1.发酵有机肥的微生物1.1认识土壤微生物与分解有机物微生物

王先锋 王庆华 有机肥发酵技术新进展 现代农业 2015/11.7

有机肥发酵技术新进展

黑龙江省农垦局植保站王先锋。

北京德瑞丰农业科技有限公司 王庆华

邮箱：(2014.07.2)3

概括：

有机肥是根据大自然造土的原理，依靠各种微生物的作用，分解植物秸秆、动物残体、页岩、山土、化肥和含有动植物蛋白质等的有机物，产生养分作物和土壤微生物所需要的部分繁殖碳源成为土壤腐殖质，对造土（改良土壤）起着重要作用。

从土壤微生物菌群中选择复合菌群，分泌能分解从动植物残体中采集的糖分、蛋白质、脂肪和纤维素的酶，进行好氧发酵，将化肥厂移入田间。 改善土壤生态系统，改善土壤理化生物特性，平衡植物营养，平衡生物菌群，抑制有害生物菌群的特异性繁殖——病原菌，健身防病，抗灾减灾，替代化肥和农药，农业增产不断增加，产量高，产品口感好，质量好； 彻底治理水土污染。

1.发酵有机肥的微生物

1.1 了解土壤微生物和分解有机物的微生物

(1) 土壤微生物的种类

土壤中生活着近万种与生态系统有关的土壤微生物。 首先，土壤中生活着数以亿计的细菌、真菌、放线菌、蓝藻、原生动物等极其微小的生物，特别是许多土壤生物，如线虫、蜱、蜘蛛、甲虫、蚯蚓等昆虫和一些昆虫幼虫没有特别注意是很难观察到的。 正是它们的活动在土壤中孕育了生命，改善了土壤质量。 土壤的功能。

这些生物与土壤生态环境形成共生共荣，相互制约和控制某一特定生物的异常繁殖，在相互制约中维持生态平衡关系。

生活在土壤中的生物按生理条件可分为腐生生物和寄生生物两大类：一类是腐生生物，以动植物尸体残体作为营养来源进行繁殖； 它是一种寄生生物，寄生在活的动植物身上。 以该物体吸收养分为生的生物，如寄生在豆科植物根部的根瘤菌，是有益生物，但几乎都有动植物致病菌，而植物的各种致病菌几乎都是寄生生物带来的.

(2) 可用于农业生产的微生物和病害

农业生产中的有益菌几乎都是腐生生物，尤其是好氧微生物，其中好氧菌、放线菌（致病菌的天敌）、真菌（有益霉菌、酵母菌）等都是对农业有益的菌。 致病菌属于腐生菌。 现代农业生产，如基因育种、机械化耕作、大量使用化肥、农药等，特别是植物营养结构的改变，只给予作物矿质营养，忽视了作物和微生物都需要的功能性营养——功能性营养，以及动植物残体分解的营养，腐生菌特异繁殖，进化为致病菌。 从流行到爆发，都是人为的疾病。

1.2 为什么要施有机肥

万物生长靠太阳，生命诞生靠土壤。 地球上的所有生命都依赖于太阳能、水、空气和地球。

地球表面是由岩石构成的。 在太阳能的不断作用下，在获得空气和水的动力的同时，反复进行物理和化学风化。 经过数千万甚至数亿年的时间，大自然将石头风化分解成石头。 形成的土壤，通过微生物对动植物残体的分解，形成的土壤既为植物的生存提供养分，又为微生物的繁殖提供碳源。

有机肥是靠各种微生物的作用，分解植物秸秆和动物残体。 产物主要是农作物的肥料养分，部分成为土壤腐殖质，使土壤形成粒状结构，对改良土壤（造土）有重要作用。 . 从生态学的角度来看，这些养分也是生活在土壤中的生物（这是土壤生物的总称）的养分来源，是它们生长繁殖所需要的养分。 施用有机肥可以改善土壤中的生态系统，改善土壤的物理、化学物理、化学和生物学特性，平衡植物营养，平衡生物菌群，抑制有害生物菌群——致病菌的特异性繁殖。

土壤是自然界经过几千万年甚至上亿年的风化分解形成的石头。 形成1厘米厚的黑土层需要1到3百万年的时间。

人类耕种土地和种植庄稼的时间只有几千年。 我国农业历史悠久。 在改良土壤、施肥、保持地力方面积累了丰富的经验。 多年来，坚持合理耕作、轮作，利用动植物残体制成有机肥，发酵人粪、畜粪、油料。 药渣、豆饼、菜饼、棉饼、滚绿肥等传统改良土壤和田地的有效措施。 农业八字宪法也把改良土壤作为第一要务。 随着经济的发展，为解决粮食供需矛盾，大量投入化肥和农药，学习西方，逐渐忽视了培肥和改良土壤。 土壤已经退化，不具备有益微生物生存的环境，难以保证农作物的高产优质。

要想恢复土壤的功能，就必须使用有机肥来做土，或者改良土壤，没有其他办法可以替代。

2、发酵有机肥微生物的作用原理

腐生生物对植物秸秆和动物残体的分解可分为好氧发酵和厌氧发酵两种。

好氧发酵是利用好氧菌或条件好氧菌（又称条件厌氧菌）中的有益菌，包括腐生真菌和腐生菌，以及它们分泌的酶类（如水解酶、酿造酶等）进行发酵的活动。分解植物秸秆和动物残体，又称分解发酵、酿造发酵。 该产品对农作物具有健身、防病、改善品质等作用，可替代农药。

厌氧发酵是由厌氧腐败菌（包括部分好氧腐败菌）组成的，又称腐败分解，即主要由厌氧菌发酵或腐败发酵。

它们的发酵过程是先分解真菌，分解产生的物质可以为细菌和放线菌提供营养，最后被放线菌和细菌分解。

2.1 好氧发酵分解有机肥（分解）

有机肥的好氧发酵分解又称好氧发酵分解。 是好氧微生物利用空气或水中的氧气（游离氧）进行繁殖的分解。 好氧发酵产生发酵热约50-60℃，有时可达70℃以上。 因此，好氧发酵产生的堆肥就是酿造堆肥。

好氧发酵的机理是主要成分是糖类（淀粉、蔗糖、果糖、葡萄糖等）、蛋白质、脂肪、纤维素类（纤维素、半纤维素等），其中最易分解的糖类和腐生微生物以蛋白质和脂肪为营养来源，分泌分解这些有机物的酵素（水解酵素）。 酶的分解作用提供了微生物繁殖所需的营养物质，这些营养物质转化为细菌组织并增殖。 所需的生命能量再次消耗，最后只分解成二氧化碳和水； 好氧发酵的PH值为中性。

(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麦芽糖和葡萄糖； 麦芽糖被麦芽糖分解酶分解成葡萄糖，葡萄糖被酵母菌和一些细菌分泌（由20多种酶组成的集体）分解成乙醇，再被细菌类乙酸分解成乙酸和富马酸细菌，最后产生二氧化碳和水。

蔗糖被酵母菌和某些细菌分泌的蔗糖分解酶如转化酶（又称蔗糖酶）分解为葡萄糖和果糖，并通过上述过程被乙醇分解为二氧化碳和水。 .

(2)蛋白质的分解

秸秆中的氮大部分以植物蛋白的形式存在，主要是细菌分泌的酶，能分泌各种蛋白水解酶（又称蛋白酶群），将其分解成氨基酸并作为营养物质，最具代表性的蛋白酶，胃蛋白酶蛋白酶（又称胃蛋白酶）、胰蛋白酶（又称胰蛋白酶）、肠肽酶、无花果蛋白酶等酶群属于蛋白水解酶类。 酶广泛分布于人体、植物、动物和微生物中。

关于它的形成，以氨基酸为营养源，合成新的蛋白质，形成新的细胞，从而进行细菌的繁殖。

但部分氨基酸分解为尿素和尿酸，再经尿素酶（又称尿素酶）分解为氨、二氧化碳和水，氨进一步分解为亚硝酸和硝酸，成为肥料养分植物。

(3)分解脂肪

脂肪主要是细菌和真菌分泌的脂肪分解酶（又称脂肪酶、脂肪酸和各种酯化酶），将脂肪分解成脂肪酸和甘油（丙三醇）。 甘油最终分解为二氧化碳和水。

(4) 纤维的分解

①半纤维素的分解

植物组织由细胞组成，细胞膜的主要物质是纤维素。 半纤维素和木质素一起起到结合这些纤维素的作用，就像覆盖在纤维素的周围，对增加纤维素的机械强度起着重要的作用。 促进其分解与加强有机物的分解有着极其重要的关系。 特别是纤维状固体秸秆的分解与半纤维素的分解率有关。

放线菌是大量产生和分解这种半纤维素分解酶的有效微生物，半纤维素在这些细菌的作用下被分解成多糖和有机酸。

放线菌的最佳培养基是氨基酸、葡萄糖和乙醇。 为了更好地促进这种繁殖，利用好氧发酵微生物，将秸秆中的淀粉、糖分、蛋白质水解，生成尽可能多的氨基酸。 ，葡萄糖，乙醇。

② 分解纤维素

需氧细菌和真菌分泌的纤维素分解酶（纤维素酶、纤维糖、纤维二糖酶）将纤维素分解成多糖、葡萄糖、乙醇，最后分解成二氧化碳和水。

秸秆可以通过好氧发酵微生物和条件好氧发酵微生物分泌的水解酶进行分解，在产生二氧化碳和水的同时，也进行良性分解分解。

益微分解产生的氨基酸、葡萄糖、乙醇，可促进作物生长发育、光合作用，提高作物含糖量和自身免疫功能，增加产量，改善产品品质。

(5)好氧发酵有机肥的优点

好氧发酵分解产生的腐殖质呈中性，造土效果好。

2.2厌氧发酵

厌氧发酵是一种具有特定生理状态的厌氧菌（厌氧微生物）。 在无游离氧的缺氧状态下活性旺盛，可从氧化物中夺取氧气进行呼吸作用。

(1)淀粉和糖的分解

淀粉和糖分被厌氧腐败菌分解为丁酸（又称丁酸），最后分解为甲烷（沼气）和水等，在此过程中散发出腐臭味。

(2)蛋白质的分解

蛋白质被厌氧性腐败菌分解时，会产生胺类、氨、吲哚、硫醇、硫化氢等，这些都是腐败臭味和异味的来源。

(3)脂肪的分解过程

厌氧腐败菌分解脂肪时会产生甲烷和二氧化碳。

(4) 纤维的分解

纤维素被厌氧腐败菌分解时的甲烷气体和水。

厌氧发酵分解，产生的含氮化合物为硫化氢，由氨转化为亚硝酸。 由于缺氧，不能由亚硝酸转化为硝酸，易滞留在土壤中。 因为这些有机物产生的气体，不管是什么气体，都会或多或少的对农作物的根系造成伤害，尤其是硫化氢、甲烷、亚硝酸等对农作物有毒，会伤害农作物的根系。庄稼。 在温室内施用厌氧发酵有机肥，会使亚硝酸积聚气化，短时间内使作物中毒死亡，并引发多种严重病害。 苗期常发生病害，降低发芽率，抑制生长，严重时发生根腐病、萎蔫等病害。

厌氧发酵分解秸秆生成酸性腐殖质，是氢离子、木质素和蛋白质复合物的结合物，能使土壤酸化，显着降低磷酸和氧化镁的肥效，还会降低地温，恶化生态的土壤。 系统，土壤改良的综合效果并不大。

厌氧发酵产生的有害气体，医学上称为氧化剂，对人体健康有害，可降低人体免疫功能，诱发癌细胞。

(5)厌氧发酵产物

厌氧发酵产生的堆肥通常被称为“腐烂堆肥”。 这种堆肥，比如从肥料养分的角度，对氮、钾的效果较好，对磷酸、氧化镁的肥力明显降低。 它还会降低地温，恶化土壤生态系统。 它产生的腐殖质也是酸性的，整体改良土壤的效果不大。

厌氧发酵分解生成酸性腐殖质。 酸性腐殖质结合了氢离子、木质素和蛋白质复合物，因此使耕地土壤呈酸性，其作为土壤肥力基质的土壤作用显着降低。

3、有机肥好氧发酵理论与技术

3.1 有机肥发酵的理论进展

动植物残体发酵需要选择能产生分解糖、蛋白质、脂肪、纤维素等酶的微生物菌群，应含有低温菌和高温菌，既有好氧菌又有厌氧菌。 它是从菌落菌群中筛选出来的复合菌群，不是单一菌群，也不是单一菌群组合而成的符合型菌群。

我国有机肥发酵理论落后多年。 受西方文化影响，简单问题复杂化，一知半解的科学和人性的私心浮躁，重视实验室盆栽研究，忽视现场实验，脱离生产实践。 从种群中选出最强的生物个体应用于生产，缺乏竞争力，几乎没有可用的结果。 不能解决我国的农药残留、水体污染、生态环境破坏、食品数量和质量安全等问题。 市面上销售的产品几乎都没有好氧发酵的全熟有机肥，有的只是将菌液与土壤混合或造粒。

经过多年的研究和实践，我国引进的最先进的有机肥发酵技术是日本的岛本酵素技术，实用且易于复制。

日本岛本氏的“微生物农业应用”是岛本氏家族三代人80多年来的不断研究。 根据自然生态学和营养免疫学原理，理论基础扎实、系统。 酶是生命的核心，生命从环境中筛选微生物种群中竞争激烈的酶菌群。 植物群是一个复杂的群体，由细菌、放线菌和真菌（主要是酵母菌）三大类和20多种有益生物组成。 既有好氧真菌，也有厌氧真菌，既有低温真菌又有高温真菌。 能产生多种酶，活性强，有氧发酵能力强，能快速催化分解有机物，短时间内为植物所利用。 特别是能分解含有毒素的有机物，使之变成无毒无害的物质。 使土壤强壮根系，改善土壤生态环境，使作物根系在土壤中自由伸展，有益生物成为优势菌群，有效控制有害生物危害。 结合中国传统文化理念，理解和尊重自然规律，适应环境，不改变环境。

3.1 有机肥发酵的理论进展

动植物残体发酵需要选择能产生糖类、蛋白质、脂肪、纤维素等酶的微生物菌群，应含有低温菌和高温菌，既有好氧菌又有厌氧菌。 从菌落菌群中筛选出的复合菌群，不是单一菌群，也不是由单​​一菌群组合而成的全等菌群。

我国有机肥发酵理论落后多年。 受西方文化影响，简单问题复杂化，一知半解的科学和人性的私心浮躁，重视实验室盆栽研究，忽视现场实验，脱离生产实践。 从种群中选出最强的生物个体应用于生产，缺乏竞争力，几乎没有可用的结果。 不能解决我国的农药残留、水体污染、生态环境破坏、食品数量和质量安全等问题。 市面上销售的产品几乎都没有好氧发酵全熟有机肥，甚至只有菌液与土壤混合或造粒。

经过多年的研究和实践，我国引进的最先进的有机肥发酵技术是日本的岛本酵素技术，实用且易于复制。

日本岛本氏的“微生物农业应用”是岛本氏家族三代人80多年来的不断研究。 根据自然生态学和营养免疫学原理，理论基础扎实、系统。 酶是生命的核心，生命从环境中筛选微生物种群中竞争激烈的酶菌群。 植物群是一个复杂的群体，由细菌、放线菌和真菌（主要是酵母菌）三大类和20多种有益生物组成。 既有好氧真菌，也有厌氧真菌，既有低温真菌又有高温真菌。 能产生多种酶，活性强，有氧发酵能力强，能快速催化分解有机物，短时间内为植物所利用。 特别是能分解含有毒素的有机物，使之变成无毒无害的物质。 使土壤强壮根系，改善土壤生态环境，使作物根系在土壤中自由伸展，有益生物成为优势菌群，有效控制有害生物危害。 结合中国传统文化理念，理解和尊重自然规律，适应环境，不改变环境。

3.2发酵有机肥施工技术

仿自然造土技术——有机肥好氧发酵，旨在恢复土壤生态环境，获得高产、优质农产品。 关键技术包括堆肥、土曲和高效颗粒肥。

3.2.1 有机堆肥

堆肥是利用农作物秸秆、圈肥、山柴、木屑、鸡粪、豆饼、鱼粉、人粪、豆腐渣、骨粉、肉粉、皮粪等都经过发酵的有机肥。

堆肥不仅可以为作物生长提供矿质营养，还可以为作物提供功能性营养，提高免疫功能，为有益微生物的繁殖提供碳源，平衡营养，平衡微生物菌群，健身防病，优化土壤生态环境。

例如，木材的糖化可以给各种肥料带来香气和甜味，优化土壤的理化条件，促进土壤中有益微生物的繁殖，提高作物对肥料的吸收率，增加土壤的含有机质，防止土壤酸化。

堆肥可以防止土壤中肥料的流失，使土壤疏松透气：中和酸性土壤或碱性土壤，有利于作物根系的生长。 以往不能作为完全成熟堆肥的木屑、稻壳、野木等，可以在短时间内充分发酵，成为改良土壤的优质材料。

3.2.2土曲（普通颗粒肥）

利用高碱取代度（CEC）的山土、页岩、膨润土、蛭石、沸石等培养有益微生物，可大量吸附微生物菌群，使其定殖。 它被称为普通颗粒酶。 看起来山土像面包一样聚集在一起，像米曲一样，散发着甘甜和酒精的香气，也被称为土曲。

土曲子师法自然，将化肥厂搬入田间，活化土壤，调节菌群平衡，解决因使用化肥造成的土壤板结，使不溶性磷酸、氧化镁、钙、钾和土壤中的其他矿物质养分成为植物利用的可溶性速效养分。 有效防治果树、农作物、蔬菜等作物。

土曲与其他发酵肥料的根本区别在于它本身就具有肥料的作用。 能改良土壤和微生物，产生大量的催化产物。 可替代化学合成的微量元素。

3.2.3发酵有机肥

动植物蛋白含量高的豆饼、鱼粉等有机物，或柠檬酸溶性磷酸盐等化肥，如熔磷、过磷酸钙、钙镁磷肥、氧化镁、烧磷、骨粉等磷肥，或将鸡粪和适量熔磷、骨粉等磷酸肥料与高碱交换量（CEC）的山土、页岩混合，进行好氧发酵，制成高档、磷酸、鸡粪等颗粒肥料促进作物光合作用，解决作物问题。 高产所需的矿质营养，用动植物蛋白发酵的氮取代化学合成的氮，增强植物对不良环境、质量和味道问题的抵抗力。

3.2.4 有机肥好氧发酵去除有害物质

好氧发酵后含有动植物蛋白的有机肥，如豆饼、菜籽饼、鱼粉、骨粉等，避免糖分快速分解产生甲烷等有害物质； 避免传统的动植物残体发酵过程对农作物产生有害气体。

四、关于动物粪便污染治理

目前，我国的动物粪便——粪便是造成环境污染、处理难度较大的污染源。 转变思路，国外有先进简单的方法，技术成熟，可以复制。 例如，日本岛本微生物株式会社的成功成果是直接在动物饲料中添加酶菌，促进肠道有益菌的生长。 有害菌的繁殖，以及酶代谢的调节，从而消除饲料的异常消化，抑制有害物质、异味的产生，防止机体自身中毒，间接对牲畜的保健起到很大的作用肝 。 对防止牲畜排便恶臭有非常显着的效果。 用酶菌饲养的畜禽成活率高，健体防病，无需接种疫苗和药物治疗，可替代抗生素。 肉、蛋、奶等品质高，经济效益高。

发酵有机肥调节植物秸秆的碳氮比需要动物粪便。 用酶菌喂养的畜禽粪便不需要抗生素，避免了抗生素的污染，解决了臭味问题。 有利于有机肥和环境水源的顺利发酵。 治理。

五、推广有机肥发酵技术需转变观念

有机肥好氧发酵技术是农业可持续发展的一场革命。 既能解决我国粮食数量和质量安全，又能解决农业水土生态污染问题。 逐步减少甚至完全替代农药和化肥，发展自然生态农业，治理环境污染，生产有益于人体健康的功能性食品，提高国民体质，为推动现代农业发展做出重大贡献我们国家的农业。

岛本酵素菌技术引进我国已有20多年，进展并不顺利。 主要原因是观念落后，思想上没有引起重视。 浮躁，急功近利，商业炒作，大多不成功。 要转变观念，按照引进、学习、改造、复制、创新的原则，在学习中转变观念，认真复制，然后根据国情对引进的技术进行系统化、规范化、示范化，使之简单化、简单易学，易于复制。 技术。

六、当前重点解决农作物秸秆还田问题

秸秆还田有五种方式：一是留在地表，二是秸秆烧掉，三是直接压碎秸秆入地，四是还田场作为动物饲料。 五是秸秆集中好氧发酵后还田。

(1) 农作物秸秆还田如果留在地表还田，就是好氧发酵。 发酵条件要求水分、温度、空气、免耕。 北方雨量少，气温低，自然发酵困难，需要配套免耕农机。

(2)秸秆焚烧还田仅留下矿质养分，损失严重，污染环境，加剧大气污染。

(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 .