王先鋒 王慶華 有機肥發(fā)酵技術新進展 現代農業(yè) 2015/11.7

有機肥發(fā)酵技術新進展

黑龍江省農墾局植保站王先鋒。

北京德瑞豐農業(yè)科技有限公司 王慶華

郵箱：(2014.07.2)3

概括：

有機肥是根據大自然造土的原理，依靠各種微生物的作用，分解植物秸稈、動物殘體、頁巖、山土、化肥和含有動植物蛋白質等的有機物，產生養(yǎng)分作物和土壤微生物所需要的部分繁殖碳源成為土壤腐殖質，對造土（改良土壤）起著重要作用。

從土壤微生物菌群中選擇復合菌群，分泌能分解從動植物殘體中采集的糖分、蛋白質、脂肪和纖維素的酶，進行好氧發(fā)酵，將化肥廠移入田間。 改善土壤生態(tài)系統(tǒng)，改善土壤理化生物特性，平衡植物營養(yǎng)，平衡生物菌群，抑制有害生物菌群的特異性繁殖——病原菌，健身防病，抗災減災，替代化肥和農藥，農業(yè)增產不斷增加，產量高，產品口感好，質量好； 徹底治理水土污染。

1.發(fā)酵有機肥的微生物

1.1 了解土壤微生物和分解有機物的微生物

(1) 土壤微生物的種類

土壤中生活著近萬種與生態(tài)系統(tǒng)有關的土壤微生物。 首先，土壤中生活著數以億計的細菌、真菌、放線菌、藍藻、原生動物等極其微小的生物，特別是許多土壤生物，如線蟲、蜱、蜘蛛、甲蟲、蚯蚓等昆蟲和一些昆蟲幼蟲沒有特別注意是很難觀察到的。 正是它們的活動在土壤中孕育了生命，改善了土壤質量。 土壤的功能。

這些生物與土壤生態(tài)環(huán)境形成共生共榮，相互制約和控制某一特定生物的異常繁殖，在相互制約中維持生態(tài)平衡關系。

生活在土壤中的生物按生理條件可分為腐生生物和寄生生物兩大類：一類是腐生生物，以動植物尸體殘體作為營養(yǎng)來源進行繁殖； 它是一種寄生生物，寄生在活的動植物身上。 以該物體吸收養(yǎng)分為生的生物，如寄生在豆科植物根部的根瘤菌，是有益生物，但幾乎都有動植物致病菌，而植物的各種致病菌幾乎都是寄生生物帶來的.

(2) 可用于農業(yè)生產的微生物和病害

農業(yè)生產中的有益菌幾乎都是腐生生物，尤其是好氧微生物，其中好氧菌、放線菌（致病菌的天敵）、真菌（有益霉菌、酵母菌）等都是對農業(yè)有益的菌。 致病菌屬于腐生菌。 現代農業(yè)生產，如基因育種、機械化耕作、大量使用化肥、農藥等，特別是植物營養(yǎng)結構的改變，只給予作物礦質營養(yǎng)，忽視了作物和微生物都需要的功能性營養(yǎng)——功能性營養(yǎng)，以及動植物殘體分解的營養(yǎng)，腐生菌特異繁殖，進化為致病菌。 從流行到爆發(fā)，都是人為的疾病。

1.2 為什么要施有機肥

萬物生長靠太陽，生命誕生靠土壤。 地球上的所有生命都依賴于太陽能、水、空氣和地球。

地球表面是由巖石構成的。 在太陽能的不斷作用下，在獲得空氣和水的動力的同時，反復進行物理和化學風化。 經過數千萬甚至數億年的時間，大自然將石頭風化分解成石頭。 形成的土壤，通過微生物對動植物殘體的分解，形成的土壤既為植物的生存提供養(yǎng)分，又為微生物的繁殖提供碳源。

有機肥是靠各種微生物的作用，分解植物秸稈和動物殘體。 產物主要是農作物的肥料養(yǎng)分，部分成為土壤腐殖質，使土壤形成粒狀結構，對改良土壤（造土）有重要作用。 . 從生態(tài)學的角度來看，這些養(yǎng)分也是生活在土壤中的生物（這是土壤生物的總稱）的養(yǎng)分來源，是它們生長繁殖所需要的養(yǎng)分。 施用有機肥可以改善土壤中的生態(tài)系統(tǒng)，改善土壤的物理、化學物理、化學和生物學特性，平衡植物營養(yǎng)，平衡生物菌群，抑制有害生物菌群——致病菌的特異性繁殖。

土壤是自然界經過幾千萬年甚至上億年的風化分解形成的石頭。 形成1厘米厚的黑土層需要1到3百萬年的時間。

人類耕種土地和種植莊稼的時間只有幾千年。 我國農業(yè)歷史悠久。 在改良土壤、施肥、保持地力方面積累了豐富的經驗。 多年來，堅持合理耕作、輪作，利用動植物殘體制成有機肥，發(fā)酵人糞、畜糞、油料。 藥渣、豆餅、菜餅、棉餅、滾綠肥等傳統(tǒng)改良土壤和田地的有效措施。 農業(yè)八字憲法也把改良土壤作為第一要務。 隨著經濟的發(fā)展，為解決糧食供需矛盾，大量投入化肥和農藥，學習西方，逐漸忽視了培肥和改良土壤。 土壤已經退化，不具備有益微生物生存的環(huán)境，難以保證農作物的高產優(yōu)質。

要想恢復土壤的功能，就必須使用有機肥來做土，或者改良土壤，沒有其他辦法可以替代。

2、發(fā)酵有機肥微生物的作用原理

腐生生物對植物秸稈和動物殘體的分解可分為好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵兩種。

好氧發(fā)酵是利用好氧菌或條件好氧菌（又稱條件厭氧菌）中的有益菌，包括腐生真菌和腐生菌，以及它們分泌的酶類（如水解酶、釀造酶等）進行發(fā)酵的活動。分解植物秸稈和動物殘體，又稱分解發(fā)酵、釀造發(fā)酵。 該產品對農作物具有健身、防病、改善品質等作用，可替代農藥。

厭氧發(fā)酵是由厭氧腐敗菌（包括部分好氧腐敗菌）組成的，又稱腐敗分解，即主要由厭氧菌發(fā)酵或腐敗發(fā)酵。

它們的發(fā)酵過程是先分解真菌，分解產生的物質可以為細菌和放線菌提供營養(yǎng)，最后被放線菌和細菌分解。

2.1 好氧發(fā)酵分解有機肥（分解）

有機肥的好氧發(fā)酵分解又稱好氧發(fā)酵分解。 是好氧微生物利用空氣或水中的氧氣（游離氧）進行繁殖的分解。 好氧發(fā)酵產生發(fā)酵熱約50-60℃，有時可達70℃以上。 因此，好氧發(fā)酵產生的堆肥就是釀造堆肥。

好氧發(fā)酵的機理是主要成分是糖類（淀粉、蔗糖、果糖、葡萄糖等）、蛋白質、脂肪、纖維素類（纖維素、半纖維素等），其中最易分解的糖類和腐生微生物以蛋白質和脂肪為營養(yǎng)來源，分泌分解這些有機物的酵素（水解酵素）。 酶的分解作用提供了微生物繁殖所需的營養(yǎng)物質，這些營養(yǎng)物質轉化為細菌組織并增殖。 所需的生命能量再次消耗，最后只分解成二氧化碳和水； 好氧發(fā)酵的PH值為中性。

(1)淀粉和糖的分解

淀粉主要被好氧菌和分泌淀粉糖化酶的真菌分解成麥芽糖和葡萄糖； 麥芽糖被麥芽糖分解酶分解成葡萄糖，葡萄糖被酵母菌和一些細菌分泌（由20多種酶組成的集體）分解成乙醇，再被細菌類乙酸分解成乙酸和富馬酸細菌，最后產生二氧化碳和水。

蔗糖被酵母菌和某些細菌分泌的蔗糖分解酶如轉化酶（又稱蔗糖酶）分解為葡萄糖和果糖，并通過上述過程被乙醇分解為二氧化碳和水。 .

(2)蛋白質的分解

秸稈中的氮大部分以植物蛋白的形式存在，主要是細菌分泌的酶，能分泌各種蛋白水解酶（又稱蛋白酶群），將其分解成氨基酸并作為營養(yǎng)物質，最具代表性的蛋白酶，胃蛋白酶蛋白酶（又稱胃蛋白酶）、胰蛋白酶（又稱胰蛋白酶）、腸肽酶、無花果蛋白酶等酶群屬于蛋白水解酶類。 酶廣泛分布于人體、植物、動物和微生物中。

關于它的形成，以氨基酸為營養(yǎng)源，合成新的蛋白質，形成新的細胞，從而進行細菌的繁殖。

但部分氨基酸分解為尿素和尿酸，再經尿素酶（又稱尿素酶）分解為氨、二氧化碳和水，氨進一步分解為亞硝酸和硝酸，成為肥料養(yǎng)分植物。

(3)分解脂肪

脂肪主要是細菌和真菌分泌的脂肪分解酶（又稱脂肪酶、脂肪酸和各種酯化酶），將脂肪分解成脂肪酸和甘油（丙三醇）。 甘油最終分解為二氧化碳和水。

(4) 纖維的分解

①半纖維素的分解

植物組織由細胞組成，細胞膜的主要物質是纖維素。 半纖維素和木質素一起起到結合這些纖維素的作用，就像覆蓋在纖維素的周圍，對增加纖維素的機械強度起著重要的作用。 促進其分解與加強有機物的分解有著極其重要的關系。 特別是纖維狀固體秸稈的分解與半纖維素的分解率有關。

放線菌是大量產生和分解這種半纖維素分解酶的有效微生物，半纖維素在這些細菌的作用下被分解成多糖和有機酸。

放線菌的最佳培養(yǎng)基是氨基酸、葡萄糖和乙醇。 為了更好地促進這種繁殖，利用好氧發(fā)酵微生物，將秸稈中的淀粉、糖分、蛋白質水解，生成盡可能多的氨基酸。 ，葡萄糖，乙醇。

② 分解纖維素

需氧細菌和真菌分泌的纖維素分解酶（纖維素酶、纖維糖、纖維二糖酶）將纖維素分解成多糖、葡萄糖、乙醇，最后分解成二氧化碳和水。

秸稈可以通過好氧發(fā)酵微生物和條件好氧發(fā)酵微生物分泌的水解酶進行分解，在產生二氧化碳和水的同時，也進行良性分解分解。

益微分解產生的氨基酸、葡萄糖、乙醇，可促進作物生長發(fā)育、光合作用，提高作物含糖量和自身免疫功能，增加產量，改善產品品質。

(5)好氧發(fā)酵有機肥的優(yōu)點

好氧發(fā)酵分解產生的腐殖質呈中性，造土效果好。

2.2厭氧發(fā)酵

厭氧發(fā)酵是一種具有特定生理狀態(tài)的厭氧菌（厭氧微生物）。 在無游離氧的缺氧狀態(tài)下活性旺盛，可從氧化物中奪取氧氣進行呼吸作用。

(1)淀粉和糖的分解

淀粉和糖分被厭氧腐敗菌分解為丁酸（又稱丁酸），最后分解為甲烷（沼氣）和水等，在此過程中散發(fā)出腐臭味。

(2)蛋白質的分解

蛋白質被厭氧性腐敗菌分解時，會產生胺類、氨、吲哚、硫醇、硫化氫等，這些都是腐敗臭味和異味的來源。

(3)脂肪的分解過程

厭氧腐敗菌分解脂肪時會產生甲烷和二氧化碳。

(4) 纖維的分解

纖維素被厭氧腐敗菌分解時的甲烷氣體和水。

厭氧發(fā)酵分解，產生的含氮化合物為硫化氫，由氨轉化為亞硝酸。 由于缺氧，不能由亞硝酸轉化為硝酸，易滯留在土壤中。 因為這些有機物產生的氣體，不管是什么氣體，都會或多或少的對農作物的根系造成傷害，尤其是硫化氫、甲烷、亞硝酸等對農作物有毒，會傷害農作物的根系。莊稼。 在溫室內施用厭氧發(fā)酵有機肥，會使亞硝酸積聚氣化，短時間內使作物中毒死亡，并引發(fā)多種嚴重病害。 苗期常發(fā)生病害，降低發(fā)芽率，抑制生長，嚴重時發(fā)生根腐病、萎蔫等病害。

厭氧發(fā)酵分解秸稈生成酸性腐殖質，是氫離子、木質素和蛋白質復合物的結合物，能使土壤酸化，顯著降低磷酸和氧化鎂的肥效，還會降低地溫，惡化生態(tài)的土壤。 系統(tǒng)，土壤改良的綜合效果并不大。

厭氧發(fā)酵產生的有害氣體，醫(yī)學上稱為氧化劑，對人體健康有害，可降低人體免疫功能，誘發(fā)癌細胞。

(5)厭氧發(fā)酵產物

厭氧發(fā)酵產生的堆肥通常被稱為“腐爛堆肥”。 這種堆肥，比如從肥料養(yǎng)分的角度，對氮、鉀的效果較好，對磷酸、氧化鎂的肥力明顯降低。 它還會降低地溫，惡化土壤生態(tài)系統(tǒng)。 它產生的腐殖質也是酸性的，整體改良土壤的效果不大。

厭氧發(fā)酵分解生成酸性腐殖質。 酸性腐殖質結合了氫離子、木質素和蛋白質復合物，因此使耕地土壤呈酸性，其作為土壤肥力基質的土壤作用顯著降低。

3、有機肥好氧發(fā)酵理論與技術

3.1 有機肥發(fā)酵的理論進展

動植物殘體發(fā)酵需要選擇能產生分解糖、蛋白質、脂肪、纖維素等酶的微生物菌群，應含有低溫菌和高溫菌，既有好氧菌又有厭氧菌。 它是從菌落菌群中篩選出來的復合菌群，不是單一菌群，也不是單一菌群組合而成的符合型菌群。

我國有機肥發(fā)酵理論落后多年。 受西方文化影響，簡單問題復雜化，一知半解的科學和人性的私心浮躁，重視實驗室盆栽研究，忽視現場實驗，脫離生產實踐。 從種群中選出最強的生物個體應用于生產，缺乏競爭力，幾乎沒有可用的結果。 不能解決我國的農藥殘留、水體污染、生態(tài)環(huán)境破壞、食品數量和質量安全等問題。 市面上銷售的產品幾乎都沒有好氧發(fā)酵的全熟有機肥，有的只是將菌液與土壤混合或造粒。

經過多年的研究和實踐，我國引進的最先進的有機肥發(fā)酵技術是日本的島本酵素技術，實用且易于復制。

日本島本氏的“微生物農業(yè)應用”是島本氏家族三代人80多年來的不斷研究。 根據自然生態(tài)學和營養(yǎng)免疫學原理，理論基礎扎實、系統(tǒng)。 酶是生命的核心，生命從環(huán)境中篩選微生物種群中競爭激烈的酶菌群。 植物群是一個復雜的群體，由細菌、放線菌和真菌（主要是酵母菌）三大類和20多種有益生物組成。 既有好氧真菌，也有厭氧真菌，既有低溫真菌又有高溫真菌。 能產生多種酶，活性強，有氧發(fā)酵能力強，能快速催化分解有機物，短時間內為植物所利用。 特別是能分解含有毒素的有機物，使之變成無毒無害的物質。 使土壤強壯根系，改善土壤生態(tài)環(huán)境，使作物根系在土壤中自由伸展，有益生物成為優(yōu)勢菌群，有效控制有害生物危害。 結合中國傳統(tǒng)文化理念，理解和尊重自然規(guī)律，適應環(huán)境，不改變環(huán)境。

3.1 有機肥發(fā)酵的理論進展

動植物殘體發(fā)酵需要選擇能產生糖類、蛋白質、脂肪、纖維素等酶的微生物菌群，應含有低溫菌和高溫菌，既有好氧菌又有厭氧菌。 從菌落菌群中篩選出的復合菌群，不是單一菌群，也不是由單??一菌群組合而成的全等菌群。

我國有機肥發(fā)酵理論落后多年。 受西方文化影響，簡單問題復雜化，一知半解的科學和人性的私心浮躁，重視實驗室盆栽研究，忽視現場實驗，脫離生產實踐。 從種群中選出最強的生物個體應用于生產，缺乏競爭力，幾乎沒有可用的結果。 不能解決我國的農藥殘留、水體污染、生態(tài)環(huán)境破壞、食品數量和質量安全等問題。 市面上銷售的產品幾乎都沒有好氧發(fā)酵全熟有機肥，甚至只有菌液與土壤混合或造粒。

經過多年的研究和實踐，我國引進的最先進的有機肥發(fā)酵技術是日本的島本酵素技術，實用且易于復制。

日本島本氏的“微生物農業(yè)應用”是島本氏家族三代人80多年來的不斷研究。 根據自然生態(tài)學和營養(yǎng)免疫學原理，理論基礎扎實、系統(tǒng)。 酶是生命的核心，生命從環(huán)境中篩選微生物種群中競爭激烈的酶菌群。 植物群是一個復雜的群體，由細菌、放線菌和真菌（主要是酵母菌）三大類和20多種有益生物組成。 既有好氧真菌，也有厭氧真菌，既有低溫真菌又有高溫真菌。 能產生多種酶，活性強，有氧發(fā)酵能力強，能快速催化分解有機物，短時間內為植物所利用。 特別是能分解含有毒素的有機物，使之變成無毒無害的物質。 使土壤強壯根系，改善土壤生態(tài)環(huán)境，使作物根系在土壤中自由伸展，有益生物成為優(yōu)勢菌群，有效控制有害生物危害。 結合中國傳統(tǒng)文化理念，理解和尊重自然規(guī)律，適應環(huán)境，不改變環(huán)境。

3.2發(fā)酵有機肥施工技術

仿自然造土技術——有機肥好氧發(fā)酵，旨在恢復土壤生態(tài)環(huán)境，獲得高產、優(yōu)質農產品。 關鍵技術包括堆肥、土曲和高效顆粒肥。

3.2.1 有機堆肥

堆肥是利用農作物秸稈、圈肥、山柴、木屑、雞糞、豆餅、魚粉、人糞、豆腐渣、骨粉、肉粉、皮糞等都經過發(fā)酵的有機肥。

堆肥不僅可以為作物生長提供礦質營養(yǎng)，還可以為作物提供功能性營養(yǎng)，提高免疫功能，為有益微生物的繁殖提供碳源，平衡營養(yǎng)，平衡微生物菌群，健身防病，優(yōu)化土壤生態(tài)環(huán)境。

例如，木材的糖化可以給各種肥料帶來香氣和甜味，優(yōu)化土壤的理化條件，促進土壤中有益微生物的繁殖，提高作物對肥料的吸收率，增加土壤的含有機質，防止土壤酸化。

堆肥可以防止土壤中肥料的流失，使土壤疏松透氣：中和酸性土壤或堿性土壤，有利于作物根系的生長。 以往不能作為完全成熟堆肥的木屑、稻殼、野木等，可以在短時間內充分發(fā)酵，成為改良土壤的優(yōu)質材料。

3.2.2土曲（普通顆粒肥）

利用高堿取代度（CEC）的山土、頁巖、膨潤土、蛭石、沸石等培養(yǎng)有益微生物，可大量吸附微生物菌群，使其定殖。 它被稱為普通顆粒酶。 看起來山土像面包一樣聚集在一起，像米曲一樣，散發(fā)著甘甜和酒精的香氣，也被稱為土曲。

土曲子師法自然，將化肥廠搬入田間，活化土壤，調節(jié)菌群平衡，解決因使用化肥造成的土壤板結，使不溶性磷酸、氧化鎂、鈣、鉀和土壤中的其他礦物質養(yǎng)分成為植物利用的可溶性速效養(yǎng)分。 有效防治果樹、農作物、蔬菜等作物。

土曲與其他發(fā)酵肥料的根本區(qū)別在于它本身就具有肥料的作用。 能改良土壤和微生物，產生大量的催化產物。 可替代化學合成的微量元素。

3.2.3發(fā)酵有機肥

動植物蛋白含量高的豆餅、魚粉等有機物，或檸檬酸溶性磷酸鹽等化肥，如熔磷、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、氧化鎂、燒磷、骨粉等磷肥，或將雞糞和適量熔磷、骨粉等磷酸肥料與高堿交換量（CEC）的山土、頁巖混合，進行好氧發(fā)酵，制成高檔、磷酸、雞糞等顆粒肥料促進作物光合作用，解決作物問題。 高產所需的礦質營養(yǎng)，用動植物蛋白發(fā)酵的氮取代化學合成的氮，增強植物對不良環(huán)境、質量和味道問題的抵抗力。

3.2.4 有機肥好氧發(fā)酵去除有害物質

好氧發(fā)酵后含有動植物蛋白的有機肥，如豆餅、菜籽餅、魚粉、骨粉等，避免糖分快速分解產生甲烷等有害物質； 避免傳統(tǒng)的動植物殘體發(fā)酵過程對農作物產生有害氣體。

四、關于動物糞便污染治理

目前，我國的動物糞便——糞便是造成環(huán)境污染、處理難度較大的污染源。 轉變思路，國外有先進簡單的方法，技術成熟，可以復制。 例如，日本島本微生物株式會社的成功成果是直接在動物飼料中添加酶菌，促進腸道有益菌的生長。 有害菌的繁殖，以及酶代謝的調節(jié)，從而消除飼料的異常消化，抑制有害物質、異味的產生，防止機體自身中毒，間接對牲畜的保健起到很大的作用肝 。 對防止牲畜排便惡臭有非常顯著的效果。 用酶菌飼養(yǎng)的畜禽成活率高，健體防病，無需接種疫苗和藥物治療，可替代抗生素。 肉、蛋、奶等品質高，經濟效益高。

發(fā)酵有機肥調節(jié)植物秸稈的碳氮比需要動物糞便。 用酶菌喂養(yǎng)的畜禽糞便不需要抗生素，避免了抗生素的污染，解決了臭味問題。 有利于有機肥和環(huán)境水源的順利發(fā)酵。 治理。

五、推廣有機肥發(fā)酵技術需轉變觀念

有機肥好氧發(fā)酵技術是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一場革命。 既能解決我國糧食數量和質量安全，又能解決農業(yè)水土生態(tài)污染問題。 逐步減少甚至完全替代農藥和化肥，發(fā)展自然生態(tài)農業(yè)，治理環(huán)境污染，生產有益于人體健康的功能性食品，提高國民體質，為推動現代農業(yè)發(fā)展做出重大貢獻我們國家的農業(yè)。

島本酵素菌技術引進我國已有20多年，進展并不順利。 主要原因是觀念落后，思想上沒有引起重視。 浮躁，急功近利，商業(yè)炒作，大多不成功。 要轉變觀念，按照引進、學習、改造、復制、創(chuàng)新的原則，在學習中轉變觀念，認真復制，然后根據國情對引進的技術進行系統(tǒng)化、規(guī)范化、示范化，使之簡單化、簡單易學，易于復制。 技術。

六、當前重點解決農作物秸稈還田問題

秸稈還田有五種方式：一是留在地表，二是秸稈燒掉，三是直接壓碎秸稈入地，四是還田場作為動物飼料。 五是秸稈集中好氧發(fā)酵后還田。

(1) 農作物秸稈還田如果留在地表還田，就是好氧發(fā)酵。 發(fā)酵條件要求水分、溫度、空氣、免耕。 北方雨量少，氣溫低，自然發(fā)酵困難，需要配套免耕農機。

(2)秸稈焚燒還田僅留下礦質養(yǎng)分，損失嚴重，污染環(huán)境，加劇大氣污染。

(3) The of straw to the field for of years has that straw and it into the to , which a large of gas, which is to crop and , and is a to .

(4) It is a good way to use straw as feed and it to the field. There are three : the first is to make ; the is to feed the straw after with ; the third is to crush the straw and add to the of after , which can . is not and is a high- .

(5) straw as is the most way to soil , soil , and make .