淺談微生物肥料的作用效果

柴曉虹， 李錄山,， 姚 拓，韋雷飛，楊 鷹, 黃秀君，王榮蛟

(1.四川省攀枝花市農林科學研究院，四川 攀枝花 617061；2.甘肅農業大學，甘肅 蘭州 737100)

近年來，隨著化學肥料施用量的不斷加大，土壤板結程度逐漸升高，土壤肥力顯著下降，使土壤資源自我恢復能力也逐漸降低。生物肥料能有效補充土壤的有機養分，促進土壤良性生態循環，提高土壤保肥保水能力，有效防止土壤板結，促進農作物增收。因此，用生物肥料替代或部分替代化學肥料的研究備受關注[1]。

當前國內外都在積極發展綠色農業(生態有機農業)和綠色食品，因此研究和開發利用生物肥料已成為研究熱點。為便于了解和推廣生物肥料，本文對微生物肥料的種類及主要作用效果進行了綜述，旨在為微生物肥料的進一步推廣與應用提供基礎資料及相關依據。

1 微生物肥料的種類

權威專家的觀點認為，微生物肥料是指將活的微生物與一定的載體按一定的比例混合制成肥料。該肥料施用于大田之后，作物會獲得比傳統的化肥更環保的肥料效應，而這種肥料效應主要靠的是肥料中微生物的代謝活動和產物[2]。微生物肥料的種類多種多樣，劃分標準和方法各不一樣，主要的劃分結果見表1。

2 微生物肥料的作用效果

2.1 增強植物對病蟲害的抵御能力，增加農作物產量及農民收入

在大田中施用微生物肥料后，肥料中有益微生物在栽培土壤中快速大量的繁殖，在數量和養分競爭上抑制了根際病原菌的生長發育和繁殖，進而緩解了農田中病原菌和害蟲對作物的侵害。另外，有些微生物產生一些抗生素類的代謝產物，這些代謝產物對腐酶等作物病原菌的生長和繁殖有抑制作用，農作物病蟲害減輕了，產量也就增加了，相應地增加了農民收入。

近年來，有關微生物肥料在作物增產、防病、增加經濟效益方面的研究屢見不鮮。薛智勇等[7]，在西瓜、黃瓜、芋頭上分別增施生物肥，產量分別提高了19.2%、23.3%、39.85%，且可有效降低西瓜和黃瓜鐮刀菌枯萎病的死株率和病程指數。劉潤進等[8]分別在菜豆、花生、玉米、甘薯上施用叢枝菌根(AM)菌劑，產量分別提高了59.8%、21.75%、39.24%、21.96%。李向東、胡小加、鄭明燕等[9-22]分別在番茄、油菜、小辣椒、西葫蘆、甜瓜等作物上使用了不同的微生物肥料，結果表明，施用微生物肥料可以提高產量，并對青枯病、菌核病、枯萎病有一定的抑制作用，同時可以緩解作物的連作障礙。山西省農業科學院農業環境與資源研究所于2016年對香蕉施用液態菌肥，結果表明，香蕉枯萎病的病情指數比對照降低了16.8%～28.7%[23]。朱勤[24]、李萍等[25]和楊宜生[26]分別對油菜、萵苣和馬鈴薯施用生物肥料，產量分別提高18.7%、4.8%和3.6%。史麗萍等[27]在甘藍上增施復合微生物肥料，產量提高10.8%。

表1 微生物肥料種類

2.2 改善土壤肥力、提供氮素、與農作物組成共生體系為作物提供營養，改善土壤孔隙度和容重

這是微生物肥料的一個主要作用。鄭明燕等的研究表明施用生物肥料后，土壤中水分含量、有機質、速效N、有效P和有效K的含量會增加，土壤微生物的數量也會增加[11]。何歡宇等的研究表明，土壤微生物細菌、根結線蟲、放線菌數量顯著增加，真菌數量有一定減少[28-29]。此外，張振銘等和許靖的研究表明，在大田中施用生物肥料后，土壤結構得到了明顯改善，土壤的保水、保肥能力增強，對外界給予的弱酸弱堿刺激的緩沖能力也有所增強，土壤的氣孔導度也得到了改善，同時還改變了土壤中的碳氮比[30-31]。施用微生物肥料后可提高土壤中速效N、P、K的含量，同時也可以提高柑橘葉片中全N和全K及微量元素Cu、Zn、Fe與Mg的含量[32]，進而改善土壤質量[33]。

2.3 增加作物可食部分的可溶性蛋白含量、提高作物品質

有研究表明，使用微生物肥料后對提高農作物產量和農產品品質[30-33]，如提高蛋白質[34-35]、糖分[36]等的含量等有一定作用。

2.4 有效改善作物植物學性狀及經濟性狀，促進作物生長發育

①對作物葉片有一定的作用，主要表現為施用生物肥料后，可增加作物的葉片寬度[37]、提高葉片的光能利用率[38]、改善葉片色澤[39]、提高葉片SOD、POD、CAT，降低MDA含量[35]，從而促進作物生長。②能夠改善作物的經濟性狀，具體表現為施用生物肥料后，可增加作物株高[20,23-24,40-42]、單果重[40,43]、穗數[44]、穗粒數[44-45]、千粒重[44,46,47]、結實率[46-47]、果枝層數、單株鈴數、單鈴重[48]、單株坐果數[43]，每株分枝數[41]、有效結莢數[41-42]、帶蘗率[49]等。③延長生育期，朱勤等(2017)的研究表明，施用地福來生物肥料，可延長油菜開花期，比常規施肥延長1d[24]。④能增強作物的抗逆性，何歡宇等的研究結果表明，生物肥料增加了土壤中微生物的種類并提高了微生物的活性，進而增強了作物對病害的抵御能力[28]。王秀春等的研究結果表明，施用生物肥料可以減少水稻的倒伏率和凍害程度[46]。

2.5 減少化肥施用量、降低酸堿度、改善生態環境

在大田中施用微生物肥料后就相應的減少了化肥的施用量，這樣土壤內微生物生活環境得到改善，降低了土壤板結程度，保持了土壤肥力，并遏制了因大量施用化肥而造成土壤肥力下降的現象，維持土壤資源的自我恢復能力在相對較高的水平。并且施用微生物肥料后作物沒有被污染而且體內沒有有毒物質的殘留[2]。如盧秉林等的研究結果表明，施用微生物肥料后顯著減少了化肥的施用量，這不僅提高了經濟效益，而且還有深遠地生態學價值以及對環境無害[50]。王海林的研究結果表明，生物肥料可以提高土壤肥力，使土壤PH趨于中性的效果[42]。

3 討論

在國內，微生物肥料的發展已有70多年了，最初的微生物肥料被稱作根瘤菌劑，隨后又稱作細菌肥料或生物肥料。過去人們只重視獲得最高的糧食產量以獲得最大經濟效益，因此大量的施用化肥，一定程度上忽視了微生物肥料的研究和生產應用。近幾年來，我國積極響應國際號召，相繼提出了“可持續農業”與發展“生態農業”的等戰略，并提倡大力發展微生物肥料。2015年，國內從事微生物肥料的研究和規?；a的企業已有1000多家，每年生產的微生物肥料約1000萬t[51]，說明我國對微生物肥料的研究、開發及推廣使用進入了繁熱化階段。

由此可見，國內外都在積極的研究和發展可持續農業和生態農業，因此大力研究和推廣微生物肥料是農業發展的又一個新階段。長期以來，人們對生物肥料的認識還不夠全面，有人認為它是萬能的，而事實并非如此，它是一種緩效性的肥料，生物肥料的速效性比化肥低，因此，要正確認識微生物肥料，不能忽視微生物肥料的作用，認為它無肥效，也不能認為微生物肥料可以全部代替化肥。目前，生物肥料的研究內容已經發展為：①發展復合微生物肥料?？煽紤]在肥料中添加微量元素或者是含有微量元素的化學物質，如凹凸棒、稀土等。②制作生物肥料時所選用的功能微生物，應考慮選擇復合菌種，例如，將固氮菌與溶磷菌或生防菌結合。③選用的功能微生物逐漸轉向具有芽孢、耐高溫，耐干旱，抗逆性強等功能的芽孢桿菌發展。④采用分子生物學的方法對菌種進行基因改造、重組等，篩選出高效的工程菌[52]。因此，進行微生物肥料施用方式和化肥的用量及比例研究，大田中施用微生物肥料后對土壤結構和功能的改善研究，及提高肥料利用率和保護生態環境等方面的研究迫在眉睫。

雖然生物肥料應用前景廣闊且其作用效果獨特，但還未被廣泛的認可，主要原因有以下幾個方面：①用于制作生物肥料的微生物菌種易退化，且制成施用后有效活菌數不足，有效活菌數不足是微生物肥料推廣應用中亟待解決的問題。②菌種的分離沒有最好，只有更好。③需要適宜的環境(如溫度、濕度等)：由于微生物肥料內環境有適宜微生物繁衍的營養、溫度和濕度等條件[53-54]，因此在菌劑的生產、運輸和貯藏過程都需要適宜的環境[55]。任何微小的疏忽和破損都極易造成自然環境中雜菌的侵入，往往引起整批次或整包裝菌劑的嚴重污染[56]。④施用方法不當：雖然微生物肥料的施用量遠遠小于化肥的施用量，而施用的方法也較簡單，但一定要在有效期內施用，否則會造成大量菌劑失效。