秸秆腐熟菌剂的选择与应用2课件.ppt

1、2022-8-151三、应用方式对秸秆腐熟菌剂效果影三、应用方式对秸秆腐熟菌剂效果影响重大响重大v以前，秸秆多采用堆置方式进行腐熟，通过人工接以前，秸秆多采用堆置方式进行腐熟，通过人工接种微生物菌剂可以缩短发酵周期、减少异味，实现种微生物菌剂可以缩短发酵周期、减少异味，实现微生物菌剂促进秸秆腐熟的目的。早在微生物菌剂促进秸秆腐熟的目的。早在2020世纪世纪4040年年代，美国就有人通过接种菌剂使堆肥时间缩短代，美国就有人通过接种菌剂使堆肥时间缩短1 13 3 d d。包括我国在内的腐熟菌剂几乎都是针对堆置条。包括我国在内的腐熟菌剂几乎都是针对堆置条件下腐熟秸秆混合物料而研发生产的产品。件下腐熟

2、秸秆混合物料而研发生产的产品。2022-8-152v而在而在“秸秆还田提升土壤有机质秸秆还田提升土壤有机质”项目中，要求秸项目中，要求秸秆就地还田腐解，应用方式发生了很大变化。秆就地还田腐解，应用方式发生了很大变化。2022-8-153v多数做法是将水稻、小麦等秸秆直接平铺还田，有多数做法是将水稻、小麦等秸秆直接平铺还田，有的还加以简单切段处理，或埋于墒沟（的还加以简单切段处理，或埋于墒沟（20cm20cm20cm20cm小沟），然后每亩撒施小沟），然后每亩撒施2 2公斤有机物料腐熟菌剂以公斤有机物料腐熟菌剂以促进秸秆的腐解，以达到不影响下一茬作物的种植、促进秸秆的腐解，以达到不影响下一茬作物

3、的种植、移栽、生长，实现提高产量、提升土壤有机质和土移栽、生长，实现提高产量、提升土壤有机质和土壤肥力等综合效果。壤肥力等综合效果。2022-8-154v同时，还必须考虑到秸秆还田的生态环境，如水田同时，还必须考虑到秸秆还田的生态环境，如水田还是旱地和温度条件，等。因此，如何研发适用于还是旱地和温度条件，等。因此，如何研发适用于“土壤有机质提升试点项目土壤有机质提升试点项目”的秸秆腐熟剂产品、的秸秆腐熟剂产品、制定科学可行的腐熟菌剂效果评价方法与技术是当制定科学可行的腐熟菌剂效果评价方法与技术是当务之急的工作。务之急的工作。2022-8-155四、此类产品依据的标准面临挑战四、此类产品依据的标

4、准面临挑战v目前，应用于秸秆的腐熟菌剂归入目前，应用于秸秆的腐熟菌剂归入“有机物料腐熟有机物料腐熟剂剂”之中，产品指标执行国家标准之中，产品指标执行国家标准GB 20287-2006GB 20287-2006农用微生物菌剂农用微生物菌剂或农业部行业标准或农业部行业标准NY609-2002NY609-2002有机物料腐熟剂有机物料腐熟剂（见表（见表2 2），而没有依据此类），而没有依据此类产品的特殊性，制定相应的产品技术指标。产品的特殊性，制定相应的产品技术指标。2022-8-156表表2 2 有机物料腐熟剂产品的技术指标有机物料腐熟剂产品的技术指标项项 目目剂剂 型型液液 体体粉粉 剂剂颗颗

5、粒粒有效活菌数（有效活菌数（cfu），亿），亿g（mL）1.00.500.50纤维素酶活纤维素酶活a，Ug（mL）30.030.030.0蛋白酶活蛋白酶活b，Ug（mL）15.015.015.0水水 分，分，%-35.020.0细细 度，度，%-7070pH值值5.08.55.58.55.58.5保质期保质期c，月，月36a、以农作物秸秆类为腐熟对象测定纤维素酶活。、以农作物秸秆类为腐熟对象测定纤维素酶活。b、以畜禽粪便类为腐熟对象测定蛋白酶活。、以畜禽粪便类为腐熟对象测定蛋白酶活。c、此项仅在监督部门或仲裁双方认为有必要时检测。、此项仅在监督部门或仲裁双方认为有必要时检测。2022-8-15

6、7v从表从表2 2中可见，用此标准指标来评价秸秆腐熟菌剂中可见，用此标准指标来评价秸秆腐熟菌剂有相当的局限性。一是仅测产品中的总菌数含量，有相当的局限性。一是仅测产品中的总菌数含量，未明确对使用菌种种类和功能的要求，且菌含量偏未明确对使用菌种种类和功能的要求，且菌含量偏低；二是对分解秸秆的酶种类偏少，其指标也偏低，低；二是对分解秸秆的酶种类偏少，其指标也偏低，三是没有杂菌含量的最高上限。三是没有杂菌含量的最高上限。v当时针对堆置条件下制定的腐熟剂产品标准是否适当时针对堆置条件下制定的腐熟剂产品标准是否适用于平铺条件下的秸秆直接还田方式？用于平铺条件下的秸秆直接还田方式？2022-8-158v五

7、、需研究讨论的几个问题五、需研究讨论的几个问题2022-8-1591 1、菌剂产品技术指标、菌剂产品技术指标v当初制定腐熟菌剂产品标准时，主要考虑到菌剂是当初制定腐熟菌剂产品标准时，主要考虑到菌剂是在可控制条件下，施用菌剂促进有机物料的腐熟，在可控制条件下，施用菌剂促进有机物料的腐熟，因此在规定最低有效菌数后，针对腐解不同有机物因此在规定最低有效菌数后，针对腐解不同有机物料类型，提出了几种酶活技术指标，即腐解秸秆时料类型，提出了几种酶活技术指标，即腐解秸秆时需测定纤维素酶活，而腐熟畜禽粪便则需测定蛋白需测定纤维素酶活，而腐熟畜禽粪便则需测定蛋白酶和淀粉酶。酶和淀粉酶。2022-8-1510v由

8、于当时可参考的资料不多，所提出的酶活技术指由于当时可参考的资料不多，所提出的酶活技术指标也是比较粗放的，更没有对菌种的类型、组成提标也是比较粗放的，更没有对菌种的类型、组成提出具体的技术要求。出具体的技术要求。2022-8-1511v鉴于在秸秆直接还田中，菌剂直接作用于秸秆，而鉴于在秸秆直接还田中，菌剂直接作用于秸秆，而秸秆主要是由纤维素、半纤维素和木质素等组成，秸秆主要是由纤维素、半纤维素和木质素等组成，是否可增加相应的酶活指标，以便该产品更具有针是否可增加相应的酶活指标，以便该产品更具有针对性？同时，对菌剂产品中的菌种组成提出一个具对性？同时，对菌剂产品中的菌种组成提出一个具体可操作的目录

9、（见上表体可操作的目录（见上表1 1）。）。2022-8-15122 2、菌剂产品质量及用量、菌剂产品质量及用量v该产品标准当时是针对堆置腐熟方式制定的，所提该产品标准当时是针对堆置腐熟方式制定的，所提的主要技术指标虽然偏低（仅要求的主要技术指标虽然偏低（仅要求0.50.5亿克和相亿克和相应酶活指标），但菌剂施用量一般在应酶活指标），但菌剂施用量一般在2 255，且菌，且菌剂在堆腐条件下也有利于菌的再繁殖，因此堆肥的剂在堆腐条件下也有利于菌的再繁殖，因此堆肥的效果一般还是比较稳定的。效果一般还是比较稳定的。2022-8-1513v而在秸秆直接还田模式下，从近几年应用实践来看，而在秸秆直接还田模

10、式下，从近几年应用实践来看，腐解效果不是非常稳定，其原因之一是有效菌含量腐解效果不是非常稳定，其原因之一是有效菌含量偏低，每亩用量仅偏低，每亩用量仅2 2公斤（总菌数为公斤（总菌数为0.50.5亿克亿克20002000=10001000亿！）。此外，接种的腐熟功能菌亿！）。此外，接种的腐熟功能菌在环境中的生存、繁殖能力（即生态适应性）也是在环境中的生存、繁殖能力（即生态适应性）也是重要的限制因素。重要的限制因素。2022-8-1514v针对秸秆直接平铺还田条件下施用菌剂，是否可考针对秸秆直接平铺还田条件下施用菌剂，是否可考虑修改产品的技术指标，增加有效菌和相应酶活技虑修改产品的技术指标，增加有

11、效菌和相应酶活技术指标？或是制定一个更具针对性的产品标准？但术指标？或是制定一个更具针对性的产品标准？但制、修订标准需经过一定的程序和时间才能完成。制、修订标准需经过一定的程序和时间才能完成。2022-8-1515v在目前腐熟菌剂产品标准难以改变的情况下，增大在目前腐熟菌剂产品标准难以改变的情况下，增大用量也是效果稳定的一条途径，是否可应该将每亩用量也是效果稳定的一条途径，是否可应该将每亩菌剂用量从现在的菌剂用量从现在的2 2公斤公斤（10001000亿）亿）增加至增加至5 5公斤公斤（25250000亿）亿）？2022-8-15163 3、环境条件如何控制、环境条件如何控制v在堆肥处理方式中

12、，菌剂的施用是在可控制的条件在堆肥处理方式中，菌剂的施用是在可控制的条件下进行，一般可对堆肥发酵的有关参数进行调节，下进行，一般可对堆肥发酵的有关参数进行调节，以充分发挥菌剂的作用。而在秸秆直接还田方式中，以充分发挥菌剂的作用。而在秸秆直接还田方式中，菌剂施入田间是在一个开放的环境中，秸秆腐解没菌剂施入田间是在一个开放的环境中，秸秆腐解没有一个明显的升温过程，菌剂受到阳光、昼夜温度、有一个明显的升温过程，菌剂受到阳光、昼夜温度、水分等的影响更大，与堆肥处理方式发生了明显的水分等的影响更大，与堆肥处理方式发生了明显的变化，这极大影响腐熟菌剂的作用效果。变化，这极大影响腐熟菌剂的作用效果。2022

13、-8-1517v一般在有水的条件下，施入菌剂腐解效果也许会好一般在有水的条件下，施入菌剂腐解效果也许会好一些；而在旱地条件下效果一般很难保证。一些；而在旱地条件下效果一般很难保证。2022-8-1518v因此，在开放的田间条件下，如何控制环境参数才因此，在开放的田间条件下，如何控制环境参数才能更好地发挥菌剂的应有作用？请提出相关的、可能更好地发挥菌剂的应有作用？请提出相关的、可操作的参数和指标，提出菌剂在田间的施用方法和操作的参数和指标，提出菌剂在田间的施用方法和技术条件，以实现在田间开放环境下达到施用菌剂技术条件，以实现在田间开放环境下达到施用菌剂促进秸秆腐解的目的。促进秸秆腐解的目的。20

14、22-8-15194 4、腐熟效果如何评价、腐熟效果如何评价v评价腐熟度是堆肥研究的主要领域之一，它关系到评价腐熟度是堆肥研究的主要领域之一，它关系到堆肥的安全使用，许多学者对此进行了深入研究，堆肥的安全使用，许多学者对此进行了深入研究，提出了物理学指标、化学指标及生物学指标，但现提出了物理学指标、化学指标及生物学指标，但现在还没有一种公认的堆肥腐熟度指标。在还没有一种公认的堆肥腐熟度指标。2022-8-1520v那么，在秸秆直接还田条件下，又该如何评价施入那么，在秸秆直接还田条件下，又该如何评价施入菌剂的腐解效果？应用下面列出的评价指标是否能菌剂的腐解效果？应用下面列出的评价指标是否能对腐熟

15、菌剂进行评价：对腐熟菌剂进行评价：v（1 1）外观变化，包括腐熟颜色、物料结构是否疏）外观变化，包括腐熟颜色、物料结构是否疏松、是否有恶臭等；松、是否有恶臭等；2022-8-1521v（2 2）化学指标或生物学指标，包括水溶性有机碳）化学指标或生物学指标，包括水溶性有机碳与水溶性有机氮的比值，以及芹菜种子发芽率是否与水溶性有机氮的比值，以及芹菜种子发芽率是否达到达到50%50%；v（3 3）秸秆剪切拉力的变化？）秸秆剪切拉力的变化？v（4 4）土壤理化性状变化情况，主要调查土壤有机）土壤理化性状变化情况，主要调查土壤有机质、容重、孔隙度变化情况；质、容重、孔隙度变化情况；2022-8-1522

16、v（5 5）下茬作物产量，主要是调查各处理作物产量）下茬作物产量，主要是调查各处理作物产量变化情况，尤其是前期的生长情况（水稻返青、提变化情况，尤其是前期的生长情况（水稻返青、提早分蘖、根系发育情况）；早分蘖、根系发育情况）；v（6 6）对下茬作物种植移栽的影响，施用腐熟菌）对下茬作物种植移栽的影响，施用腐熟菌剂后是否使作物的种植移栽的茬口时间前移了几剂后是否使作物的种植移栽的茬口时间前移了几天，亦即实现以天，亦即实现以“菌（促腐熟）换时间菌（促腐熟）换时间”的目的的目的。2022-8-1523v在以上几个方面的基础上，针对秸秆直接还田条件在以上几个方面的基础上，针对秸秆直接还田条件下，对菌剂

17、产品的技术指标、使用方法、腐解效果下，对菌剂产品的技术指标、使用方法、腐解效果等方面提出一个切实可行的操作技术规程，如秸秆等方面提出一个切实可行的操作技术规程，如秸秆就地还田条件下腐熟菌剂试验技术规程。就地还田条件下腐熟菌剂试验技术规程。2022-8-1524材料源于材料源于秸秆腐熟菌剂研讨会相关背景材料及研讨秸秆腐熟菌剂研讨会相关背景材料及研讨内容内容李 俊 姜 昕 沈德龙（农业部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心）2022-8-1525vv关于微成农资秸秆腐熟剂的研制与关于微成农资秸秆腐熟剂的研制与开发开发2022-8-1526关于秸秆发酵菌剂的生产工艺关于秸秆发酵菌剂的生产工艺v

18、 目前秸秆发酵微生物菌剂的生产工艺主要有目前秸秆发酵微生物菌剂的生产工艺主要有两种：固体发酵和液体发酵。两种：固体发酵和液体发酵。v 1 1）液体发酵。目前对于大部分菌株均可实）液体发酵。目前对于大部分菌株均可实现液体发酵，其生产工艺流程一般为：菌种接种现液体发酵，其生产工艺流程一般为：菌种接种培养培养种子罐培养种子罐培养放大生产罐培养放大生产罐培养加入载体加入载体干燥干燥粉碎粉碎添加载体添加载体质检质检包装。包装。2022-8-1527v液体发酵适用于工业化大规模生产。生产条件液体发酵适用于工业化大规模生产。生产条件易于控制，产品稳定性好。但投资较大。适用易于控制，产品稳定性好。但投资较大。

19、适用于单一菌株的发酵生产。于单一菌株的发酵生产。2022-8-1528 2）固体发酵）固体发酵。工艺流程一般是：菌种接种培。工艺流程一般是：菌种接种培养养制作曲种制作曲种接种到固体发酵基质接种到固体发酵基质干燥干燥粉碎粉碎质检质检包装。包装。固体发酵的缺点是劳动强度大，易受杂菌污染，固体发酵的缺点是劳动强度大，易受杂菌污染，发酵过程不易控制等。但相对投资较小，生产发酵过程不易控制等。但相对投资较小，生产成本低，便于推广。成本低，便于推广。2022-8-1529关于秸秆发酵剂的技术关键关于秸秆发酵剂的技术关键v一、降解木质素和纤维素微生物的筛选；一、降解木质素和纤维素微生物的筛选；v二、优化微生

20、物菌剂的生产工艺；二、优化微生物菌剂的生产工艺；v三、确定微生物菌剂的使用方法。三、确定微生物菌剂的使用方法。v核心：菌种问题核心：菌种问题2022-8-1530v1 1）快速分解秸秆微生物的筛选：）快速分解秸秆微生物的筛选：v根据掌握的资料，针对性地采集样品，用恰当的根据掌握的资料，针对性地采集样品，用恰当的培养基和适宜的培养条件分离筛选秸秆分解菌，培养基和适宜的培养条件分离筛选秸秆分解菌，尤其是降解木质素和纤维素的微生物。尤其是降解木质素和纤维素的微生物。2022-8-1531v2 2）菌株的发酵培养：）菌株的发酵培养：v首先筛选菌株的培养基成份、培养条件，然后首先筛选菌株的培养基成份、培

21、养条件，然后接种培养，反复筛选，找出分解能力强生长速接种培养，反复筛选，找出分解能力强生长速度快的高效菌株。度快的高效菌株。v3 3）根据分离到的菌株特性，单独或复合，再检）根据分离到的菌株特性，单独或复合，再检测验其分解能力，选定搭配组合测验其分解能力，选定搭配组合。2022-8-1532v4 4）研究菌剂的发酵工艺，科学生产发酵菌剂）研究菌剂的发酵工艺，科学生产发酵菌剂产品。发酵工艺研究包括培养基配方、产品。发酵工艺研究包括培养基配方、pHpH值、值、温度、通气量等条件，研究剂型，选择适合的温度、通气量等条件，研究剂型，选择适合的载体。载体。2022-8-1533v5 5）研究发酵菌剂的最

22、佳使用条件，然后进行）研究发酵菌剂的最佳使用条件，然后进行小试、中试，综合评价菌剂的效果。小试、中试，综合评价菌剂的效果。v6 6）利用基因工程的手段，构建分解秸秆某些）利用基因工程的手段，构建分解秸秆某些酶基因的理想工程菌也是一个重要的方法。酶基因的理想工程菌也是一个重要的方法。2022-8-1534目前所用的秸秆发酵菌剂目前所用的秸秆发酵菌剂普遍存在的问题普遍存在的问题 菌种的发酵活力还有菌种的发酵活力还有待于进一步提高。应待于进一步提高。应利用生物工程技术筛利用生物工程技术筛选新菌种、改造现有选新菌种、改造现有的菌种，提高其对纤的菌种，提高其对纤维素和木质素的生物维素和木质素的生物活力。

23、活力。秸秆发酵菌秸秆发酵菌剂的生产工剂的生产工艺有待于实艺有待于实现产业化。现产业化。2022-8-1535尤其菌种的系统研究一直是一个薄弱环节，严重影尤其菌种的系统研究一直是一个薄弱环节，严重影响了秸杆发酵菌剂的作用效果。响了秸杆发酵菌剂的作用效果。目前已确定目前已确定在我国适宜在我国适宜作秸秆发酵作秸秆发酵剂的菌种剂的菌种种类太少种类太少 菌株菌株稳定性稳定性不够高不够高 生产工艺多生产工艺多数还不完全数还不完全成熟，主要成熟，主要表现为菌数表现为菌数不够的问题。不够的问题。2022-8-1536关于微成农资秸秆腐熟的质量问题关于微成农资秸秆腐熟的质量问题v关心的问题：关心的问题：v1 1

24、、项目的技术性、项目的技术性v2 2、产品的质量、产品的质量v3 3、产品的应用效果、产品的应用效果2022-8-15371 1、项目的技术性、项目的技术性v20082008年年1111月通过了河北省科技厅鉴定，以陈文新院月通过了河北省科技厅鉴定，以陈文新院士、任继周院士、卢良恕院士、魏江春院士等士、任继周院士、卢良恕院士、魏江春院士等1111名名专家组成的鉴定委员会认为项目总体达到了国际先专家组成的鉴定委员会认为项目总体达到了国际先进水平。进水平。2022-8-1538v该项目研究思路新颖，自主创新特色明显，为产业该项目研究思路新颖，自主创新特色明显，为产业化生产奠定了基础，具有显著的经济效

25、益、社会效化生产奠定了基础，具有显著的经济效益、社会效益和生态效益，开发应用前景十分广阔。益和生态效益，开发应用前景十分广阔。2022-8-15392022-8-15402022-8-15412 2、产品的质量、产品的质量v1 1）选用芽孢杆菌发酵：制成颗粒，保证了产品的）选用芽孢杆菌发酵：制成颗粒，保证了产品的稳定性。稳定性。v2 2）菌剂的生产工艺：）菌剂的生产工艺：2020吨发酵罐芽孢数量达到吨发酵罐芽孢数量达到109109个个/mLmL（1010亿）以上，芽孢形成率接近亿）以上，芽孢形成率接近100%100%。v3 3）先进的离心浓缩、喷雾干燥工艺：颗粒的芽孢）先进的离心浓缩、喷雾干燥

26、工艺：颗粒的芽孢含量超过含量超过10111011个个/mLmL（10001000亿）。亿）。2022-8-1542v5 5）菌株的酶活性高：）菌株的酶活性高：N13N13菌株的木质素过氧化物酶菌株的木质素过氧化物酶1336.3 U1336.3 UmLmL，锰过氧化物酶锰过氧化物酶600 U600 UmLmL，纤维素，纤维素酶酶1677.41 U1677.41 UmLmL ；N8N8菌株的木质素过氧化物酶菌株的木质素过氧化物酶1773.3 U1773.3 UmLmL，锰过氧化物酶锰过氧化物酶496.7 U496.7 UmLmL，纤维，纤维素酶素酶1237.73 U1237.73 UmLmL。国家

27、标准纤维素酶活。国家标准纤维素酶活 30U 30UmLmL。2022-8-1543表2 有机物料腐熟剂产品的技术指标项项 目目剂剂 型型液液 体体粉粉 剂剂颗颗 粒粒有效活菌数（cfu），亿g（mL）1.00.500.50纤维素酶活a，Ug（mL）30.030.030.0蛋白酶活b，Ug（mL）15.015.015.0水 分，%-35.020.0细 度，%-7070pH值5.08.55.58.55.58.5保质期c，月36a、以农作物秸秆类为腐熟对象测定纤维素酶活。、以农作物秸秆类为腐熟对象测定纤维素酶活。b、以畜禽粪便类为腐熟对象测定蛋白酶活。、以畜禽粪便类为腐熟对象测定蛋白酶活。c、此项仅在监督部门或仲裁双方认为有必要时检测。、此项仅在监督部门或仲裁双方认为有必要时检测。2022-8-1544v6 6）产品形式新：芽孢菌颗粒）产品形式新：芽孢菌颗粒2 2亿个菌克。亿个菌克。v7 7）活菌数（芽孢）高：每亩用量）活菌数（芽孢）高：每亩用量2 2公斤（颗粒型）公斤（颗粒型）（总菌数为（总菌数为2 2亿克亿克20002000=4 4000000亿！）。亿！）。v8 8）芽孢菌剂保质期长：超过）芽孢菌剂保质期长：超过2 2年。年。