微生物肥料的研究进展

马原松+黄志璞

摘 要：化肥是一项伟大的发明，它的产生带来了粮食的增产，但也带来环境的污染以及土地污染。特别是当今社会，环境污染和土地污染的日益严重，造成粮食的可持续发展出现危机。所以如何减少化肥的使用是当今科学家们研究的重要课题。实践证明，微生物肥料具有高效、高产以及绿色健康无污染的植物肥料。微生物肥料的使用是当今农业发展必不可少的因素。本文主要介绍微生物肥料的作用、分类、缺点以及对策并进行了展望。

关键词：微生物肥料；粮食的可持续发展；农业发展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.236

微生物肥料的施放能促進土壤中的有益微生物的生长增殖，从而有益微生物将土壤中氮、磷、钾等更多的分解，促进植物的生长发育。微生物肥料的发现其实有100多年的历史，1890年科学家维诺格拉得斯基分离硝化细菌的纯培养，以及1896年商品根瘤菌菌剂开始获得销售专利 [1]。我国微生物肥料最早研究开始于20世纪40年代，当时主要研究应用的是根瘤菌试剂。50年代早期我国研究了根瘤菌在内的固氮菌、硅酸盐细菌等细菌肥料。60年代推出了“5406”放线菌抗生菌肥料。70-80年代中期则研究土壤真菌制成的泡囊—丛枝菌根（AM菌根） [2]。从以上看得出来微生物肥料的研制有着间隔的研究，这是由于微生物肥料的安全性、统一性、质量性以及销售性都得不到保障。

到了90年代特别是21世纪以来，由于化肥的使用过于频繁，使得土壤结构造成破坏，影响了农作物的可持续发展，以及化肥的流失造成的水质污染以及大气污染，从而引起了世界的关注。科学家们急需找到其他肥料来替代化肥，从而把目光转向了微生物肥料。这样，引起了研究微生物肥料的热潮。中国科学家们也开始着手研究微生物肥料，科学家们根据先辈科学家们的研究，先后研究出了固氮菌肥、硅酸盐菌剂、光合细菌菌剂以及PGPR制剂等试剂[3]，这些试剂减少了化肥的使用，减少了环境的污染以及有效的解决了食品安全的问题，所以在农业的发展当中，微生物肥料越发的重要，值得我们去研究发现新的产品。

1 微生物肥料的作用

1.1 对病原菌的抑制以及环境的影响

微生物肥料不但能有着增殖微生物的作用，还能有效的抑制病原微生物增殖，原因在于微生物的增长会形成一个优势种群，对于病原微生物的增长有着限制作用，这称之为微生物之间的拮抗作用。微生物肥料种类繁多，有着解磷、解钾、以及固氮的作用。它能将土壤中的肥料利用率提高10%～30%，城市淤泥、粉煤灰、家禽粪便等有机肥料均可有效利用，这样一方面减少环境的污染，还可缓解一定的能源危机，据统计[4]，微生物肥料每年能消耗禽畜5万吨、处理厂污泥1.6万吨、以及粉煤灰1万吨。

1.2 对土壤有着改良作用

土壤团粒结构是土壤肥力的重要指标，土壤团粒的破坏会使土壤的保水以及通透力下降。过量的氮、磷、钾等正是使土壤板结的主因，而微生物肥料正是解决土壤板结的有效办法。微生物肥料能使土壤中的微生物增加，而微生物分泌物能将难溶的磷酸盐、磷以及钾等微量元素释放出来，有效的解决了土壤板结的问题[5]。

2 微生物肥料的种类

目前我国的微生物肥料主要分为三类，分别是生物有机肥、微生物菌剂、复合微生物肥料。生物有机肥通常是指特定功能的微生物与有机固体废物（包括畜禽粪便、秸秆、有机垃圾等）经无害化处理、除臭、腐熟后复合而成的兼具微生物肥料以及有机物效应的化肥。微生物本身不含有营养物质，它是增加微生物的数量以及活性作用于土壤，分解出农作物所需要的营养物质，通常的农业微生物菌剂包括根瘤菌剂、固氮菌剂、解磷菌剂、解钾菌剂等肥料。复合微生物肥料是指特定的微生物与营养物质复合而成，具有有益微生物和农作物所需的营养物质，具有速效性、缓效性。PGPR类制剂就是当今主要的生产的微生物肥料常用的这是未来市场主要发展的潜力微生物肥料[6]。

2.1 根瘤菌肥料

根瘤菌肥料是推广最早的，效果显著的一种高效的菌肥。它提高土壤中的氮素含量，确保豆科植物生长良好，增加豆科植物的产量。目前生产的主要根瘤菌剂主要有花生根菌剂，大豆根菌剂等。有于它里面含有大量的根瘤菌，人们称它为活肥料[7]。目前由于工业化生产根瘤菌肥料较为复杂，投资高，工业生产的根瘤菌肥料并没有普及，所以制作这种肥料通常采用简单易行的干馏法和鲜瘤法。

2.2 解磷菌肥料

解磷菌肥料是增加土壤中的解磷微生物，将土壤中的不能被作物利用的有机磷和无机磷分解成能被作物利用的磷素，促进粮食增产的菌肥。按照其对磷种类的转化分为两类[8]，一类为微生物产生的酸将不溶性的磷矿物溶解成为可溶性的磷酸盐，称之为无机磷细菌，如氧化硫硫杆菌。还有一类是将土壤中的难溶性的磷素以及有机磷酸盐矿化，形成植物能够吸收的磷元素，如巨大芽孢杆菌。施用磷细菌肥料能增加作物的产量，提高土壤中的有效磷含量像解钾菌肥料也是和解磷菌肥料一样的原理。

2.3 PGPR类制剂

PGPR类制剂是一种复合微生物肥料。所谓的PGPR（plant growth-promoting rhizobacteria）：是一群定居于植物根际的细菌，当接种于植物种子、根系、块根、根茎或土壤时，能够促进植物的生长繁殖。PGPR类制剂对植物有着直接促生机理的效果，它能够为植物提供营养物质，比如生物固氮作物、提高根系养分的利用性、增强其他有益的共生作用以及复合促进作用，很多种的PGPR能够促进植物根的生长、增长根的长度以及根毛数、根质量以及表面积等[9]。光合细菌肥料是能将光能转化成为微生物代谢活动能量的原核微生物，为植物根系分泌出氨基酸和核酸，提高植物的抗病作用，还有抗生菌肥料，就是平常我们所说的“5406”抗生菌，菌种通常是放线菌，对农作物无毒无害，也有着抗病的作用。

3 微生物肥料所存在的问题

3.1 基础研究落后于生产实践

微生物应用生产已经有了十几年的时间了，但是还有着一些技术问题没有得到解决，有许多不明白的地方。还有对微生物肥料的研究也是过于单一。比如像许多研究仅仅停留在菌株分离、大田试验以及增长原因分析方面，对于像影响肥料肥效的制约因子、微生物的自身突变性以及微生物本身的生物学特性、作用机制等都缺乏相应的深入研究[10]。而且现在的微生物肥料的研究存在严重偏向性。例如对根瘤菌的固氮作用研究较多，某些方面都已经达到了分子水平，但是对于解磷、解钾等细菌缺乏深入的研究，造成的是微生物肥料的种类单一，无法解决多种问题。

3.2 产品性能差

微生物肥料有着巨大的市场潜能，很多企业看到其利润和以及商业价值就赶紧投入这种行业。殊不知微生物肥料的生产技术要求的是非常专业的技术和设备。一些企业设备落后，工艺不完善，导致产品中杂菌较多或者菌株完全检测不到[11]，甚至产生出有害的菌株，为农业粮食带来巨大的损失。自己企业亏损还不算，还让农民们对这一产品失去信心，这对未来发展微生物肥料带来巨大的阻碍。

3.3 微生物肥料的宣传力度不够

很多农民对于微生物的了解不够，有的密封不严导致杂菌进入；有的没有放在阴凉处保存，在阳光下暴晒，有的甚至和杀菌农药一起使用，使得肥料中的微生物减少甚至杀光。这些都是各个部门对于它的宣传力度不够或者没有达到详细且正确引导，再加上以上所说的企业的问题，导致自身的粮食有损失，使得农民不再轻易相信微生物肥料，影响其声誉。以上问题都影响着微生物肥料的开发与推广。

4 微生物肥料的发展对策

虽然微生物有着这样那样的问题来制约它的发展，但是作为未来的巨大潜力股，我们要做的不是逃避它，而是迎难而上，解决问题，为今后的农业发展带来新的繁荣。对于微生物的发展前景我带来三点建议。首先加强理论以及应用基础研究的应用，应该创新性的解决微生物肥料所面临的问题，对于它的研究我们应该展开多方面进行研究[12]，而不是仅仅研究个别菌株；其次企业要完善生产菌株的设备，做到严谨且一丝不苟，政府部门应加大这方面的监督，完善生产工艺。对于企业生产出无效或是有害于农田的微生物肥料进行严惩；最后，做好微生物肥料的普及以及技术推广工作，对于农户要有一定的培训，让其施肥掌握要领，做好保存好微生物肥料的工作。

5 微生物肥料未来的发展前景

中国是一个农业大国，在微生物肥料如此具有潜力的发展前景下，我们没有理由不好好创新发展好微生物肥料。随着世界人口的增加，微生物的发展研究愈发的重要。何况环境的问题也在日益的严重，化肥的过量使用不但使得水质污染、环境污染等，它还会有严重的土地污染，使得土壤板结，使得我们耕种的土地越来越少，这就影响粮食的可持续发展[13]。所以发展微生物肥料，促进现代化农业的进程，其市场在未来将无比的广阔，让我们今后多研究出新的微生物肥料产品，为中国的农业发展做出贡献。

参考文献：

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