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摘要:本文介紹了微生物肥料的概念、分類和作用，分析了微生物肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面臨的困境，綜述了微生物肥料發(fā)展趨勢(shì)，展望了微生物農(nóng)業(yè)發(fā)展前景，以期為微生物肥料應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞:微生物肥料；微生物農(nóng)業(yè)；困境；發(fā)展前景現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)的主要問(wèn)題是化肥和農(nóng)藥濫用導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境變差，越來(lái)越多的人追求無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品，綠色、安全、無(wú)污染是對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)新的定義，也成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求。目前，新型微生物肥料日益受到關(guān)注，更好更高效的新型環(huán)境友好型肥料成為研究熱點(diǎn)。

1微生物肥料概述

1.1定義

微生物肥料定義有狹義和廣義之分。前者是指依靠微生物生命代謝活動(dòng)，改善植物的生長(zhǎng)生理特征，促使植物吸收養(yǎng)分，從而促進(jìn)生長(zhǎng)，改善品質(zhì)，故又被稱為菌肥、微生物接種劑。后者是指通過(guò)活性微生物的生命活動(dòng)，促使植物產(chǎn)生各種生物刺激素，改善植物根部環(huán)境生態(tài)群落結(jié)構(gòu)，提高抗病力，從而減輕病蟲(chóng)害，增加作物產(chǎn)量，是利用生物技術(shù)制造且對(duì)作物具有特定刺激作用的生物制劑[1]。當(dāng)前，保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全離不開(kāi)微生物肥料的合理施用，其是生產(chǎn)綠色安全農(nóng)產(chǎn)品、保障人民健康的有效途徑。

1.2種類

微生物肥料種類很多：按照特定的微生物功能，可分為固氮解磷肥料、生物防治功能微生物肥料、生物刺激素類肥料；按微生物種類，可分為細(xì)菌、真菌放線菌、藻類；按照菌群數(shù)量多少，可分為單一微生物肥料和復(fù)合（混）微生物肥料[2]。新型微生物肥料如藍(lán)藻紅藻類光合菌劑、聚谷氨酸菌劑以及與其他生物刺激素復(fù)配的微生物菌劑等也在迅速發(fā)展[3]。全國(guó)正式登記產(chǎn)品的生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物肥料、微生物菌劑的數(shù)量占總量的96.4%，占主導(dǎo)地位，而農(nóng)用的微生物菌劑尚未發(fā)展成熟，僅占總量的0.08%，說(shuō)明在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中菌劑的應(yīng)用和推廣仍處于摸索、嘗試階段，將其應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的需求迫切。

1.3作用

生物肥能夠?yàn)樽魑锾峁I(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)作物生長(zhǎng)；提高氮磷肥料利用率；活化被固定的土壤養(yǎng)分，修復(fù)改良土壤；抗病蟲(chóng)害，抗連作障礙；減少肥料流失，保護(hù)環(huán)境[4]。1.3.1提高土壤肥力。土壤成分復(fù)雜，含有多種微量的難溶元素，例如K、P等，植物不能直接利用這些元素來(lái)有效地合成有機(jī)物，而微生物肥料中含有眾多活性菌種，其分解代謝活動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)酸進(jìn)而將這些微量元素溶解釋放出來(lái)，成為能夠讓植物吸收的養(yǎng)分[5]同時(shí)，微生物肥料可以提供優(yōu)質(zhì)微生物群落，可以分解動(dòng)植物殘?bào)w，提供大量有機(jī)質(zhì)，土壤會(huì)越來(lái)越疏松，且更加肥沃。1.3.2改善作物品質(zhì)。肥料中的微生物進(jìn)入土壤后，在土壤內(nèi)適宜的溫度、水分、有機(jī)質(zhì)的作用下，可以快速、大量繁殖，并且在此過(guò)程中可以分泌大量有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)的代謝物，給農(nóng)作物提供所需的營(yíng)養(yǎng)[6]。1.3.3抑制植物病害。復(fù)生微生物肥料中含有大量有益微生物，施入土壤后，微生物會(huì)在農(nóng)作物根部大量繁殖，形成一層生物膜，作為一道屏障將微生物和寄生蟲(chóng)隔絕在外。此外，它還會(huì)分泌多種化學(xué)物質(zhì)，抑制土壤中的病原菌，從而保護(hù)農(nóng)作物免受干擾和傷害，甚至直接殺死病原菌，增強(qiáng)農(nóng)作物防御能力。大量的有益微生物還可以改善養(yǎng)分條件，使土壤更加肥沃，提高了土壤保水保肥能力，增強(qiáng)了農(nóng)作物的呼吸作用，并且與農(nóng)作物形成一個(gè)共生關(guān)系，提高了農(nóng)作物的抗逆性。1.3.4調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)。大量有益微生物的迅速繁殖，可以產(chǎn)生多種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及對(duì)農(nóng)作物有益的代謝產(chǎn)物，從而調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)周期，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。

2微生物肥料與微生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥和農(nóng)藥的不斷施用導(dǎo)致了一系列環(huán)境問(wèn)題，土壤和生態(tài)不斷惡化，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品品質(zhì)，甚至直接影響食品安全。因此，發(fā)展微生物農(nóng)業(yè)這一不污染環(huán)境的新型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)刻不容緩。要解決化肥和農(nóng)藥帶來(lái)的殘留問(wèn)題，必須重視和應(yīng)用龐大的微生物群落的分解代謝能力和再造能力。微生物肥料含有大量活性菌群，不僅可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，還能夠提升作物品質(zhì)，后期對(duì)土壤也不會(huì)造成破壞。

3微生物肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中的困境

雖然微生物肥料中含有多種活性菌群，但是其繁殖和生長(zhǎng)需要一定的生物周期，并且必須在土壤中定殖后才能正常發(fā)揮功效，因而其藥效期長(zhǎng)，使用后短期內(nèi)看不出效果；同時(shí)，活體菌群在繁殖過(guò)程中容易受到各種環(huán)境條件的影響，導(dǎo)致施用后的肥效較差，進(jìn)而影響了微生物肥料的推廣。從肥料的研究范圍來(lái)看，微生物肥料含有的菌類種類較少，并且使用范圍相對(duì)較窄。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)微生物肥料研究起步晚、發(fā)展慢，僅最近年，人們才開(kāi)始關(guān)注微生物農(nóng)業(yè)發(fā)展。從肥料的生產(chǎn)成本來(lái)看，微生物肥料相對(duì)于普通肥料，其施用往往需要更高的費(fèi)用和精力，從而增加了生產(chǎn)成本。微生物肥料生產(chǎn)工藝復(fù)雜，從菌種的分離篩選、單純培養(yǎng)到擴(kuò)繁增殖，再到尋找合適的載體固定化才能完成基本的生產(chǎn)過(guò)程，與化肥和農(nóng)藥的制備相比，這個(gè)過(guò)程需要耗費(fèi)大量的精力和時(shí)間，必然導(dǎo)致微生物肥料生產(chǎn)成本提高。此外，農(nóng)戶對(duì)微生物肥料認(rèn)知較淺，認(rèn)為其見(jiàn)效慢，甚至無(wú)效。其實(shí)，這是一種錯(cuò)誤的認(rèn)知。為使農(nóng)戶正確認(rèn)識(shí)生物肥料的特殊性，政府在給予補(bǔ)貼的同時(shí)，應(yīng)將技術(shù)應(yīng)用宣傳到位，進(jìn)而打消農(nóng)戶的誤解和疑慮。

4微生物肥料發(fā)展趨勢(shì)

4.1菌株篩選和聯(lián)合菌群應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)報(bào)道，使用含有固氮菌、磷細(xì)菌和鉀細(xì)菌這一類生物肥料，可以幫助農(nóng)作物利用空氣中的氮?dú)猓@取有效、合適的磷、鉀素營(yíng)養(yǎng)。若能在一定條件下，將固氮、解磷、解鉀的菌種復(fù)合在一起培養(yǎng)，利用其互惠、協(xié)同、共生的作用，將其性能更好地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中，那么其效果也將優(yōu)于單菌株施用。

4.2研發(fā)熱點(diǎn)產(chǎn)品品種

4.2.1根瘤菌肥料應(yīng)用。目前，根瘤菌在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最多且最受歡迎。其具有固氮的特性，因而在豆科植物中應(yīng)用最多，將根瘤菌與豆科植物一同拌種，能促使豆科植物生成根瘤、莖瘤，從而進(jìn)一步利用空氣中的氮?dú)夂偷剞D(zhuǎn)化為可以供給植物利用的營(yíng)養(yǎng)。目前，我國(guó)正在擴(kuò)大花生和大豆等油料作物的種植面積，根瘤菌劑的接種需求量也會(huì)越來(lái)越高。4.2.2由無(wú)芽孢桿菌向有芽孢桿菌方向轉(zhuǎn)變。芽孢桿菌是一種可以形成內(nèi)生孢子的桿菌或球菌，具備耐高溫、干旱等特點(diǎn)，而無(wú)芽孢桿菌往往不具備這些優(yōu)勢(shì)。若要將微生物制成吸附菌劑并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸至農(nóng)作物基地中，就需要菌體對(duì)環(huán)境具有較好的耐受能力，以適應(yīng)不同的環(huán)境。因此，芽孢桿菌是更好的選擇。4.2.3植物根際促生細(xì)菌的研究。植物根際促生細(xì)菌PGPR（plantgrowthpromotingrhirzboacteria）泛指在植物根圈范圍內(nèi)能有效拮抗病原菌或促進(jìn)植物生長(zhǎng)的所有菌株，包括細(xì)菌和真菌[7]。因此，PGPR的促生效果往往被認(rèn)為是各種微生物協(xié)同綜合發(fā)揮作用[8]。PGPR類微生物通過(guò)直接作用或間接作用，如促進(jìn)根圈周?chē)鸂I(yíng)養(yǎng)元素釋放、加快營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、影響根系生長(zhǎng)發(fā)育等過(guò)程達(dá)到促生效果[9]。

4.3生產(chǎn)條件改善和生產(chǎn)工藝改進(jìn)

微生物肥料的生產(chǎn)工藝包括發(fā)酵條件、工藝流程、合適的載體、吸附劑等。當(dāng)前，應(yīng)更加重視菌劑保質(zhì)期的研發(fā)。

5展望

目前，隨著三胎政策的放開(kāi)，中國(guó)人口數(shù)量必將持續(xù)上升，日益增長(zhǎng)的人口數(shù)量會(huì)使人們對(duì)糧食的需求持續(xù)增長(zhǎng)。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)是我國(guó)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，要保證其可持續(xù)發(fā)展，必須要在減量化、無(wú)害化基礎(chǔ)上利用肥料。這就要求我們生產(chǎn)可再生肥料，避免土壤超負(fù)荷運(yùn)作導(dǎo)致肥力下降，同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)、減負(fù)。因此，盡管技術(shù)和成本等因素制約了可再生肥料的應(yīng)用和發(fā)展，但是，隨著科技發(fā)展，其發(fā)景前景仍非常樂(lè)觀，且諸多問(wèn)題和不足也將會(huì)得到解決。就研發(fā)力度而言，國(guó)家將加大力度完善微生物肥料的相關(guān)政策，加強(qiáng)與高校、科研院所等單位的合作，篩選出合格的芽孢桿菌加以利用，并加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，提供穩(wěn)定可靠的微生物菌株；與此同時(shí)，進(jìn)一步改進(jìn)工廠工藝流程，使用性質(zhì)穩(wěn)定的保護(hù)劑或者新型材料進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)輸，并通過(guò)研發(fā)現(xiàn)酵工程和先進(jìn)設(shè)備，解決菌體易滅活的問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本。對(duì)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，企業(yè)只有保證生產(chǎn)菌株的數(shù)量和純度，才能在降低成本的基礎(chǔ)上，在市場(chǎng)中占據(jù)有利地位從而獲得最大收益。因此，企業(yè)要建立一套完善的產(chǎn)品質(zhì)量保障體系，杜絕生產(chǎn)劣質(zhì)微生物肥料，保證產(chǎn)品品質(zhì)；政府機(jī)構(gòu)也應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管，加強(qiáng)產(chǎn)品和技術(shù)的引進(jìn)、管理。國(guó)外對(duì)相關(guān)微生物的研究與應(yīng)用已十分廣泛，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)開(kāi)拓的同時(shí)，也要與國(guó)際市場(chǎng)接軌，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，向周邊國(guó)家出口農(nóng)產(chǎn)品，以推動(dòng)國(guó)內(nèi)外企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)研發(fā)優(yōu)質(zhì)農(nóng)用肥料。

作者:鄒錦豐 周傳志 單位:永康市金豐家庭農(nóng)場(chǎng)有限公司 浙江農(nóng)藝師學(xué)院