微生物肥料

　　微生物肥料又称生物肥料、接种剂或菌肥(bacterial manure)等，是指以微生物的生命活动为核心，使农作物获得特定的肥料效应的一类肥料制品。微生物肥料和微肥有本质的区别：前者是活的生命，而后者是矿质元素。微生物资源丰富，种类和功能繁多，可以开发成不同功能、不同用途的肥料。而且微生物菌株可以经过人工选育并不断纯化、复壮以提高其活力，特别是随着生物技术的进一步发展，通过基因工程方法获得所需的菌株已成为可能。

　　微生物肥料的种类

　　微生物肥料的种类很多，目前一般将微生物肥料制品分为两大类：一类是狭义的微生物肥料，指通过微生物的生命活动，增加了植物营养元素的供应量，包括提高土壤和生产环境中植物营养元素的供应总量，致使植物营养状况的改善，进而产量增加，这一类微生物肥料的代表品种是根瘤菌肥；另一类是广义的微生物肥料，指通过其中的微生物的生命活动，不但能提高植物营养元素的供应量，还能产生植物生长激素，促进植物对营养元素的吸收利用或有拮抗某些病原微生物的致病作用，减轻农作物病虫害而促进作物产量的增加。

　　按微生物种类划分

　　按微生物种类可分为五大类：①细菌类肥料(如根瘤菌肥、固氮菌肥、解磷菌肥、解钾菌肥、光合菌肥)；②放线菌类肥料(如抗生菌肥)；③真菌类肥料(菌根真菌肥：包括外生菌根菌剂和内生菌根菌剂)；④藻类肥料(如固氮蓝藻菌肥)；⑤复合型微生物肥料，即肥料由两种以上微生物按一定比例组合形成。

　　按作用特性划分

　　按作用特性可分为两类：

　　1、微生物接种剂

　　利用多孔的物质作为吸附剂(如草炭)，吸附发酵液而制成菌剂。这种菌剂用于拌种或蘸根，一方面，肥料中的有益微生物通过其生命活动增加植物营养元素的供应，改善植物根际微生态环境；另一方面，有益微生物可通过非特异性拮抗作用，在作物根面、根际与病原微生物形成空间竞争，抑制或降低病虫害的发生频率和危害程度，从而达到作物增产的目的。

　　2、复合微生物肥料

　　此类肥料属于复混肥的范畴其复混内容和形式比较多样，包括多种微生物的组合、有益微生物与不同添加剂的组合等，其中添加剂包括有机物(畜禽粪便、革炭、褐煤等)、无机物(化肥、微量元素)等多种添加剂的复合制品。

　　按其功能和肥效划分

　　按其功能和肥效可分为以下几类：①增加土壤氮素和作物氮素营养的菌肥，如根瘤菌肥、固氮菌肥、固氮蓝藻肥等；②分解土壤有机质的菌肥，如有机磷细菌肥料、综合性菌肥；③分解土壤难溶性矿物质的菌肥，如磷细菌肥料、钾细菌菌肥、菌根真菌肥料；④刺激植物生长的菌肥，如促生菌肥；⑤增加作物根系抗逆能力的菌肥，如抗生菌肥料、抗逆菌类肥料。从微生物肥料发展的趋势来看，以复合微生物多功能、适应能力强的生物制剂配合有机肥料生产的有机复合肥，或开发多功能光合菌肥的市场前景更好。

　　按其成品剂型划分

　　主要有液剂、粉剂和颗粒三种剂型。

　　1、液体类

　　即将菌种投放到无菌罐中进行工业深层发酵而成，其中活菌的含量将直接影响到肥料的应用效果。

　　2、粉剂类

　　粉剂类是由液体微生物肥料和草炭土等载体混合均匀而产生的，它具有运输方便、含菌量高、增产效果明显的特点。

　　3、颗粒类

　　颗粒类是液体微生物肥料经过造粒设备进行喷雾、造粒、低温烘干而产生的，具有运输方便、施用简便、保质期长的优点1。

　　微生物肥料的作用

　　微生物肥料的功效是一种综合性作用，一般不直接为农作物提供营养元素，主要起间接营养的作用，归纳起来主要有如下几方面。

　　增进土壤肥力

　　这是微生物肥料的主要作用之一。例如各种自生、联合或共生的固氮微生物肥料，可以增加土壤中的氮素含量；多种溶磷、解钾的微生物，如芽孢杆菌、假单胞菌的应用，可以将土壤中难溶的磷、钾分解出来，转变为作物能吸收利用的磷、钾化合物，使作物生长环境中的营养元素供应增加。一些微生物肥料的应用，增加了土壤中的有机质，提高了土壤的肥力。

　　改良土壤结构

　　微生物还能分泌产生大量的胞外多糖类物质，如荚膜多糖、肽聚糖等。研究表明，这些有益微生物产生的糖类物质，占土壤有机质的0.1%，它们能与植物根系分泌物、土壤胶体等共同作用,形成土壤团粒结构。此外，它们还参与腐殖质形成，改善土壤理化性质。

　　刺激作物生

　　有些微生物肥料中的微生物还可分泌植物激素类物质、维生素等，刺激和调节作物生长发育。例如，固氮菌等能够产生多种活性物质(生长素、环己六醇、泛酸、吡哆醇、硫胺素等)，固氮菌培养物中可检测到吲哚-3-乙酸；荧光假单孢菌的所有菌株均能产生赤霉素和类赤霉素物质，部分菌株还能产生吲哚乙酸，少数菌株能合成生物素和泛酸；丛枝菌根真菌能诱导牧草植株产生细胞分裂素(CTK)，改变脱落酸(ABA)与赤霉素的比例。

　　改善作物品质

　　许多微生物肥料能改善作物品质。根瘤菌固定的氮素能输往籽粒，使得豆科作物籽粒蛋白质含量提高。此外，一些蔬菜施用某些微生物肥料之后，能增加其中的维生素含量，降低叶菜类作物中的硝酸盐含量，提高果菜类作物中的糖分含量等。

　　增强植物抗病(虫)和抗逆性

　　某些微生物肥料中的微生物能产牛抗乍素类物质．对病原微生物能产生直接的拮抗作用。抑制它们的生长繁殖。细黄放线菌能分泌产生“5406”抗生素，对棉花黄萎病、枯萎病等有一定防治效果。此外，有益微生物在作物根部定殖之后，大量生长、繁殖的结果形成了作物根际的优势菌群，通过对养分资源和生存空间的占用，对致病微生物产生竞争优势，从而抑制这些有害微生物的生长和繁殖，间接地增强了植物的抗病能力。

　　减少化肥的使用量、提高肥料利用率

　　使用微生物肥料后可以减少化肥的施用餐。由于微生物肥料可以提高土壤的养分含量，因此在相同地力水平的土壤上可以减少化肥的用量，并且获得等效的增产效果。微生物肥料在提高肥料利用率方面有明显作用，根据作物种类、土壤类型和气候条件，微生物肥料与化肥的合理配合，既能增加作物产量，又能提高肥料利用率，这不仅有经济上的意义，而且有生态学和环境保护的意义。除上述作用外．微生物肥料还具有如下作用：施用后不会造成有害物质在作物体内的积累；对农业生态环境无不良影响，有的还具有土壤净化剂功效，降低土壤中过多积累的有机物质。如分解纤维素、木质素等微生物肥料，可对城市生活垃圾、农牧业有机废弃物进行快速发酵。

　　微生物肥料的特点

　　微生物肥料的作用基础是起特定作用的活体微生物。这些微生物通过它们的生长繁殖和生理活动，直接或间接地影响植物的生理代谢或土壤环境条件。为了充分发挥微生物肥料作用，微生物肥料应具备如下特点。

　　菌种的高效性

　　菌种的高效性微生物是微生物肥料的核心，这些菌种是针对不同作物和土壤类型，通过人工筛选或生物工程技术选育、改造并经过大量科学试验后，获得的优良菌株。由于核心菌种或菌株生理生化功能的差异，不同微生物肥料功效也不一致。以根瘤菌为例，菌株固氮能力差异很大，有的菌株甚至不具固氮能力2。

　　活性菌量丰富

　　活性微生物数量是肥效得以充分发挥的基础。任何一种微生物肥料都必须含有足够多、有活性的特定微生物，这些特定微生物的数量和纯度直接关系到微生物肥料的应用效果，是衡量微生物肥料质量的重要标志。当微生物肥料中特定微生物的数量降低到一定程度，或纯度达不到要求时，肥效就会降低甚至失效。由于菌体的存活时间有限，因此微生物肥料的有效期也是衡量微生物肥料的重要因素。

　　种类明确，作用清楚

　　微生物肥料起作用的微生物必须经过严格的鉴定，其分类地位明确，对人、畜、植物无害，也不会破坏土壤微生态环境。例如，某些假单胞菌在生长和代谢过程中，可以产生促进植物生长的物质，但也产生某些有害物质，有的甚至是人、动物或植物的病原菌，这类微生物就不能作为微生物肥料。事实上，历史上曾有使用未经严格鉴定的微生物而造成危害的教训。“有效、无害”是生产、施用微生物肥料的原则，许多国家对此有明确的立法。

　　针对性强，适用范围得当

　　不同的微生物肥料适用于相应的作物和特定的土壤环境条件。在生产实践中，许多使用者对此并不十分注意，在我国曾有错误地将大豆根瘤菌剂应用于小麦、玉米的情况32。

　　储存和施用技术严格

　　温度、光照、酸碱度和渗透压等环境因素都能影响到微生物的存活。储存微生物肥料应选择避光、低温环境条件。施用微生物肥料应防止长时间暴露在阳光下，以免紫外线杀死肥料中的微生物；微生物肥料不应直接与化肥混合施用，以免因渗透压的改变而抑制或杀死其中的有效菌等。

　　微生物肥料的施用条件

　　与其他肥料一样，正确的施用微生物肥料才能发挥其肥效。微生物肥料的有效使用条件包括：

　　1、禁忌与化肥、农药、杀虫剂等的合用、混用。

　　2、与所使用地区的土壤、环境条件相适宜。微生物菌肥在土壤持水量30%以上、土温度在10～40℃、pH在5.5～8.5的土壤条件下均可施用。但是，不同微生物具不同的生态适应能力，因而微生物肥料在推广使用前，要进行科学的田间试验，以确定其肥效。

　　3、对温度、水分有一定要求。避免在高温干旱条件使用。在高温干旱条件下，生存和繁殖就会受到影响，不能发挥良好的作用。应选择阴天或晴天的傍晚使用这类肥料，并结合盖土、盖粪、浇水等措施，避免微生肥料受阳光直射或因水分不足而难以发挥作用。此外，如根瘤菌、菌根菌肥料等对宿主有很强的专一性，使用时应予考虑。

　　微生物肥料的应用前景及发展趋势

　　微生物在农业上的作用已逐渐被人们所认识。目前国际上已有70多个国家生产、应用和推广微生物肥料。我国也有250家企业年产约数十万吨微生物肥料应用于生产。这虽与同期化肥产量和用量不能相比，但确已开始在农业生产中发挥作用，取得了一定的经济效益和社会效应，随着相关研究的深入和市场需求的不断扩大，微生物肥料生产已旱现出规模化工业生产模式。

　　施用广泛、市场容量大

　　适宜施用微生物肥料的作物种类和地区很多，各种豆科作物、粮食作物、经济作物、蔬菜瓜果等，都可以应用微生物肥料提高产量、改善品质。据不完全统计，我国目前微生物肥料年产量在10万～40万t，与同期化肥产最相比微不足道。以豆科作物来说，我国仅大豆种植面积每年约为1 000万hm2，花生约330万hm2，而实际应用微生物肥料接种的大豆面积仅1%左右花生更少，何况还有其他的大面积豆科绿肥、牧草都极少应用，可见微牛物肥料的市场容量是相当大的。

　　生产成本低、应用效果好

　　我国长期大量施用化肥，使单位化肥量的增产量下降，因此有效合理施用化肥，提高化肥利用率已成为一个重要课题。因此，增加有机肥、微生物肥料的施用不再是权宜之计，而是降低农民投入，提高产品品质、减少环境污染，取得较大的经济、社会和生态效益的一项有效措施。

　　生产无公害绿色食品、减少环境污染的需求

　　无公害绿色食品对当今的农业提出了更高的要求。人们对农产鼎的数量和质量也提出来更高的要求。随着国内外积极发展绿色农业(生态农业)，生产安全、无公害的绿色食品成为一个发展趋势，这就为开发生产高效优质的微生物肥料提供一个极好的发展机遇。并且由于滥用化肥引起的土壤质量下降，地下水污染等问题日益突出，无污染的微生物肥料的综合作用更显示出它的应用优势和良好的发展前景1。

　　本词条内容贡献者为:

　　吴俊文 - 博士 - 厦门大学