微生物肥料的研究进展及应用现状

1、微生物肥料的研究进展及应用现状收稿日期:2012-05-10作者简介:郭永利(1956-,男,农艺师,主要从事农业技术推广及研究工作。郭永利(西安市长安区农业技术推广中心,陕西西安710100摘要:我国的微生物肥料产业发展迅猛,针对其生产应用的研究也日渐增加。综述了近年来针对我国微生物肥料的研究进展,并着重阐述了在目前农业生产中的应用情况,对微生物肥料应用中存在的问题进行了描述和建议。关键词:研究进展;应用;微生物肥料;农业生产微生物肥料是指应用于农业生产,含有特定微生物活体的制品。其主要作用机理是通过其中所含微生物的生命活动,增加作物养分的供应量或促进作物生长,从而提高作物产量,改善农产品品

2、质及农业生态环境1。多年的田间试验、示范和应用表明,微生物肥料不仅能够增加作物产量、提高农产品质量、培肥地力,而且还可减少化肥用量,将城市的废弃物再生利用,减少环境污染2。在当前的农业生产中,施用传统化肥所导致的成本增加和环境污染问题愈发严重,通过对传统有机肥、化肥的部分替代和相互补充,微生物肥料所具有的上述特殊作用,能够有效的缓解这一问题。随着可持续农业的发展,微生物肥料作为一种新型肥料将在生态、有机农业和绿色、无公害食品等领域彰显巨大的应用潜力3。我国的微生物肥料产业经过近六十年的发展,在新肥料剂型研制、工艺设备革新以及标准体系、质量体系建立等方面取得了长足的发展4。微生物肥料产业的进步以

3、及新型农业生产模式的产生极大的促进了微生物肥料的应用5。综述了近年来针对我国微生物肥料的研究进展,并着重阐述了在目前农业生产中的应用情况,对微生物肥料应用中存在的问题进行了描述和建议,希望能为微生物肥料的应用和产业发展提供参考。1我国微生物肥料的发展现状我国微生物肥料的研究和应用始于根瘤菌接种剂,近十年进入了稳定发展期。伴随着菌种、剂型的不断开发,产业规模不断扩大,生产和检测标准体系不断完善。近年来,随着对微生物类群的不断研究,微生物肥料所采用的菌种种类不断扩大。目前所使用的菌种已达到110多种,包括细菌、真菌、放线菌及蓝藻等6。菌种的开发直接促进了新型微生物肥料种类的产生。据葛诚4的统计,我

4、国现有的微生物肥料产品主要包括:根瘤菌制剂、自生及联合固氮菌类制剂、溶磷细菌制剂、溶磷真菌制剂、硅酸盐细菌制剂、促生细(真菌制剂、光合细菌制剂、有机物料腐熟剂、土壤(水体生物修复剂、放线菌制剂、厌氧菌制剂、微生物种子包衣剂、复合微生物制剂和生物有机(无机肥料。我国微生物肥料的剂型从制成品性状来划分,主要包括液体和固体两种。其中液体剂型多是由发酵液直接装瓶,少量用矿油封面;固体剂型主要以草炭为载体,包含粉剂、颗粒两种类型,近年来也有以蛭石为吸附剂的;此外,还有将发酵液浓缩后冷冻干燥的制品。从内含物看,则有单菌株制剂和多菌株制剂,部分还添加有增效物,如大量、微量元素化肥及有机物质等3。微生物肥料产

5、业近年来已初具规模,成为我国农业生物产业中的重要组成部分8。目前全国约有800多家微生物肥料生产企业,年产量达900万t 。所生产的肥料产品中有近1600个获得了农业部颁发的产品临时登记证,其中的近700个产品已转为正式登记(至2012年04月。微生物肥料的使用效果正逐渐被认可,应用范围不断扩大。当前,我国微生物肥料的应用面积在1亿亩以上,占我国耕地面积的5.56%。每年约有450万t 应用在国家生态示范区、绿色和有机农产品基地,大田应用相对较少。1994年,农业部制定了首例微生物肥料的行业标准,规范了微生物肥料的生产。经过十几年·431·陕西农业科学2012(4的建设,我

6、国微生物肥料标准体系基本建成,产品的生产应用及质量监督均有据可循。目前共包括了通用标准、使用菌种安全标准、产品标准、方法标准和技术规程五个方面的19个标准(3项国家标准和16项农业行业标准7。2应用微生物肥料的作用机理生物技术的发展,使按照不同的要求对微生物进行纯化或改造成为可能。得益于此,微生物肥料所采用的菌种日趋多样化,并直接导致了微生物肥料的功能和种类不断更新。我国现有微生物肥料的功能已远远超出单纯固氮的范畴,其作用机理主要包括下述内容9:(1改善作物营养状况。各种自生、联合或共生的固氮微生物,能够固定空气中的N素,增加植物的N素营养。磷细菌的出现使应用微生物肥料提高土壤中磷素的的有效性

7、成为可能。目前已知的磷细菌可以降解难溶性无机磷化物,也可以分解有机磷酸酯。前者主要通过在新陈代谢过程中产生有机酸、C O210、H2S、腐解植物残体时产生胡敏酸和富里酸以及通过对C a2+的吸附和铵的同化过程来溶解无机磷化物;后者则通过分泌胞外磷酸酶对有机磷酸酯进行酶解11。硅酸盐细菌能对土壤中云母、长石等含钾和磷的矿物进行分解,使难溶钾转化为有效钾,故也被称为钾细菌,其解钾作用可能与形成的胞外荚膜多糖和低分子量有机酸类代谢物的酸溶以及络合作用有关12。(2调节植物的生长。多数研究表明,微生物的活动所产生的生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、酚类化合物及其衍生物等植物激素,烟酸、泛酸、生

8、物素、V B12等维生素以及核酸类和水杨酸都能不同程度地刺激调节植物的生长13。(3抑制植物病害。部分微生物(主要为植物根际促长细菌,即P G P R能通过产生铁载体、卵磷脂酶C和几丁质分解酶、抗生素、系统防卫酶以及氰化物(H C N等多种物质抑制细菌或真菌性病害,某些微生物也能诱导系统抗性间接达到促进植物生长的作用9,13。(4增强植物的抗逆性。某些微生物能够提高植物对环境胁迫的抵抗能力,如抗旱性、抗盐碱性、抗极端温度、湿度或p H值、抗重金属毒害等能力。如V A菌根可以增强植物的抗旱能力,且不同菌株之间的抗旱能力具有差异14。3微生物肥料的应用我国的微生物肥料在目前的应用过程中表现出明显的

9、优势,使用效果逐渐被农民等使用者认可,应用范围不断扩大,社会的接受能力正逐渐提高。现有针对微生物改善作物产量及品质等的研究多以研究简报为主,针对其改善原理的研究相对较薄弱。3.1微生物肥料的增产效果王素英等15统计了1989年以来我国微生物肥料施用研究中作物的增产情况,其结果是肯定的,多数增产幅度在10%-20%。但稳定的增产多是在配施化肥或有机肥的条件下获得的,单独施用微生物肥料的增产效果并不明显。这表明,微生物肥料只是一种辅助增产肥料,并不可替代化肥和有机肥16。对不同的微生物肥料而言,其增产效果不同。王素英等15的统计表明,复合微生物肥料、P G P R菌剂和固氮菌菌剂的增产效果平均在1

10、5%以上,属于较高水平。此外,微生物肥料在不同地区和不同作物上的增产效果也存在明显的差异。其原因应主要是由于微生物肥料中菌种的生长发育和代谢活动会受到诸如土壤类型、肥力条件、p H、水分条件等突然环境条件以及作物类型尤其是根基条件差异的影响,从而影响其肥力效果。3.2微生物肥料对作物品质的改善目前微生物肥料对农产品品质的改善作用主要体现在绿色、无公害农产品上,且集中在对诸如蔬菜、水果、油料、茶以及药用植物等经济作物的研究上,在粮食作物上的研究较少15。微生物肥料对作物品质的改善作用是肯定的,即使某些微生物肥料没有明显的增产,但可以改善作物品质17。对蔬菜而言,施用微生物肥料能够降低其硝酸盐含量

11、18,对V c含量和含糖量也具有提高效果19。王明友等20在黄瓜上施用微生物菌肥后,提高了黄瓜中干物质、糖和V c的含量,对其口味也具有改善作用。应用微生物肥料对水果品质的影响也比较明显。张振铭等21通过对龙冈茌梨施用微生物肥料发现,复合微生物肥料能显著的增加龙冈茌梨的单果重,提高龙冈茌梨果实的可溶性总糖含量及可溶性固形物含量,能显著降低龙冈茌梨果实的可滴定酸含量和石细胞含量,减小果皮厚度,但仅在微生物肥料浓度较高时改善作用才比较明显。3.3微生物肥料对作物病害的抑制沈宝云等22的研究表明,有机肥、腐植酸铵·531·郭永利:微生物肥料的研究进展及应用现状和微生物肥的配施,能

12、有效改良甘肃干旱地区马铃薯的连作障碍。徐振桐等23的研究结果显示,施用微生物肥料能减轻黄瓜霜霉病的发生。董艳等24通过田间小区试验和大田示范研究了施用微生物肥料对烟叶品质的影响。结果表明,微生物肥料能不同程度减轻烤烟的野火病、炭疽病和赤星病的发病率及病情指数。4微生物肥料的应用中存在的问题及建议4.1微生物肥料应用的源头问题目前,我国微生物肥料的生产应用已经较为广泛,但在生产过程即应用的源头还存在某些问题。当前的微生物产品效果仍不够稳定、成本和价格较高,此外,该产业中还存在一些产品参差不齐、知识产权受侵害等现象,在一定程度上影响了微生物肥料的进一步应用5。同时,国家应进一步完善微生物肥料产品行

13、业的生产、检验等标准,扶持微生物肥料的研发,加强微生物肥料的推广,为微生物肥料产业的规模化发展提供保障。4.2微生物肥料应用过程中的问题微生物肥料作为对传统化肥、有机肥的补充产品,在应用上更多的采用配合使用的方法。此外,由于其中存在有活的微生物菌种,故在应用时应考虑所施用的环境条件与微生物肥料的适宜性,这是保证微生物肥料发挥应有效果的重要前提之一。(1首先,用户在应用微生物肥料前要通过产品的各项指标说明,明确产品的特点、功能、作用和施用方法25。其次,应避免开袋后长期不用,防止其他菌就可能侵入袋内,使微生物菌群发生改变,影响其使用效果。最后,还应是避免在高温干旱条件下使用,并避免与未腐熟的农家

14、肥混用,以免因高温杀死肥料中的微生物,同时应避免与农药同时使用26。(2关于具体的与化肥或有机肥的配合使用问题,目前虽有一定的研究成果出现27,但尚未有具体的标准,在这一方面还需要国家相关部门及时出台指导意见。(3我国耕地面积较大,条件差异显著。针对环境条件不适宜微生物生长、繁殖的耕地,需要进行质地、p H、肥力条件等相应的改善。5我国微生物肥料的发展前景从我国农业生产发展的战略高度看,微生物肥料的发展是可持续农业、有机农业的要求,也是我国无公害、绿色食品生产的需要,对减少化肥、农药用量,缓解环境污染更具有重要意义5。目前,国内的微生物肥料的产品种类不断增加,应用面积不断拓展,农民对微生物肥料

15、的接受力度也在加大,对中国农业生产起到了重要的推动。国家从'十五'以来加大了对微生物肥料科研方面的支持力度,与农业相关的科研院校在有关微生物肥料方面的研究也逐渐活跃。随着对微生物肥料研究的深入,必将为微生物肥料的发展提供强有力的理论和技术支撑。可以预料,我国微生物肥料产业在新形势下,将会不断发展壮大,在农业生产中将发挥更大的作用。参考文献:1中华人民共和国农业部.N Y/T1113-2006微生J.中国农业大学学报,1997,2(增刊:12-15. 3张敏,王兆玉.微生物肥料的发展前景J.北方园艺,2004,(5:6-7.4葛诚.微生物肥料生产及其产业化M.北京:化学工业出版社

16、,2007.肥料及其应用推广分析J.现代农业科技,2010,(17:288-291.查J.微生物学通报,1995,22(2:104-107土壤生物肥力的维持J.中国土壤与肥料,2006,(4:1-5.展J.微生物学杂志,2001,21(1:33-36,46. 10Z h e n l iH e,J u nZ h u.M i c r o b i a lu t i l i z a t i o na n dt r a n s f o r m a t i o no fp h o s p h a t ea d s o r b e db yv a r i a b l ec h a r g em i n e

17、r a l sJ.S o i lB i o l o g ya n dB i o c h e m i s-t r y,1998,30,(7:917-923.11叶国平,梁锦锋.解磷细菌(P S B解磷机理及应用研究进展J.安徽农学通报,2007,13(9:53-54.12盛下放.硅酸盐细菌N B T菌株解钾作用及其机理初探D.南京:南京农业大学,1999,96-98.物生长机理的研究进展J.植物营养与肥料学报,1999,5(2:97-105.14王巧珍.V A菌根与植物的关系及应用前景J.农技服务,2011,28(3:355-357.(下转第147页·631·陕西农业科学20

18、12(4展优质、高效烟叶生产。根据土地承包法,十七届三中全会精神,商州区已出台了商州区土地流转办法,鼓励通过转包、出租、互换、转让、股份合作等形式,按照依法、有偿、自愿的原则,使适合种烟的土地向种烟大户和专业户转移,实现烟叶种植规模化、集约化发展。2.7加强技术队伍建设商州区目前有20名烟叶技术人员,但普遍年龄偏大,文化较低,难以适应现代烟草农业建设的需要。应该通过竞争上岗等形式,选拔一批文化素质高、有技术专长、工作能力强的人员到烟叶生产队伍中来,建立起与现代烟草农业相适应的技术队伍。2.8加强专业化服务组织建设在已有育苗合作社的基础上,加快组建烘烤服务队、农机服务队、植保服务队等,充分发挥这

19、些专业化服务组织的作用,减轻烟农种烟劳动强度。2.9建立健全烟叶生产保障机制烟农种烟风险始终是存在和不可避免的,虽然区政府目前已设立了烟叶生产风险金,但是救助标准较低,为了降低种烟风险,让烟农安安心心种烟,就需要健全各种保障体制。一是探索建立烟叶保险制度,积极开展烟草农业保险,探索合理的保险形式,降低烟农种烟风险,保护烟农利益。二是建立气象服务和抗灾体系,通过与气象部门的合作预防各种自然灾害。三是完善病虫害统防统治体系,建立病虫害的预测和控制机制,减轻病虫害对烟叶生产的影响。四是改善生产生态环境,要大力实施烟水、烟路配套工程,方便烟农种烟。五是考虑建立烟农养老保险,在烟农自愿的基础上由政府和烟

20、草公司创造条件,对种烟累计15a以上的农户,60岁以后发给一定的养老金,解决烟农的后顾之忧,对形成职业烟农有积极作用2。总之,我们要做到从各方面关注烟农,关爱烟农,维护烟农利益,为烟农谋利益,构建起扶持烟农的长效机制,烟叶产业的可持续发展就有了可靠保障。千方百计提高烟叶产量和质量,增加烟农收入。做到:在生产上切实周到服务,让烟农称心;提高生产整体水平,加大烟叶生产政策扶持和投入,真正让烟农享受扶持政策的实惠,使烟农们得到看得见、摸得着的的利益;在烟叶收购上切实维护烟农利益,让烟农放心;解决种烟风险问题,让烟农安心种烟;解决工序繁杂等问题,让烟农简单种烟;解决生产成本高和比较效益低的问题,提高烟农种烟纯收入,让烟农实现