我國是農(nóng)業(yè)大國,也是人口大國,用僅占世界7%左右的耕地養(yǎng)活了22%的人口,中國在糧食生產(chǎn)所取得偉大成就,離不開黨中央始終以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ),把農(nóng)業(yè)放在發(fā)展國民經(jīng)濟首位的決策,也離不開幾代人的共同努力和辛勤的勞動,更離不開糧食生產(chǎn)中各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的貢獻。化肥在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮過重要作用,但不容忽視的是,隨著化肥的過量施用,有機質(zhì)含量下降,土壤生物活性降低,土壤物理性狀惡化,導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降。微生物肥料能夠通過微生物活動和代謝產(chǎn)物提升土壤肥力,刺激植物生長,增加作物產(chǎn)量,提高作物品質(zhì),在減施化肥、農(nóng)藥中具有重要作用,同時對保護生態(tài)環(huán)境都具有重要的意義。


一、微生物肥的定義


微生物肥料是以微生物的生命活動導(dǎo)致作物得到特定肥料效應(yīng)的一種制品, 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中, 能夠獲得特定的肥料效應(yīng), 是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用肥料的一種。其在我國已有近50 年的歷史。我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準登記的微生物肥料產(chǎn)品共有9個菌劑類品種和2個菌肥類品種(如表1所示),從菌劑到肥料,從分解到提供營養(yǎng)物質(zhì)等功能,包含的內(nèi)容非常廣泛。


二、微生物肥料的特點


1、微生物肥料主要是提供有益的微生物,而不是提供礦質(zhì)營養(yǎng)養(yǎng)分;


微生物肥料的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活動來完成。只有當(dāng)這些有益微生物處于旺盛的繁殖和新陳代謝的情況下, 物質(zhì)轉(zhuǎn)化和有益代謝產(chǎn)物才能不斷形成。因此, 微生物肥料中有益微生物的種類、生命活動是否旺盛是其有效性的基礎(chǔ), 而不像其它肥料是以氮、磷、鉀等主要元素的形式和多少為基礎(chǔ)。


2、人們無法用肉眼觀察微生物,所以微生物肥料的質(zhì)量人眼不能判定,只能通過分析測定。微生物菌劑中的液體及粉劑劑型中的有效活菌數(shù)(cfu) 為2.0億/g(ml),而顆粒劑型中有效活菌數(shù)(cfu) 為1.0億/g。微生物肥料中的有效活菌數(shù)(cfu) 為0.2億/g。


3、微生物肥料的作用容易受到微生物生存環(huán)境的影響;


正因為微生物肥料是活制劑, 所以其肥效與活菌數(shù)量、強度及周圍環(huán)境條件密切相關(guān), 包括溫度、水分、酸堿度、營養(yǎng)條件及原生活在土壤中土著微生物排斥作用都有一定影響, 因此在應(yīng)用時應(yīng)加以注意。


三、 微生物肥料的作用機理


微生物肥料的功效主要是與營養(yǎng)元素的來源和有效性有關(guān), 可與作物吸收營養(yǎng)、水分和抗病有關(guān), 概況起來有以下幾個方面:


2.1 培肥土壤,改善植物的營養(yǎng)元素的供應(yīng)


微生物肥料通過其中所含微生物的生命活動, 增加了植物元素營養(yǎng)的供應(yīng), 包括土壤和生產(chǎn)環(huán)境中植物營養(yǎng)元素的供應(yīng)總量和植物營養(yǎng)元素的有效供應(yīng)量, 改善植物營養(yǎng)狀況, 進而增加產(chǎn)量, 如各種自生固氮菌、聯(lián)合固氮菌、共生固氮菌肥料, 可以通過將空氣中的N2固定為NH3,增加土壤和作物的氮素來源, 多種解磷、解鉀微生物,在其生長代謝過程中產(chǎn)生大量的有機酸類物質(zhì),可以將土壤中難溶的磷、鉀釋放出來, 也增加了土壤中微量元素硅、鋁、鐵、鎂、鉬等的釋放和有效性,為作物吸收利用。

VA菌根真菌, 它能與多種植物根系共生, 其共生菌絲可以擴大植物根的吸收范圍,吸收更多的營養(yǎng)物質(zhì)供給植物。菌根對磷元素的吸收最為明顯,對土壤中活性差、移動性緩慢的元素如鋅、銅、鈣等也有加強吸收的作用。

2.2 產(chǎn)生植物激素類物質(zhì)刺激作物生長


用作微生物肥料的微生物許多是植物生長促生菌(plant growth- Promoting rhizobacteria,PGPR),可產(chǎn)生多種植物激素類物質(zhì), 如核苷酸、吲哚酸、赤霉酸、水楊酸、類黃腐酸,還可產(chǎn)生維生素類、氨基酸類等, 這些物質(zhì)含量雖然不多,但生理活性功能很大, 它們能刺激作物生長發(fā)育, 提高作物體內(nèi)酶的活力, 增強作物的抗病、抗逆作用, 對生根、促長、保花、保果等生理過程都有一定作用。


2.3 對植物土傳病害的生物防治作用


土壤中有許多病原菌,尤其是在作物連作的情況下,病原菌大量富集在作物根際。在作物根部接種微生物肥料, 由于微生物在作物根際大量生長繁殖, 成為優(yōu)勢微生物,占據(jù)了生態(tài)位,從而限制了其它病原微生物的生長繁殖;有的功能微生物可在作物根系分生區(qū)和伸長區(qū)大量定殖并形成生物膜,從而防止病原菌對根的侵染。有的微生物還產(chǎn)生一些抗菌蛋白或抗生素,對病原微生物具有拮抗作用, 起到了減輕作物病害的功效。應(yīng)用微生物肥料還可通過改變根際微生物群落結(jié)構(gòu),提高有益微生物的比例,減少病原菌的數(shù)量,從而達到生物防治作用。一些菌株還能誘導(dǎo)植物的系統(tǒng)抗性(Induced Systemic Resistance, ISR),從而增強了植物的抗病能力。


2.4 改良土壤作用


土壤團聚體是衡量土壤質(zhì)量的重要指標。微生物肥料中的真菌和放線菌借助它們的菌絲將土壤顆粒彼此機械地纏繞在一起而形成團聚體;有的微生物還能產(chǎn)生胞外多聚物,如胞外多糖和多肽,與植物粘液,礦物和有機膠體結(jié)合在一起, 使小團聚體聚合形成大團聚體,改善土壤團粒結(jié)構(gòu),改善土壤的物理性能,在一定的條件下,還能參與腐殖質(zhì)的形成。所以施用微生物肥料能改善土壤物理性狀, 有利于提高土壤肥力。