李響

[摘要]微生物肥料是一種有機(jī)肥料，目前發(fā)展迅速。本文對(duì)微生物肥料的概念、種類等進(jìn)行了概述，研究發(fā)現(xiàn)，微生物肥料作用機(jī)制包括能夠促進(jìn)植株的生長(zhǎng)、提升其攝取養(yǎng)分的能力、增強(qiáng)植株的抗性、改善植物的果實(shí)品質(zhì)等。當(dāng)在土壤中添加單一菌種或復(fù)合菌種的微生物肥料時(shí)，能夠極大改善栽培土壤的環(huán)境。微生物肥料還能夠有效激活土壤中磷酸酶等酶的活性，從而對(duì)土壤中各類生物化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生催化作用。

[關(guān)鍵詞]微生物肥料;耕地土壤;物理性質(zhì)

微生物肥料是功能微生物與動(dòng)植物殘?bào)w或者腐熟的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理而成的一種肥料。目前微生物肥料發(fā)展迅速，已經(jīng)成為發(fā)展生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè)過(guò)程中使用的最重要的肥料之一，也是生產(chǎn)綠色肥料的最重要來(lái)源之一。使用微生物肥料，能夠減少化肥的使用量，對(duì)未來(lái)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有極其重要的作用。

1 微生物肥料概述

微生物肥料是指含有活的微生物活動(dòng)因素，并對(duì)植物的生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用的肥料。從廣義上來(lái)說(shuō)，微生物肥料還包括能夠產(chǎn)生植物生長(zhǎng)刺激素的肥料制品以及根圈（際）細(xì)菌，后者簡(jiǎn)稱PGPR制劑，不僅能夠?qū)χ参锊≡⑸锂a(chǎn)生抑制作用，還能對(duì)植物生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用[1]。目前，根據(jù)制品內(nèi)涵劃分，可以將微生物肥料分為單一的和復(fù)合的兩種。根據(jù)微生物的種類則可分為放線菌肥料、細(xì)菌肥料、真菌類肥料和藻類肥料。不同于有機(jī)肥和化肥，微生物肥料作為一種肥料產(chǎn)品，主要是由活體微生物制成的。最重要的是，微生物肥料能夠憑借自身的生命活動(dòng)和活動(dòng)過(guò)程中分泌出來(lái)的物質(zhì)增加作物肥效，不僅加快了作物的生長(zhǎng)速度，還提高了作物的產(chǎn)量。微生物品種眾多，功能多種多樣，根據(jù)用處和功效的不同，能夠研發(fā)出不同的肥料。已有研究表明，微生物肥料功能完備，既能夠有效增加土壤的肥力，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，提升農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，又能夠?qū)崿F(xiàn)城市生活廢棄物的重復(fù)利用，能減少化肥的使用量，減輕因化肥的使用而造成的環(huán)境污染。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，化肥的使用對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，無(wú)形之中增加了環(huán)境治理的成本[2]。為了有效緩解這一局面，巧妙利用微生物肥料取而代之不失為一個(gè)明智的選擇。所以適時(shí)、適量用微生物肥料來(lái)替代傳統(tǒng)化肥，不僅可以減輕環(huán)境污染，還可以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)[3]。

根據(jù)微生物的種類，微生物肥料分為以下五類：第一類是放線菌肥料，如抗生菌類;第二類是固氮菌、解磷菌、解鉀菌肥料;第三類是真菌肥料，菌根真菌類肥料是典型代表;第四類是藻類肥料，如固氮藍(lán)藻就屬于這種肥料;第五類是復(fù)合菌肥料，是指把兩種或兩種以上不同功效的微生物肥料混合在一起。根據(jù)微生物不同的肥效和功能，可以將其分為以下四類：一是能夠分解土壤難溶鹽的肥料，如解磷菌肥料等;二是能夠增肥土壤、作為作物氮素的肥料，如根瘤菌肥料等;三是能夠提升植物生長(zhǎng)速度的肥料，如促生肥料等;四是能夠充分吸收植物營(yíng)養(yǎng)成分的肥料，如菌根真菌肥料等[4]。

2 微生物肥料的基本作用機(jī)理

近年來(lái)，隨著生物科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們開(kāi)始嘗試培育具有不同功能的菌株，促使了微生物肥料的種類越來(lái)越呈現(xiàn)多樣化的特征，因此，具有不同功效的新式微生物肥料便應(yīng)運(yùn)而生。

2.1 促進(jìn)檀株的生長(zhǎng)，提升其攝取養(yǎng)分的能力

根瘤菌和固氮菌微生物肥料的培育使大氣中的無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)變成有機(jī)氮成為可能，促使植株可以被充分吸收和利用，也保證了作物氮素養(yǎng)分充足。土中難溶形式的磷、鉀等元素，一些解磷、解鉀菌可以促使其變成植株易于吸收利用的形式，對(duì)于作物補(bǔ)充養(yǎng)分起到一定的作用。解磷菌的解磷機(jī)理，概括起來(lái)有以下三種方式：（1）分泌質(zhì)子，促使體系pH值降低，體系酸度升高，磷酸鹽和質(zhì)子交換，使得不溶性磷酸鹽發(fā)生溶解反應(yīng)。（2）分泌有機(jī)酸，促使體系pH值降低，降解不溶性的磷酸鹽為有效態(tài)的磷，或借助于有機(jī)酸絡(luò)合二價(jià)鈣離子和三價(jià)鐵離子等，使不溶性磷酸鹽發(fā)生溶解反應(yīng)。（3）產(chǎn)生磷酸酶，利用酶促反應(yīng)來(lái)降解有機(jī)磷使其成為有效態(tài)的磷。并且由于胞外莢膜多糖的緣故，解鉀菌能夠促使土中的云母、長(zhǎng)石等含鉀物質(zhì)釋放出供植株利用的有效鉀。

2.2 增強(qiáng)植株的抗性

肥料中有一些特別的微生物，在特別惡劣的環(huán)境下，能夠增強(qiáng)宿主植株的抗旱性、抗寒性和抗鹽堿性，進(jìn)一步提升植株的存活能力。

2.3 改善植物的生長(zhǎng)

在繁育進(jìn)程中，肥料中蘊(yùn)含的某些微生物可以產(chǎn)生一種中間代謝物，如赤霉素、脫落酸等，在某種程度上這些物質(zhì)能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，進(jìn)而提高作物的產(chǎn)量。

2.4 抑制病蟲害的發(fā)生

肥料中的一些微生物可以起到預(yù)防以及治愈病蟲害的功效。其參與植物防御過(guò)程，通過(guò)誘導(dǎo)植物苯甲氨酸解氨酶等抑制細(xì)菌或真菌性病害，通過(guò)有些微生物產(chǎn)生的抗生素、卵磷脂酶C等物質(zhì)抑制病蟲害的發(fā)生。

目前，微生物肥料在多種作物上的應(yīng)用非常廣泛。據(jù)研究表明，微生物肥料不僅具有增加草莓果實(shí)含糖量、維生素C含量和可溶性固形物量的功能，還能夠明顯提升果實(shí)的質(zhì)量。相關(guān)研究證明，微生物肥料具有預(yù)防西瓜發(fā)生枯萎病的功效。當(dāng)人們?cè)诜N植豆角、辣椒等作物的時(shí)候，如果適時(shí)施用微生物肥料，能夠使蔬菜的口感更好，并可以降低硝酸鹽的濃度。研究表明，施用微生物肥料能夠提升5.7%～23.3%的煙草產(chǎn)量，提升2.1%-6.1%中等煙率，同時(shí)在一定程度上提高了煙葉的內(nèi)在質(zhì)量，改善刺激性及雜氣。研究資料還顯示，添加微生物肥料可以提升人參總苷量，因?yàn)槠淠芎芎玫馗纳迫藚⒃耘啻餐恋男再|(zhì)。

3 微生物肥料的改良作用——基于對(duì)土壤栽培的考量

微生物肥料通過(guò)在土壤中添加單一菌種或復(fù)合菌種的肥料，能夠極大改善栽培土壤的環(huán)境。王志剛等[5]為了深入了解解鉀菌對(duì)植株的促生效果，進(jìn)行了盆栽試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，株高、地下植株鮮重、地下植株干重、根尖數(shù)、根系長(zhǎng)度、根體積等在施用菌液之后都有了不同程度的提高。閻淑珍等[6-7]做了一項(xiàng)關(guān)于復(fù)合微生物肥料在病原菌菌絲生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的影響實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，微生物肥料能夠有效抑制油菜菌核病，抑制率達(dá)到了97.2%。梁曉琳[8]進(jìn)行了田間試驗(yàn)以測(cè)試番茄的產(chǎn)量，對(duì)不同的番茄施以不同的肥料，并進(jìn)行了對(duì)比分析，研究結(jié)果表明，施用微生物復(fù)合肥使得番茄的產(chǎn)量大大提高了，增產(chǎn)達(dá)到7.36%-44.77%。孫運(yùn)杰等[9]發(fā)現(xiàn)微生物肥料能夠提高土壤肥力，充分施用有機(jī)肥使有效磷增加了21.72%，土壤堿解氮增加了23.18%，有機(jī)質(zhì)增加了71.74%，全氮增加了11.6%。石元亮[10]的研究結(jié)果也表明，施有機(jī)肥可增加灌水和降水的入滲，有利于土壤脫鹽，同時(shí)可減少潛水的流失，抑制鹽分表聚。不僅如此，在田間施用有機(jī)肥還能夠激活土壤的微生物活性，使得土壤的溶液離子組成發(fā)生改變，改良土壤膠體化學(xué)性質(zhì)。美麗等[11]在作物的生長(zhǎng)季節(jié)，用在不同深度埋設(shè)鹽分傳感器探頭和定期取表層土樣測(cè)定其電導(dǎo)率的方法，觀察和測(cè)試農(nóng)田在施用有機(jī)肥之后，其不同深度的土壤溶液含鹽量的變化情況。研究表明，在田間施用有機(jī)肥，使得灌水對(duì)土壤的表層鹽分進(jìn)行淋洗，減少了土壤表層鹽分的積累。具體來(lái)說(shuō)，在灌水作用下，在10cm深處時(shí)有機(jī)肥處理小區(qū)的土壤鹽分含量急速下降;在60cm深處時(shí)有機(jī)肥小區(qū)的土壤鹽分會(huì)大幅度的下降并持續(xù)保持較低水平。在灌水前施用有機(jī)肥則可以使土壤在30cm深處時(shí)放緩鹽分累積過(guò)程。

正是由于大量有益微生物的存在，才使得微生物肥料具有固氮、溶鉀、抑病、溶磷和促生等多樣化的功能。不僅如此，微生物肥料還能夠有效激活土壤中磷酸酶等酶的活性，對(duì)土壤中各類生物化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生催化作用，對(duì)提高農(nóng)作物質(zhì)量、增加土壤肥力和促進(jìn)作物產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展等方面都具有重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]葛均青，于賢昌，王竹紅.微生物肥料效應(yīng)及其應(yīng)用展望[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2003（3）：87-88.

[2]許景鋼，孫濤，李嵩.我國(guó)微生物肥料的研發(fā)及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].作物雜志，2016（1）：1-6.

[3] KOK D，BAL E Electrochemical properties and biochemicalcomposition of cv. shiraz wine grape（V. vinifera L.） dependingon various dose and application time of foliar microbial fertilizertreatments elektrochemische eigenschaften und biochemischezusammensetzung bei der rebsorte 'shiraz' in abhangigkeit vondosierung und ausbringungszeitpunkt mikrobieller blattdunger[J].Erwerbs-Obstbau，2017（4）：263-268.

[4] AN L SCHAEFFER S， LI S， et alCarbon fluxes from plants tosoil and dynamics of microbial immobilization under plastic filmmulching and fertilizer application using 13 C pulse-labeling[J].SoilBiology& Biochemistry， 2015（80）：53-61

[5]王志剛，徐偉慧，郭天文.韭菜連作對(duì)大棚土壤微生物和酶活性的影響[J].土壤通報(bào)，2010（5）：1048-1052.

[6]閻淑珍，楊啟銀，陳育如 復(fù)合微生物肥對(duì)植物土傳病原真菌的抑制作用[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào)，2004（1）：49-52.

[7] SAEID A，LABUDA M，CHOJNACKA K，et al.Valorization ofbones to liquid phosphorus fertilizer by microbial solubilization[J].Waste& Biomass Valorization， 2014（2）：265-272

[8]梁曉琳.利用Bacillus amyloliquefaciens SQR9研制生物有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合微生物肥料[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[9]孫運(yùn)杰，馬海林，劉方春，等，生物肥對(duì)藍(lán)莓根際土壤微生物學(xué)特性及土壤肥力的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2015 （3）：167-171.

[10]石元亮.新型肥料的種類與應(yīng)用[J].農(nóng)民科技培訓(xùn)，2013 （2）：30-32.

[11]美麗，紅梅，劉鵬飛，等，有機(jī)肥施用對(duì)農(nóng)田中小型土壤動(dòng)物群落的影響[J].中國(guó)土壤與肥料，2018 （5）：154-162.