[01122297]克服土壤连作生物障碍的微生物有机肥及其新工艺

中国现代农业中5亿多亩经济作物普遍遭受以土传病害为主的土壤连作生物障碍危害，很多田块绝收，某些作物面临毁灭性种植(如香蕉)，每年损失1500多亿元，急需找到安全有效的解决办法。同时，中国大量的农业废弃物随地弃置，造成严重污染灾害(如水体蓝藻暴发)。项目将中国每年产生的农业废弃物转化成能克服土壤连作生物障碍的微生物有机肥，这是中国发展资源节约型和环境友好型肥料重大方向。1．筛选到拮抗土传病原菌、高效分泌蛋白酶和高效堆肥的功能微生物。筛选到用于拮抗土传病害等土壤连作生物障碍的功能性微生物80多株，用于氨基酸肥料生物制取2株，用于高效快速堆肥5株，已在中国科学院微生物研究所保藏登记的34株。研究出这些功能微生物的最佳生长条件(C、N源、pH、通氧量等)和菌种的液体发酵工艺参数，液体中菌种密度均超过10<'10>CFU/ml。2．揭示了微生物有机肥中功能菌的环境行为及作用机制。首次成功获得FISH杂交法追踪功能菌(芽胞)在微生物有机肥储存过程中活性变化的方法；用CFP标记法成功地标记了14株拮抗菌，并揭示了拮抗菌在根表聚集的行为特征；在营养钵育苗中添加微生物有机肥定向培育根际外源有益微生物，形成根表“生物膜”，移栽后依靠作物根系分泌物，在大田不断生长的根表继续形成“生物膜”，并产生拮抗物质(伊枯草菌素等)，有效防控土传病害等土壤连作生物障碍。3．发明了微生物有机肥二次固体逐级发酵技术与工艺。发明了微生物有机肥固体发酵配方和二次逐级固体发酵工艺技术，微生物有机肥中特定功能微生物含量达到10<'8>-10<'9>CFU/g，产品中的专性有机载体成为功能菌进入土壤后的“可口食物”。已在黄瓜、西瓜、番茄、香蕉、棉花、甜瓜、辣椒、烟草、土豆、山药等经济作物上示范推广，土传病害生防率达到75%以上，连作生物障碍的土壤生物修复率达到85%以上。4．发明了微生物有机肥中氨基酸原料的生物制取工艺。发明了利用高效分泌蛋白酶菌株固体水解动植物废弃蛋白成氨基酸和多肽的工艺，提供了农用氨基酸肥料的微生物制取工艺。用该混合物作为微生物有机肥固体发酵载体，功能菌的密度达到10<'9>CFU/g，比用传统化学酸解混合物的高2个数量级。5．创制了微生物有机肥中堆肥原料标准化快速高效堆肥新工艺及配套设备。研发出优质高氮堆肥发酵工艺(堆肥“起爆菌剂”和堆肥配料)及配套翻抛设备。采用该堆肥工艺将过去堆肥时间(2个月)缩短至15天，所研发的翻抛设备价格是国外进口的1/5。发表SCI论文56篇，影响因子4以上的10篇，培养研究生80多名，2篇博士学位论文获全国百篇优博提名奖，获授权发明专利20项，申请PCT国际专利3项，已进入美国、欧洲、韩国、澳大利亚国家，其中已授权韩国专利2项；生物有机肥和氨基酸肥共推广5000多万亩，农民增收的社会效益390多亿元；推广企业36家，企业新增利税7.5968亿元；消纳农业废弃物1000多万吨，减少化肥用量100万吨(折合12亿元)，有效减少农业面源污染。该成果获2010年江苏省科技进步奖一等奖和中国专利金奖。