微生物菌肥在现代农业生产中的应用

微生物菌肥在现代农业生产中的应用

微生物酶是指含有特定微生物的特定肥料，在农业生产中应用于特定作物肥沃的酶中。微生物菌肥作为一种新型肥料,通过特定菌株的自身代谢,来固定大气中的氮素或者改变土壤中某些无效元素的形态(如磷、钾元素等)使之有效化,来促进作物生长并使环境中的养分潜力得以充分发挥,为作物生长创造一个良好的土壤微生态环境,除此之外,还能减少化肥用量和面源污染,增强植物抗病及抗逆能力,对提高农作物品质及产量等方面具有重要意义,在农业可持续发展中具有举足轻重的作用。1微生物菌肥的主要分类按菌肥中微生物的种类可分为:细菌肥(包括固氮菌肥、解磷菌肥、解钾菌肥、芽孢杆菌制剂、光合细菌肥料、纤维素分解菌)、真菌肥(包括菌根真菌肥料、霉菌肥料、酵母菌肥料)及放线菌肥。按微生物菌肥的剂型不同划分为液体和固体两种。液体有的是由发酵液直接装瓶,有的用矿油封面;固体剂型主要以草炭为载体,分粉剂、颗粒两种剂型,也有用蛭石为吸附载体,还有用发酵液浓缩后冷冻干燥的制品。按微生物菌肥的内含物组成来划分,分为单菌株制剂、多菌株制剂、微生物加增效物。2生物和微生物微生物菌肥的核心物质是活性微生物,通过它的分解作用,促进整个自然界养分物质循环,在植物—土壤生态系统中,起着至关重要的作用。它可以促进土壤养分形成,提高有机质含量,减少化肥用量,改善作物品质,提高农作物产量。微生物菌肥的增产机理主要分为三个方面:一是增加土壤肥力,如各种自生、联合、共生的固氮微生物肥料,通过生物固氮作用,在固氮酶的催化作用下,可以将大气中的氮气转化为可供植物生长利用的氨,增加土壤中的氮素来源。另外,多种解磷、解钾微生物的应用,可以将土壤中难溶矿质磷、钾分解出来,从而能为作物吸收利用。常用的菌种有芽孢杆菌、假单胞菌、硅酸盐细菌等,它们可以将土壤中难溶的磷、钾溶解出来,转变为作物能吸收利用的磷、钾离子,使作物生活环境中的营养充足。二是许多种类的微生物在生长繁殖过程中会产生对植物有益的代谢产物,如生长素、吲哚乙酸、赤霉素等激素类物质以及多种维生素和氨基酸等,这些物质与植物根系接触后,能够刺激和调节作物生长,使植物生长健壮,营养良好,进而达到增产的效果。三是对植物病害具有生物防治作用,多种微生物可以诱导植物产生过氧化物酶、多酚氧化酶、苯甲氨酸解氨酶、脂氧合酶等参与植物防御反应,利于防病抗病。有的微生物种类还能产生抗菌素类物质,有的则是形成了优势种群来拮抗其他种类微生物的生长,降低了作物病虫害的发生。3肥料质量不高,配比不合理,造成肥料综合利用率低目前,我国是世界上肥料消费量最大的国家,在农业生产中,化肥的使用存在着许多不合理的现状和问题。其一,浪费现象较为严重,平均利用率不到30%,远低于发达国家55%的水平,我国耕地面积约占全世界的9%,而年平均肥料使用量约占全世界肥料消耗量的35%;其二,肥料质量不高,配比不合理,肥料中养分平均含量为27%,且以单元素和低浓度肥料为主,复、混肥配方不够合理,钾肥和中、微量元素肥的使用量低,这是造成肥料综合利用率低的主要原因之一;其三,肥料资源配置和区域分布不平衡,经济发达、交通便利的地区用肥数量与质量较高,偏远、落后地区用肥量偏低,质量较差;其四,有机肥、微生物肥开发利用不足,投入量波动性下降。综合上述,目前我国化肥的使用现状令人担忧,用肥总量大,肥料利用率低,且产品质量不高。化肥生产属高耗能产业,其中每生产1吨尿素就要消耗15吨标准煤,随着氮肥生产效率不断下降,氮肥损失引起的环境问题已经日趋严重。过量施用氮肥导致的土壤酸化、温室气体排放和地下水硝酸盐污染等问题已成为集约化农业可持续发展的严重威胁。为解决这一问题,在提高我国化肥生产利用效率的同时,大力发展微生物肥料产业是十分必要和迫切的。4不同地区及地区生物菌肥的高产效果比较我国微生物菌肥的研究是从在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,20世纪50年代开始陆续从原苏联引进自生固氮菌、解磷细菌和硅酸盐细菌剂、“5406”抗生菌肥料、固氮蓝绿藻肥、VA菌根等,20世纪80~90年代,相继应用联合固氮菌和生物钾肥作为拌种剂,近几年,推广应用由固氮菌、磷细菌、钾细菌和有机肥复合制成的生物肥料做基肥施用。微生物菌肥和化肥、有机肥等混合施用,比传统施肥增产超过10%的报道占52.8%。微生物菌肥种类以固氮菌类、解磷细菌类、解钾细菌类和复合微生物肥料为主。不同微生物菌肥增产效果不同,其中,菌根菌类、复合微生物肥料、固氮菌类、光合细菌类和解钾菌微生物肥料的平均增产依次为22.3%、21.2%、14.7%、13.6%和12.2%。微生物菌肥在不同地区的应用与增产效果也不尽相同。雷春意在三年的时间里对小麦、玉米、番茄、马铃薯四种作物进行微生物肥料应用的田间试验,结果得出化肥基肥用量降低25%~45%,四种作物的产量比常规施肥分别提高4.7%、18.1%、11.5%、36.2%。冯明印等研究生物菌肥在大豆上的应用效果,得出在浸种和鼓粒期喷施菌肥叶面素后,大豆产量增幅3.10%~10.28%。目前,我国约20多个省都有微生物肥料的应用,其中华中地区最多,华北和西北次之,华南和东北较少。目前我国微生物菌肥已应用于30多种作物上,其中禾谷类作物应用最多,其次是油料和纤维类。不同作物因不同的生理特点、环境、接种物的种类和农业措施,应用效果也不尽相同。微生物菌肥自身并不能直接为作物提供可吸收利用的肥料,而是通过微生物种群的生命活动,直接或间接的分解、合成能促进作物生长,增强抗逆性、抗病虫性,改善作物品质和提高作物产量的营养物质。因而,微生物菌肥不能完全取代传统肥料,但是使用微生物菌肥可不同程度的减少传统肥料的使用量,提高化学肥料的利用效率和改善土壤结构,提高土壤有机质含量。在实际的农业生产中,随着化肥和农药的大量使用,使得土壤中土著微生物的结构发生了改变,有益微生物活动微弱,所以,有目的地施入微生物菌肥,是发挥微生物集群肥效的必要手段。5微生物菌肥料的稳定性近年来,由于我国农业生产对肥料的需求量不断增加,而化学肥料价格上涨和大量使用化肥造成环境及农产品污染等原因,人们开始重视微生物菌肥的生产。微生物肥料的功效已得到人们的认可,但在生产中的效果还不稳定,这是由于对一些制约微生物菌肥肥效的因素研究还不是很全面,如微生物进入土壤后同类微生物间的竞争、拮抗作用以及接种菌株在植物根际的定殖能力等,及其应用方法和产品工艺等方面,都需要进行广泛的研究,使微生物菌肥料得到广泛的应用。由于微生物肥料具有低投入、高产出且绿色无污染的特性,今后,可