[01190817]牛粪有机菌肥的研制

1、课题来源：湖北省自然科学基金项目,项目编号2010CDB06301 2、研究背景：改革开放以来,我国农业生产获得高速发展,尤其是化肥农药的大量使用,对保证我国农作物高产稳产、保证粮食及蔬菜充足供应、改善人们生活、提高人们生活品质等起到了巨大推动作用。然而大量化肥及农药的广泛使用,也造成了土壤板结、有机质显著减少、土壤肥力持续下降、作物几乎完全依赖化肥及农药生长、生理性病害日趋严重、土壤有益微生物严重减少、土传病虫害难以控制,恶性循环趋势日益明显等严重后果,导致化肥农药使用量连年加大,甚至残留于粮食及蔬菜产品中,危害人们身体健康。增加土壤有机质,提高和培育土壤有益微生物菌群,提高土壤保水保肥性能,是保证耕作土壤适宜作物种植及长期高产稳产、生产优质农产品的必由之路和根本保证。近年来深入研究表明,通过增加土壤有机质及培育有益功能菌株,具有明显促进作物生长及较强防病抗虫能力,已成为国内外土壤改良及农业发展的主要方向。牛粪为冷性肥料,肥效不高,导致牛粪的资源化利用未能得到足够重视,不仅浪费大量牛粪资源,还造成严重环境污染。 本研究立足于牛粪基质含有丰富的有机质及牛粪资源广泛、易得,通过快速腐熟牛粪并添加固氮解磷解钾等功能菌,大力提高牛粪有机肥肥力性能,为探索规模化牛粪快速腐熟并制作为高性能的有机菌肥提供技术支撑,为我国现代农业及有机绿色、循环农业发展尽绵薄之力。牛粪发酵腐熟实为微生物利用相关成分生长、增殖、演替过程。本研究通过对新鲜牛粪及升温期、高温期、降温期等发酵全过程堆肥微生物分离、计数和鉴定,根据发酵过程中基质成分变化规律,建立了自然发酵机制及模型,筛选出各阶段主要及关键菌株菌系。以此为指导,以糖、淀粉、蛋白质、纤维素培养基筛选制作低温及中温发酵菌剂,3～5天即可使堆肥进入高温期、达9～10d,腐熟时间缩短至约17～18天;从长期种植水稻土壤分离获得固氮解磷解钾菌株与腐熟牛粪混合施于稻田土壤,可使稻田达到国家一级标准;采用二次发酵技术,以圆褐固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶质样芽孢杆为功能菌、0.5%接种量,发酵8～9d,达到国家生物有机菌肥标准。首次对牛粪自然堆肥全过程中微生物进行全面分离、计数及鉴定,总结出堆肥各阶段微生物演替规律及其作用机制,建立了发酵模型,为进一步研究和开发牛粪及其它有机废弃物资源奠定了良好理论和技术基础;以发酵模型为指导,以糖、淀粉、蛋白质、纤维素及油脂培养基,筛选制作低温及中温发酵菌剂,可显著缩短腐熟时间;从长期种植水稻稻田土壤筛选固氮解磷解钾菌株,与腐熟牛粪混合培肥稻田土壤,对促生水稻明显,可国家一级稻田标准;以腐熟牛粪及圆褐固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶质样芽孢杆菌,采用二次发酵技术,制作牛粪有机菌肥,有效提高了牛粪肥力水平,对规模化、工厂化利用牛粪等有机资源资源,提供了可行技术原理、线路及工艺。以糖、淀粉、蛋白质、纤维素及油脂培养基,筛选功能菌株,制作低温及中温快速腐熟剂,经实验室及用户试用,可显著缩短发酵腐熟时间;以固氮、解磷、解钾培养基从稻田土壤筛选获得较高性能的固氮解磷解钾菌株制作稻田培肥菌剂,与腐熟牛粪混合培肥稻田土壤,可达到稻田国家一级优质标准;以圆褐固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌,采用二次发酵技术,可达到国家优质生物有机菌肥标准。技术线路设计合理,依据原理科学,相关产品经检测及施用性能稳定,具有进一步大面积推广的潜力和条件,可广泛应用于牛粪等禽畜粪便及其他有机物发酵、腐熟及物质转化利用,促进循环农业、现代有机绿色农业发展。本研究研制产品,不含对人体有害成分,施用于耕地等土壤,可有效提高农产品质量,生产有机绿色农产品,提高人们身体健康水平,因而具有良好推广和应用价值和潜力。本研究以发酵模型为指导,制作低温及中温牛粪专用发酵剂、稻田培肥菌剂、牛粪有机生物菌肥产品,已经荆门市土壤肥料工作站、荆门万农富农业技术专业合作社等进行大田试验试用等试验示范,具有性能稳定、发酵腐熟快、肥料高、增产明显等特点,拟进一步扩大试验示范,推动循环农业、现代有机绿色农业的进一步发展。同时,本研究主要侧重于牛粪发酵机制及菌肥产品生产原理及技术的研究,可进一步利用国内外在发酵剂中添加纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等,进一步缩短有机质腐熟时间及在菌肥产品中添加氮磷钾等元素,制作有机无机复合菌肥,降低成本,提高速效肥效,将具有更大推广及应用价值。