新型微生物肥料的研究與應(yīng)用-李軍

河北省科學(xué)院微生物研究所李軍2015年7月南京1新型微生物肥料的

研究與應(yīng)用

2創(chuàng)建于1972年，研究領(lǐng)域涉及微生物在農(nóng)業(yè)、輕工、食品、醫(yī)藥、環(huán)保等方面的應(yīng)用開發(fā)為主的綜合獨立性科研機構(gòu)。位于河北省保定市基本概況研發(fā)中心基本概況工農(nóng)業(yè)微生物研究室酶制劑研究室食藥用菌研究室

生物農(nóng)藥、生物肥料、飼料添加劑、綠色植物生長調(diào)節(jié)劑等的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作．水產(chǎn)微生態(tài)制劑．綠色農(nóng)用產(chǎn)品,緩解農(nóng)業(yè)面臨的污染．醫(yī)藥、食品、飼料制革業(yè)用酶制劑．開發(fā)新型酶制劑．微生物和酶制劑對傳統(tǒng)化學(xué)制造過程的改造，發(fā)展生物制革和生物脫硫等綠色生產(chǎn)工藝，食用菌菌種、配套用品．野生食用菌的馴化保健食用菌的開發(fā)與利用

．食用菌專用殺菌劑食用菌廢料再利用三大領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢可以為企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)和技術(shù)支撐

食藥用菌領(lǐng)域酶制劑技術(shù)領(lǐng)域工農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)多種促進農(nóng)作物生長發(fā)育、提高抗病害能力、改善農(nóng)作物品質(zhì)的生物磷肥、生物磷鉀復(fù)合肥、生物藥肥復(fù)合菌劑等生物肥料.技術(shù)優(yōu)勢生物肥料，增加作物產(chǎn)量，防止土壤板結(jié)，減少化肥使用量，保護環(huán)境技術(shù)優(yōu)勢土豆花生大豆玉米（國外）小麥技術(shù)優(yōu)勢培訓(xùn)受河北省

人力資源

與社會保

障廳委托，

舉辦了

“河北省微生物肥

料高級研

修班”技術(shù)優(yōu)勢國際合作領(lǐng)域

共舉辦九屆生物肥料國際培訓(xùn)班和二屆酶制劑國際培訓(xùn)班，培訓(xùn)40多個國家270多名學(xué)員技術(shù)優(yōu)勢與俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院細胞與遺傳研究所、泰國清邁大學(xué)等五所大學(xué)開展項目合作交流與技術(shù)合作。國際合作領(lǐng)域10技術(shù)優(yōu)勢國際合作領(lǐng)域中泰合作：2013～2014與泰國農(nóng)業(yè)與合作部土地開發(fā)司土壤生物技術(shù)辦公室進行合作，項目編號20-626J。2013年4月泰國來訪11技術(shù)優(yōu)勢國際合作領(lǐng)域中泰合作：2013年10月出訪秦國12技術(shù)優(yōu)勢國際合作領(lǐng)域中泰合作：2014年3月秦國來訪13技術(shù)優(yōu)勢國際合作領(lǐng)域國際合作：2014年7月泰國曼谷湄公河流域六國14技術(shù)優(yōu)勢國際合作領(lǐng)域國際合作：2015年5月泰國來訪中試生產(chǎn)車間擁有四個生產(chǎn)車間，先后培育了十多個具備市場準入資格的生物技術(shù)產(chǎn)品16中試生產(chǎn)車間正在改造的發(fā)酵車間10噸發(fā)酵設(shè)備一套儀器與設(shè)備擁有HPLC、氨基酸分析儀、高速離心機、全自動發(fā)酵罐、食用菌發(fā)酵罐等多種儀器設(shè)備

儀器與設(shè)備18

10升10聯(lián)全自動發(fā)酵設(shè)備市場準入資質(zhì)微生物活菌制劑（肥料）(GB20287—2006）農(nóng)用微生物菌劑：

目標(biāo)微生物(有效菌)經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)擴繁后加工制成的活菌制劑。它具有直接或間接改良土壤、恢復(fù)地力，維持根際微生物區(qū)系平衡，降解有毒、有害物質(zhì)等作用；應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，通過其中所含微生物的生命活動，增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)量或促進植物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。20基本概念PGPR根際促生菌

plantgrowth-promotingrhizobacteria是指生存在植物根圈范圍中，對植物生長有促進或?qū)Σ≡修卓棺饔玫挠幸娴募毦y(tǒng)稱。后來不僅在原核微生物中發(fā)現(xiàn)某些放線菌，而且真核微生物的許多真菌也報道具有促生作用，但仍用PGPR來泛指。

PGPR在研究發(fā)展進程中，其內(nèi)涵和外延都不斷得以豐富和擴展。已報道的使用菌種主要有幾十科之多。即在微生物分類上，涉及不同的科、屬。隨著工作的深入，報道具有PGPR作用的種類還會不斷增加。21基本概念PGPR的作用機理：（五個方面）A.分泌植物促生物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)許多PGPR種類能分泌不同的促生物質(zhì)，包括植物激素、維生素、氨基酸、其它活性有機小分子及衍生物等。B.改善植物根際的營養(yǎng)環(huán)境。PGPR在植物根際的聚集，它們旺盛的代謝作用加強了土壤中有機物的分解，促進了植物營養(yǎng)元素的礦化，增加了對作物營養(yǎng)的供應(yīng)。22基本概念PGPRR的作用機理：C.對作物病害的生物控制作用。這是近幾年倍受科學(xué)家關(guān)注的一個熱點。已有的研究證實PGPR具有減輕、降低許多作物病害發(fā)生的作用。PGPR的生物病害調(diào)控機制主要是能夠產(chǎn)生抗生素、胞外溶解酶、氰化物和鐵載體，還有可能是改變根圈微環(huán)境平衡，促進作物生長。也發(fā)現(xiàn)一些作物接種PGPR后，有關(guān)作物病害防御的化合物水平上升23基本概念PGPRR的作用機理：D.對污染物的降解。新近的研究發(fā)現(xiàn)表明，許多屬的PGPR類群具有降解污染物的作用，亦有人稱之為”生物治療”作用。現(xiàn)在主要集中于微生物對三氯乙烯、芳香族化合物及除草劑的降解方面E.對豆科植物結(jié)瘤的促生作用。也有人稱這類PGPR微生物為結(jié)瘤促生根際細菌。即是某些PGPR菌的存在，可促進根瘤菌在豆科植物結(jié)瘤數(shù)量及瘤干重的增加。24基本概念研究工作

基于PGPR（根際促生菌）的概念，近些年來各種多功能、多菌株的復(fù)合微生物肥料已成為了新的研究熱點，單一菌株在應(yīng)用中也顯現(xiàn)出多方面的不足。因此我們研究所在這方面作了一些工作，下面就我們的工作做一點簡單介紹，希望各位專家同仁提出寶貴意見：鉀磷復(fù)合肥：生物鉀磷肥復(fù)合菌劑殺蟲防病復(fù)合肥藥肥復(fù)合微生物制劑新型復(fù)合微生物肥料的研制抗生菌肥的研制與中試生產(chǎn)高效保水微生物肥料草莓專用復(fù)合抗重茬劑微生物發(fā)酵生產(chǎn)的氨基寡糖甲胺基阿維菌素水乳劑25鉀磷復(fù)合肥：生物鉀磷肥（復(fù)合微生物菌劑）26研究工作菌種巨大芽孢桿菌Bacillusmegatherium

ACCC10010膠質(zhì)芽孢桿菌BacillusmucilaginosusHM8841

（現(xiàn)在的分類地位：膠凍樣類芽孢桿菌

Paenibacillusmucilaginosus）研究重點：兩株菌的拮抗性試驗

高效的生產(chǎn)工藝研究工作27生產(chǎn)工藝流程研究工作發(fā)酵生產(chǎn)工藝工藝流程：兩株菌分別進行純菌發(fā)酵，成熟的發(fā)酵液經(jīng)檢驗合格后，再按一定比例進行復(fù)混。該工藝流程的優(yōu)點：按照不同菌種的特點選用最適的技術(shù)設(shè)備和工藝參數(shù)，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和使用效果。

合格的高質(zhì)量發(fā)酵液按比例混合后，包裝。28研究工作應(yīng)用盆栽和微區(qū)試驗證明復(fù)合微生物菌劑具有明顯的增產(chǎn)效果，畝施1kg復(fù)合微生物菌劑，小麥增產(chǎn)10.4%—34.6%，平均增產(chǎn)18.3%，玉米增產(chǎn)10.4%，蔬菜類作物增產(chǎn)21.6%—35.6%。2930表1鉀磷復(fù)合肥在不同種類作物上的增產(chǎn)效果

作物畝產(chǎn)量kg

作物試驗點數(shù)鉀磷復(fù)合肥對照比CK+（-）%小麥47416.0368.447.612.9

玉米42543.8482.661.212.6

谷子4216.2186.030.216.2

水稻46496.1434.261.814.2

棉花8894.781.113.616.8

烤煙40224.0201.323.011.4

花生23241.6205.436.217.6

大豆15179.3150.828.518.9甘薯362180.51812.1368.420.4

馬鈴薯71675.11351.5323.623.9

西瓜573176.02628.1547.920.8研究工作研究工作殺蟲防病復(fù)合肥

枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)G-2，是從魚塘泥中分離出的一株具有幾丁質(zhì)酶活性的菌株，在與微生物肥料菌株（鉀細菌HM8841、磷細菌ACCC10010）配伍后，生產(chǎn)出具有殺蟲防病作用的新型微生物制劑產(chǎn)品，通過磷鉀復(fù)合肥提供營養(yǎng)物質(zhì)，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，通過幾丁質(zhì)酶對植物病原體的作用，抑制植物病蟲害的發(fā)生，達到了藥肥合一的目的。31在實驗室條件下對棉花立枯病原菌、小麥赤霉病原菌、黃瓜枯萎病原菌3株病原菌都有較強的抑制作用，抑制率都超過了50%。對小麥種子萌發(fā)和幼苗生長均無明顯的抑制作用，但對于提高種子的發(fā)芽率和幼苗生長有部分促進作用。實驗結(jié)果：

①磷鉀復(fù)合肥對小麥種子出苗有一定的促生作用，對于產(chǎn)量的提高也有較強的促進作用。而G-2菌液在這兩方面的作用不如磷鉀復(fù)合肥明顯②磷鉀復(fù)合肥對小麥赤霉病原菌無抑制作用，對小麥赤霉菌產(chǎn)生抑制作用的是G-2菌液。③磷鉀復(fù)合肥與G-2菌液混合后的新型復(fù)合微生物肥料可以有效的防治病蟲害，提高小麥產(chǎn)量。④綜合多種因素確定磷鉀復(fù)合肥與G-2菌液的合適配比為5：2～3。32研究工作研究工作33

生態(tài)復(fù)合肥新型顆粒生態(tài)復(fù)合肥集微生物接種劑、氮、磷、鉀、中量元素等化學(xué)成分和優(yōu)質(zhì)腐熟有機肥為一體，是速效與遲效養(yǎng)分按平衡比例結(jié)合的全價無公害肥料，營養(yǎng)成分配比合理，有效地將化肥、傳統(tǒng)有機肥和生物肥有機地結(jié)合在一起，三肥合一，同時也是集高效、長效、增效為一體的三效合一肥。工藝技術(shù)微生物接種劑：枯草芽胞桿菌〔Bacillussubtilis(Ehrenberg)Chon〕ACCC10632的發(fā)酵液。

生物腐熟劑：啤酒酵母、嗜酸乳桿菌、沼澤紅假單胞菌堆肥工藝：檢測技術(shù)：種子發(fā)芽指數(shù)GI造粒工藝：圓盤造粒機。（顆粒平均抗壓強度和顆粒崩解速度。自然產(chǎn)品外觀、有效成分含量、應(yīng)用效果、保質(zhì)期等性能，是提升產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)品的市場價值的重要因素）無機成分：N+P2O5+K2O含量大于30%。本項目中的生物腐熟劑生產(chǎn)工藝技術(shù)已申請專利并獲得授權(quán)，專利號ZL201010247234.8。研究工作抗生菌肥JW005

從河北省小麥根際土壤中分離到了1株具有抗病增產(chǎn)的鏈霉菌，經(jīng)菌種簽定確定為細黃鏈霉菌（streptomycesmioroflavus）。

在實驗室條件下對植物病源菌：黃瓜枯萎病源菌、棉花立枯病源菌、小麥赤霉病源菌、玉米大斑病源菌有明顯的抑制作用；其代謝產(chǎn)物對小麥種子的萌發(fā)和幼苗生長有良好的促生效果。在1m3發(fā)酵罐中試生產(chǎn)，發(fā)酵液的活菌計數(shù)可以達到50億/ml以上，分生孢子量達50%。35研究工作抗生菌肥JW005的應(yīng)用效果

抗生菌劑在小麥上2.0~3.0kg/畝為宜，增產(chǎn)率在10.1~16.2%。增產(chǎn)的因素主要是提高畝穗數(shù)，穗粒數(shù)和千粒重。在玉米上應(yīng)用抗生菌劑的效果，畝用量，固體菌劑1.5~2.0kg，液體菌劑200~400ml/畝，病株率比CK低2.7%；根際土中放線菌含量

，比對照提高了25%；單株鮮重增加幅度21.4~68.6%36研究工作藥肥復(fù)合生物制劑：

篩選出產(chǎn)殺蟲劑能力較強的菌株阿佛鏈霉菌（Streptomycesavermitilis），利用膠凍樣芽孢桿菌的解磷解鉀能力和圓褐固氮菌（Azotobacterchroococcum）的固氮能力，研究了不同菌株的發(fā)酵工藝，研制出藥肥復(fù)合微生物菌劑。該產(chǎn)品既具有較明顯的增產(chǎn)作用，同時也具有較強的殺蟲效果。37研究工作藥肥復(fù)合生物制劑

經(jīng)大田對比實驗、小區(qū)試驗結(jié)果表明，畝用500ml拌種小麥畝增產(chǎn)20%左右，棉花增產(chǎn)16.7%左右；60倍液藥肥復(fù)合制劑噴施，對鱗翅目（菜青蟲、玉米螟、棉鈴蟲）、同翅目（梨木虱、棉蚜、菜蚜、麥蚜）、雙翅目（美洲斑潛蠅）、蜱螨目（紅蜘蛛、白蜘蛛）害蟲均有極強的致病性，害蟲的防治率達90%以上。

本項研究的技術(shù)創(chuàng)新點：研制出具有殺蟲效果和肥料效果的藥肥復(fù)合生物制劑，減少化學(xué)肥料和化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境的污染。38研究工作草莓專用復(fù)合抗重茬劑選用對草莓重茬病菌有拮抗作用的細黃鏈霉菌(Streptomycesmicrcflav)CGMCC4.891固體發(fā)酵產(chǎn)物，根據(jù)草莓的需肥特點添加微量元素，加入具有解磷解鉀功能的微生物菌肥，形成多功能的生物制劑。該產(chǎn)品既可以解決由土傳病菌引起的重茬問題，又可以解決由土壤缺素引起的重茬問題，同時由于加入了解磷解鉀菌株，在植物根部形成了有益微生物菌群，改善了土壤的微生態(tài)環(huán)境，也為草莓生長提供了磷鉀營養(yǎng)元素。39研究工作草莓專用復(fù)合抗重茬劑在草莓種植中使用本發(fā)明生產(chǎn)的專用抗重茬劑可以有效地減少由于重茬問題引起的減產(chǎn)，平均增加產(chǎn)量5～10%，果品的可溶性固形物、含糖量、糖酸比等品質(zhì)也有明顯的提高。本項目已申請國家專利專利（申請）號201110276710.340研究工作高效保水復(fù)合微生物制劑在鉀磷復(fù)合肥菌劑中，加入利用最佳合成條件合成工藝生產(chǎn)的高質(zhì)量吸水樹脂，通過合理的物理摻混制成了高含量、高純度的優(yōu)質(zhì)保水微生物肥料拌種粉劑和基施顆粒劑，通過盆栽，小區(qū)和大田簡單對比試驗，考查了高效保水微生物肥料的應(yīng)用效果，在小麥、玉米、棉花、蕃茄等多種作物上施用增產(chǎn)幅度可達5-16%以上，并有改進作物品的作用。研究工作生物有機肥和生物有機（無機）復(fù)混肥概念：化肥與有機肥、生物肥高無機成分生物復(fù)合肥：篩選耐高鹽分、干燥及高溫的生產(chǎn)菌株，選擇合適的有機肥作為吸附介質(zhì)，研究不同氮、磷、鉀無機肥類型、用量及配比對生物復(fù)合肥活菌數(shù)的影響，提高成品活菌含量；采用低溫造粒和包膜工藝，保證活菌數(shù)量和產(chǎn)品保質(zhì)期；制成既具有化肥的速效性，又具有有機肥、微生物菌劑的高無機成分生物復(fù)合肥料。與同類產(chǎn)品相比，由于篩選了耐性菌株和采用了低溫造粒工藝，肥料中微生物菌株的耐性較強，產(chǎn)品的有益活菌數(shù)可達到１億／克以上，顆粒的強度大，崩解速度快，有