1微生物肥料的分類及其應(yīng)用

微生物肥料大致可分為以下幾類：固氮微生物肥料，微生物鉀肥，微生物磷肥；另外還有“5406”和EM菌等微生物肥料。

11固氮微生物肥料

固氮微生物肥料是微生物肥料最早出現(xiàn)的一種。自從生物學(xué)家1888年第一次分離出固氮菌不久就出現(xiàn)了固氮的根瘤菌肥料。

根瘤菌可使空氣中的氮元素轉(zhuǎn)變?yōu)榈鼗衔?，使土壤中增加氮素營養(yǎng)，農(nóng)作物需要的氮?dú)獯蟛糠侄加赏寥乐懈黝惖?xì)菌通過生物固氮作用而提供的，而人工合成的氮肥僅占農(nóng)作物需要量的12％，因此，固氮微生物對(duì)于作物的生長具有極其重要的作用，在自然界中有三種生物固氮體系，一是自生固氮，即固氮微生物獨(dú)自生活固氮；二是共生固氮，即固氮微生物同其他生物共同生活，并形成共生組織進(jìn)行固氮；三是聯(lián)合固氮，即固氮微生物同其他生物共棲，不形成特殊組織而進(jìn)行固氮。

我國固氮微生物的研究始于本世紀(jì)30年代，首先由張憲誠教授等對(duì)大豆根瘤菌進(jìn)行了研究。1953年在我國東北 150萬ha的大豆栽培中推廣應(yīng)用，普遍獲得了增產(chǎn)效果，大豆平均增產(chǎn)12％。后來，中國科學(xué)院林業(yè)土壤研究所的科技人員對(duì)大豆根瘤菌的接種效果、大豆根瘤的發(fā)育及其生理活性作用進(jìn)行了大量長期研究。由于微生物固氮過程中需要厭氧、貧氮和能源等苛刻條件，另外各種類型的固氮菌對(duì)植物的專一性也影響了固氮效果，因此擴(kuò)大固氮微生物肥料應(yīng)用的領(lǐng)域還有待于深入研究。

12磷細(xì)菌肥料

磷是植物三大營養(yǎng)元素之一，土壤里含磷雖多，但能為植物直接利用的極少，作為養(yǎng)分能為植物吸收的有效磷在土壤溶液中僅為10－5～10－6摩爾。絕大部分是以不溶性的無機(jī)和有機(jī)磷化物存在。使用磷肥雖可滿足植物對(duì)磷的需要，但在土壤里易被固定為難溶態(tài)磷，利用率很低。這些無效磷化物在解磷微生物的作用下，可轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锟衫玫酿B(yǎng)料。在土壤中具有解磷作用的微生物很多，其中巨大牙孢桿菌、珊瑞紅賽氏桿菌、假單孢菌、放射小球菌、橙色黃桿菌等都具有較強(qiáng)的解磷作用。其中有的還對(duì)核酸和卵磷脂有較強(qiáng)的分解能力。由于解磷細(xì)菌的作用大幅度提高了磷肥的有效供給，磷細(xì)菌肥料用于油菜，可增產(chǎn)14％～19％，小麥、水稻、玉米可增產(chǎn)10％左右。因此磷細(xì)菌肥料值得進(jìn)一步研究、開發(fā)和應(yīng)用。

13細(xì)菌鉀肥

目前研究和應(yīng)用的鉀細(xì)菌大致有兩類，一類是硅酸鹽形態(tài)的解鉀細(xì)菌，目前研究和應(yīng)用的解鉀細(xì)菌大多是屬于這一類，另一類解鉀細(xì)菌是非硅酸鹽形態(tài)的。

30年代蘇聯(lián)學(xué)者就從土壤中分離出了硅酸鹽細(xì)菌(即鉀細(xì)菌)，后來的研究證明，這種細(xì)菌分解鋁硅酸鹽類的原生態(tài)礦物，可使難溶于水的鉀轉(zhuǎn)化為植物能吸收利用的有效鉀，同時(shí)還能分解土壤和礦物中難以被作物吸收利用的無效磷成為有效磷。據(jù)報(bào)道，鉀細(xì)菌尚有微弱的固氮能力，且在代謝過程中還產(chǎn)生一定量的赤霉素、細(xì)胞分裂素、吲哚乙酸等生理活性物質(zhì)。這些物質(zhì)能促進(jìn)作物根系的生長發(fā)育，提高了作物的抗病能力。鉀細(xì)菌肥料用于小麥、水稻、豆類等產(chǎn)量可提高10％以上，用于薯類(喜鉀植物)可增長30％。

14其他微生物肥料

①“5406”抗生素北京農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院生物所50年代從西北地區(qū)的菌宿根上分離到的一株放線菌菌種“5406”，能分泌2種以上抗生素和4種以上植物生長激素，具有抗病和促進(jìn)植物生長的作用。

②EM菌日本琉球大學(xué)教授，農(nóng)學(xué)博士比嘉照夫先生經(jīng)過30年的研究，應(yīng)用有益微生物間交替聯(lián)合作用，開發(fā)出了EM有效微生物群，將不同種的近百種微生物聚合為一體，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)、水質(zhì)凈化、治理廢棄物污染等。EM菌應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，可使蔬菜產(chǎn)量增加15％左右，油菜作物增產(chǎn)10％，糧食作物增產(chǎn) 8％；同時(shí)它能改善作物的品質(zhì)。例如可提高玉米的含糖量；可以減少作物的發(fā)病率，同時(shí)可改善土壤結(jié)構(gòu)。EM菌的試驗(yàn)、應(yīng)用已遍及世界數(shù)十個(gè)國家，并在日本、巴西、美國、泰國、澳大利亞等取得成功。國內(nèi)近幾年來在一些地區(qū)的試驗(yàn)應(yīng)用，也取得了一定的實(shí)際效果。

2微生物肥料的優(yōu)勢(shì)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

微生物肥料的優(yōu)勢(shì)是在與化學(xué)肥料比較中得出的，具體來說有以下幾點(diǎn)：

21微生物肥料比化學(xué)肥料更具有生態(tài)優(yōu)勢(shì)

①微生物肥料與化學(xué)肥料相比，生產(chǎn)時(shí)所消耗的能源少得多，既降低了生產(chǎn)成本，又減少了由于能源消耗所帶來的環(huán)境污染。

②微生物肥料使用量少，本身無毒無害，沒有污染環(huán)境的問題，而化學(xué)等肥料的使用則造成了嚴(yán)重的土壤環(huán)境污染。以地下水為例，由于大量使用氮素肥料，地下水硝酸鹽含量上升，北方地區(qū)1/2以上超過飲用水硝酸鹽含量標(biāo)準(zhǔn)(最高允許值為50mg/L)，最高達(dá)300mg/L。另外，化學(xué)肥料中氨態(tài)氮和磷酸類物質(zhì)，由于雨水的淋洗和微生物作用，許多流失進(jìn)了河流湖泊中，造成河流湖泊的營養(yǎng)化，氮肥以溫室效應(yīng)氣體N2O的形態(tài)脫氮，使大氣中N2O濃度增加，這已成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)和環(huán)境的一大問題。

③微生物肥料使用改善了作物根際小生態(tài)環(huán)境。首先，它能改善由于長期施用化學(xué)肥料帶來的土壤板結(jié)，使作物根部土壤保水、保墑；其次，在作物根際形成有益菌環(huán)境，拮抗致病菌，提高作物抗病能力。

22微生物肥料比化學(xué)肥料在提高作物品質(zhì)上有優(yōu)勢(shì)

許多研究證明使用微生物肥料對(duì)于提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，如蛋白質(zhì)、糖分、維生素等的含量有一定作用。在有些情況下品質(zhì)的改善比產(chǎn)量的提高好處更大。例如紅薯，使用KCL收干率僅為38％，而使用生物鉀肥收干率可以達(dá)到45％；在水稻上使用生物鉀肥比使用化學(xué)鉀肥出米率可提高7％。

23微生物肥料比化學(xué)肥料更具效率優(yōu)勢(shì)

最近10年，我國化肥總用量增加了907％，而糧食總產(chǎn)僅增加了91％，氮素化肥的損失率高

達(dá)45％，這就意味著經(jīng)濟(jì)損失1000億元/年，并造成大量的能源損失。而微生物肥料的效率要高很多。例如：根瘤菌中固定的氮素通過長期進(jìn)化行形成的氮固化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)途徑幾乎全部為豆料植物吸收利用，既無利用率低下又無環(huán)境污染問題。

24微生物肥料比化學(xué)肥料有更大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

我國目前化肥實(shí)際用量達(dá)12億t，而微生物肥料年產(chǎn)僅幾十萬t(菌劑型占10％)，年產(chǎn)僅為化肥的05％。如果微生物肥料產(chǎn)量達(dá)到化肥用量的3％，使用面積1億畝，則可減少12～50萬t化肥用量，增產(chǎn)糧食50～100億kg。而且微生物肥料有較大的產(chǎn)投比，每畝使用的資金僅為化學(xué)肥料的60％～70％，其中的經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。農(nóng)民降低了投入，提高了作物產(chǎn)量和品質(zhì)，減少了環(huán)境污染，并且可取得較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3微生物肥料生產(chǎn)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題及其對(duì)策

31微生物肥料的基礎(chǔ)應(yīng)用研究有待于進(jìn)一步加強(qiáng)

①微生物肥料在使用中肥效的發(fā)揮受到許多因素制約，目前人們對(duì)所使用菌在土壤和植株的定植、生長、繁殖狀態(tài)以及與土壤周圍環(huán)境的相互作用都不是很清楚，因此對(duì)這方面的作用機(jī)理有待于加強(qiáng)研究，以提高菌肥的使用效果。

②保證生產(chǎn)菌的質(zhì)量，是微生物肥料發(fā)展的關(guān)鍵。微生物肥料的核心應(yīng)該是所使用的特定微生物，目前一是產(chǎn)品中所用的微生物分類地位不明，二是大量基質(zhì)的加入，是基質(zhì)還是特定微生物起作用，拿不出可靠的證據(jù)，有的是濫竽充數(shù)，以“微生物肥料”的名義進(jìn)入市場，欺騙農(nóng)民。微生物容易產(chǎn)生變異，經(jīng)過長期使用，不斷的傳代，會(huì)失去某些優(yōu)良性狀而產(chǎn)生退化現(xiàn)象，因此，加強(qiáng)微生物的不斷分離純化，保持生產(chǎn)菌原來的優(yōu)良性狀是一項(xiàng)十分重要的工作。近幾年來，我國的微生物肥料生產(chǎn)發(fā)展較快，但在生產(chǎn)應(yīng)用中反映出一些問題，如有的菌種質(zhì)量不好，肥效不高，微生物肥料的品種也不多。發(fā)展微生物肥料，重要的一個(gè)方向是要應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)篩選出高效、抗逆、強(qiáng)競爭存活能力的菌株，以適應(yīng)微生物肥料發(fā)展的需要。

32強(qiáng)化微生物肥料產(chǎn)品質(zhì)量管理

①我國第一部微生物肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已由農(nóng)業(yè)部頒布實(shí)施，對(duì)生產(chǎn)廠家已實(shí)行生產(chǎn)許可證制度。這一舉措將對(duì)整頓我國微生物肥料市場，保護(hù)農(nóng)民利益，保障微生物肥料的健康發(fā)展起重要作用。

②加強(qiáng)生產(chǎn)過程的管理和監(jiān)督，提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品供應(yīng)市場。微生物肥料生產(chǎn)一般都采用工業(yè)發(fā)酵的方法進(jìn)行，但有不少單位條件簡陋，工藝不成熟，需要改進(jìn)和提高。也有些單位采用洗石機(jī)攪拌或水泥池堆制發(fā)酵，根本不具備微生物生產(chǎn)所要求的基本條件，滅菌不徹底或根本不滅菌，這難以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

③提高檢測(cè)技術(shù)的水平。目前微生物肥料沒有統(tǒng)一的檢測(cè)方法，特別是對(duì)菌種的測(cè)定、活菌數(shù)量的檢測(cè)，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、精確度不高，影響誤差因素較多。