JL01號(hào)復(fù)合菌劑
——用以有機(jī)肥制備與土壤改良的優(yōu)選微生物菌群

張 至

(陜西均良土壤環(huán)境技術(shù)有限公司，西安 710080)

1 來源與組成

1.1 來源

JL01號(hào)復(fù)合菌劑是從日本引進(jìn)的生物制肥菌中篩選出的微生物菌群。

1.2 組成

JL01號(hào)復(fù)合菌劑主要由絲狀真菌、酵母、細(xì)菌、放線菌等組成。

1.2.1 絲狀真菌 主要由米曲霉菌、毛霉菌、根霉菌組成。

(1)米曲霉菌(Aspergillusoryzae)

一種能夠在原生質(zhì)中貯存脂肪、糖原，并分泌多種酶的真菌，好氧生長(zhǎng)，菌體富含蛋白質(zhì)，維生素B，N、P、K元素等，新陳代謝旺盛，分解有機(jī)物能力強(qiáng)，除能夠使淀粉糖化外，還能使蔗糖、麥芽糖、乳糖等分解成單糖，在制造發(fā)酵肥料過程中，主要起啟動(dòng)發(fā)酵作用。生成物有碳水化合物分解酶、蛋白質(zhì)分解酶、脂質(zhì)分解酶[1]。主要用于釀造(清酒、醬油等)[2-3]，作為禽類飼料使用，有助于促進(jìn)生長(zhǎng)，提高產(chǎn)蛋率[4]。

(2)毛霉菌(Mucorsp.)

一種與米曲霉菌類似的真菌，好氧生長(zhǎng)，自然界中廣泛分布，作為酶制劑在釀造行業(yè)備受關(guān)注，即使在液體中也可以大量繁殖，產(chǎn)生蛋白質(zhì)分解酶、糖化酶、酯酶等[5]，對(duì)蛋白質(zhì)和油脂、畜禽人類糞便等具有很強(qiáng)的分解能力。

(3)根霉菌(Rhizopusstolonifer)

好氧或厭氧生長(zhǎng)，繁殖能力特別強(qiáng)，可延遲自我分解，即使在水中也具有很強(qiáng)的活力[6-7]。具有淀粉液化能力和糖化能力，可產(chǎn)生小分子有機(jī)酸[8]。生成物中包含的植物生長(zhǎng)激素吲哚乙酸，有促進(jìn)細(xì)胞延長(zhǎng)、促進(jìn)細(xì)胞分裂、促進(jìn)生根、促進(jìn)頂端優(yōu)勢(shì)等作用。

1.2.2 酵母 主要是漢遜酵母。漢遜酵母兼性厭氧生長(zhǎng)，生長(zhǎng)繁殖迅速，廣泛分布于啤酒釀造、清酒發(fā)酵、麥芽、酒曲、果實(shí)、土壤等過程或自然環(huán)境中[9-10]?？墒瓜跛猁}同化，色氨酸形成能力也非常強(qiáng)，可分解尿素。其生成物主要包含葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖、甘露糖、棉子糖、麥芽糖、乳糖等。

1.2.3 細(xì)菌 主要是假單胞菌(Pseudomonasspp.)。假單胞菌，桿狀，單細(xì)胞，偏端單生或叢生鞭毛，無芽孢的革蘭染色陽(yáng)性細(xì)菌，專性好氧或兼性厭氧。大多為化能異養(yǎng)菌，以有機(jī)碳化物為碳源和能源，少數(shù)為化能自養(yǎng)菌，利用H2和CO2為能源。在普通培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好，可利用的基質(zhì)種類廣泛。本屬細(xì)菌種類眾多，達(dá)200余種，分解有機(jī)物的能力極強(qiáng)，在4～60 ℃范圍內(nèi)均能生長(zhǎng)。在自然界分布極廣，常見于土壤、淡水、海水、廢水、動(dòng)植物體表以及各種含蛋白質(zhì)的食品中[11]。

1.2.4 放線菌 主要是諾卡氏菌(Nocardiasp.)。諾卡氏菌只有營(yíng)養(yǎng)菌絲，沒有氣生菌絲或僅有很薄一層。主要分布于土壤中，在自然物質(zhì)循環(huán)中起著積極作用[12]。很多種類可產(chǎn)生各種抗菌素，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)藥等領(lǐng)域[13]。在環(huán)境治理上，很多種類應(yīng)用于固體有機(jī)廢物的堆肥發(fā)酵及水的生物處理[14-15]。有的菌種能應(yīng)用于石油脫蠟、烴類發(fā)酵、含氰廢水處理、脫硫、脫磷等。

2 工作原理

2.1 固態(tài)(液態(tài))發(fā)酵

發(fā)酵和施用過程：發(fā)酵接種→營(yíng)養(yǎng)吸收→微生物生長(zhǎng)繁殖→休眠(肥料成品)→施用(土壤)→菌體自我分解→有機(jī)物釋放。發(fā)酵過程主要受溫度、水分、營(yíng)養(yǎng)、繁殖、代謝產(chǎn)物和分泌排放條件等影響。

2.2 環(huán)境效應(yīng)及分泌物

菌劑與各種肥料同時(shí)施用于土壤中，約2周時(shí)間，土壤中的粗粒有機(jī)物以及各種無機(jī)態(tài)養(yǎng)分元素被菌體攝入，同時(shí)微生物大量繁殖，土壤中的氮轉(zhuǎn)化為菌體蛋白態(tài)有機(jī)氮被固定，并被作物吸收。此時(shí)，微生物代謝產(chǎn)物為包括植物生長(zhǎng)激素、氨基酸、維生素B等在內(nèi)的有機(jī)酸類、核酸、酶類、抗生素類、抗菌性物質(zhì)等，可極大改善土壤結(jié)構(gòu)及營(yíng)養(yǎng)現(xiàn)狀。隨著菌體緩慢自我降解，產(chǎn)生的易被植物吸收的有機(jī)化合物，可成為長(zhǎng)期供應(yīng)植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)源。

2.3 菌體的營(yíng)養(yǎng)化學(xué)作用

菌體自我降解產(chǎn)生的水溶性有機(jī)物及釋放的其他物質(zhì)主要有氨基酸、礦物質(zhì)、有機(jī)態(tài)氮、磷酸等。菌體的化學(xué)組成包括37%的蛋白質(zhì)、34%的無氮提取物、10%的纖維、7%的水、6%的氮、3%磷酸、2%的鉀、1%的脂肪。次級(jí)代謝產(chǎn)物主要包含植物生長(zhǎng)激素、氨基酸類、維生素B族、酶類、核酸、有機(jī)酸類、抗菌性物質(zhì)。

2.4 微生物細(xì)胞化學(xué)組成

絲狀真菌的化學(xué)組成主要包括2%～7%的氮、30%～60%的碳水化合物、15%～25%的蛋白質(zhì)、1%～3%的核酸、2%～50%的脂質(zhì)、3%～7%的灰分。其中灰分中的主要物質(zhì)是磷酸(P2O5)，與其他物質(zhì)相比，含量較多的物質(zhì)有K、Ca、Mg、Na、Cl等元素，也含有微量的Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Mo等元素。

3 適用范圍與特點(diǎn)

3.1 改良土壤

JL01號(hào)復(fù)合菌劑可直接用于改良土壤，在糧食、蔬菜、水果等種植中施用。主要有三方面特點(diǎn)：可使土壤中原有的有機(jī)質(zhì)充分分解為植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，提高地溫4～8 ℃，利于植物生長(zhǎng)；有益微生物群落有效抑制病原微生物落菌，使土壤可重茬種植；可以分解土壤中病害蟲蟲卵，大幅減少農(nóng)藥使用量。

3.2 用作發(fā)酵劑生產(chǎn)固態(tài)、液態(tài)生物有機(jī)肥

可發(fā)酵按比例混合的餐廚垃圾、人畜糞尿、植物秸稈、屠宰場(chǎng)廢水、食品廠廢水等有機(jī)廢棄物，生產(chǎn)固體、液態(tài)生物有機(jī)肥。特點(diǎn)是發(fā)酵48 h后完全無臭味，6 d后堆肥溫度升高達(dá)80 ℃，50 d內(nèi)發(fā)酵完全成熟，成品有機(jī)肥無異味，液態(tài)肥清亮透徹。

3.3 用作畜禽飼料添加劑

牛、羊、豬、雞、鴨等畜禽養(yǎng)殖均可使用。特點(diǎn)是提高飼料轉(zhuǎn)化率、減少腸胃疾病、禽類蛋質(zhì)無腥味、畜禽圈舍無臭味、無過多蠅蟲，改善養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境。

3.4 用作環(huán)境消毒劑、消臭劑

可作為消毒劑、消臭劑，用于易產(chǎn)生異味和污染物的養(yǎng)殖場(chǎng)、屠宰場(chǎng)等場(chǎng)所。特點(diǎn)是無毒、無異味、不產(chǎn)生次生污染。

4 改善土壤環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的途徑和功用

4.1 途徑

主要有三個(gè)：施用JL01號(hào)菌群→有機(jī)物分解→含優(yōu)質(zhì)腐殖質(zhì)的土壤環(huán)境生成→土壤改良→提高土地生產(chǎn)能力；產(chǎn)生的生物有機(jī)大分子→分子鏈變小→被植物吸收→改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量；改良土壤微生物群落結(jié)構(gòu)→有益微生物增多→病原微生物減少→抗病蟲害能力增強(qiáng)。

在土壤環(huán)境良好的狀況下，使用發(fā)酵好的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，能夠使土壤的腐殖質(zhì)、基質(zhì)置換容量進(jìn)一步增大，pH值調(diào)整能力增強(qiáng)，土壤結(jié)構(gòu)疏松，保水性、排水性、保肥性、通風(fēng)性增強(qiáng)，促使植物根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)旺盛。

4.2 功用

4.2.1 降解有機(jī)物 據(jù)資料，耕地正常情況下每年需要腐殖質(zhì)22.5 t·hm-2，自然堆肥發(fā)酵，有益微生物數(shù)量少，同時(shí)，為增產(chǎn)大量使用化肥、農(nóng)藥造成大量微生物消失，土壤自我循環(huán)能力喪失，導(dǎo)致土壤退化。

JL01號(hào)菌劑中包含的絲狀真菌顆?；寥馈⒎纸庥袡C(jī)物的能力都極強(qiáng)，可以將腐殖質(zhì)、木質(zhì)素、纖維素等物質(zhì)氧化分解，并通過有益微生物的自我繁殖、自我降解生成作物可直接吸收的小分子物質(zhì)和多種微量元素、酶、維生素類、植物激素、氨基酸、有機(jī)酸等。

4.2.2 緩釋土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) JL01號(hào)菌劑可利用土壤中因大量施用化肥而無法被植物吸收的過量氮素，以及磷酸和鉀元素，進(jìn)行合成菌體蛋白的有機(jī)固定。隨著菌體的溶解，有機(jī)質(zhì)緩慢釋放，又降解為易被植物吸收的微小分子(螯合化)，供植物生長(zhǎng)所需。

4.2.3 克服土壤重茬限制 在農(nóng)作物重茬地，JL01號(hào)菌中的絲狀菌不僅能降解土壤中腐殖質(zhì)類有機(jī)物，還能降解前茬作物根系、枝葉等的纖維素、木質(zhì)素類物質(zhì)，穩(wěn)定和改善土壤微生物區(qū)系，調(diào)節(jié)土壤環(huán)境、有效防止病原菌繁殖，避免或減輕重茬對(duì)作物產(chǎn)量、品質(zhì)的嚴(yán)重影響。

4.2.4 分泌物作為養(yǎng)分和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 JL01號(hào)菌劑自我降解釋放的水溶性有機(jī)態(tài)氮、磷、鉀，氨基酸與礦物質(zhì)等，以及分泌的植物生長(zhǎng)激素、氨基酸、維生素B族、酶組、核酸、有機(jī)酸類、抗菌性物質(zhì)等，有的可作為養(yǎng)分被植物直接吸收利用，有的可作為生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。