徐青龍,向華浩
(芷蘭生態(tài)環(huán)境建設(shè)有限公司,長沙 410100)
土壤肥料的質(zhì)量是否達標是植物、農(nóng)作物產(chǎn)量高低的保障,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的重要部分。隨著經(jīng)濟增長與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,農(nóng)藥、化肥大量使用,以及工業(yè)生活污染加重,對于我國土壤造成嚴重污染,土壤本身的自愈能力遠不及污染的速度?,F(xiàn)階段,我國土壤主要的污染形式包括重金屬、土地鹽漬化和土地荒漠化等,其中受鎘、砷、鉻和鉛等重金屬污染的土壤面積達2 000萬hm2,約占全國總耕地面積1/5[1],化肥、農(nóng)藥的總使用劑量高達130萬t左右,在此過程中,只有很少一部分的農(nóng)藥化學(xué)成分被使用于病蟲害防治,大量的農(nóng)藥、化肥等有害物質(zhì)直接進入到土壤生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中,土壤污染情況變得愈發(fā)嚴重。因此,土壤生態(tài)修復(fù)工作迫在眉睫,本文將針對微生物肥料的具體作用與使用過程中的具體問題加以分析,為土壤生態(tài)修復(fù)治理工作提供一定參考。
微生物肥料作為一種內(nèi)部具備活性微生物的肥料,現(xiàn)階段已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生態(tài)中,能夠有效實現(xiàn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。目前,對于微生物肥料的定義大致可分為兩類。
一是狹義上的微生物肥料。主要指的便是含有特定且對土壤有益的活性微生物肥料,利用自身所具備的特定微生物活動來提高植物養(yǎng)分的吸收能力,保證土壤養(yǎng)分的充足供應(yīng),在不斷提升農(nóng)作物質(zhì)量與產(chǎn)量的同時,最大程度對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和植物種植土壤環(huán)境加以改善。二是廣義上的微生物肥料。在此概念下微生物肥料不僅只局限于植物營養(yǎng)的充足供給,往往微生物還能夠分解成次生物,如所分解出的激素可以有效幫助植物實現(xiàn)營養(yǎng)吸收,抵抗部分病原微生物的殘害等。
由于微生物肥料內(nèi)部含有活體微生物菌群,經(jīng)過發(fā)酵培養(yǎng)與有機物的混合而形成,內(nèi)部的活性特征使得微生物肥料在農(nóng)業(yè)上有著較為重要的作用。當進入到土壤之后,在土壤水分、溫度和酸堿度等特定的條件下,通常能夠與土壤內(nèi)的微生物形成優(yōu)勢菌群并發(fā)揮出自身的作用。例如,降解污染物、恢復(fù)土壤肥力及優(yōu)化植物生長狀態(tài)等,通過優(yōu)勢菌群的作用,使得土壤內(nèi)部的碳、氫、氧和氮等得到了充分的循環(huán),最終實現(xiàn)土壤恢復(fù)的目標。相比于傳統(tǒng)化肥、農(nóng)藥的方式,最大程度上減少了污染。其無毒、無害的特點對土壤內(nèi)部的生態(tài)平衡起到了一定的促進意義。
現(xiàn)階段,微生物肥料在改善土壤生態(tài)修復(fù)治理工作的研究仍然處于起步階段。我國土壤污染種類復(fù)雜繁多,其治理相對較難。在實際使用過程中,微生物肥料僅僅是一種土壤添加劑,人們并未充分認識到微生物肥料中的活性對于治理污染的重要作用,廣泛地推廣和使用更是沒有被提上日程。另外,對于土壤生態(tài)修復(fù)的相關(guān)研究不足,如怎樣提高微生物肥料的內(nèi)在活性,如何加強微生物肥料中微生物的種類。所以,相關(guān)人員應(yīng)當積極結(jié)合微生物肥料的重要作用,分析微生物肥料在修復(fù)鹽漬化、荒漠化及重金屬污染土壤中的重要作用,確保微生物肥料在土壤生態(tài)修復(fù)的研究中能夠更上一層樓,最終實現(xiàn)協(xié)調(diào)、平衡的發(fā)展目標。
現(xiàn)階段,微生物肥料針對土壤中重金屬污染的治理過程中存在數(shù)量少且高效化的微生物非菌群[2]。當土壤中的重金屬污染物含量過高時,那么微生物的修復(fù)治理作用將被大大降低。在我國微生物肥料發(fā)展的過程中,雖然已經(jīng)在根瘤菌-豆科植物共生體系的研究中嶄露頭角,但對于重金屬污染多樣化的問題卻仍然缺少有效的解決措施。另外,對于鹽漬化土壤的治理工作,主要集中于沿海地區(qū)、東北地區(qū)等,但我國鹽漬化土地廣闊,種類復(fù)雜,大多數(shù)地區(qū)依然存在著土壤酸堿值較高的問題,我國對此的解決辦法較少,最為主要的問題便是改善土壤、修復(fù)生態(tài)的治理菌群嚴重缺乏。
所以,相關(guān)研究部門應(yīng)著重進行微生物抗污染的研究,結(jié)合抗污染性較強的微生物菌群、菌類,對土壤污染開展恢復(fù)治理工作,為我國土壤生態(tài)環(huán)境的治理奠定良好的基礎(chǔ)。
對于當前的微生物肥料而言,分類的方法是多種多樣的,其中主要包括形態(tài)、成分、作用機理乃至微生物菌種等。從形態(tài)方面進行劃分,微生物肥料被分為3種,包括固態(tài)肥料、液體肥料和顆粒肥料;依照微生物肥料的組成成分則能夠被劃分為菌劑、有機肥和復(fù)合肥3種;依照作用機理可將其分成硅酸鹽菌肥料、解磷菌肥料、固氮菌肥料、解鉀菌肥料和根瘤菌肥料5類;按照微生物的菌種通常分為藻類生物肥料、放線菌肥料、真菌肥料和細菌肥料等[3-4]。
微生物肥料的作用,主要體現(xiàn)于以下方面。
3.2.1 幫助植物良性生長
微生物肥料中微生物的代謝通常會將其內(nèi)部多種刺激植物生長的激素分泌出來并供給植物,如乙烯、生長素等激素,還有可能產(chǎn)生幫助植物防止有害細菌侵蝕的生物良性物質(zhì),比如幾丁質(zhì)分解酶、卵磷脂酶C和抗生素等。
3.2.2 實現(xiàn)土壤肥料的增加
微生物肥料內(nèi)部含有的解鉀、解磷等微生物可以把土壤中不易被分解的鉀、無機或有機磷等物質(zhì)利用代謝的方式加以溶解,在這一過程中土壤會逐漸吸收所分解出的有益物質(zhì),進而實現(xiàn)自身肥力的恢復(fù),與此同時還可以提高微生物肥料的利用率,避免出現(xiàn)浪費情況。與此同時,經(jīng)過微生物肥料的作用,土壤中的微生物總量與種類得以變多,從而達到土壤生態(tài)修復(fù)治理的作用。
除這2種作用之外,微生物的活性特征還能夠?qū)⑼寥乐械闹亟饘俚扔泻ξ镔|(zhì)有效分解,最大程度地降低土壤中的鹽量含量,實現(xiàn)土壤鹽漬化的改良,中和土壤酸堿值,確保土壤內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)能夠得以調(diào)解。
微生物肥料中富含活性微生物,使得土壤內(nèi)部存在的重金屬形態(tài)發(fā)生改變,并降低重金屬污染物的活性。主要的原理為微生物通過自身的不斷代謝以吸收、轉(zhuǎn)化的形式對重金屬有害物質(zhì)做出改變,并使得土壤能夠?qū)χ亟饘佼a(chǎn)生一定的抵抗能力。另外,微生物能夠在土壤中與植物根系形成菌根,其菌絲對于重金屬污染有著較強的鈍化效果,將重金屬的作用加以弱化,進而治理土壤重金屬污染。利用EM微生物菌肥可以降低土壤中Cr的含量,結(jié)合微生物制劑的不同攝入改變土壤中Cu、Pb與Zn的有效含量,利用EM微生物菌肥自身對重金屬的鈍化作用,大大降低重金屬物質(zhì)對土壤的侵害,改變土壤的內(nèi)在活性,促進植物的健康生長,為土壤改善效果的提升奠定良好基礎(chǔ)[5]。
在經(jīng)濟發(fā)展的形勢下,人們愈發(fā)重視農(nóng)作物產(chǎn)量的提升,關(guān)注是否能夠高產(chǎn),在這一過程中農(nóng)藥化肥等被大量使用到土壤中,這種方式直接造成了土壤中有機污染物含量的提高,加速了土壤的污染。另外,工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)、化工企業(yè)的發(fā)展及養(yǎng)殖業(yè)的進步,使得大量有機污染物被排放到土壤中,土壤的污染進一步加重。所以,應(yīng)重視微生物降解有機污染物的研究,結(jié)合微生物肥料中的多元化菌類、菌群進行使用,此種方式不僅促進了微生物肥料的相關(guān)研究,在農(nóng)藥、化肥肆意使用的今天也起到了一定的改變作用,為土壤生態(tài)的治理和恢復(fù)奠定了夯實的基礎(chǔ)。
在這一環(huán)節(jié)中,利用混合菌與有機肥等微生物肥料共同修復(fù)污染的土壤,其自身將對石油烴等物質(zhì)的降解效率達到70%以上,此方式能夠?qū)Ρ皇蜔N等物質(zhì)污染的土壤起到良好的恢復(fù)效果。利用假單胞菌AEBL3作為生物強化劑對呋喃丹污染土壤進行修復(fù),結(jié)果表明,AEBL3能夠提高土壤中呋喃丹的降解率,且對土壤中7 cm以下的呋喃丹都有著一定的降解作用[6]。結(jié)合土壤有機污染治理,在不斷提高微生物肥料質(zhì)量的同時,可以取得土壤有機物污染治理的顯著效果,細菌類微生物所起到的效果和作用不可被忽視,尤其是對有機物污染物的降解,是當前土壤肥力恢復(fù)、生態(tài)治理的重要途徑之一。
土壤鹽漬化問題出現(xiàn)的主要原因是土壤含鹽量增加,加之水分流失情況嚴重,經(jīng)過風(fēng)力作用后形成鹽漬化土地。我國鹽漬化土壤的地區(qū)主要有松嫩平原、黃河三角洲地區(qū)及天津環(huán)渤海地區(qū)等地。在此類土地的鹽漬化治理中,微生物肥料的大面積使用通常是必要的,取得的治理效果更是能夠達到人們的預(yù)期的。微生物肥料在此過程中的改善原理是通過對土壤理化性狀的改變有效促進土壤脫鹽[6]。如提高土壤孔隙、減少水分流失和增加土壤降水等方式。另外,微生物在進行有機物質(zhì)分解時,將會產(chǎn)生一些新形式的腐殖質(zhì)與有機酸,對于土壤的酸堿度有著一定的緩沖效果,能夠在一定程度上改變土壤的酸堿度,達到中和效果。
本文結(jié)合微生物肥料在松嫩平原鹽堿地中的針對性使用加以分析,最終的研究表明,微生物肥料可以通過本身內(nèi)部活性高的特點促進土壤內(nèi)部有機質(zhì)含量及腐殖酸含量的有效提升,實現(xiàn)酸堿值的改變,土壤可溶性鹽大大增加,主要包括SO42-、Ca2+。土壤自身的化學(xué)性質(zhì)朝著良好、適宜植物生長的方向改變,在此基礎(chǔ)上,土壤微生物的構(gòu)成包括細菌與放線菌2種。細菌類、放線菌類為主的微生物肥料能夠充分在鹽漬化土壤的治理工作中發(fā)揮顯著的作用[7]。
土地出現(xiàn)荒漠化的原因有自然因素與人為因素,如,樹林、森林等區(qū)域逐漸變少,土壤肥力在此過程中被大大降低,降低之后土地自然長不出高大且能夠抓牢土壤的植物;另外人們的過度開荒及對植物水肥管理的不恰當導(dǎo)致我國土地荒漠化與土地流失情況急劇增加。治理方法為,微生物肥料的使用,結(jié)合活性微生物對土壤中的物質(zhì)、肥力進行搬運、轉(zhuǎn)化,確保土壤生態(tài)系統(tǒng)能夠保持自身的穩(wěn)定性[7]。當土壤肥力被恢復(fù)后,在土壤中便能夠進行植物、樹木的栽植,其植物的根系將避免土壤出現(xiàn)水土流失,荒漠化情況隨即減少。
將含有黃孢原毛平革菌以及蘇云金芽孢桿菌的有機肥料作用于種植的煙田中,可以最大程度地促進土壤中速效鉀及全鉀含量的提高,在此過程中速效鉀含量可以達到25%~40%左右,在此基礎(chǔ)上還可以實現(xiàn)煙草植物對營養(yǎng)元素的良好吸收[8]。
總而言之,微生物肥料雖然對于農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)恢復(fù)治理工作有著較好的作用,但是并未得到廣泛應(yīng)用及深層次的研究。因此,為從根本上解決土壤污染問題,我國應(yīng)對相關(guān)研究加以重視,并通過研究選擇出較為合適且抗污染能力強的菌群、菌種,結(jié)合重金屬、有機污染物、土壤鹽漬化及荒漠化的具體問題作出分析,根據(jù)微生物的實際種類、作用等將微生物肥料推廣至全國范圍內(nèi)并將其廣泛使用,使得我國土壤生態(tài)治理與修復(fù)工作得到進一步發(fā)展。