新型肥料研制技術與產業(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。對產品的化學和生物指標等均有行業(yè)標準規(guī)定。總之，產品要達到“三化”標準，分別是均質化（任何部位抽樣檢查均符合質量標準）、無害化（對農作物、人體、畜禽、環(huán)境無害）、腐殖化（合成腐殖質）。
2.2.4 商品有機肥的產業(yè)化
上世紀90年代中期，商品有機肥作為一種正式的商品進人了市場。商品有機肥以其肥效長、供肥穩(wěn)、肥害小、異味小、易運輸、易施用、以及無機肥不可替代的有機營養(yǎng)等優(yōu)點，有力推動了蔬菜、果樹、花卉等種植業(yè)的發(fā)展。近幾年來，隨著人們對果蔬產品質量要求的不斷提高和對綠色無公害農業(yè)產品的渴望，加之農業(yè)產業(yè)化的發(fā)展，商品有機肥的研究與開發(fā)得到了長足進展。
發(fā)達國家十分重視研究工廠化處理畜禽糞便技術，包括快速發(fā)酵技術、除臭技術、發(fā)酵養(yǎng)分保全技術、發(fā)酵設備、有機肥制作的工藝設備與技術等[12]。目前，國外在有機肥發(fā)酵工藝、技術和設備上已日趨完善，基本上達到了規(guī)�；�和產業(yè)化水平。日本畜禽糞便堆肥化已實現(xiàn)工廠化，研制的臥式轉筒式和立式多層式快速堆肥裝置，發(fā)酵時間約1~2周，具有占地少、發(fā)酵快、質地優(yōu)等特點。俄羅斯研制的有機發(fā)酵裝置，
生產率達到每天生產100噸有機肥。美國高溫堆肥系統(tǒng)，由10個大型旋轉生物反應器組成，通過微生物發(fā)酵在72小時內可處理1000多噸畜禽糞便或垃圾，使之成為優(yōu)質有機肥料，這種技術對高濕物料具有特殊的功效 國內商品有機肥料產品類型及研發(fā)單位
中國是傳統(tǒng)有機肥生產和使用大國，但真正對有機肥進行系統(tǒng)研究始于20世紀50、60   年代，重點是總結農民傳統(tǒng)經驗，完善有機肥積、制、保、用技術。目前，我國部分復混肥廠家已開始生產商品有機肥，原料主要是草炭、風化煤、秸稈和畜禽糞便，生產規(guī)模小，效率低，污染較嚴重，生產技術還處于起步階段，發(fā)酵技術、除臭技術、關鍵設備等還有待完善。表2列出了國內部分代表性商品有機肥的研發(fā)單位及產品。
2.3 生物肥料
2.3.1 生物肥料的概念及分類
生物肥料又名細菌肥料、菌肥、生物肥料、接種劑、農用微生物產品等，從產生發(fā)展至今已有100年的歷史，但真正從工業(yè)化生產進入市場形成商品，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業(yè)生產的菌肥統(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物導致農作物得到特定肥料效應的微生物活體制品，在這種效應的產生中，活微生物起關鍵作用[14]。生物肥料具有生產成本低、效果好、不污染環(huán)境，施后不僅增產，而且能提高農產品品質和減少化肥用量，在農業(yè)可持續(xù)發(fā)展中占有重要地位。
    生物肥料的種類很多，按照產品中特定微生物的種類可分為細菌肥料（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；按照產品作用機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、硅酸鹽細菌類肥料等；按照產品中微生物種類的多寡又可分為單一生物肥料、復合生物肥料。生物肥料劑型多樣，可以是液態(tài)、固態(tài)或膏狀（加入基質載體）。
2.3.2 生物肥料的生產技術
生物肥料的生產包括微生物的培養(yǎng)(圖3A)和肥料的生產(圖3B)2個過程。微生物
的培養(yǎng)包括培養(yǎng)、提純、鑒定、復壯、發(fā)酵；肥料生產包括有機物料（基質載體）烘干滅菌、投放微生物、攪拌、評價。影響產品質量的幾個關鍵步驟是微生物的提純、鑒定、復壯、發(fā)酵。
A、微生物原種→平板培養(yǎng)→搖床培養(yǎng)→提純→鑒定→復壯→發(fā)酵
B、有機物料→烘干滅菌→投放微生物→攪拌→產品→評價
圖3 生物肥料的生產過程
生物肥料產品的質量關鍵是菌種，菌種必須認真鑒定和提純，防止動植物檢疫對象、傳染病病原體的混入，還要經過嚴格的性能鑒定，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的菌肥，在生產上才能發(fā)揮出增產的效果。一個優(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，因此生產上必須經常檢查菌株的活性，對衰退菌株及時處理才能保證產品的質量。另外，菌株必須隔一定時間檢查性能并進行復壯，最合適的復壯方法是回歸到自然環(huán)境中去培養(yǎng)，因為生產菌肥的菌株無論是固氮菌、根瘤菌還是磷細菌、鉀細菌都是土壤中的微生物，在土壤中更能強壯旺盛地生長和繁殖，也可以用土壤浸提液進行復壯，而人工培養(yǎng)容易退化。發(fā)酵要根據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，以適應不同條件。為了使生物肥料接種時不致散落，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)添加劑技術也不斷發(fā)展。
2.3.3 生物肥料產品的指標
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到一定的數(shù)量和純度，符合國家標準和要求，純度和數(shù)量低于標準，則不能稱為生物肥料[15]。含有基質載體的生物肥料一般標準為：有效活菌數(shù)≥0.2億／g，有機質含量（以干基計）≥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／g，肥料有效期≥6個月；生物肥料產品中As、Cd、Pb、Cr、Hg含量指標應符合國家行業(yè)標準；若產品中加入無機養(yǎng)分，應標明產品中總養(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30年代美國、澳大利亞、英國等國家都有了根瘤菌接種劑產業(yè)。隨著化肥環(huán)境問題的出現(xiàn)，以及無公害農業(yè)的發(fā)展，生物肥料在最近20多年里發(fā)展較快，研究領域不斷拓寬，溶磷、解鉀等生物肥料新產品不斷問世。目前至少有70多個國家生產、應用和推廣生物肥料，并制定了產品技術標準和質量監(jiān)督體系，目前，全世界生物肥料年產量超過1000萬噸。從國內外的實踐應用報道來看，根瘤菌肥料應用歷史最長、效果穩(wěn)定、應用廣泛，尤其PGPR（根際促生菌）的促生防病研究成為近10年研究熱點，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)竟爭、誘導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、美等國已經成功構建表達Prn基因的菌株，并成功導人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)境污染修復菌劑等的研發(fā)也發(fā)展很快。
國內基本形成了微生物肥料產業(yè)，在國家農業(yè)部登記的產品種類有13個，全國約有450個生物肥料企業(yè)，年產量超過200萬噸，生物肥料由單一功能向復合功能發(fā)展，由單一接種劑向復合生物肥料轉變，由無芽抱菌種生產向芽抱菌種發(fā)展，由單一菌種向復合菌種轉化（不局限于根瘤菌）等。
然而生物肥料要進入土壤，其有效性的外部因素是土壤條件和環(huán)境因素。當生物肥料施入土壤后,土壤為休眠的微生物提供了復蘇的條件，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、土壤類型之間的關系也比較復雜；化肥品種和配比也會對微生物的生存產生影響，甚至產生負面作用；另外有關生產工藝、裝備、安全性等都有待進一步研究加以解決。因此，筆者認為生物復合物作為肥料的發(fā)展方向無疑是正確的，但要進行大規(guī)模生產和推廣應用尚需時間。
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作物生理功能和改善限制作物高產因素的肥料，也是具有多成分（肥料、菌劑、激素類、抗生素類等）、多功效、多劑型的一類農用肥料產品的綜合名稱，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、降解土壤有機無機污染物等功效。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，改善土壤結構的肥料，適應優(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 多功能肥料的生產技術和產品指標
不同功能、不同劑型的功能性肥料選用不同的工藝和設備，可參考選用緩／控釋肥、商品有機肥和生物肥的部分工藝和設備。對于產品指標，目前并沒有國家標準或行業(yè)標準，總體目標為：在提供營養(yǎng)的同時，應該具有特定的功能，并且對環(huán)境沒有污染或潛在的危害。
2.4.3 多功能肥料的產業(yè)化
　　多功能肥料是21世紀新型肥料的重要發(fā)展方向之一，有關功能性肥料的研究與開發(fā)，也是近幾年的事情，國內外做的工作并不多。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；華南農業(yè)大學利用高吸水樹脂包被尿素和復合肥料，制成保水型控釋肥料，產品在新疆干旱地區(qū)試驗，取得良好效果；新疆匯通旱地龍黃腐植酸系列產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，也有零星報道，但離產業(yè)化要求相差甚遠。
20世紀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)元素與土壤中雜質離子反應生產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作物的產量，而且能改善品質，提高果實等級，減少了畸形果，還可以使植物增強抗寒、抗旱和抗病能力。新型的葉面肥是將營養(yǎng)物質、刺激物質、化學藥劑、保鮮劑、光合劑等物質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，國內大部分科研單位傾向于新型多功能葉面肥的研制。
結合我國的具體特點，今后功能性肥料的研究重點是：研制促進作物根系向縱深發(fā)展的肥料，適于干旱地區(qū)；研發(fā)加強作物挺立性的抗倒伏功能的肥料；研發(fā)取代有機殺蟲(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
世界化肥的生產和使用歷經3次變革。20世紀60年代之前，生產的化肥多為單質低濃度肥料；60至80年代，發(fā)達國家發(fā)展高濃度化肥和復合肥；最近20年來，發(fā)達國家開始重點研究緩／控釋肥料、商品有機肥料、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：
新型肥料生產向個性化、專用化發(fā)展。過去化肥企業(yè)生產的單質化肥、通用型復混肥追求的是大批量、共性化，很少顧及不同土壤、不同作物、不同生長期的個性差異化、需肥多樣化和特殊化特征。因此，新型肥料特別強調環(huán)�；�、多樣化、個性化和特殊化，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”、農村作物秸稈、規(guī)�；�養(yǎng)殖畜禽糞便、園林枯枝落葉等生產、生活廢棄物的資源化和功能化是新型肥料研制的一個重要技術內容。
　　推動新型肥料研究和產業(yè)化的發(fā)展，是一項系統(tǒng)工程，需要科學家和肥料行業(yè)的共同努力，更需要國家在政策上的推進。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)隊伍；給新型肥料產業(yè)以投資、信貸等優(yōu)惠扶持；國家投資建設一批新型肥料高新技術示范企業(yè)；成立國家新型肥料研發(fā)工程技術中心；制定新型肥料產品的行業(yè)標準。
進人WTO以后，化肥市場不能單一的立足國內，更要面向世界，進人國際市場，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)質環(huán)保型化肥新品種

雖然不是做肥料的，但是在市場上認識不少做肥料的朋友，個人感覺新型肥料很亂，假的多，價格亂，市場太不規(guī)范，如果國內技術和研發(fā)做好了，應該會有利于改善市場的

亂世出黑馬�。。。�！

學習學習再學習