生物肥料研究进展 3.docx

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生物肥料研究进展3

微生物肥料种类、发展现状与应用前景

【摘要】微生物肥料又称生物肥料、生物菌肥、土壤菌剂等，可以分为固氮菌肥、解磷菌肥、生物硅钾肥、复合菌肥和复混生物菌肥。

具有活化土壤养分、节能降耗、提高作物产量和提高肥料利用率，节省投资的作用。

当前，根瘤茵剂已在世界范围得到推广和普及，固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等的研究也取得了很大的进展。

在菌种制剂的研究方面，加拿大已有“根瘤菌+PGPR”复合菌肥，巴西的PGPR制剂已应用在小麦、玉米等作物上。

作为一种新型肥料，在21世纪微生物肥料将在农业可持续发展和植物营养资源方面具有更广阔的应用前景。

关键词：

微生物肥料种类发展现状应用前景

ABSTRACT

Microbialfertilizercanbecalledbiologicalfertilizer,bio-bacterialmanure,soilbacteriaagent,andsoon.Itincludesnitrogenfixationbacterialmanure,phosphate-solubilizingbacterialmanure,biologicalsiliconpotashfertilizer,compositebacterialmanureandcomplexmixedbio-bacterialmanure.Whichcanmakesoilnutrientactive,saveenergyandreduceconsumption,andincreasecropyieldandimprovethefertilizerutilizationratio,thesaveoninvestment.Atpresent,Rhizobiumagenthasbeeninpromotionandpopularizationintheworld.Nitrogenfixingbacteria,phosphate-solubilizingbacteriaandbacteriaalsohasmadegreatprogressduringthestudy.Instrainspreparation,Canadahasstudied"rhizobium+PGPR"compositebacterialmanure,andBrazil'sPGPRpreparationhasalreadybeenusedinthewheat,cornandothercrops.Microbialfertilizerwillhavewiderapplicationprospectinagriculturalsustainabledevelopmentandplantnutritionresourcesinthe21stcenturyasanewfertilizer.

Keywords：

microbialfertilizerkindcurrentsituationofthedevelopmentapplicationprospect

前言

化学肥料的大量施用不仅致使土壤板结、土壤微生物区系发生变化、带来食品安全等问题，还造成大量的经济损失和严重的环境污染。

在当前农业可持续发展形势下，开辟微生物肥料部分替代化肥日益受到重视。

微生物肥料又称生物肥料、生物菌肥、土壤菌剂等，是一类以微生物生命活动及其产物为媒介，使农作物得到特定肥料效果的微生物活体制品，是将有效菌类与吸附材料混合在一起制成的复合生物肥料应用于农业生产中，作物能够获得特定的肥料效应，达到促进作物生长，增加产量，提高质量等【1】。

在这种效应的产生中，制品中活性微生物起关键作用【2】。

土壤中有大量的微生物在活动，特别是在植物根际，相当数量的细菌和真菌种类相互作用，与植物构成一个整体系统，对植物生长发挥有益的作用【3】。

目前微生物肥料或制剂在生产中的应用还很有限，到2003年为止，国际市场上约有80多种微生物制剂【3】，但是多为单一制剂。

现今，土传病害已成为农业生产尤其是安全生产的主要障碍【4】，用农药防治难以奏效且污染环境，研制具有促生、防病功能的复合菌群微生物肥料成为一个重要的发展趋势【5】。

加拿大已有“根瘤菌+PGPR”复合菌肥，巴西的PGPR制剂已应用在小麦、玉米等作物上【6】。

我国微生物肥料与国外相比差距还很大，研究落后于生产实际，产品质量参差不齐，肥料受环境影响大，效果不稳定，特色和优势明显的产品数量少，微生物肥料市场秩序较乱【7】。

菌种载体和剂型缺乏创新，生产中对根际生态调控达到防病、促生的多功能微生物肥料的需求很大，（据报道，我国微生物肥料2011年产量需求为2100万吨【8】）但该类产品几乎还是空白。

因此，本文总结了微生物肥料的种类、特点和国内外微生物肥料发展现状，展望了其应用前景，为进一步开展微生物肥料研究提供一些思路和方向。

主题

1微生物肥料的种类

1．1生物菌肥

生物菌肥为完全的生物菌剂制品，又分为固氮菌肥：

包括根瘤菌肥和固氮菌肥；解磷菌肥：

有机磷微生物和无机磷微生物菌系制品；生物硅钾肥：

硅酸盐微生物系制品；增产菌肥：

具有刺激和调控作物生长、抑制抗病功能微生物菌系制品；复合菌肥：

是由两种或两种以上功能菌系复合而成的菌肥【9】。

1．2复混生物菌肥

复混生物菌肥又分为生物有机复混肥：

是生物菌剂与有机肥复混而成；生物有机无机复混肥：

是由生物菌剂、有机肥、化肥复混而成。

此外，根据施用方法还可分为液体剂型、泥状剂型、粉状剂和颗粒剂等【10】。

2微生物肥料的作用和特点

2．1活化土壤养分，促进作物根系活力

微生物肥料能使土壤中原来被化合固定而不能被作物吸收的磷、钾养分被分解，从而起到活化土壤中磷、钾等养分的作用，增加土壤有机质含量，促进土壤团粒结构形成，消除土壤板结，从而使作物根系发达，增强活力【11】。

2．2节能降耗，保护生态环境

固氮菌在常温常压条件下即可完成氮的转化过程，为作物提供丰富的养分，同时又不会造成亚硝酸盐的残留而污染环境，起到了很好的节能降耗、保护环境的作用。

所以，固氮菌是当前无公害农产品生产中广泛推广应用的肥料产品【12】。

2．3提高作物产量，改善作物品质

微生物肥料可增加农产品有效营养成分，如面粉中的面筋含量、不同大豆中的油脂含量、蛋白质含量，蔬菜瓜果中的维生素、糖的含量【13】。

有关试验表明，微生物肥料不仅能使粮食作物增产10％左右，果菜类增产15％左右，【14】而且还可使产品外观有较大改善。

2．4提高肥料利用率，节省投资

微生物肥料与无机复合肥混合施用，可明显提高化肥利用率10％～15％，节省20％左右的化肥用量【15】。

在无公害农产品生产中，采用有机肥料、无机肥料与微生物肥料相结合的施用方法，改变了传统农业生产向有机农业生产方式过渡，从而实现高产、优质、高效、低耗的目标【16】。

3微生物肥料研究进展状况

3.1国外微生物肥料研究进展状况

3.1.1根瘤茵剂在世界范围得到推广和普及【17】

世界上许多国家，如美国、澳大利亚、新西兰、日本、意大利、奥地利、加拿大、法国、荷兰、芬兰、泰国、韩国、印度及非洲的一些国家，至少有70多个国家研究、生产和应用豆科根瘤菌，不仅面积不断扩大，而且应用的豆科植物种类繁多【18】。

不少国家在经历一段时间的混乱后，逐步认识到加强根瘤菌肥料质量管理的重要性，并制定了相应的标准。

3.1.2固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等的研究

除根瘤菌以外，许多国家在其它一些有益微生物的研究和应用方面也做了大量的工作。

前苏联及东欧一些国家的科研人员进行了固氮菌肥料和磷细菌肥料的研究和应用，所用的菌种为圆褐固氮菌和巨人芽孢杆菌【19】。

他们和前捷克斯洛伐克、英格兰及印度的研究吲氮菌的工作者证实，这类细菌能分泌生长物质和一种抗真菌的抗生素，能促进种子发芽和作物根部的生长。

【20】20世纪70年代末和80年代初，一些围家对同氮细菌和解磷细菌进行了田间试验，结果各异，对其作用还有相当大的争议【21】。

但存固氮螺菌与禾本科作物联合共尘的研究中取得了一定的进展，在许多国家作为接种剂使用【22】。

3.1.3菌种制剂的研究

现今，土传病害已成为农业生产尤其是安全生产的主要障碍，用农药防治难以奏效且污染环境，研制具有促生、防病功能的复合菌群微生物肥料成为一个重要的发展趋势【23】。

加拿大已有“根瘤菌+PGPR”复合菌肥，巴西的PGPR制剂已应用在小麦、玉米等作物上【24】。

3.2我国微生物肥料的概况

我国微生物肥料的研究应用和国际上一样，是从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种20世纪50年代，从原苏联引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌剂，称为细菌肥料【25】。

20世纪60年代又推广使用放线菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮蓝绿藻肥；20世纪70～80年代巾期，又开始研究VA菌根，以改善植物磷素营养条件和提高水分利用率【26】；20世纪80年代中期至90年代，农业生产中又相继应用联合固氮菌和生物钾肥作为拌种剂【27】；近几年来又推广应用由固氮菌、磷细茼、钾细菌和有机肥复合制成的生物肥料做基肥施用。

与国外相比差距还很大，研究落后于生产实际，产品质量参差不齐，肥料受环境影响大，效果不稳定，特色和优势明显的产品数量少，微生物肥料市场秩序较乱；菌种载体和剂型缺乏创新，生产中对根际生态调控达到防病、促生的多功能微生物肥料的需求很大，（据报道，我国微生物肥料2011年产量需求为2100万吨）但该类产品几乎还是空白【28】。

4微生物肥料的应用前景

4．1微生物肥料开发对农业可持续发展的意义

自19世纪以来，伴随绿色革命和植物的矿质营养学说的建立，作物良种和施用化肥对产量的提高起到了巨大的推动作用【29】。

但是化肥对作物产量并不是表现为永远的直线上升关系，化肥的作用不仅受到最小养分法则的限制，更受到报酬递减规律的制约【30】。

不仅如此，化肥的不良施用所造成的环境污染已日益引起人们的关注。

随着21世纪生物技术的兴起，微生物肥料的开发与应用对创造良好的根际生态环境、改善土壤理化性质、提高土壤的供肥能力和对环境资源（如空气中气转化吸收）的有效利用、降低作物对化肥的依赖、抑制病虫害的发生及减少农药污染等具有重要作用【31】。

这意味着，不仅农业生产成本可能有很大程度的降低，而且对农业的可持续发展将产生深远的影响。

同时，以城乡有机废弃物为基质，采用现代化的工业技术，制造成具有多种功能（如固氮、解磷、活钾等）的再生型复合生物肥料，将对资源的循环利用，实现生态、经济、社会效益一体化同样具有重要意义【32】。

4．2微生物肥料将与化肥、有机肥一起构成21世纪的植物营养资源

随着全球对生态环境的日益重视和社会对农业可持续发展的要求，生物肥料和有机肥料的开发与应用必将有较大的进展，将与化肥一起，构成21世纪植物营养资源【33】。

据现有的研究结果，生物肥料只能在具有一定的土壤肥力基础上或者在相应的化肥投入基础上才能更好地发挥其作用特性【34】。

因此，生物肥料与化学肥料是相互配合、相互补充的关系，它不仅是化学肥料数量上的补充，更主要的是性能上的配合与补充【35】。

生物肥料只有与有机肥料和化学肥料同步发展，才更具有广阔的应用前景。

4．3微生物肥料本身的发展为其扩大应用奠定了基础

通过筛选优良菌种、改进生产工艺和生产设备，为生产优质的微生物肥料创造了条件，而且基因工程新菌株的出现使微生物肥料的泛应用成为可能【37】。

近年来兴起的植物根际促生细菌的研究和开发，更为微生物肥料的应用开辟了广阔前景【38】。

总结

在微生物肥料研究方面，我国与国外相比差距还很大，研究落后于生产实际，产品质量参差不齐，肥料受环境影响大，效果不稳定，特色和优势明显的产品数量少，微生物肥料市场秩序较乱，菌种载体和剂型缺乏创新【39】。

因此，我们应在产品合理组成、工艺路线和应用效果方面加强研究，提升产品的科技含量，开发高新产品，筛选优良菌种，在菌种的组成和工艺路线等方面能有所创新。

随着全球对生态环境的日益重视和社会对农业可持续发展的要求，世界各国均正在加大生物肥料和有机肥料的开发、生产及应用力度【40】。

相信随着科学技术的进步，生物菌肥一定能够健康有序地发展，为农业增收发挥其应有的作用。

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