微生物肥料在农业生产中的应用

微生物肥料在农业生产中的应用

微生物肥料的传统概念是接种剂，它通常是指使用发酵技术制备的含有特定活性微生物的液体活菌制剂，或由无菌载体吸附的固体活菌制剂。微生物肥料产品中必须含有活的特定微生物,在农业生产中应用能够获得特定的肥料效应,并且这种效应的产生主要来自于制品中的活性微生物。合格的微生物肥料产品应该符合国家NY227-94行业标准,同时需要在农业部微生物肥料检验中心申报登记。我国微生物肥料产业在生产实践中得到迅速发展,新的微生物肥料品种不断增加,有些微生物肥料产品的作用机理尚不完全清楚,因而出现理论研究滞后于生产实际的现象。目前,微生物肥料按其制品中特定的微生物种类可分为细菌肥料(如根瘤菌肥)、放线菌肥料(如5406)、真菌类肥料(如菌根真菌)等,这种分法既简单又便于理解,但很难从名称上就知悉其作用,因而不利于实际应用;以微生物肥料的作用机理可划分为根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷菌类肥料、解钾菌类肥料、外生菌根菌肥料等,这种分法功能明确,便于推广,目前较为普及实用。但微生物肥料的功效往往是综合作用的结果,名称中过分强调某一方面的作用似乎不妥。陈廷伟指出现有多种制作微生物肥料的有效菌种(包括固氮菌、磷细菌、钾细菌等)本身并不是肥料,只有根据微生态学的理论在植物根部定植形成优势菌落时,才能发挥其生物屏障作用和改善植物营养条件的功能。近年来还出现微生物生态制剂、活菌因子、微生物与大量有机物组合在一起的有机复混微生物肥料等。事实上,增加作物的产量并不是微生物肥料的唯一衡量指标,促进作物生长、抵抗病虫危害和改善作物品质也应该是微生物肥料的功能,而这与通常的化肥概念是有明显区别的。总之,作为接种剂的传统微生物肥料,其概念、内含和使用方式都在发生明显的变化,因此有关微生物肥料产品的生产许可证制度、检验登记制度以及行业标准的建立还有待于进一步完善。1复合混生物肥料国内外微生物肥料的研究应用都是从豆科植物上应用根瘤菌接种剂开始的,起初只有大豆和花生根瘤菌剂。我国自50年代从国外引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌制剂以来,先后推广使用“5406”抗生菌肥料、固氮绿藻肥料、VA菌根以及作为拌种剂的联合固氮菌和生物钾肥;上世纪80年代以来推广应用由固氮菌、磷细菌、钾细菌和有机物复合制成的生物肥料做基肥施用。微生物肥料演化过程中所用菌种、名称和功能的演变如表1所示。表1微生物肥料的演变Table1Developmentandchangingofmicrobiologicalfertilizer名称接种剂细菌肥料菌肥微生物肥料微生物肥料或生物肥料内容根瘤菌自生固氮菌、磷细菌、钾细菌细菌肥料、5406抗生菌肥、固氮蓝藻肥菌肥与微生物发酵剂、内外生菌根菌肥微生物肥料与微生态制剂、联合固氮菌和生物钾肥、生物有机复混肥、活菌增长因子菌种演变根瘤菌单一细菌种扩大至放线菌及蓝藻整个微生物领域扩大至复混菌种和代谢产物功能演变仅固氮增加解磷、解钾功能增加抗菌性能等复合功能复合功能时间始于40年代50年代60年代70~80年代80年代中期以后微生物肥料发展总的趋势是所用菌种范围不断扩大,应用中强调多菌种和多功能的复合,甚至是菌剂与有机和无机物料的混合。随着科学研究的深入,新的微生物功能被不断发掘,微生物肥料科学逐渐与土壤微生物学、土壤化学、微生态学、植物病理学、基因工程和农业生物工程等学科融合渗透,并派生出许多新的研究方向,如:研究寡糖在植物生长中的调节功能,通过有效手段调动植物自身的防御系统来对付病原菌的侵害;利用微生物代谢产物如活菌增长因子来促进作物生长;对固氮结瘤因子即lipo-chitin-oligosaccharides的研究与利用;以及基于近代微生态学理论发展起来的植物根际促生细菌(PGPR)在促进作物生长和改善作物品质中的作用研究,等。现今市场上常见的复合(混)生物肥料有:肥力高、酵素菌肥、EM制剂、阿姆斯生物肥料、田力宝、农大哥、九隆升、常春藤、桂乐牌复合生物肥等。这些生物肥料与传统的微生物接种剂有明显差异,似乎可视为广义的微生物肥料,其制品虽然也可以通过其所含微生物的生命活动使作物增产(某些制品中还包括数量不等的有机和无机成分),但已不仅仅限于提高植物营养元素的供应水平,还包括改善作物品质、对植物生长的刺激作用、促进营养元素吸收利用、抑制植物根际病原微生物生长而使作物产量得以增加。广义微生物肥料的概念恰好反映了当前公认的微生物肥料所具有的3个主要功效,即:增加土壤肥力,产生植物激素类物质刺激作物生长和对有害微生物的防治作用。微生物肥料主要用于拌种、作物沾根、叶面喷施、秸杆腐解和堆肥发酵等,它作为一项新的农业措施,在改善作物品质、保护农业生态环境以及发展高产、优质、高效农业中的作用业已引起国内外学者的普遍重视。现代发酵工程技术的飞速发展和不断完善也为生物肥料的大规模工业化生产和应用提供了前提和保障。我国微生物肥料产业发展十分迅速,其种类之多、数量之大和应用范围之广在世界其它国家中是少有的,可以说微生物肥料对促进我国农业生产,发展绿色产业和实施可持续发展起到了重要推动作用。但目前我国微生物肥料生产中还存在着产品活菌数低、品种少、效果不稳定、成本和价格较高等问题,还有待于深入研究解决。此外,微生物肥料产业中存在的鱼龙混杂、参差不齐和知识产权时常受到侵害现象十分普遍,这在一定程度上影响了微生物肥料产业化进程、削弱了种植户使用微生物肥料的积极性。2发展中国微生物肥料行业的措施将我国微生物肥料研究成果实现产业化,并与众多的商品肥料产品竞争,还有许多工作要做,作者谨此提出以下建议用以抛砖引玉。2.1开发微生物肥料为了使微生物肥料在农业生产中的应用取得更好的效果,对微生物肥料的作用机理需要进行深入研究,而且需要加大微生物与植物之间的相互作用机理等方面的研究,在理论指导下加强各类微生物肥料品种的开发工作。此外造林用的外生菌根菌肥料和废物处理(最终产品是肥料)中的发酵剂、增温剂等都应属于微生物肥料开发品种范畴。菌种的生产是微生物肥料的核心部分,有些可直接用于农作物或牧草种子接种,有些则可作生产复合微生物肥料的重要原料。2.2储存条件综合考虑目前许多微生物肥料品种还存在贮存期较短的问题,需要从菌种、制剂配方、生产工艺和储存条件等多方面来综合考虑解决这个问题。比如草炭、蛭石等是微生物肥料生产的重要载体原料,我国草炭储量虽大,但加工技术落后,供应渠道不畅,因此,有必要投资建立采用先进设备的草炭或其它吸附剂加工厂,为微生物肥料生产提供高质量的原料生产基地。2.3研制和生产专用的微生物肥料专用设备微生物肥料产业化需要先进的机械设备,必须具备工业化规模生产条件。鉴于微生物肥料生产的特殊性,只有研制和生产微生物肥料专用机械设备(如专用的造粒设备,干燥设备等),才能推动微生物肥料加工工业的发展,为市场提供大量优质的微生物肥料。2.4建立微生物肥料的行业标准微生物肥料作为商品进入市场,其产品需要经行业标准检验合格,符合国家颁布的微生物肥料质量标准才能进入市场。但我国微生物肥料产品的检验登记及行业标准不够完善,这既制约了微生物肥料的发展又无法对微生物肥料市场进行有效的监督和管理。建立微生物肥料的行业