微生物菌肥在設施蔬菜上的應用進展及前景分析

摘 要：微生物菌肥作為一種綠色安全肥料，在設施蔬菜栽培中有重要地位，對設施蔬菜的綠色生產和良好生態環境的保持具有重要作用，推動了設施蔬菜產業的可持續健康發展。本文介紹了微生物菌肥的作用，包括改良土壤生態環境、提高植株的抗逆性、提高設施蔬菜產量、改善產品品質等方面；綜述了微生物菌肥的國內外應用現狀、存在問題等，探討了今后微生物菌肥產業和科研前景，以期為設施蔬菜產業的綠色發展提供參考依據。

關鍵詞：微生物菌肥；設施蔬菜；生態環境；發展前景

中圖分類號：S626 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）04-0063-05

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.04.013

Application Progress and Prospect Analysis of Microbial Fertilizer

in Vegetable Facility

GENG Peiyun

（Comprehensive Agricultural Service Center of Daying Town， Yongqiao District， Suzhou City，

Suzhou 234117， China）

Abstract： As a green and safe fertilizer， microbial fertilizer plays an important role in facility vegetable cultivation in recent years. It promotes the sustainable and healthy development of facility vegetable industry vigorously， and is indispensable in the green production of facility vegetables and maintaining a good ecological environment. This article introduced the classification of microbial fertilizers and their roles in production， including improving soil ecological environment， enhancing plant stress resistance， increasing facility vegetable yield， and improving product quality. It reviewed the current application status and existing problems of microbial fertilizer both domestically and internationally， and explored the future prospects of microbial fertilizer industry and scientific research， in order to provide reference for the development of green facility vegetable.

Keywords： Microbial fertilizer; facility vegetable; ecological environment; development prospects

微生物菌肥的研究與探索起源于19世紀20年代，最初是對豆科植物根瘤菌開展研究，主要產品是根瘤菌肥料。我國微生物菌肥產業起步稍晚，發展速度較快，先后出現了根瘤菌肥料、磷細菌肥料、放線菌肥料、多種功能微生物菌肥等[1]。菌肥屬于一種微生物肥料，能聚集一種或多種微生物成分，其生物活性對于調節和改善植物-微生物-土壤系統的生物過程具有重要作用。隨著我國傳統農業向現代農業的快速發展，設施蔬菜栽培技術水平不斷提高，綠色、安全、無污染、高品質栽培生產已經成為現代設施蔬菜產業發展的目標，肥料利用從大量施用化肥逐漸向增施有機肥、微生菌肥發展，微生物菌肥已經被逐漸應用于現代化設施蔬菜作物，國家 “十四五”規劃明確提出綠色農業發展的要點和關鍵措施，對微生物菌肥等有機肥的應用需要重視[2]。

微生物菌肥是以現代生物技術為核心，制造生產出安全、綠色、無毒、無害、無污染、環境友好型的有機微生物菌劑，在設施蔬菜栽培生產中被廣泛應用。如鏈霉菌肥或木霉菌配施芽孢桿菌菌肥，對連作番茄土壤酶活性提高具有促進作用，可增加土壤中有益微生物數量，改善了土壤理化性質[3]。有學者分析得出，采用減施化肥50%、增加微生物菌肥25%～100%，可使圣女果果實中VC含量提高16.5%～21.7%，蛋白質含量增加23.5%，硝酸鹽積累量降低59.72%，明顯改善果實品質[4]。微生物菌肥還可提高植株抗性，有學者將番茄幼苗定植在連作土壤中，向土壤中施入4種不同的微生物菌肥，均能不同程度地提高番茄的POD（過氧化物酶）、PPO（多酚氧化酶）、PAL（苯丙氨酸解氨酶）三種抗性酶的活性，從而提高番茄抗性來克服連作障礙以及不良環境條件[5]。

本文對微生物菌肥的分類、在設施蔬菜中的應用現狀、存在問題及未來發展等進行了綜述，旨在為微生物菌肥在設施蔬菜上的應用和發展提供參考，對促進設施蔬菜栽培環境的良性循環、發展綠色設施蔬菜產業起到積極的推動作用。

1 微生物菌肥的分類及對設施蔬菜生長的作用

1.1 微生物菌肥的分類

微生物菌肥通過作為基肥、葉面噴施、拌種施用、追肥和蘸根等方式發揮作用[6]。根據作用機制，微生物菌肥可分為兩種：一類是通過肥料中特定的功能微生物的生理活性促進營養物質轉化，提升作物代謝水平，促進植株生長，提高產量，如菌肥；另一類是通過肥料所含微生物的代謝活動所產生的次級代謝產物，調控作物生長，促進其對營養物質的吸收和轉運，提高抗性和耐性，間接提高產量、改善產品品質，如激素、生長素[7]。根據所含益生菌的類別，微生物菌肥可分為細菌肥料（如根瘤菌解鉀菌肥）、放線菌肥料（如抗生素肥料）和真菌肥料（如叢枝菌根真菌）[8]。按照其作用方式，微生物菌肥可分為供養作物養分的肥料、促進作物生長的肥料、抵抗植物病害的肥料、降解農藥的肥料等。傳統微生物菌肥包括固氮菌肥料、磷細菌肥料和鉀細菌肥料。新型微生物菌肥更加細化，根據作用機理分類，又稱為新型微生物功能菌肥，包括枯草芽孢桿菌肥料、生防營養肥料、放線菌肥料、根際促生菌肥料、酵素菌肥料和復合微生物肥料。

1.2 微生物菌肥的作用

1.2.1 改良土壤生態環境系統

在傳統的設施蔬菜種植過程中，生產者為了提高產量，習慣施入大量化肥，這樣會導致土壤中化學元素大量富集，硝酸鹽含量呈現過飽和狀態，徐曉等[9]研究發現，當施入的有機肥中含有大量殘茬時，未經充分腐熟施用后破壞了土壤團粒結構，當添加含有微生物成分的土壤調理劑后，增加了土壤有機質和有效磷含量，降低了土壤pH和水溶性鹽總量，豐富了土壤中微生物群落多樣性，改善了土壤次生鹽漬化問題，從而對芹菜生長也具有積極的促進作用。王秀娟等[10]研究發現，增施微生物菌肥能夠增加溫室番茄對氮磷養分的吸收量，增加土壤硝態氮的積累，促進有效磷向下移動，在番茄收獲期土壤硝態氮總累積量增加7%～20%，有效磷增加26%～35%，而且對各個土層的根系也有促進生長作用。微生物菌肥可以緩解日光溫室土壤連作障礙問題，楊冬艷等[11]通過研究外源微生物菌肥與日光溫室菜豆土壤生物活性的關系，發現5種固體菌肥在施入不同時期對土壤微生物量、微生物碳/氮、土壤脲酶活性、蔗糖酶含量都具有提升作用，而且與菜豆產量呈正相關。

1.2.2 提高設施蔬菜抗逆性

微生物菌肥能夠提高設施蔬菜作物對不良環境的抵抗能力。張蕾等[12]研究發現，采用微生物菌肥配施土壤調理劑對輕度鹽脅迫下日光溫室黃瓜次生鹽漬化土壤進行處理后，黃瓜植株中丙二醛含量降低，脯氨酸含量顯著提高24%，莖和葉片中全氮、全鉀和鈣、鐵錳等元素含量也顯著增加，說明微生物菌肥降低了黃瓜植株所受到鹽脅迫程度。聶俊等[13]得出，在無機營養液中添加0.1%微生物菌肥能夠提高水培櫻桃整個生育期的果實硬度，以及葉片中游離脯氨酸含量、SOD（超氧化物歧化酶）、POD和CAT（過氧化氫酶）的活性，這說明微生物菌肥能夠增強水培櫻桃植株的抗性。微生物菌肥還能夠修復設施土壤重金屬污染，降低設施蔬菜中重金屬含量。蔣欣梅等[14]研究發現，在具有鎘危害的設施黃瓜土壤中以200～350 kg生物炭基肥和15～20 kg微生物菌肥作為底肥，在黃瓜種植行外側套作小白菜，采取常規栽培管理，采收后在黃瓜果實中未檢測到鎘，這在鎘危害的設施土壤上栽培黃瓜具有重要意義。很多學者研究發現，施用微生物菌肥，能夠誘導作物產生SOD，消除因逆境產生的自由基[15]，提高植株的抗逆性，而微生物菌群分解過程中產生的有機酸可調節pH值，起到解磷、解鉀的作用，緩解鹽漬化對作物根系的傷害[16]，保護根系正常生長，提高抗逆性。

1.2.3 提高設施蔬菜產量

在設施蔬菜生產中，有生產者為提高產量，長期向土壤中施入大量化肥和未腐熟的有機肥，嚴重破壞了土壤的生態環境，導致根系吸收養分能力變差，不能正常供給地上部植株生長需求，影響了設施蔬菜產量。趙政等[17]在設施番茄栽培過程中，利用木霉菌部分替代化肥，連續栽培4茬，與施用100%化肥相比，采用75%化肥配施每株50 g木霉菌微生物肥的處理可有效保持產量穩定，而施用化肥的處理其產量呈現逐漸降低的趨勢。孟思達等[18]研究發現，在日光溫室基質袋培番茄試驗中，以不施用微生物菌肥作對照，采用的3種不同微生物菌肥都能夠顯著提高番茄產量，分別在前期產量、生物積累量和第4穗果以后的產量方面有不同程度的改善。這可能與微生物菌肥中含有一種或多種微生物成分，施入土壤后能夠與土壤微生物相結合，形成土壤有效養分的活性中心，促進根系有效吸收，最終達到增強植株長勢并提高產量的效果。根瘤菌劑能夠在作物根部及周圍形成根瘤，促進土壤中氮素轉化為可以被作物吸收的氮肥，氮素和其他微量元素也能夠在作物體內轉化并被全部吸收利用，聶紅枚等[19]研究發現，采用500 g/667 m2根瘤菌與30 g/667 m2鉬酸銨混合對菜豆種子進行拌種處理，能夠顯著提高菜豆產量和VC含量。

1.2.4 改善設施蔬菜品質

為提高設施蔬菜產量，有生產者加大了化學肥料的施用量，使作物體內積累大量的硝酸，其還原速度與氮吸收速度不協調，導致硝酸鹽被富集在作物體內，降低了蔬菜品質，食用后對身體健康也產生不良的影響。張明等[20]研究發現，將適量的復合微生物菌肥施入穿心蓮的栽培土壤中，各種穿心蓮內酯含量均高于施用化肥的處理，而且隨著微生物菌肥施入量的增加其含量也不斷提高，這可能與微生物菌肥通過所含有微生物的代謝活動，分解產生穿心蓮生長所需的營養物質有直接關系，根據穿心蓮的生長需求，微生物菌肥能夠幫助更加科學地調控氮、磷、鉀等大量及中、微量元素的供給，保持養分穩定且有效供應。有研究發現，施入土壤調理劑可提升土壤細菌群落豐富度和多樣性，增加的后壁菌門、變形菌門能夠提高芹菜[9]、番茄[10]生長過程中的肥料利用率并延長供給時間，促進植株體內營養物質向果實的轉化，提高果實中維生素、礦物質、可溶性固形物的含量，降低了果實中硝酸鹽的含量，明顯改善蔬菜的風味口感和營養價值。

2 微生物菌肥在設施蔬菜上的應用現狀

目前，國內外對設施蔬菜微生物菌肥的研究已經取得一些進展，研究重點在微生物肥料的生產工藝和應用效果方面。在生產工藝方面，主要研究菌種篩選、發酵工藝、添加劑配方、設備研發等，提升微生物菌肥的生產效率和肥料品質[16]。在應用效果方面，主要研究從不同類型的土壤、氣候和蔬菜作物的施用效果，研發最佳適宜條件下的應用方法和用量[21]。同時，對設施蔬菜上的作用機制也開展了深入研究[22]，從分子生物學和生物化學角度、挖掘和改良高效適宜不同蔬菜作物的微生物菌種，分析其與化肥、有機肥的協同效應，充分發揮微生物菌肥的肥料效應。

我國設施蔬菜微生物菌肥起步較晚，但近20年發展速度較快且穩定，市場規模也逐年增大，據相關資料報道[23]，近3年生產規模呈現每年50%的速度遞增，2023年的產銷量分別為2 150萬t和2 023萬t，占農作物總微生物菌肥產銷量的70%以上。設施蔬菜微生物菌肥登記的公司和產品數量也呈幾何級增長，2018年登記的產品達到峰值，數量達到2 154個。設施蔬菜微生物菌肥行業具有蓬勃的發展形勢，其原因主要歸結于國家對現代“綠色農業”發展提出的需求，設施蔬菜栽培土壤環境的惡化，以及消費者對設施蔬菜產品品質的高度重視。

3 微生物菌肥在設施蔬菜上應用的問題及對策

3.1 基礎研究不足

微生物菌肥肥效的發揮由所含有菌劑成分和菌肥使用方法決定的，但有些菌肥的作用機制研究尚不明確，相關基礎性研究嚴重欠缺，優良菌株篩選、專一作物微生物菌肥的開發還需要加強，目前設施蔬菜微生物菌肥產品質量參差不齊，因此在登記的時候就需要監管部門嚴把質量關，以免登記后投入生產肥效體現不明顯。

3.2 標識不明確

有些設施蔬菜微生物菌肥在產品標識上標注不明確，菌肥的有效成分、含量、使用方法、使用時期、適宜作物、肥效、貯藏條件等方面標注不具體，導致使用后效果不顯著、不穩定，對設施蔬菜生長起不到促進作用，從而造成不小的經濟損失。

3.3 推廣力度不足

近年來，設施蔬菜微生物菌肥的研究、開發取得了較大的進展，產業發展不斷增強，但與世界平均使用水平相比，我國設施蔬菜微生物菌肥推廣使用力度還遠遠不夠，種植者的認知度還有待提高，應用面積遠遠不及傳統化肥。因此，在當前發展綠色農業、生態農業和可持續農業的背景下，政府應著力通過農業項目加大對設施蔬菜種植戶使用微生物菌肥的扶持力度，不斷提高宣傳、試驗、示范和推廣的強度，提高種植者的認識，加強技術核心示范區和輻射區的面積，通過實實在在的應用效果積極促進菌肥產業的發展。

4 前景展望

隨著中央一號文件關于綠色農業發展提出的要求，指出持續推進化肥農藥減量增效、保護生態環境、生產綠色設施蔬菜產品的重要任務。微生物菌肥作為生態友好型重要農業資源，完全符合現代農業的綠色、安全、高效、可持續健康發展的要求，廣泛應用在設施蔬菜等農業種植領域中，是我國實現有機、綠色、生態農業的一個重要手段。未來，深入開展我國設施微生物菌肥的基礎理論和應用研究，加大研究成果的轉化和推廣力度，建立標準化、規范化設施蔬菜栽培技術體系，必將能夠在農業生產中發揮極其重要的作用。

參考文獻：

[1] 袁田， 熊格生， 劉志， 等. 微生物肥料的研究進展[J]. 湖南農業科學， 2009， 37（7）： 44-47.

[2] 周杰， 師愷， 夏曉劍， 等. 中國設施蔬菜栽培科技60年回顧與展望[J]. 園藝學報， 2022， 49（10）： 2131-2142.

[3] 樊建霞， 吳瓊， 游龍， 等. 不同微生物菌肥對連作番茄品質、土壤性質及微生物活性的影響[J]. 江蘇農業科學， 2024， 52（1）： 197-204.

[4] 張德楠， 張燕釗， 滕秋梅， 等. 化肥減量配施微生物菌肥對圣女果產量、品質及土壤肥力的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2023（10）： 36-47.

[5] 謝東鋒， 薛書浩， 曾鈺婷， 等. 采前微生物菌肥處理連作土壤對番茄生長及抗性酶活性的影響[J]. 北方園藝， 2018（21）： 136-141.

[6] 馬理. 微生物肥料在設施蔬菜生產中的應用[J]. 西北園藝， 2015（3）： 24-25.

[7] AJINATH D， SANGEETA P， ROSHAN K， et al. Microbial-based inoculants in sustainable agriculture： Current perspectives and future prospects[J]. Biofertilizers， 2021（1）： 167-181.

[8] 王麗麗， 朱詩君， 狄蕊， 等. 微生物菌肥劑對番茄生長發育和產量品質的影響[J]. 土壤與作物， 2022， 11（1）： 88-95.

[9] 徐曉， 張翠英， 張培， 等. 不同施肥模式對設施芹菜土壤次生鹽漬化改良研究[J]. 河南農業大學學報， 2023， 46（2）： 62-69.

[10]" 王秀娟， 韓瑛祚， 何志剛， 等. 微生物菌肥對設施番茄養分吸收與土壤氮磷積累的影響[J]. 北方園藝， 2021（19）： 100-106.

[11]" 楊冬艷， 馮海萍， 桑婷， 等. 微生物菌肥對日光溫室菜豆土壤生物活性的影響[J]. 內蒙古農業大學學報（自然科學版）， 2017， 38（6）： 18-24.

[12]" 張蕾， 李萍， 王維瑞， 等. 輕度鹽脅迫下土壤調理劑對設施黃瓜土壤肥力及生長發育的影響[J]. 北方園藝， 2021（9）： 50-60.

[13]" 聶俊， 李艷紅， 楊鑫， 等. 無機營養液配施微生物菌肥對水培櫻桃產量、品質和抗逆生理的影響[J]. 廣東農業科學， 2022（10）： 71-78.

[14]" 蔣欣梅， 閆雷， 程瑤， 等. 一種小健設施土壤鎘危害的黃瓜種植方法 CN111837832A[P].

[15]" 陶偉， 葉長東， 蘇天明， 等. 復合微生物菌肥配施化肥對芥菜生長及土壤環境的影響[J]. 西南農業學報， 2020， 33（5）： 1042-1047.

[16]" 王亞文， 史慧芳， 張鵬， 等. 微生物菌肥在設施蔬菜生產中的研究進展[J]. 農學學報， 2021， 11（11）： 27-32.

[17]" 趙政， 陳巍， 王歡， 等. 木霉微生物肥與減量化肥配施對番茄產量、品質及土壤肥力的影響[J]. 土壤學報， 2018， 55（5）： 1243-1253.

[18]" 孟思達， 張文祥， 鄭昕雨， 等. 不同微生物菌肥對日光溫室袋培番茄生長、產量和品質的影響[J]. 北方園藝， 2021（7）： 49-54.

[19]" 聶紅枚， 邢國明， 鄭少文， 等. 根瘤菌+鉬酸銨拌種對菜豆產量和重要品質指標的影響[J]. 長江大學學報（自然科學版）農學卷， 2010， 7（3）： 16-17， 110.

[20]" 張明， 陳弘志， 李明. 一種復合微生物菌肥對穿心蓮生長、品質及土壤性質的影響[J]. 中國實驗方劑學雜志， 2023（4）： 153-160.

[21]" 劉鵬， 劉訓理. 中國微生物肥料的研究現狀及前景展望[J]. 農學學報， 2013， 3（3）： 26-31.

[22]" 余卓玲， 梁計南. VA菌根真菌對植物吸收能力及抗逆性的影響研究進展[J]. 廣東農業科學， 2005（3）： 44-47.

[23]" 何燕燕. 微生物菌肥在農業生產中的價值和應用[J]. 工業微生物， 2023（2）： 8-10.

收稿日期：2023-11-03

第一作者簡介：耿培云（1974—），女，農藝師，本科，主要從事農業技術推廣應用及農作物病蟲害防治的工作