秸秆腐熟菌剂的选择与应用2课件

三、应用方式对秸秆腐熟菌剂效果影响重大

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，实现微生物菌剂促进秸秆腐熟的目的。早在20世纪40年代，美国就有人通过接种菌剂使堆肥时间缩短1～3d。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。2023/3/151而在“秸秆还田提升土壤有机质”项目中，要求秸秆就地还田腐解，应用方式发生了很大变化。2023/3/152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（20cm×20cm小沟），然后每亩撒施2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、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。2023/3/153四、此类产品依据的标准面临挑战目前，应用于秸秆的腐熟菌剂归入“有机物料腐熟剂”之中，产品指标执行国家标准GB20287-2006《农用微生物菌剂》或农业部行业标准NY609-2002《有机物料腐熟剂》（见表2），而没有依据此类产品的特殊性，制定相应的产品技术指标。2023/3/155表2有机物料腐熟剂产品的技术指标项目剂

型液体粉剂颗粒有效活菌数（cfu），亿／g（mL）≥1.00.500.50纤维素酶活a，U／g（mL）≥30.030.030.0蛋白酶活b，U／g（mL）≥15.015.015.0水分，%≤-35.020.0细度，%≥-7070pH值≥5.0～8.55.5～8.55.5～8.5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。

b、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。2023/3/156从表2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，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，三是没有杂菌含量的最高上限。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？2023/3/1571、菌剂产品技术指标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，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。2023/3/159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、组成提出具体的技术要求。2023/3/1510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，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体可操作的目录（见上表1）。2023/3/1511而在秸秆直接还田模式下，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偏低，每亩用量仅2公斤（总菌数为0.5亿／克×2000=1000亿！）。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）也是重要的限制因素。2023/3/1513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。2023/3/1514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，是否可应该将每亩菌剂用量从现在的2公斤（1000亿）增加至5公斤（2500亿）？2023/3/1515一般在有水的条件下，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。2023/3/1517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促进秸秆腐解的目的。2023/3/15184、腐熟效果如何评价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，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。2023/3/1519（2）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达到50%；（3）秸秆剪切拉力的变化？（4）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；2023/3/1521（5）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、提早分蘖、根系发育情况）；（6）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天，亦即实现以“菌（促腐熟）换时间”的目的。2023/3/1522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，如秸秆就地还田条件下腐熟菌剂试验技术规程。2023/3/1523

关于微成农资秸秆腐熟剂的研制与开发2023/3/1525关于秸秆发酵菌剂的生产工艺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。1）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：菌种接种培养→种子罐培养→放大生产罐培养→加入载体→干燥→粉碎→添加载体→质检→包装。

2023/3/1526关于秸秆发酵剂的技术关键一、降解木质素和纤维素微生物的筛选；二、优化微生物菌剂的生产工艺；三、确定微生物菌剂的使用方法。核心：菌种问题2023/3/15291）快速分解秸秆微生物的筛选：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，尤其是降解木质素和纤维素的微生物。2023/3/15302）菌株的发酵培养：首先筛选菌株的培养基成份、培养条件，然后接种培养，反复筛选，找出分解能力强生长速度快的高效菌株。3）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。2023/3/15314）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、pH值、温度、通气量等条件，研究剂型，选择适合的载体。2023/3/15325）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。6）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。

2023/3/1533目前所用的秸秆发酵菌剂普遍存在的问题

菌种的发酵活力还有待于进一步提高。应利用生物工程技术筛选新菌种、改造现有的菌种，提高其对纤维素和木质素的生物活力。秸秆发酵菌剂的生产工艺有待于实现产业化。2023/3/1534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。

目前已确定在我国适宜作秸秆发酵剂的菌种种类太少

菌株稳定性不够高

生产工艺多数还不完全成熟，主要表现为菌数不够的问题。2023/3/1535关于微成农资秸秆腐熟的质量问题

关心的问题：1、项目的技术性2、产品的质量3、产品的应用效果2023/3/15361、项目的技术性2008年11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11名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。2023/3/1537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，具有显著的经济效益、社会效益和生态效益，开发应用前景十分广阔。2023/3/15382023/3/15392023/3/15402、产品的质量1）选用芽孢杆菌发酵：制成颗粒，保证了产品的稳定性。2）菌剂的生产工艺：20吨发酵罐芽孢数量达到109个/mL（10亿）以上，芽孢形成率接近100%。3）先进的离心浓缩、喷雾干燥工艺：颗粒的芽孢含量超过1011个/mL（1000亿）。2023/3/15415）菌株的酶活性高：N13菌株的木质素过氧化物酶1336.3U／mL，锰过氧化物酶600U／mL，纤维素酶1677.41U／mL；N8菌株的木质素过氧化物酶1773.3U／mL，锰过氧化物酶496.7U／mL，纤维素酶1237.73U／mL。国家标准纤维素酶活≥30U／mL。2023/3/1542表2有机物料腐熟剂产品的技术指标项目剂

型液体粉剂颗粒有效活菌数（cfu），亿／g（mL）≥1.00.500.50纤维素酶活a，U／g（mL）≥30.030.030.0蛋白酶活b，U／g（mL）≥15.015.015.0水分，%≤-35.020.0细度，%≥-7070pH值≥5.0～8.55.5～8.55.5～8.5保质期c，月