微生物肥料在果品生产中应用的潜力

张 玲，李宝泽

（1山东省沂水县果茶服务中心,山东 沂水 276400；2山东省沂水县科技局，山东 沂水 276400）

微生物肥料亦称菌肥、生物肥料、接种剂等，指一类含有大量活微生物的特定制品，通过其中所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应，促进植物生长，增强植物抗逆能力，改善农产品品质及农业生态环境[1]。作为一种新型肥料，微生物肥料以其特有的肥效与功能在农业生产中占据非常重要的地位，在果品生产中更具有无可替代的作用。微生物肥料通过特定菌株的自身代谢，提高树体对氮素的吸收能力，或改变土壤中某些元素的无效形态（如磷、钾元素等），使之有效，使环境中的养分潜力得以充分发挥，为作物生长创造一个良好的土壤微生态环境。除此之外，还能减少化肥用量和面源污染，产生激素类物质等，调节作物生长，增强植物抗逆能力。

1 微生物肥料种类

按肥料中微生物的种类可分为细菌肥 （包括固氮菌肥、解磷菌肥、解钾菌肥、芽孢杆菌制剂、光合细菌肥料、纤维素分解菌）、真菌肥（包括菌根真菌肥料、霉菌肥料、酵母菌肥料）及放线菌肥[2]。

按微生物肥料的作用机制和形态划分为液体菌肥和固体菌肥两种。液体菌肥由发酵液直接装瓶或用矿油封面；固体菌肥主要以草炭为载体，有粉剂、颗粒、冻干、琼脂4种剂型[3]。

按组成成分可分为单纯微生物肥料和微生物复合肥料两大类[4]。

2 微生物肥料的作用机理

2.1 调节植物生长

许多微生物种类在生长繁殖过程中不但能够直接为作物提供某些营养元素，而且产生对植物有益的代谢产物，如细胞分裂素、吲哚乙酸、赤霉素、脱落酸等，都能够不同程度地调节植物生长，使植物生长健壮，进而达到增产效果[5]。80%的根际细菌能产生吲哚乙酸，其中主要有根瘤菌、黄单胞菌、假单胞菌等[6]。

2.2 促进植物吸收

各种自生、联合、共生的固氮菌类和根瘤菌类微生物肥料可以固定空气中的氮，增加土壤中的氮来源和植物的氮营养。一些芽孢杆菌、假单胞菌可以将土壤中难溶性的磷、钾释放出来，转变为作物能吸收利用的形态，使植物营养充足[7]。丛枝菌根真菌(AMF)有助于提高磷和微量元素的可利用性(可吸收性)[8]。

2.3 增强植物抗逆性

特殊微生物可提高宿主的抗旱性、抗盐碱性、抗极端温湿度和pH值，抗重金属毒害等能力，增强植物逆境生存能力[9]。有些微生物可诱导植物过氧化物酶、多酚氧化酶、苯甲氨酸解氨酶、脂氧化酶等，参与植物防御反应，利于防病抗病[10，11]。有的微生物种类还能产生抗菌素类物质，有的则形成优势种群，拮抗其他种类微生物的生长，降低作物病虫害的发生[12]。

3 果品生产中肥料使用现状

3.1 化肥

我国现有耕地约1.2亿hm2，年需化肥约1.5亿t，是世界上最大的化肥进口国、氮肥生产国和肥料使用国[13]。2013年农业部公布了《中国三大粮食作物肥料利用率研究报告》，该报告显示，我国是世界化肥生产和消费第一大国。化肥的使用对我国农产品的增收功不可没，但是长期施用化肥促进粮食增产的同时，也给农业生产的可持续发展带来挑战。其一，浪费严重。孙先良[14]指出，我国氮肥利用率仅30%～35%，而发达国家已达到70%～80%。我国每年因盲目过量施用氮肥已造成几千万吨化肥资源的浪费，经济损失达几百亿元。我国耕地面积约占全世界的9%，而年平均肥料使用量约占全世界肥料消耗量的35%[15]。其二，肥料质量不高，配比不合理，肥料中养分平均含量为27%，且以单元素和低浓度肥料为主；复、混肥配方不够合理，钾肥和中、微量元素的使用量低，这是造成肥料综合利用率低的主要原因之一[2]。其三，果品生产过程中施肥时间不准确，多采用一炮轰的形式，养分配比不合理，氮肥过量，磷、钾肥及中微量元素不足，造成果品质量下降，果树抗逆性降低，严重影响果品效益。1996—2004年，中国苹果的产量一直稳占世界总产量的1/3以上，对世界苹果增产的贡献率达84%[16]。然而，苹果品质差，出口创汇低，并未形成理想的产业优势，达到出口要求的高档果率不足20%[17]。这一现象的出现与化学肥料的不合理使用有必然的联系。其四，有机肥和中微量元素肥料等使用不足。王忠和等[18]调查发现，2006—2009年，烟台和威海地区土壤有机质含量在1.0%以下的果园占测定果园的56.4%~93.6%，要想强健树势、丰产优质，果园土壤有机质含量应达到2.0%以上[19]。

化肥生产属高耗能产业，如每生产1t尿素就要消耗15t标准煤。然而随着氮肥生产效率不断下降，氮肥损失引起的环境问题已经日趋严重，过量施用氮肥导致的土壤酸化、温室气体排放和地下水硝酸盐污染等问题已成为集约化农业可持续发展的严重威胁[20]。为彻底解决这一问题，除了合理施肥和提高我国化肥生产利用效率外，深入研究微生物肥料，扩大微生物肥料的推广应用，推进产业发展，已迫在眉睫。

3.2 微生物肥料

微生物肥料的研究是从1896年开始的，那时最早问世的微生物产品是根瘤菌剂。根瘤菌剂在欧洲问世以后，迅速在全世界范围内得到广泛的推广。我国对于微生物肥料的研究应用和国际上其他国家一样，也是从豆科植物上应用根瘤菌接种剂开始的，并且在20世纪50—60年代，根瘤菌剂已经成为应用最为广泛的微生物肥料。在20世纪50年代，我国从前苏联引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌菌剂 （当时俗称细菌肥料）；60年代又推广使用 “5406”放线菌抗生菌肥料和固氮蓝绿藻肥；70—80年代初期，又开始研究VA菌根（也称AM菌根），在改善植物磷素营养条件和提高水分利用率方面，效果显著；80年代中期至90年代，农业生产中又相继应用联合固氮菌和复合菌剂，作为拌种剂；近几年又推广应用由不同的菌剂与有机、无机复合的生物有机肥、复合微生物肥料，作基肥施用[21]。

目前，国内外关于微生物肥料在蔬菜生产中的作用及应用潜力做过大量研究，主要集中在改良土壤、提高菜田肥力、增强蔬菜抗逆性、增加产量、改善品质、减少硝酸盐及重金属含量等方面[26]，在果树方面虽也有过相关报道，但大多针对一年生水果，而对于多年生水果的研究多是某一方面的探讨，缺乏全面系统性，偏重于实际生产中的应用。早在20世纪70年代，日本著名苹果专家永田正夫在苹果矮化栽培中使用力哈勤和巴依奥法太土壤菌肥，使土壤中有益微生物活动旺盛，腐殖质碳素含量高，1983年就取得8 000 kg/666.7 m2的高产记录。曹瑞林[22]在重茬地建园时使用微生物菌肥，结果表明，微生物肥料在提高果实产量的同时，还可以增加苹果和桃果实的着色和含糖量。秦海林等[23]通过研究微生物肥对树体营养状况的影响后得出，施用木美土里微生物肥可显著改善苹果植株的根系和树体的生长状况。李丙智等[24]选择花脸病和腐烂病发生严重的果园，连续采用木美土里微生物菌肥进行试验，取得良好效果。事实证明微生物肥料能明显增强树势、减轻病害的发生。Shen等[25]在香蕉园中连续施用富含Bacillus amyloliquefaciens strain NJN-6的微生物肥料，结果显示，该肥料浓度为450 g/盆时，可能通过改善土壤化学条件和微生物群落的组成，有效地控制香蕉枯萎病。孙家骏等[26]采用田间试验研究生物有机肥对猕猴桃土壤酶活性、微生物群落结构及其代谢的影响，结果表明，在猕猴桃生育期内施用生物有机肥，可显著提高土壤蔗糖酶和荧光素二乙酸酯水解酶活性，同时增加土壤微生物的多样性、丰富度和均匀度。

以上研究证明，微生物肥料在果品生产中确实具有增产、提质、防治病害的优良效果，在我国果品生产的可持续发展和出口创汇中必将起到举足轻重的作用。但是在实际应用中应意识到，微生物肥料自身并不能直接为作物提供可吸收利用的养分，因而，微生物肥料不能完全取代传统肥料；但是使用微生物肥料可以提高化学肥料的利用率，改善土壤结构，提高土壤有机质含量。

4 微生物肥料在果品生产中的应用前景

据中国果品流通协会秘书长鲁芳校分析，水果产业是种植业中继粮食和蔬菜之后的第三大产业，是劳动密集型和技术密集型相结合的产业，也是我国农业中具有比较优势和国际竞争力的产业之一。来自中国果品流通协会数据显示，中国果品产量自20世纪90年代中期起一直位居世界首位，目前产量占世界果品总量近1/4，是名副其实生产大国，但还不是果品贸易强国，2013年中国果品贸易量只占世界果品贸易量的7.4%。近年来，我国果品栽植面积仍在增长，果品产量也在增大，相伴而行是化肥、农药的大量使用，势必对我国环境造成更加严重的污染，导致土壤性状恶化、肥力下降等，包括农药残留问题，越来越引起人们重视。要想解决这些问题，减少使用化学合成品，生产安全、无公害的绿色食品已成为必然，微生物作为潜在生物农药和生物促生剂得到广泛研究和应用。而生物技术的发展和高新技术对生物技术的渗透，又为微生物肥料的产品质量、应用领域和效果、产业的发展提供契机和突破。随着技术的深入，不久的将来，微生物肥不仅可补充肥源不足，而且可用作绿色、有机食品专用肥。

微生物肥料发展迅速，其效果也得到人们的认可，但是在生产中效果还不稳定，需要更加深入地研究微生物肥料的作用机制和适用条件，加大基础研究力度，改进生产工艺，不断开发高新产品、建立微生物肥料质量标准和管理体系，确保产品质量，切实推进我国微生物肥料的产业化和可持续发展。

[1]葛均青，于贤昌，王竹红.微生物肥料效应及其应用展望[J].中国生态农业学报，2003，11（3）：87-88.

[2]姜妍，王浩，王绍东，等.微生物菌肥在农业生产中的应用潜力[J].大豆科技，2010（5）：25-27.

[3]李万才.国内外微生物肥料的发展概况[J].中国农村科技，2005（5）：26-28.

[4]刘刊，耿士均，王波，等.微生物肥料研究进展[J].安徽农业科学，2010，39（22）：13 445-13 447.

[5]张余莽，周海军，张景野，等.生物有机肥的研究进展[J].吉林农业科学，2010，35（3）：37-40.

[6]刘健，李俊，葛诚.微生物肥料作用机理的研究新进展[J].微生物学杂志，2001，21（1）：33-36.

[7]王召娜，于雪云，杨合同，等.微生物解磷机理的研究进展[J].山东农业科学，2008（2）：88-91.

[8]KRISNA K R，BAGYARAJ D J.Role of vesicular arbuscular mycorrhiza in the uptake of micronutrient by groundnut plants[J].Curr Res，1991，20：173-175.

[9]沈其荣，谭金芳，钱晓晴，等.土壤肥料学通论[M].北京：高等教育出版社，2001：288-292.

[10]张兴梅，王士强，赵海红，等.不同生物菌剂对大豆根系抗性物质的影响[J].中国土壤与肥料，2009（5）：64-68.

[11]Hai-Yun Li，Yan Luo，Xiu-Sheng Zhang，et al.Trichokonins from Trichoderma pseudokoningii SMF2 induce resistance against Gram-negative Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum in Chinese cabbage[J].FEMS Microbiology Letters，2014，354（1）：75-82.

[12]葛诚.国外微生物肥料的研究和生产应用[J].国外畜牧学-草原与牧草，1994（3）：6.

[13]刘戈，易玉林.微生物肥料的发展现状与前景展望[J].安徽农业学，2007，35（11）：3318-3332.

[14]孙先良.盲目过量施肥的危害及新型肥料的开发[J].中氮肥，2005（6）：1-4.

[15]赵炳华，林伟鹏.推广使用微生物肥料推动农业可持续发展[J].大麦与谷类科学，2010（1）：34-37.

[16]汪景彦，李壮，李敏，等.我国苹果业存在问题及其对策与发展趋势[J].中国果树，2011（2）：62-65.

[17]陈学森，韩明玉，苏桂林，等.当今世界苹果产业发展趋势及我国苹果产业优质高效发展意见[J].果树学报，2010，27（4）：598-604.

[18]王忠和，李早东，王义华，等.山东省烟台和威海地区果园土壤有机质含量普查分析[J].中国果树，2010（5）：15-17.

[19]郭静茹，李振岗，宁艳萍，等.提高果园土壤有机质含量的管理措施[J].山西果树，2013（6）：21-22.

[20]J.H.Guo，X.J.Liu，Y.Zhang，et al.Significant Acidifica-tion in Major Chinese Croplands[J].Science，2010，327（5 968）：1 008-1 010.

[21]王洋娟.微生物菌肥对苹果树体生长及病害防控的研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2014.

[22]曹瑞林.微生物菌肥功效及在果树上的应用[J].烟台果树，2012（1）：51.

[23]秦海林，刘长生.木美土里微生物菌肥在苹果上应用效果初报[J].烟台果树，2012（2）：52.

[24]李丙智，王洋娟，王晓琳.木美土里防控苹果花脸及腐烂病的效果试验[J].烟台果树，2013（3）：10-11.

[25]Zongzhuan Shen，Yunze Ruan，Beibei Wang，et al.Effect of biofertilizer for suppressing Fusarium wilt disease of banana as well as enhancing microbial and chemical properties of soil under greenhouse trial.Applied Soil Ecology[J].2015，（93）：111-119.

[26]孙家骏，付青霞，谷洁，等.生物有机肥对猕猴桃土壤酶活性和微生物群落的影响[J].应用生态学报，2016，27（3）：829-837.