菌肥的功能、應用及制備技術

羅劍鋒 杜易桓 羅育才* 張亞琦 向國紅 楊禮 馬銀花 段仁燕

（1.婁底市農業(yè)農村局，湖南 婁底 417000；2.湖南人文科技學院農業(yè)與生物技術學院，湖南 婁底 417000）

我國人均耕地面積少，需要用少量的耕地供養(yǎng)大量的人口。使用化學肥料是我國農作物增產的重要手段，也使我國成為化學肥料的主要生產國和使用國之一；化肥的使用，有效地提高了作物的產量，增加了人們對化肥的依賴度。但是，化肥在有效提高農作物產量的同時也對環(huán)境產生不容忽視的負面影響，由于化肥中腐殖質和有機質幾乎沒有，使用化肥會導致有機質和腐殖質的缺乏，造成土壤板結。此外，化肥具有高揮發(fā)性、易流失性和較低的利用率，已有研究證實，氮肥、磷肥和鉀肥的利用率分別為30%～50%、10%～25%和50%左右[1]。

為了更好的實現可持續(xù)發(fā)展，人們逐步開始使用營養(yǎng)全面、對土壤微生物群落具有改善作用、維護土壤微生態(tài)平衡的有機肥。有機肥來源廣泛，易獲取，同時能夠對土壤理化性質進行改良，增強土壤肥力[2]。但是，由于其成分的不確定性導致了其肥效的不穩(wěn)定。有機肥可來源于家畜糞便、作物秸稈等農林廢棄物。而動物糞便中含有較高的重金屬，當其作為有機肥時會對土壤造成二次污染，從而影響作物的安全利用。此外，當土壤對有機肥進行降解時，會釋放二氧化碳等溫室氣體，對大氣造成一定的污染[3]。

1 菌肥的定義

菌肥也被稱為微生物肥料、菌劑、接種劑，是現代新興肥料制品中的重要一環(huán)，是農業(yè)生產實踐中重要的輔材。菌肥可以起到促進植物生長和抑制有害微生物活動的作用。菌肥內活體微生物的生命活動可有效地提供植物所需的營養(yǎng)元素。

菌肥在我國大概有70年的歷史，菌肥的發(fā)展首先是從根瘤菌劑開始，到細菌肥料，到現在市場上常用的微生物肥料[4]。我國目前常用的菌肥主要為解磷菌類的菌肥、固氮菌類的菌肥、解鉀菌類的菌肥、抗生菌類的菌肥、菌根菌類的菌肥和復合菌類的菌肥等[5]。隨著微生物肥料在農業(yè)生產中的廣泛應用，菌肥具有較為廣闊的應用范圍。

2 菌肥的功能

菌肥主要具有以下的功能：

2.1 菌肥有利于保持土壤肥力

菌肥肥料中微生物的活動能夠快速分解土壤中的有機質，提升土壤肥力，并對土壤中的無機元素起到固定作用。微生物中含有的化學元素可作為植物有效養(yǎng)分的儲備庫，而土壤微生物儲存的養(yǎng)分能夠對土壤微環(huán)境起到調控作用。由于微生物的新陳代謝，能夠推動土壤中元素的循環(huán)[6]。

2.2 菌肥有利于農作物吸收營養(yǎng)

比如，菌肥中的一些根瘤菌屬肥，能夠與豆科植物的根部相結合，形成根瘤。根瘤能夠滿足豆科植物實際生長中所需要的氮素，促進作物吸收營養(yǎng)，實現農作物的更好生長[7]。

2.3 菌肥有利于減少病蟲害

植物中的多種酶能夠對微生物起到誘導作用。如：過氧化物酶、脫氧合酶和幾丁質酶等，這些酶能夠使微生物參與到植物的防御反應中，有利于植物的防病及抗病。同時部分微生物的分泌物能夠使病原微生物的活動得到抑制，降低病蟲害發(fā)生率，提高作物產量[8]。

2.4 菌肥有利于提升作物品質

與豆科植物互作的根瘤菌，能夠固定氮向作物籽粒的輸送。因此在根瘤菌肥使用后，可使豆科植物籽粒中的蛋白質含量得以有效提升。此外，有些菌肥在應用之后，可促進作物中的糖分、維生素C以及氨基酸等含量得以有效提升，能夠使蔬菜品質得以提升，有效降低農作物中硝酸鹽含量等[9]。

3 菌肥的應用及制備技術

隨著菌肥的廣泛應用，其相關研究也愈加深入，但在其實際生產及應用中仍舊存在的問題是菌肥的生產工藝相對落后[10]。

微生物菌肥的效率主要由所選擇的菌種種類、微生物的活性度和作用效率決定。考慮到我國地理與自然、生態(tài)環(huán)境差異較大，且微生物容易受到不同環(huán)境的影響，導致肥料使用后肥效差異較大。所以菌種的選育是菌肥制備中最重要的一環(huán)?，F今菌肥的研究普遍是針對特定的情況，篩選特定菌種，并根據菌種的特性來制備菌肥。菌肥制備流程相對簡單，主要分為菌液的制備、堆肥的制作和堆肥發(fā)酵[11]。菌肥制作時一般是將菌種接種在基肥上共同發(fā)酵，基肥一般是采用農林廢棄物，比如玉米秸稈、花生殼、煙草葉片、椰殼、麥糠、禽畜糞便等[12-14]。菌肥的基肥來源廣泛，靈活程度高，經濟使用，而且能夠使農林的廢棄物得到更好的處理，有利于對環(huán)境更好的進行保護。

目前，菌肥已得到廣泛的應用。例如，從亳州的藥用菊科植物篩選出具有促生功能的菌株，并與微生物實驗室保存的優(yōu)良菌株一同培養(yǎng)，得到相互之間無明顯拮抗作用的菌株共 7 株，并將其制備成亳菊專用復合菌肥。通過施用于溫室大棚的盆栽亳菊上，研究發(fā)現亳菊專用復合菌肥的施用能夠提高亳菊中活性物質含量的積累，為亳菊的提質增效奠定了基礎[15]。胡瀅瀅等以學校食堂的泔水為原料，通過發(fā)酵培養(yǎng)獲得粘紅酵母和地衣芽孢桿菌菌液，并且按照不同比例混合菌液制備微生物液體菌肥，施用了液體菌肥的盆栽小油菜，其鮮重、葉綠素含量和過氧化氫酶活性均比對照組有了顯著的提高了[16]。王連林等篩選出三株功效顯著的功能菌，包括固氮菌N1、解磷菌FL7、解鉀菌K3，然后將由三種菌制成的復合菌劑與一定比例的畜禽糞便聯(lián)合，制成能夠提升作物品質和改良土壤狀況的高效復合生物菌肥[17]。鄭世浩等從土壤中篩選得到固氮菌N3、水解土壤有機磷細菌Y1、釋放不溶性無機磷細菌W3和生防菌KY2，并將三種菌和玉米秸稈一同發(fā)酵制成菌肥，并且通過實驗表明此菌肥能夠顯著促進煙草的光合作用，并有效防治層出鐮孢菌引起的枯萎病[18]。李凌凌等從辣椒根際處采集土樣，從土壤樣品中篩選出一株固氮菌嗜麥芽窄食單胞菌YX，固氮菌YX與溶磷菌兩兩混合發(fā)酵所制的復合型菌肥對植物干重的增加有顯著的效果[19]。趙玥通過篩選人參根際土壤中的功能菌株，選取了其中活性較強的4株細菌用于菌肥研制，該種菌肥適應性強，效果明顯，較少的用量即可達到良好的病害防治及增產效果[20]。

國外對堆肥技術在進行進一步的研究，利用Biolog Tools、PICRUST和FUNGuild對雞糞和浮石堆肥60 天過程中細菌和真菌群落的代謝功能和有機降解行為進行了研究。在高溫階段，細菌群落對碳水化合物的降解能力增強。成熟期真菌群落對羧酸和氨基酸的降解率相對較高。在培養(yǎng)過程中，腐殖酸是真菌群落的主要營養(yǎng)方式。堆肥處理后，真菌動物病原菌由12.5%降至1.2%。細菌群落組成和底物降解率主要受氧化還原電位、pH和水分的影響，溫度是影響真菌群落有機物降解的主要環(huán)境因子。此外，Mao等研究證實，竹炭與兩種細菌粉聯(lián)合使用對豬糞堆肥過程中氣體排放和細菌群落變化的影響[21]。結果表明，細菌群落的演替是高溫堆肥過程中抗性基因動態(tài)變化的主要驅動因素，金屬抗性基因在細菌群落對金屬抗性的強弱中起著重要作用。此外，還證實了溫度、水分和氧化還原電位對堆肥系統(tǒng)細菌群落演替和有機質利用特性有很大影響。

4 結果與展望

我國的對菌肥研究與應用正在蓬勃發(fā)展，已經是菌肥應用大國。使用菌肥是一個大的趨勢，隨著菌肥制備技術的完善，各式各樣的菌肥涌現而出。但是，國內并沒有對菌肥制定一個標準，菌肥的質量也較為參差。菌肥的制備技術依然需要我們投入更多的精力去研究。