生物有機肥作用的研究與進展

楊克俊

（諸城市農業技術推廣服務中心，山東諸城 262200）

0 引言

生物有機肥是用畜禽糞、農作物秸稈等特定功能微生物來源經無害化處理、腐熟的有機物料復合而成的肥料。普及和研究生物有機肥能有效提高作物產量，還能保護環境，減少土地污染。

1 生物有機肥的特點及使用現狀

生物有機肥是一種新型高效安全的復合肥料，其有許多特點和優勢。生物有機肥營養元素眾多，能為作物提供充足的養分，而傳統化肥只有一種或幾種元素。生物有機肥富含大量有機質，而這些有機質能夠改善土壤理化性狀，增強土壤維持肥水效力，緩解因化肥經常使用造成的土壤僵化。生物有機肥還含有微生物群系，能抑制有害菌的生長，促進有機物的分解，與傳統有機肥高溫烘干殺死微生物不同，有益菌在生長過程中能夠調控作物生長情況。生物有機肥還能增強作物抗病蟲害的能力，除此之外，與農家肥相比較，生物有機肥經除臭，氣味輕，幾乎無臭；并且均勻處理施用方便，不像農家肥料雜亂。

現階段我國生物有機肥行業還存在一些問題，主要有兩點原因，第一點是生物有機肥處于后續發展起來的行業，生物有機肥生產廠商規模不足，在整個肥料行業中占比較低；第二點，雖然生物有機肥有著很多優點，但行業中出產的肥料品質參差不齊，效果不穩定，農戶信任度不夠。伴隨著土地改革進程不斷推進，生物有機肥的優勢將不斷凸顯，預計在2022年我國生物有機肥產量將超過500萬t。

2 生物有機肥的作用

2.1 刺激農作物的生長

生物有機肥施用過后，其中的有益微生物群系進入土壤里，與土壤中的微生物形成相互作用，相互促進的協同效果，而微生物在生長繁殖過程中將產生大量有益于植物生長的代謝產物，如生長素、赤霉素能直接或間接為農作物提供多種營養和活性物質。部分生物有機肥中含有固氮菌、磷鉀細菌等元素功能菌，生長活動中產生的氮、磷、鉀元素有利于促進農作物根系生長，還有一部分生物的產物能促進農作物的光合作用。生物有機肥促進和調控作物生長是多方面的，其能長期為土壤提供營養，富含有機質和微量元素。

生物有機肥的原料有多種，都可用于調控和刺激農作物生長，農作物廢料如秸稈、豆粕、棉粕、菜籽餅等都可以在種植收獲后進行二次栽培，畜禽糞便基本都可以作為生物有機肥的原料，而像是餐廚垃圾、菜市場尾菜也可當作原料，在可持續發展及綠色生產方式推行下，生物有機肥依靠作物自身生長后留下的廢料進行循環利用，既改善了土地僵化，又解決了農業環境問題。

2.2 減少農作物的病蟲害

農作物的種植中總是少不了病蟲害的防治，有效地防治農作物病蟲害才能更好地提高作物品質和產量。生物有機肥中含有多種微生物群系，其中一部分可以與作物本身產生反應，分泌出抗菌素，進而抵抗病菌和有害細菌。另外，生物有機肥中的酶類，作為一種蛋白質，酶不僅能推動土壤的代謝，也能參與到作物防御反應當中，大大增強作物的抗病能力[1]。而生物有機肥在作物根系形成的有益菌還能抑制有害病原菌繁衍，增強作物抗病抗旱能力降低連作植物的病情發生概率，連年施用可大大緩解重茬障礙。

生物有機肥的種類不同，為有效防治病蟲害，也需挑選合適的生物有機肥進行配對，能夠使發病率降低不少，以施用了枯草芽孢桿菌和哈茨木霉菌的生物有機肥為例，對適宜的黃瓜品種進行土傳枯萎病的吊車，試驗表明施用生物有機肥的黃瓜發病率低至50%，配合后期藥劑噴灑可將發病率控制在20%以下。

2.3 提高作物品質與產量

與傳統化肥和農家肥相比，生物有機肥的營養成分更加全面，施肥過后土壤轉化的過程中，微生物與礦物質相互作用，進而改變微生物活性，提高土壤環境活力，促進作物生長。土壤中微生物量是衡量土壤養分的重要指標，在低肥力土壤中施用生物有機肥，將顯著提高土壤中微生物碳、氮含量。目前生物有機肥最為著名的便是根瘤菌有機肥，根瘤菌從豆科植物而來，其會分泌一些物質在作物根部形成“腫瘤”狀，而這些瘤能產生一種關鍵物質——固氮酶，源源不斷將氮元素輸送給作物。同時生物有機肥中還有磷鉀等元素，以及許多有機物質和無機物質都被釋放出來，使土壤的養分得到大幅改善，作物根系能有效吸收這些養分進行生長，提高農作物的產量和品質。在對葡萄、生姜、小白菜等作物進行生物有機肥施用調查后可得到，這些作物均能在一定程度上改善作物產量及品質，尤其是果蔬類作物的外觀和口感得到不小提升，售賣量也相對提高。

在生物有機肥的施用中，可以與土壤和清水混合攪拌后，對準作物進行澆灌，可更好地使肥料融入作物根部。在生長過程中可以將生物有機肥用作底肥，不宜過深也不宜過淺，配合農作物根部位置而定，將更有效促進作物生長。某些作物也可噴灑葉面肥，提高植物光合作用效率。

2.4 改善土壤質量

生物有機肥與傳統化肥最直觀的體現便是土壤的使用情況，施用化肥的農作物在兩三年后，土地便開始結塊僵化，繼續種植作物將導致減產，品質與產量都會下降。而生物有機肥能夠提高土壤孔隙度、通透交換性，容量過大會導致滲透性和透水性變差，作物扎根不牢，無法全面吸收養分。還能夠改善土壤pH值，通過調整土壤酸堿度來改變植物生長情況，適合的pH值將促進土壤中養分的轉化效率，在鹽堿地中長期使用生物有機肥將有效降低土壤的pH值。土壤中的有機物質是植物生長中的重要營養來源，普通的農家肥和精制有機肥已經驗證過土壤中的營養物質供求關系，在一定范圍內土壤有機物質含量越高，土壤的質量也就越好，而生物有機肥是有作物肥料或動物殘體發酵處理后制成的，本身便含有大量有機物質，施肥后土壤有機物質含量將會增加，也能將有機含量穩定在一定數值。使用生物有機肥將提高土壤微生物群系豐富度和營養物質含量，促進作物生長，同時也能從理化性質方面改變土壤狀況，使農作物更適合生長。

3 生物有機肥在農業生產中使用情況

3.1 馬鈴薯生產中的情況

作為世界上最大的馬鈴薯生產國，過往使用化肥進行種植導致產品品質差、土壤養分失調。近年來使用生物有機肥進行馬鈴薯種植的表現如何？研究不同生物有機肥對馬鈴薯生長和產量的影響，發現使用4種生物有機肥都能提高馬鈴薯的出苗率、植株高度、莖粗莖數，對馬鈴薯生長具有明顯的促進作用[2]。因為馬鈴薯生長特性，果實作種都產于地下，對土壤環境要求較高。實際情況發下，減少化肥使用量，并提高生物有機肥使用量，可以有效促進營養物質向馬鈴薯集中，能獲得比常規施肥更高的經濟效益。此外，生物有機肥促進了抗菌素的繁殖，在馬鈴薯生育期內致病植株的數量明顯減少，部分生物有機肥還能夠抑制病原菌向根外薯塊擴散，有效提高了馬鈴薯的抗病能力。

3.2 水稻生產中的情況

以青島海水稻（耐鹽堿水稻）為例，種植土地鹽堿濃度約0.4%，pH值為7.4，其他土壤理化性質皆符合水稻生長需求。使用帶有枯草芽孢桿菌的生物有機肥作為肥料，進行水稻種植，在不使用葉面肥的情況下，微生物群系增殖40%左右，營養物質增幅8%左右，可以推測施用生物有機肥有明顯的增產效果，在種植后期也對水稻穗數、穗粒數、總粒重進行計算，發現穗數增加20余萬/hm2，穗粒數增加15至20粒，總粒重提升也非常明顯，在正常情況下，生物有機肥都能有效提高水稻產量和品質。不過作物種植情況繁多，作物種類及生物有機肥種類繁雜，需進行數次試驗，才能選擇最優情況。

3.3 土壤重金屬修復中的情況

農業機械化逐漸普及，在農田之中土壤重金屬污染也開始增加，我國耕地面積龐大，距估計受重金屬污染耕地占總耕地面積的8%，每年因此減產的作物數量超過1 000萬t。一方面，上文已經說明了生物有機肥能夠改善土壤結構，其中含有的有機物質和微生物能作用到重金屬離子。生物有機肥中含有大量含氧基團和氨基，為重金屬的絡合提供了配位基。另一方面生物有機肥的微生物可通過積累、吸附等作用降低土壤中重金屬的有效性[3]。有益菌通過分泌自身有機酸來溶解重金屬，使原先有毒有害的金屬元素轉換為無毒或低毒的沉淀物，再通過通過其他微生物進行吸附，不過具體的修復情況與土壤的pH值有一定管理，根據重金屬適應酸堿度不同而產生不一的吸附效果。

3.4 果樹，蔬菜等其他作物中的情況

果樹使用生物有機肥，主要作用是改善果園的土壤質量，使其中有機含量提高，進而提高果肉口感、外觀。因為果樹較難進行土壤更換，長年種植，生物有機肥能夠改善土壤理化性質和疏松度，能夠促進果樹生長狀況。

蔬菜的生產主要是保證優質和無污染，生物有機肥將改善蔬菜根本的生長環境，使微生物群系增加，讓單株蔬菜的產量增加，而且其幾乎無臭無污染的優點才是蔬菜生產中所注重的。

在糧食作物中，一部分糧食例如大麥、玉米作物自身會為出籽而產生空桿，使用生物有機肥可有效提高其出籽率，減少空桿情況的發生。在豆類作物中使用根瘤菌有機肥，將大幅提高豆類根瘤的出現率，進而提升豆類作物產量。生物有機肥的生產工藝較為簡單，不論是堆肥制法還是發酵制法，出產的有機肥都能應用在作物中。

4 結語

作為一種綠色高效的肥料，生物有機肥在全國各地都有使用，并且研究其作用實際情況都適合未來農業生態。隨著社會不斷發展，人們對食品質量的要求也越來越高，加大推廣生物有機肥，將適當提升種植作物的品質和產量，改善土地環境，也能更好發展農業經濟，助力可持續發展。