微生物在农业中的应用

微生物肥料在农业中的应用

摘要:微生物肥料可以有效改善土壤的物理性质，促进并提高农作物对土壤中营养元素的利用率。微生物肥料的理论研究和实际应用中各种问题的解决，有助于微生物肥料在农业中更有效更广泛的应用。

关键词: 微生物肥料农业生产应用

微生物肥料是以微生物的生命活动促使作物得到特定肥效的生物性肥料。微生物肥料的使用可减少化肥的使用量，提高化肥利用率，使用微生物肥料还可充分利用再生资源。要使微生物肥料在农业生产中有更好的应用，就要清楚微生物肥料的种类、作用效果、优势，微生物肥料的生产、开发，微生物肥料在实际中的应用，微生物肥料的研究进展及应用前景等。为明确这一新型肥料在农业中的应用，现从以上列举几个方面加以分析说明。

1.微生物肥料的种类

1.1 根瘤菌肥料根瘤菌能和豆科植物共生,结瘤,固氮,利用该菌生产的微生物肥料,称为根瘤菌肥料。属于这种共生固氮体系,除了根瘤菌和豆科植物外,还有费氏菌和非豆科植物,鱼腥藻和红萍两个体系。

1.2 固氮菌肥料自生固氮菌不与植物共生,没有寄主的选择,独立生存于土壤中,能固定空气中游离的分子态氮,并能将其转化成为植物可利用的化合态氮素。自生固氮菌和自生固态氮统称为自生固氮微生物;利用该菌生产的肥料,称为固氮菌肥料。

1.3 磷细菌肥磷细菌能分解土壤和有机物质中有机磷化合物或转化土壤中难溶性磷酸盐。利用该菌生产的肥料称为磷细菌肥料。如磷细菌、解磷真菌、菌根菌剂等。磷酸盐菌肥能把土壤中云母、长石等含钾的磷酸盐及磷灰石进行分解,释放出钾,如磷酸盐细菌、其他解盐微生物制剂。

1.4 钾细菌肥料钾细菌又名“硅酸盐细菌”,能强烈分解土壤中硅酸盐中的钾,使其转化为作物可利用的有效钾。此外,兼有分解土壤中难溶性磷的能力。利用该菌生产的微生物肥料成为钾细菌肥料。

1.5 复合微生物肥料利用两种或两种以上的微生物肥料,称为复合微生物肥料。此外,根据产品中添加有机肥,无机肥,微量元素肥料,植物生长刺激素等其他物质。又可以区分为有机生肥,有机-无机复合生物肥等。

2. 微生物肥料的主要特点

微生物肥料的核心是微生物,因此具有微生物的特性。微生物资源丰富,种类和功能繁多,可以开发成不同功能,不同用途的肥料。而且微生物菌株可以经过人工选育并不断纯化、复壮以提高其活力,特别是随着生物技术的进一步发展,通过基因工程的法获得所需的菌株已成为可能。微生物肥料中含有微生物的一些次生代谢产物,其中一些是作物的生长刺激素,可在作物幼苗期刺激作物生长发育,在作物成熟期还可以提高作物的品质还有一些则有防治病虫害的功能[2]。另外,从环境资源角度来看,微生物肥料具有资源再利用,无毒、无害、无污染、成本低的特点。

3. 微生物肥料的作用效果

将微生物肥料应用于生产，可增进土壤肥力，协助植物吸收营养，增强植物抗病及抗旱能力，节约能源，降低生产成本，减少环境污染[2]。

微生物肥料可以增加土壤中的氮素来源。多种分解磷、钾矿物的微生物，如一些芽孢杆菌、假单胞菌的应用，可以将土壤中难溶的磷、钾溶解出来，转变为作物能吸收利用的磷、钾离子，使作物生活环境中的营养充足。

微生物还含有调节植物生长的调节剂，氨基酸等[3]。多种微生物可以诱导植物的过氧化物酶、多酚氧化酶、苯甲氨酸解氨酶、脂氧合酶、几丁质酶等参与植物防御反应，利于防病抗病。有的微生物种类还能产生抗菌素类物质，有的则是形成了优势种群，降低了作物病虫害的发生。菌根真菌由于在植物根部的大量生长，其菌丝除可为植物提供营养元素外，还可增加水分吸收，有利于提高植物的抗旱能力。

微生物肥料和化肥、有机肥等混合施用，比传统施肥增产的报道占98%，其中增产幅度超过5%的报道占87.4%，超过10%的报道占56.6%。微生物肥料种类以固氮菌类、解磷细菌类、解钾细菌类

和复合微生物肥料为主。菌根菌类、复合微生物肥料、PGPR类、氮菌类、光合细菌类和解钾菌微生物肥料的平均增产依次为22.3%、21.2%、16.5%、14.7%、13.6%和12.2%。1989年以来非根瘤菌类微生物肥料的文献以应用效果试验的报道为主，其中增产的、占98%[2]。

除了上述特殊功能外，微生物菌肥还含有大量的微生物活体，施入土壤后，使土壤中微生物量、酶活性显著增加，促进土壤难溶性矿物质养分的释放。同时，某些微生物能产生植物激素，从而促进作物生长，有些真菌还能分解土壤中的有机物质，释放出糖类，促进固氮菌的生长，进一步提高土壤养分的有效性，而随着有益微生物的增加，还有拮抗病原生物的作用（其可分泌多种抗生素、杀虫物质及植物生长激素）。此外，由于有机物的矿化作用，可在土壤中产生大量的CO2，也增加了土壤的保温性能，同时土壤保肥、保水性能也得到加强。葛均青等研究认为，微生物肥料施入土壤后能活化土壤养分，改善植物营养环境或产生生理活性物质，刺激调节植物生长，具有低投入、高产出、高效益和无污染等特点。

综上可以看出，微生物肥料的作用具有综合性。最主要的功能是它能增加土壤肥力，提高植物对土壤中营养元素的利用率[3]。

4. 微生物肥料的优势

与传统化肥和农药相比，微生物肥料具有极大的优势。其能够有效的改良土壤肥力，提高化肥的利用率同时提高能源的利用率。同时，微生物肥料在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中发挥着重要的作用。其作用主要体现在以下五个方面：改善作物品质、提高作物产量；降低了生产成本；减少了环境污染；有效地利用了大气中的氮素或土壤中的养分资源；能在一定程度上改善土壤的理化性质。

4.1 改善作物品质、提高作物产量

微生物肥料促进植物生长的机制是产生生长素、抑制病原菌、根际固氮和分解难溶性磷钾元素等[2-4]。

4.2 降低了生产成本

微生物肥料之所以能降低生产成本是因为它能够增加土壤中的有效养分，因而需用量并不大，而微生物的生产过程中耗能较少，同时由于土壤元素利用率的增加，施用的化肥量会减少，这些因素的综合作用是降低了生产成本[1—4] 。

4.3 减少了环境污染

微生物本身一般无毒害作用，不污染环境，同时，施用生物肥料如固氮类生物肥料，不仅可适当减少化学肥料的施用量，而且其所固定的氮素可直接贮存在生物体内，相对而言，对环境污染的机会也就小得多。

4.4 有效地利用了大气中的氮素或土壤中的养分资源

如何将土壤中的无效态磷、钾转化成可供作物吸收利用的有效态养分，微生物肥料的应用无疑为这一问题的解决提供了一个很好的解决方案如，我们已知的各类固氮微生物可能在其中扮演重要角色。

4.5 能在一定程度上改善土壤的理化性质

化肥的使用量减少，就减少了其对土壤养分、结构等方面的不良影响，又能够减少土壤营养流失和富营养化的产生，同时又使微生物的活动能力得到增强，还可以实现固体废弃物的资源化堆肥，实现可持续发展[4]。

5. 微生物肥料的开发、生产

5.1 微生物肥料的开发