文/ 山東省農(nóng)業(yè)對外經(jīng)濟(jì)合作中心 李洪梅

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中由于大量使用化肥與農(nóng)藥，導(dǎo)致土壤退化、環(huán)境惡化以及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下滑等一系列問題，嚴(yán)重威脅到食品安全和環(huán)境安全。微生物肥料含有多達(dá)十余種高效活性有益微生物菌，可增強(qiáng)土壤中微生物的數(shù)量和整體活性，通過微生物的生命活動及其產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì)，可提高土壤的肥力，重構(gòu)健康的土壤，有促進(jìn)植物生長發(fā)育、提高抗逆能力等作用。因其有利于環(huán)境保護(hù)、能源節(jié)約和品質(zhì)提高，在生產(chǎn)安全、優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要性日益突出。目前在菌種研究、效果穩(wěn)定及生產(chǎn)工藝方面還有待提升，需要通過技術(shù)創(chuàng)新突破難題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

微生物肥料的作用機(jī)理

1.提高養(yǎng)分供應(yīng)能力。微生物肥料一方面通過微生物對土壤中含有的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分解，能量有效轉(zhuǎn)化，為植物提供足夠的養(yǎng)分供應(yīng)能力，另一方面充分利用自身細(xì)胞使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)得到固定。例如：微生物肥料中的固氮微生物可將空氣中的游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為作物可吸收利用的有效態(tài)氮；磷細(xì)菌能夠逐步分解土壤中的固定態(tài)磷化合物和有機(jī)磷化合物，釋放出土壤有效磷；鉀細(xì)菌能夠分解原生礦物并釋放速效性鉀到土壤溶液中。

2.刺激作物生長。微生物在代謝活動中不僅可以形成細(xì)胞分裂素、赤霉素等植物激素，還能形成煙酸、泛酸及其他維生素等活性物質(zhì)，對于作物的生長起到良好刺激作用。

3.抑制病蟲害。微生物肥料中有益微生物在作物根際土壤微生態(tài)系統(tǒng)中建立良好的優(yōu)勢種群，從而使病原微生物的生長和繁殖受到限制，降低作物病蟲害的發(fā)生率。

4.增強(qiáng)作物抗逆能力。微生物肥料菌種可以誘導(dǎo)作物形成過氧化物酶和超氧化物歧化酶，當(dāng)作物遇到病蟲害、干旱及鹽堿等不利現(xiàn)象時，菌種便可以通過消除自身自由基的方法來減輕外界環(huán)境對作物的負(fù)面影響。

5.降解有害物質(zhì)。微生物肥料中具有降解植物自毒物質(zhì)的特殊微生物存在，可以讓土壤中存在的殺蟲劑、除草劑以及殺菌劑殘留物質(zhì)得到有效降解，有效減少重茬對作物生長所造成的傷害。

6.改善土壤結(jié)構(gòu)。科學(xué)使用微生物肥料可以有效減少化肥的使用，從而減輕對土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的破壞。微生物肥料富含有機(jī)質(zhì)，可以改善土壤物理性狀，增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，疏松土壤，減少土壤板結(jié)。

微生物肥料分類

按作用機(jī)理，目前微生物肥料分為微生物菌劑、復(fù)合微生物肥料和生物有機(jī)肥三類。

1.微生物菌劑。指目標(biāo)微生物（有效菌）經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后加工制成的活菌制劑。它具有直接或間接改良土壤、恢復(fù)地力，維持根際微生物區(qū)系平衡，降解有毒、有害物質(zhì)等作用。按內(nèi)含的微生物種類或功能特性分為根瘤菌劑、固氮菌劑、解磷類微生物菌劑、硅酸鹽微生物菌劑、光合細(xì)菌菌劑、有機(jī)物料腐熟劑等。

2.復(fù)合微生物肥料。指特定微生物與營養(yǎng)成分復(fù)合而成，能提供、保持或改善植物營養(yǎng)，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量或改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的活體微生物制品。

3.生物有機(jī)肥。指特定功能微生物與主要以動植物殘?bào)w（如畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等）為來源并經(jīng)無害化處理、腐熟的有機(jī)物料復(fù)合而成的一類兼具微生物肥料和有機(jī)肥效應(yīng)的肥料。

應(yīng)用效果

國內(nèi)外多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，微生物肥料在不同作物和農(nóng)業(yè)條件下增產(chǎn)15%～19% 。綜合分析我國自1989年以來，微生物肥料（根瘤菌肥料除外）在提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和改良品質(zhì)方面的應(yīng)用效果，表明微生物肥料與化肥、有機(jī)肥等混合施用，比傳統(tǒng)施肥增產(chǎn)報(bào)道占95%，其中增產(chǎn)幅度超過5%的占87.4%，超過10%的占56.6%。微生物肥料平均增產(chǎn)率分別為：菌根菌類22.3%、復(fù)合微生物肥料21.2%、固氮菌類14.7%、光合細(xì)菌類13.6%、解鉀菌12.2%。花生使用微生物菌肥比對照增產(chǎn)9.93%～11.56%;菜豌豆施生物菌肥后產(chǎn)量提高了15.02%;番茄接種固氮菌肥產(chǎn)量提高了18.81%～22.3%; 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所課題組2004～2012年實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，微生物肥料在比農(nóng)民習(xí)慣化肥減少1/4～1/2條件下，蔬菜、小麥、花生等作物的平均增產(chǎn)率為14.68%、8.25%和17.5%。綜上可以看出，微生物肥料的功效已得到人們的認(rèn)可。

發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

我國微生物肥料的相關(guān)研究、生產(chǎn)及應(yīng)用已有近70 年歷史，其間歷經(jīng)數(shù)次起伏。20世紀(jì)50年代發(fā)展初期，僅對零星研究對根瘤菌、固氮菌、硅酸鹽細(xì)菌等菌種進(jìn)行了初步探索；60年代，“5406”抗生菌肥料研發(fā)成功；80年代前后，由于技術(shù)落后、宣傳誤導(dǎo)、市場混亂等因素影響，我國微生物肥料發(fā)展滯緩。直到21世紀(jì)初，我國才真正開始重視并進(jìn)行系統(tǒng)研究和生產(chǎn)，尤其近10年來，我國微生物肥料研究發(fā)展迅速并取得顯著成效。與其他國家相比，我國微生物肥料具有以下3方面特點(diǎn)：一是產(chǎn)品種類多。使用菌種達(dá) 170 多種，登記產(chǎn)品超過6000個。在研制開發(fā)微生物與有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)、微生物與無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的復(fù)合而成的新產(chǎn)品方面，處于領(lǐng)先的地位。二是應(yīng)用面積廣。每年應(yīng)用面積累計(jì)2700萬公頃以上，幾乎在所有作物上都有應(yīng)用，在凈化和維護(hù)土壤健康，提升作物品質(zhì)等方面已取得了較好的效果。三是行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大。目前產(chǎn)能已經(jīng)在3000萬噸以上。但是也要看到存在的問題：一是基礎(chǔ)研究有待深入。對微生物自身的生物學(xué)特性、微生物在土壤中的競爭狀況、存活時間等問題還有待深入研究。二是作用效果有待提升。微生物肥料的應(yīng)用效果受很多因素影響，除肥料活性菌種類、含量、純度等內(nèi)在因素外,環(huán)境條件也是影響肥料效果的重要因素，導(dǎo)致很多微生物肥料的使用效果與預(yù)期相差很多，并且地塊間、年度間的差別很大。三是生產(chǎn)成本較高。微生物肥料的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，要經(jīng)過菌種的選育、分離、擴(kuò)大繁殖等過程，再通過與有機(jī)質(zhì)載體造粒、晾干等工藝才能最終生產(chǎn)完成，成本較高。需通過技術(shù)創(chuàng)新，突破新的功能菌種選育、生產(chǎn)工藝優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)難題，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，穩(wěn)定應(yīng)用效果。

發(fā)展與展望

依據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展技術(shù)導(dǎo)則（2018-2030年）》等一系列文件對微生物肥料產(chǎn)業(yè)提出的要求，未來5～10年的優(yōu)先研發(fā)的7項(xiàng)新技術(shù)分別是：微生物肥料優(yōu)良生產(chǎn)菌株篩選及發(fā)酵工藝技術(shù)、微生物農(nóng)田土壤凈化修復(fù)技術(shù)、共生固氮微生物應(yīng)用新技術(shù)、微生物種子包衣技術(shù)、有機(jī)資源綜合利用微生物轉(zhuǎn)化新技術(shù)、作物秸稈快速腐解還田微生物及其配套技術(shù)、新型復(fù)合配套技術(shù)。重點(diǎn)研發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品主要包括根瘤菌劑、有機(jī)物料腐熟菌劑、土壤修復(fù)菌劑、溶磷菌劑、生物有機(jī)肥、復(fù)合微生物肥料等。