工藝需進一步研究。
4.2.2 複合微生物肥料生產工藝
目前複合微生物肥料生產主要以園盤造粒、滾筒造粒和擠壓造粒三種方式，以前二種造粒方式較多，其生產工藝見下圖1：
圖1生產工藝圖
4.2.3 複合微生物肥料的生產
對所用無機、有機原料的養分含量、水份進行檢測，有機原料細度應達到60目以上，根據所測數據計算各原料投入量，如果用尿素（46%N）。磷酸一銨（11%N，44%P2O5），硫酸鉀（50%K），硫酸銨（24%N），腐植酸粉（45%的有機質、含水量15%），微生物菌粉（50億/克）生產20%NPK（10：5：5），20%有機質，有效活性菌數2000萬個/克，含水量10%的複合微生物肥料的各原料投入計算：
按100kg投料的配方計算：
①5kg純K含量：硫配鉀投入量=5kg÷0.5=10kg
②5kgP2O5含量：磷酸一銨投入量=
5kg÷0.44=11.36 kg
③20kg有機質含量：有機質投入量=
20kg÷0.45=44.44 kg，
用含水量15%的有機質生產含水量10%的肥料，有機質實際投入量=
44.44kg÷[100-(15-10)]%=46.78 kg
④澎潤土以5 kg計算，可根據有機質種類肥料、強度要求調整數量。
⑤10kg純N含量：尿素（A）＋硫酸銨（B）投入量=
100kg-（10＋11.36＋44.44＋5）kg=29.2 kg
通過下列二個等式可計算出尿素投入量為7.99 kg，硫酸銨投入量為21.21 kg
A＋B=29.2
0.46A＋0.24B=8.75(10-0.11×11.36)
⑥微生物菌投入量=
0.2億×100×1000÷50億×1000=0.4kg
生產1000 kg肥料需投入100 kg硫酸鉀，113.6 kg磷酸一銨，79.9 kg尿素，212.1 kg硫酸銨，467.8 kg有機質， 4kg微生物菌以及澎潤土50kg，共計投放量為1027.4 kg。
以上計算結果為理論數據（未計算微生物菌重量），但在生產過程中需考慮生產損耗、養分揮發等因素進行適當調整，以生產出的肥料經檢測以後達到各項指標為準。
5 複合微生物肥料的生產應用前景
5.1 怎樣正確、科學施用複合微生物肥料
5.1.1 施用方法
根椐複合微生物物肥料的特點，適用於各種農作物的基施或追施，避免肥料和種子或根系接觸,應間隔5-8釐米,在追施時肥料上蓋土後效果更佳,根據NPK含量的高低,可單獨使用或和化學肥料混合使用。
5.1.2怎樣科學施用複合微生肥料
複合微生物肥料施用過程中，應根據不同農作物其需肥量不一樣，不同地區土壤供肥水平不一致，不同NPK、有機質含量，其肥料緩釋程度和速效性有差異以及化學肥料用量不一樣等特點和規律施用複合微生物肥料，通過筆者幾年對不同濃度的複合微生物肥料在南北方的露地，冷棚、暖棚栽培應用效果表明：只要正確、科學地施用複合微生物肥料，就能表現出理想的效果，現將不同濃度複合微生物肥料的施用方法和用量歸類於下表2以供參考：
5.2 生產應用前景
近幾年來，複合微生物肥料在我國山東、廣東、四川、廣西、海南、河北等地的大田
表2 不同濃度複合微生物肥料施用方法和用量
肥料類型
NPK含量（%）
高濃度化學肥料
添加量（%）
施用方法和用量
低含量
6-10
50-40
適用於經濟作物的基施，畝用量60-100公斤。
使用時添加30-50%高濃度化學肥料。
11-15
40-30
中含量
16-20
30-20
適用於經濟作物和大田作物的基施或追施，經濟作物畝用60-80公斤，大田作物畝用30-50公斤。使用時添加10-30%高濃度化學肥料。
21-25
20-10
高含量
26-30
10-0
適用於經濟作物和大田作物的基施或追施，經濟作物畝用60-80公斤，大田作物畝用30-50公斤。使用時添加10%以下的高濃度化學肥料或不添加化學肥料單獨使用。
31-35
0
作物、經濟作物上得到廣泛應用，在肥料長效性，土壤的疏鬆，土傳性病蟲害的預防，果實品質和產量的提高方面表現出比較理想的效果。特別是在農村勞動力逐漸減少的情況下，高含量複合微生物肥料如果做到適當的NPK含量、科學配比和先進的生產工藝，在大田作物栽培中不添加任何化學肥料而單獨使用，可以做到一次性施肥，從而減少勞動力，提高農民的收入，深受廣大農民的歡迎，隨著複合微生物肥料的不斷研究、改進和完善，相信複合微生物肥料在我國農業生產中發揮的作用將越來越明顯。
6 複合微生物肥料產業化需解決的幾個問題及研究內容
6.1 儘快建立微生物肥料行業協會，搭建與政府溝通和對話，反映行業發展的困難和問題的平臺，建立完善的檢測機構，避免魚目混珠，「坑農」、「害農」事件發生。
6.2 複合微生物肥料在我國還處於起步階段，其產業化生產還不規範和完善。其中包括肥料粒的強度，崩解程度，結塊，微生物菌的存活率以及加入方式都需要進一步研究和完善。
6.3 複合微生物肥料速效性和緩釋性結合以及緩釋程度基礎研究
複合微生物肥料具有明顯的長效性，肥效能持續3-4個月，而肥料的長效性不僅與有機質含量和細度成正比關係，而且還和肥料生產過程中化學肥料的溶解吸附絡合有著密切關係。而複合微生物肥料相對於化學肥料其速效性稍差，與有機質含量成反比關係，特別是在大田作物中使用時表現突出。如果解決好速效性和長效性之間的關係後，那將是比較優秀的肥料。在疏鬆土壤，修復和調理土壤，提高化學肥料利用率，減少江河汙染，減少病蟲害發生，增強農作物的抗逆能力，提高農作物果實品質和產量方面起著重要的作用，因此應加大對複合微生物肥料的研究。
6.4 重點研究不同作物不添加任何化學肥料而單獨使用的高含量專用複合微生物肥料，提高化學肥料的有效利用率
根據不同作物的生育期、需肥規律研製相應的專用複合微生物肥料；根據不同土壤的供肥能力、土壤類型、降雨量等因素研製不同生態種植區域的專用複合微生物肥料。
應加強對不同生態區域肥料養分釋放與作物需肥規律保持一致水平的研究工作，達到肥料最大化的利用，提高化學肥料的有效利用率，研製出輕簡方便、省工降本、高效多能、環保安全的複合微生肥料用於生產，通過多年反覆的研究數據，建立複合微生物肥料的養分釋放，肥效與相關影響因子的數學模型，指導生產。
6.5 加強複合微生物肥料使用效果評價研究
複合微生物肥料使用效果是多方面的，其評價是綜合的，首先是通過科學、合理的田間試驗設計，對作物的長勢和抗逆力的增強，產量和質量的提高，病蟲害減輕和化學農藥使用量減少等方面進行科學統計和評價，可促進廣大農民對複合微生物肥料認識，加速複合微生物肥料應用；其次是複合微生物肥料是通過減緩化學肥料的釋放來減少化學肥料的用量，提高化學肥料的利用率，旱地作物可減少化肥流失，水田作物可降低水體中的肥料濃度來減少江河汙染、減輕水體富營養化的貢獻進行評價，對人們的生活環境改善具有重要的意義；最後就是複合微生物肥料是由有機、無機營養和微生物菌組成，其營養全面，長期使用，對土壤肥力的提高、調整和修復土壤環境的貢獻評價，具有長遠的環保意義。
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