微生物肥料的分类及应用

微生物肥料的分类及应用

微生物肥料也被称为细菌肥料或细菌肥料，它们是由微生物生命活动引起的特定肥料效果的产品，也是由农业生产中使用的肥料。已故我国科学院院士,我国土壤微生物学的奠基人之一陈华癸先生在论述微生物肥料的含义时指出,所谓的微生物肥料,是指“一类含有活微生物的特定制品,应用与农业生产中,能获得特定的肥料效应,在这种效应的产生中,制品中活微生物起关键作用,符合上述定义的制品均应归入微生物肥料”。微生物肥料在我国已有近50年的历史,从根瘤菌剂→细菌肥料→微生物肥料(生物肥料),名称上的演变已说明我国微生物肥料逐步发展的过程。1微生物肥料的性质和特殊作用1.1植物生物复合肥料微生物肥料的种类较多,依据不同的标准有不同的划分方法。根据微生物肥料制品中微生物的种类可分为细菌肥料、真菌肥料、放线菌肥料等;根据其作用原理可分为根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解钾菌肥料、解磷菌肥料等;依据制品中含有成分的复杂程度可分为单一微生物肥料和复合微生物肥料等。目前国内外市场上出现的品种主要有以下几类。a.能将空气中的惰性氮素转化为作物可直接吸收的离子态氮素。属于这一类的有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、固氮蓝细菌肥料等。b.能分解土壤中的有机质,释放出其中的营养物质供植物吸收的微生物制品。c.能分解土壤中难溶性的矿物,并把它们转化成易溶性的矿质化合物,从而帮助植物吸收各种矿质元素的微生物制品。其中主要的是硅酸盐细菌肥料和磷细菌肥料。d.对某些植物的病原菌具有拮抗作用,能防治植物病害,从而促进植物生长发育的微生物制品,如某些芽孢杆菌制剂和抗生菌肥料等。e.菌根菌肥料。使用的菌种主要是内囊菌科的一些种类形成的丛枝状菌根(Nesicular-arbuscularmycorrhiza),简称AM真菌,此外还有部分担子菌和少数子囊菌形成的外生菌根。f.复合生物肥料。①微生物-微量元素复合肥料:微量元素在植物体内是酶或辅酶的组成成分,对营养的吸收和利用起着重要的促进和调节作用;②联合固氮菌复合肥料:国内科学家从小麦、水稻、玉米等禾本科植物的根系中分离出联合固氮细菌并制成了微生物肥料,这种肥料具有固氮、解磷、激活土壤微生物和在代谢过程中分泌植物激素等作用,可促进作物生长发育,提高作物单位面积产量;③固氮菌、根瘤菌、磷细菌和钾细菌复合生物肥料:这种微生物肥料可以供给作物一定量的氮、磷、钾元素,选用不同的固氮菌、根瘤菌、磷细菌和钾细菌分别进行发酵培养,达到所要求的活菌数后,再按一定的比例混合,制成菌剂,其效果优于单菌株接种;④有机-无机生物复合肥料:长期大量使用化肥致使土壤板结,作物品质下降,口感不好,更值得注意的是影响人、畜的健康,因此,有机-无机生物复合肥料已成为人们关注的一种新型肥料;⑤多菌株、多营养生物复合肥料:这种生物肥料是利用多种生理生化习性相关的菌株共同发酵制造的一种无毒、无环境污染、可改良土壤的水溶性肥料,由于它是微生物发酵分解制造的生物肥,因此适用于各种农作物,可以改善作物品质、缩短生长周期、提高作物产量,使用时易于保管、运输和储藏。1.2化学肥料的使用a.提高化肥利用率的作用。仅靠大量增施化肥来提高作物产量是有限的,更何况还有污染环境等一系列的问题。根据我国作物种类和土壤条件,采用微生物肥料与化肥配合施用,既能保证增产,又减少了化肥使用量,降低成本,同时还能改善土壤及作物品质,减少污染。b.在绿色食品生产中的作用。在生产绿色食品过程中,要求不用或尽量少用(或限量使用)化学肥料、化学农药和其它化学物质。近年来,我国已用具有特殊功能的菌种制成多种微生物肥料,不但能减少农产品污染,而且能改善农产品的品质。c.在环境保护中的作用。目前微生物肥料应用于环保主要有两种方法,一是将大量的城市生活垃圾作为原料经处理由工厂直接加工成微生物有机复合肥料;二是工厂生产特制微生物肥料(菌种剂)供应于堆肥厂(场),再对各种农牧业物料进行堆制,以加快其发酵过程,缩短堆肥的周期,同时还提高堆肥质量及成熟度。d.改良土壤作用。微生物肥料中有益微生物在作用于农作物的同时会产生一些初、次级代谢产物(例如糖类),可与植物黏液、矿物胚体和有机胶体结合,改善土壤团粒结构,增强土壤的物理性能和减少土壤颗粒的损失,还能参与腐殖质的形成。所以施用微生物肥料能改善土壤物理性状,有利于提高土壤肥力。微生物肥料其实也是一种土壤净化剂。2我国微生物肥料的现状经过近50年的发展,我国微生物肥料无论在研发、生产,还是在使用等方面都取得了很好的成绩,且已跻身世界先进行列。但必须清醒地认识到,为顺应农业可持续发展而研制的微生物肥料具有极其光明的应用前景,但其进入市场的时间较短,其功能的发挥还没有尽善尽美,任何夸大其词的宣传和研究上的止步不前都是相当有害的。我国微生物肥料的现状可以概括为以下几个方面。a.初步形成了微生物肥料产业,具有一定的规模和水平。目前,我国已有几百家企业生产各种微生物肥料,年产量超过100万t。但是,就总体而言,无论是生产设备,还是生产工艺都与国外先进水平存在较大的差距。b.产品种类繁多。我国生产的微生物肥料不仅有传统的根瘤菌,而且有联合固氮菌、芽孢杆菌、光合细菌、解磷解钾细菌等。剂型主要有液体、固体、颗粒剂型以及冻干剂型等。c.使用范围不断扩大,产品稳定性逐步提高。经过多年的推广,各种微生物肥料已经在绝大多数作物上得到应用,使用效果初步得到了广大农民的认可,有些微生物肥料还出现了供不应求的局面。d.行业管理初步形成,质量意识逐渐深入人心。目前,微生物肥料已经纳入农业部“一肥两剂”检验登记管理范围,已经发布5个行业标准(NY227-94、NY410-2000、NY411-2000、NY412-2000、NY413-2000)。从1996年开始,农业部已经将微生物肥料纳入肥料登记管理,多个产品获得了临时登记。3微生物肥料生产质量不高a.基础研究力度不够,科研人员相对不足。长期以来,在土壤微生物研究领域十分注重根瘤菌的固氮作用,倾注了大量的人力物力,其研究已达分子水平,但对自然界中普遍存在的N、P、K细菌及其它PGPR菌株重视不够,缺乏必要的基础研究,对其作用机理、抗菌谱带、功能基因等缺乏系统的研究,严重制约微生物肥料的开发工作。b.菌株目标效能不稳定,配伍不尽合理,抗逆性差。微生物肥料菌剂是由目标菌和辅助菌共同构成的复合菌剂,进入土壤后在土壤菌的辅助下,能够稳定繁殖,并最终在根圈或土体中形成优势菌。若所选菌株不能互相提携或彼此拮抗,势必导致目标菌在土壤中难以很好存活和繁殖,从而严重制约微生物肥料功能的发挥。这是导致目前微生物肥料肥效不稳定的重要因素之一。c.生产工艺落后,产品质量不稳。许多厂家尤其是“土法上马”的作坊式工厂微生物制剂的生产设备简陋,技术工艺落后,培养基质不灭菌,开放式接菌和培养,导致产品有效菌数量不稳定,活力差,杂菌基数过高,保质期短。d.微生物肥料产品质量标准有待进一步完善。对于目标效能测定应制定出统一而规范的测定方法,在产品标准中应当明确目标菌在田间繁殖的量化指标。生产所采用的菌株,必须按照规范方法确定其在生物学中的位置。4微生物肥料的复合技术a.由豆科作物接种剂向非豆科用肥方面发展。微生物肥料起源于豆科作物的专用根瘤菌接种剂,然而豆科作物种植面积在我国较小,对肥料的需求量远不如粮食作物。加之大豆、花生产区经常使用根瘤菌剂,就会出现老产区接种效果差的问题。因而40年来我国根瘤菌剂生产和用量一直不大,始终没有形成产业规模,今后的微生物肥料势必将转向非豆科粮食作物用肥。b.由单一菌种向复合菌种方面发展。豆科作物接种根瘤菌只选用相应接种族的根瘤菌种,但是,由于微生物肥料的肥效并非单一功能作用的结果,因而必然发展到多种菌的复合。目前,国内微生物肥料多趋向于将固氮菌、磷细菌和钾细菌复合在一起施用,使得微生物肥料能同时供应氮、磷、钾营养元素。c.由单功能向多功能方面发展。微生物肥料由于其微生物活动的特性,必将在微生物种群繁殖生长的同时向作物根际分泌一些次生代谢产物,而其中的一些次生代谢产物具有改善植物营养、刺激生长和抑制病菌等综合功能。许多微生物的功能也不是单一的,因此,微生物肥料将向功效的多样化发展,除要求应有的肥效外,还应开发兼有防治土传病害(如小麦全蚀病、西瓜和棉花枯萎病)作用的生物肥料。d.由无芽孢菌转向芽孢菌种。由于无芽孢杆菌不耐高温和干燥,在剂型上只能以液体剂或将其吸附在基质(如草炭或蛭石等)中制成接种剂,以便存储和运输。无芽孢菌抗逆性差,制成液体剂或吸附剂不耐存储,难以进入商品渠道。因此,微生物肥料今后的发展必然在剂型上有所革新,要求菌种更新换代,即应选用抗逆性高、存储时间长的芽孢杆菌属。21,