微生物肥料的研究进展及应用现状

我国微 生 物 肥 料 的 剂 型 从 制 成 品 性 状 来 划 分，主要包括 液 体 和 固 体 两 种。 其 中 液 体 剂 型 多 是 由 发 酵 液 直 接 装 瓶 ，少 量 用 矿 油 封 面 ；固 体 剂 型 主要 以 草 炭 为 载 体，包 含 粉 剂、颗 粒 两 种 类 型，近 年 来 也 有 以 蛭 石 为 吸 附 剂 的 ；此 外 ，还 有 将 发 酵 液 浓缩后冷冻 干 燥 的 制 品。 从 内 含 物 看，则 有 单 菌 株 制 剂 和 多 菌 株 制 剂 ，部 分 还 添 加 有 增 效 物 ，如 大 量、微量元素化肥及有机物质等 。 ［３］
（１）改 善 作 物 营 养 状 况。 各 种 自 生、联 合 或 共生的固氮 微 生 物能 够 固 定 空 气 中 的 Ｎ 素，增 加植物的 Ｎ 素营养。磷细菌的出现使应用微生 物肥料提高土壤中磷素的的有效性成为可能。目 前已知的磷细菌 可 以 降 解 难 溶 性 无 机 磷 化 物，也 可以分解有机磷酸酯。前者主要通过在新陈代谢 过程中产生 有 机 酸、ＣＯ２［１０ ］、Ｈ２Ｓ、腐 解 植 物 残 体 时产 生 胡 敏 酸 和 富 里 酸 以 及 通 过 对 Ｃａ２＋ 的 吸 附 和铵的同化过程 来 溶 解 无 机 磷 化 物；后 者 则 通 过 分泌胞外 磷 酸 酶 对 有 机 磷 酸 酯 进 行 酶 解 。 ［１１］ 硅 酸盐细菌能对土 壤 中 云 母、长 石 等 含 钾 和 磷 的 矿 物 进 行 分 解 ，使 难 溶 钾 转 化 为 有 效 钾 ，故 也 被 称 为 钾细菌，其解钾作 用 可 能 与 形 成 的 胞 外 荚 膜 多 糖 和低分子量有机酸类代谢物的酸溶以及络合作用 有 关 。 ［１２］
２ 应用微生物肥料的作用机理
生物技术的发 展，使 按 照 不 同 的 要 求 对 微 生 物进行纯化 或 改 造 成 为 可 能。 得 益 于 此，微 生 物 肥料所采用的菌 种 日 趋 多 样 化，并 直 接 导 致 了 微 生物肥料的功能和种类不断更新。我国现有微生 物肥料的功能已 远 远 超 出 单 纯 固 氮 的 范 畴，其 作 用机理主要包括下述内容 ： ［９］
１９９４年，农业部制定了 首 例 微 生 物 肥 料 的 行 业标准，规范 了 微 生 物 肥 料 的 生 产。 经 过 十 几 年
收 稿 日 期 ：２０１２－０５－１０ 作者简介：郭永利 （１９５６－），男，农艺师，主要从事农业技术推广及研究工作。
郭 永 利 ：微 生 物 肥 料 的 研 究 进 展 及 应 用 现 状
目前微生物肥料对农产品品质的改善作用主 要 体 现 在 绿 色 、无 公 害 农 产 品 上 ，且 集 中 在 对 诸 如 蔬菜、水 果、油 料、茶 以 及 药 用 植 物 等 经 济 作 物 的 研究上，在粮食作物上 的 研 究 较 少 。 ［１５］ 微 生 物 肥 料对作物品质的 改 善 作 用 是 肯 定 的，即 使 某 些 微 生 物 肥 料 没 有 明 显 的 增 产，但 可 以 改 善 作 物 品 质［１７］。对蔬菜而言，施用微生物肥料能够 降 低 其 硝酸盐含量［１８］，对 Ｖｃ含 量 和 含 糖 量 也 具 有 提 高 效果 。 ［１９］ 王明友 等 在 ［２０］ 黄 瓜 上 施 用 微 生 物 菌 肥 后，提高 了 黄 瓜 中 干 物 质、糖 和 Ｖｃ的 含 量，对 其 口味也具有改善作用。应用微生物肥料对水果品 质的影响 也 比 较 明 显。 张 振 铭 等 通 ［２１］ 过 对 龙 冈 茌梨施用微生物 肥 料 发 现，复 合 微 生 物 肥 料 能 显 著 的 增 加 龙 冈 茌 梨 的 单 果 重 ，提 高 龙 冈 茌 梨 果 实 的可溶性总糖含 量 及 可 溶 性 固 形 物 含 量，能 显 著 降低龙冈 茌 梨 果 实 的 可 滴 定 酸 含 量 和 石 细 胞 含 量 ，减 小 果 皮 厚 度 ，但 仅 在 微 生 物 肥 料 浓 度 较 高 时 改善作用才比较明显。 ３．３ 微 生 物 肥 料 对 作 物 病 害 的 抑 制
微生物肥料产 业 近 年 来 已 初 具 规 模，成 为 我 国农业生物产业中的重要组成部分 。 ［８］ 目前 全 国 约有８００ 多 家 微 生 物 肥 料 生 产 企 业，年 产 量 达 ９００万ｔ。 所 生 产 的 肥 料 产 品 中 有 近 １ ６００ 个 获 得 了 农 业 部 颁 发 的 产 品 临 时 登 记 证，其 中 的 近 ７００个产品已 转 为 正 式 登 记 （至 ２０１２ 年 ０４ 月 ）。 微生物肥料的使 用 效 果 正 逐 渐 被 认 可，应 用 范 围 不断扩大。当前，我 国 微 生 物 肥 料 的 应 用 面 积 在 １亿亩以上，占 我 国 耕 地 面 积 的 ５．５６％。 每 年 约 有４５０万ｔ应 用 在 国 家 生 态 示 范 区、绿 色 和 有 机 农 产 品 基 地 ，大 田 应 用 相 对 较 少 。
３ 微生物肥料的应用
我国的微生物肥料在目前的应用过程中表现 出明显的优势，使 用 效 果 逐 渐 被 农 民 等 使 用 者 认 可 ，应 用 范 围 不 断 扩 大 ，社 会 的 接 受 能 力 正 逐 渐 提 高。现有针对微生物改善作物产量及品质等的研 究多以研究简报 为 主，针 对 其 改 善 原 理 的 研 究 相 对较薄弱。 ３．１ 微 生 物 肥 料 的 增 产 效 果
（３）抑 制 植 物 病 害。 部 分 微 生 物 （主 要 为 植 物根际促长细 菌，即 ＰＧＰＲ）能 通 过 产 生 铁 载 体、 卵磷脂 酶 Ｃ 和 几 丁 质 分 解 酶、抗 生 素、系 统 防 卫 酶以及氰 化 物 （ＨＣＮ）等 多 种 物 质 抑 制 细 菌 或 真 菌性病害，某些微 生 物 也 能 诱 导 系 统 抗 性 间 接 达 到促进植物生长的作用 。 ［９，１３］
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的 建 设 ，我 国 微 生 物 肥 料 标 准 体 系 基 本 建 成 ，产 品 的生产应用及质量监督均有据可循。目前共包括 了通 用 标 准、使 用 菌 种 安 全 标 准、产 品 标 准、方 法 标准和技术规程五个方面的 １９个 标 准（３ 项 国 家 标 准 和 １６ 项 农 业 行 业 标 准 ）［７］。
（４）增 强 植 物 的 抗 逆 性 。 某 些 微 生 物 能 够 提 高植 物 对 环 境 胁 迫 的 抵 抗 能 力，如 抗 旱 性、抗 盐 碱性、抗 极 端 温 度、湿 度 或 ｐＨ 值、抗 重 金 属 毒 害等能力。 如 ＶＡ 菌 根 可 以 增 强 植 物 的 抗 旱 能 力，且不同菌株之间的抗旱能力具有差异 。 ［１４］
我国的 微 生 物 肥 料 产 业 经 过 近 六 十 年 的 发 展 ，在 新 肥 料 剂 型 研 制 、工 艺 设 备 革 新 以 及 标 准 体 系、质量 体 系 建 立 等 方 面 取 得 了 长 足 的 发 展 。 ［４］ 微生物肥料产业的进步以及新型农业生产模式的 产生极大的促进了微生物肥料的应用 。 ［５］ 综 述 了 近年来针对我国 微 生 物 肥 料 的 研 究 进 展，并 着 重 阐述了在目前农 业 生 产 中 的 应 用 情 况，对 微 生 物 肥料应用中存在 的 问 题 进 行 了 描 述 和 建 议，希 望 能为微生物肥料的应用和产业发展提供参考。
（２）调 节 植 物 的 生 长。 多 数 研 究 表 明，微 生 物的 活 动 所 产 生 的 生 长 素、赤 霉 素、细 胞 分 裂 素、 脱落 酸、乙 烯、酚 类 化 合 物 及 其 衍 生 物 等 植 物 激 素，烟酸、泛酸、生物 素、ＶＢ１２ 等 维 生 素 以 及 核 酸 类和水杨 酸 都 能 不 同 程 度 地 刺 激 调 节 植 物 的 生 长 ［１３］。
微生物肥料 是 指 应 用 于 农 业 生 产，含 有 特 定 微生物活体的制品。其主要作用机理是通过其中 所含微生物的生 命 活 动，增 加 作 物 养 分 的 供 应 量 或 促 进 作 物 生 长 ，从 而 提 高 作 物 产 量 ，改 善 农 产 品 品质及农业生 态 环 境［１］。 多 年 的 田 间 试 验、示 范 和 应 用 表 明 ，微 生 物 肥 料 不 仅 能 够 增 加 作 物 产 量 、 提 高 农 产 品 质 量 、培 肥 地 力 ，而 且 还 可 减 少 化 肥 用 量，将城市的 废 弃 物 再 生 利 用，减 少 环 境 污 染 。 ［２］ 在当前的农业生 产 中，施 用 传 统 化 肥 所 导 致 的 成 本增加和环境污 染 问 题 愈 发 严 重，通 过 对 传 统 有 机 肥 、化 肥 的 部 分 替 代 和 相 互 补 充 ，微 生 物 肥 料 所 具 有 的 上 述 特 殊 作 用 ，能 够 有 效 的 缓 解 这 一 问 题 。 随着可持续农业 的 发 展，微 生 物 肥 料 作 为 一 种 新 型 肥 料 将 在 生 态 、有 机 农 业 和 绿 色 、无 公 害 食 品 等 领域彰显巨大的应用潜力 。 ［３］
１ 我国微生物肥料的发展现状
我国微生物肥料的研究和应用始于根瘤菌接 种 剂 ，近 十 年 进 入 了 稳 定 发 展 期 。 伴 随 着 菌 种 、剂 型 的 不 断 开 发 ，产 业 规 模 不 断 扩 大 ，生 产 和 检 测 标 准体系不断完善。
近 年 来 ，随 着 对 微 生 物 类 群 的 不 断 研 究 ，微 生
物肥料所采用的菌种种类不断扩大。目前所使用 的菌种 已 达 到 １１０ 多 种，包 括 细 菌、真 菌、放 线 菌 及蓝藻等 。 ［６］ 菌种的开发直接促进了新型微 生 物 肥料种类的 产 生。 据 葛 诚 的 ［４］ 统 计，我 国 现 有 的 微 生 物 肥 料 产 品 主 要 包 括 ：根 瘤 菌 制 剂 、自 生 及 联 合固 氮 菌 类 制 剂、溶 磷 细 菌 制 剂、溶 磷 真 菌 制 剂、 硅 酸 盐 细 菌 制 剂 、促 生 细 （真 ）菌 制 剂 、光 合 细 菌 制 剂、有机物料腐熟 剂、土 壤 （水 体）生 物 修 复 剂、放 线菌 制 剂、厌 氧 菌 制 剂、微 生 物 种 子 包 衣 剂、复 合 微 生 物 制 剂 和 生 物 有 机 （无 机 ）肥 料 。