復(fù)合微生物肥的主要功效與作用機理

張洪勝 楊 述

1）山東省煙臺市農(nóng)科院果樹研究分院·265500 2）四川省新綠盛生物工程有限公司

微生物肥料可以改良土壤結(jié)構(gòu)、提高肥效；創(chuàng)造有益微生物為主的根際環(huán)境，克服重茬和防治根部病害；促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量，并改善品質(zhì)等。現(xiàn)將微生物菌肥的主要功效和作用原理簡要闡述如下。

微生物肥料肥效的發(fā)揮既受其自身因素的影響，如肥料中所含有效菌數(shù)、活性大小等質(zhì)量因素，只有當(dāng)這些有益微生物處于旺盛的繁殖和新陳代謝的情況下，物質(zhì)轉(zhuǎn)化和有益代謝產(chǎn)物才能不斷形成；又受到外界其它因素的制約如土壤中的溫度、酸堿度、營養(yǎng)條件及原生活在土壤中土著微生物的排斥作用。此外，還受水分、有機質(zhì)、pH值等生態(tài)因子的影響。而不像其它肥料是以氮、磷、鉀等主要元素的形式和多少為基礎(chǔ)。這是它區(qū)別于化肥和有機肥料的主要特征。

1 抗病防病作用

微生物菌肥中含有的活性功能菌是包含多個菌種的復(fù)合菌群，一般包括光和菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、醋酸菌、雙歧桿菌、放線菌等十幾大類微生物中的幾十余種。其中枯草芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等是防抗病作用的主要菌種，它們在作物上使用效果顯著、性能穩(wěn)定。枯草芽孢桿菌是采用人工誘變深層液體發(fā)酵濃縮精制而成，對人畜無害，不污染環(huán)境，能產(chǎn)生多種抗菌素和酶，具有廣譜抗菌活性和極強的抗逆能力，其防抗病害的機理如下。

1.1 形成競爭優(yōu)勢 枯草芽孢桿菌施入土壤后，能夠在作物周圍、根表面、根內(nèi)部以及通過植物導(dǎo)管傳導(dǎo)到地上部分，而在作物根表、根內(nèi)、莖部、葉部等位點定殖和繁殖后，和其它微生物爭奪氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，具有競爭排它性。在作物根際形成優(yōu)勢種群可有效防止其它有害病菌的生長，起到防病抗病作用。

1.2 生物拮抗作用 枯草芽孢桿菌生長過程中能代謝分泌產(chǎn)生細(xì)菌素（枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素等）、脂肽類化合物、有機胺類物質(zhì)等，這些代謝產(chǎn)物可有效抑制致病菌的生長或溶解病原菌，以致殺死病菌，具高抗重茬病作用。枯草芽孢桿菌分泌的酶類有幾丁質(zhì)酶抗菌蛋白，對多種植物病害病原菌具有強烈抑制作用。枯草芽孢桿菌代謝產(chǎn)生的脂肽類化合物可以用于防治小麥白粉病、稻瘟病、赤霉病、紋枯病、炭砠病，黃瓜霜霉病、番茄青枯病、灰霉病等植物病害。

1.3 枯草芽孢桿菌的殺菌溶菌作用 在作物根表、根內(nèi)、莖部、葉部等位點定殖和繁殖過程中，枯草芽孢桿菌可在病原菌的菌絲上伴隨生長，分解消耗病原菌，使菌絲發(fā)生斷裂，解體細(xì)胞，其能產(chǎn)生脂肽類和蛋白類等殺菌物質(zhì)，從而殺死作物病原菌，達(dá)到防病效果。這樣病原菌就不能再侵染植物了。

2 增加并改善土壤肥力

改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況，微生物肥料主要通過各種菌劑促進(jìn)土壤中難溶性養(yǎng)分的溶解和釋放。同時，由于菌劑的代謝過程中釋放出大量的無機有機酸性物質(zhì)，促進(jìn)土壤中微量元素硅、鋁、鐵、鎂、鉬等的釋放及螯合，有效打破土壤板結(jié)，促進(jìn)團粒結(jié)構(gòu)的形成，使被土壤固定的無效肥料轉(zhuǎn)化成有效肥料，改善土壤中養(yǎng)分的供應(yīng)情況、通氣狀況及疏松程度。如各種自生、聯(lián)合、共生的固氮菌，主要應(yīng)用于豆科植物，使其能在豆科植物根、莖（葉）上形成根瘤，同化空氣中的氮素來供應(yīng)給豆科植物氮素營養(yǎng)，以增加土壤中的氮素來源。多種解磷、解鉀微生物的應(yīng)用，可以將土壤中難溶的磷、鉀分解出來，從而能為作物吸收利用，增加土壤肥力。如VA菌根菌以光合菌分泌的氨基酸為食餌，它既能溶解不溶性磷而增加土壤中磷的供應(yīng)，又能與固氮菌共生，使其固氮能力成倍提高。解鉀細(xì)菌則主要是通過細(xì)菌的活動，分解土壤中部分不能被作物吸收的鉀元素，使鉀從土壤中分解出來，供作物生長時吸收利用——即“解鉀”作用。

目前，對根瘤菌侵染及結(jié)瘤過程的生物化學(xué)基礎(chǔ)已研究得比較清楚，對其結(jié)瘤過程的分子機制研究也取得了較大進(jìn)展。自生固氮類肥料，由于其固氮量少，且難以定量，故對其固氮機制的研究進(jìn)展緩慢。聯(lián)合共生固氮細(xì)菌與根瘤菌不同，其大多聚集在根皮表面，未能形成類似根瘤的穩(wěn)定共生結(jié)構(gòu)，因而受根際環(huán)境因素影響較大。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為磷細(xì)菌肥料的解磷機理主要是一些種類微生物在生長繁殖和代謝過程中產(chǎn)生有機酸，如乳酸、檸檬酸、草酸、乙酸和無機的碳酸、硝酸或硫酸等類物質(zhì)，降低土壤環(huán)境中pH值，使固定在土壤中的難溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性磷酸鹽；或有機酸通過鰲合閉蓄態(tài)Fe-P,Al-P,Ca-P，使之釋放有效磷，提高土壤可溶性磷酸鹽的含量，以供作物吸收利用。通過微生物呼吸作用釋放C02，降低土壤環(huán)境pH值，使難溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性磷酸鹽;有些細(xì)菌釋放的H2S與磷酸鐵作用，釋放可溶性磷酸鹽。

也有專家認(rèn)為通過微生物產(chǎn)生磷酸酶，土壤和植物根際有很多微生物產(chǎn)生磷酸醋酶，將有機磷化物中的磷酸醋鍵打開，釋放磷酸，提供植物所需的磷營養(yǎng)。

3 改良土壤結(jié)構(gòu)

微生物肥料中本身含有腐植酸、氨基酸等有機質(zhì)，其中的有益微生物也能產(chǎn)生糖類物質(zhì)，占土壤有機質(zhì)的0.1%，與植物粘液、礦物胚體和有機膠體結(jié)合在一起，可以形成并改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，增強土壤的物理性能和減少土壤顆粒的損失，在一定的條件下，還能參與腐殖質(zhì)形成。所以，施用微生物肥料能改善土壤物理性狀，解決土壤因大量和長期使用酸性化肥造成的土壤硬化、板結(jié)、漏水漏肥等影響作物生長和結(jié)果的問題，有利于改善土壤肥力供給。

4 促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)

如光合細(xì)菌和藍(lán)藻類，屬于獨立營養(yǎng)微生物，菌體本身含60%以上的蛋白質(zhì)，且富含多種維生素，還含有輔酶Q10、抗病毒物質(zhì)和促生長因子；它以土壤接受的光和熱為能源，將土壤中的硫氫和碳?xì)浠衔镏械臍浞蛛x出來，變有害物質(zhì)為無害物質(zhì)，并以植物根部的分泌物、土壤中的有機物、有害氣體（硫化氫等）及二氧化碳、氮等為基質(zhì)，合成糖類、氨基酸類、維生素類、氮素化合物、抗病毒物質(zhì)和生理活性物質(zhì)等，是提高產(chǎn)量、肥沃土壤和促進(jìn)動植物生長的重要力量。枯草芽孢桿菌可大幅促進(jìn)植物生長，在該菌防病抗病的同時，還可誘導(dǎo)作物產(chǎn)生吲哚乙酸等激素類物質(zhì)，提高作物生長激素水平，促進(jìn)植物生長繁育，能刺激和調(diào)節(jié)作物生長，使植物生長健壯，營養(yǎng)狀況得到改善。使用微生物肥料可以提高農(nóng)產(chǎn)品中的維生素C、氨基酸和糖分的含量，有效降低硝酸鹽含量。

5 降低農(nóng)殘，保護(hù)環(huán)境

我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期以來延續(xù)的是一種高投入、高消耗和高排放的粗放式增長模式，這也帶來污染物的高排放，使得我們賴以生存的自然生態(tài)環(huán)境面臨越來越嚴(yán)重的威脅，農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)殘超標(biāo)普遍較重，加上城市生活垃圾無害化處理和公園商業(yè)小區(qū)廢棄物處置等方面能力不足。利用微生物的特定功能分解土壤中的重金屬和有害物質(zhì)是一條經(jīng)濟可行的有效途徑，一舉兩得。由此可見用最少的資源和環(huán)境代價，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟和社會效益。特別是微生物菌劑可抑制農(nóng)作物對重金屬及農(nóng)藥等有害物質(zhì)的吸收、凈化和修復(fù)土壤，是目前無公害食品和綠色食品生產(chǎn)現(xiàn)實需要，更是減少化肥和農(nóng)藥用量、降低環(huán)境污染的必然選擇，也在促進(jìn)農(nóng)作物秸稈和城市垃圾的腐熟利用等方面有著不可替代的功效。

6 微生物肥料的選擇和合理應(yīng)用

現(xiàn)在市場上存在著多種微生物肥料，其中大部分微生物肥料對促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了重要的作用，但也存在著一些被利益驅(qū)動的不法分子、制造假冒偽劣的產(chǎn)品來擾亂市場。農(nóng)民沒有充分的科普知識和必要的儀器來檢測肥料的真?zhèn)巍Ｒ虼耍谶x擇微生物肥料時，要特別注意：一是檢驗肥料是否獲得農(nóng)業(yè)部正式（或臨時）登記許可證；二是重點關(guān)注該肥料在當(dāng)?shù)氐脑囼炇痉缎Ч?/p>