生物菌肥在设施农业上的应用

王振学 潘涛

肥料在我国设施农业生产中起着举足轻重的作用，化肥及农家肥特别是未经腐熟的农家肥大量使用，导致土壤中重金属离子、致病菌的累积，严重影响了设施农业的生产安全。近年来，随着我国绿色、优质、高效、健康、环保型、节约型设施农业的发展，高含有机质及有益菌的生物菌肥越来越受到设施农业种植户的青睐。生物菌肥是我国设施农业生产中新兴的一类重要肥料，其推广与应用不仅是科学配方施肥的延伸，也是发展生态、有机设施农业的重要组成部分。

一、生物菌肥的概念和类型

1. 生物菌肥的概念及特性

生物菌肥就是以作物秸秆为原料，通过生物发酵而成的肥料的总称，人们习惯上叫菌肥。此肥料既具有有机肥养分全面、肥效稳定的特点，还具有其他肥料不具备的优点。主要表现为：富含生物活菌，施用后能够优化土壤微生物种群结构，提高土壤微生物碳、氮含量，增强土壤酶活性，在一定程度上能够抑制土壤致病菌的活性。

2. 生物菌肥的类型

我国可作为生物菌肥的原料极为丰富，除了各种作物秸秆外，各种杂草、中草药生产企业的下脚料等均可。生物菌肥的分类没有一个统一的标准和严格的分类系统，但根据发酵基质的不同可分为以下几种类型。

①普通型生物菌肥。指以普通的作物秸秆为原料，通过简单粉碎后，按照一定的比例加入嗜热有益菌（如枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等）进行简单的生物发酵而成。市面上多以这种肥料为主，其生产工艺简单，作物秸秆发酵不完全，但是成本低、操作简单。此种类型的菌肥，只能条施或基施，移栽穴施往往会出现烧根现象。

②中药型发酵生物菌肥。又分为2种类型：一种是以原始中药为原料（如木质素菌肥），粉碎后加入嗜热菌进行第一次发酵，发酵完全后再次加入木霉菌、寡雄腐霉等生物有益菌进行第二次发酵，当发酵基质呈现深黑色时即成；另一种是以中药药渣或生产味精时产生的下脚料为基质，粉碎后加入嗜热菌进行发酵。中药型发酵生物菌肥，对基质的要求较为严格，生产周期长、成本高，但是效果好。此种类型的菌肥，除了可基施、条施、穴施外，浸泡过滤后还可进行叶面喷施及冲施。

二、生物菌肥的作用

1. 对土壤肥力的影响

设施农业种植田，土壤理化性状的优劣直接关系到土壤养分供给能力的大小。近几年的生产实践表明：使用生物菌肥，在增加土壤有机质含量的同时，还能显著提高土壤总孔隙度，增强土壤的保水能力，可在一定程度上减少浇水次数。

2. 对土壤化学性质的影响

设施农业种植田，由于常年大量使用各种肥料，导致土壤pH值失调、板结程度加深，特别是残留在土壤内的化肥中的重金属离子，致使设施作物根系生長不良，主要表现为：播种后出苗晚，幼苗生长缓慢甚至停止生长，作物生长发育后期往往出现早衰现象。

生物菌肥特别是含有枯草芽孢杆菌的生物菌肥，具有解磷、解钾、解氮的作用，可使填充在土壤孔隙中的无效氮、磷、钾重新被作物所利用，活化土壤养分，提高养分含量，增强土壤供肥能力。根据近几年的施用生产试验结果，施用生物菌肥能够显著降低土壤水溶盐的含量，规避了常年使用化肥后残留在作物根际间的重金属离子对作物的危害，为作物根系创造了良好的生长环境。

3. 对土壤生物的影响

土壤微生物种群数量及种类是土壤肥力及土传性病害发生危害程度的指标，如土壤中枯草芽孢杆菌、放线菌、硝化细菌、亚硝化细菌数量多，那么土壤肥力高，并且对设施种植田土传性病害（如根腐病、溃疡病、枯萎病等）的致病菌均有强烈的抑制作用。生物菌肥除了给土壤中的有益菌提供优良的碳源外，其本身富含的有益菌进入土壤后，增大了有益菌数量，“占位”效应凸显。生物菌肥在发酵过程中，产生的磷酸酶、过氧化氢酶等活性物质，改善了土壤微生物的生存环境。

4. 对土壤重金属的影响

设施种植田相较于一般大田，有机肥特别是畜禽粪便施用量大且频繁。畜禽粪便尤其是集约化养殖产生的畜禽粪便，不同程度地都含有一定量的重金属，因此设施种植田各种杀菌剂、杀虫剂相较于大田使用量大，必然导致土壤中重金属含量和作物吸收积累的风险，在不利于食品安全的同时，还会引起作物生理性病害频繁发生。

生物发酵菌肥含有丰富的有机质及负电荷，对残留在土壤中的重金属具有缓冲和吸附、螯合作用，能降低土壤重金属的生物有效性，从而减轻重金属对土壤及作物的污染。

5. 对作物的影响

①对作物产量的影响。施用生物发酵菌肥，可改善土壤环境，为设施作物提供其生长发育所需的有机、无机养分。2014—2016年连续3年在山东省邹城市太平镇后韩村刘景峰设施番茄田调查，施用中药型生物发酵菌肥木质素的种植田，土壤团粒结构好，番茄根系强大，叶片浓绿，综合抗性显著提高，番茄真菌、细菌性病害减少70%以上，同未施用生物菌肥肥力相同的地块相比增产10%以上。2015—2016年在镇曲阜市陵城山东省设施草莓田做了相同的试验，增产效果均在15%左右。2014—2015年在山东省邹城市香城镇大山阴村村民种植花生田时，做了生物发酵菌肥使用试验，2014年试验地为含沙量少的偏棕壤土，2015年试验地为含沙量大的沙壤土，结果表明：2014年使用生物发酵菌肥花生增产13.7%，2015年增产效果不显著。综上所述，生物发酵菌肥增产效果与土壤类型有很大关系，保水保肥能力好的地块增产效果明显；反之没有增产效果。

②对作物品质的影响。设施作物品质除与作物自身遗传基因有关外，肥料使用对其品质也有重要影响，生物菌肥能改善设施作物的营养状况、生长条件，对设施作物品质产生良好的影响。对使用生物菌肥的设施番茄、设施草莓等的果实品质调查后发现，其口感、外观等明显优于对照。由此可见：施用生物发酵菌肥能够提高设施番茄、草莓果实的糖、固形物、维生素C含量和糖酸比，降低设施作物对土壤中硝酸盐的吸收。通过对施用生物发酵菌肥3年以上的设施种植田番茄的品质调查，口感、卖相呈现逐年上升的趋势。生物发酵菌肥与以畜禽粪便为主的有机肥不同，集约化养殖畜禽的粪便含有一定量的重金属，长期大量使用后有可能引起土壤和农产品出现重金属污染，而生物发酵菌肥是以各种作物秸秆为原料，通过高温发酵而成，不会对设施农业造成任何不良影响。

三、推广生物发酵菌肥的不利因素

1. 设施种植户对生物发酵菌肥作用的认识不够

生物发酵菌肥与化肥不同，其重点是养护土壤，为作物根系营造良好的生长环境，虽然肥效稳定，但见效慢，因此大多数种植户拒绝使用。

2. 生物发酵菌肥质量参差不齐

目前我国对生物发酵菌肥质量标准还没有明确规定，生产厂家不规范，所采用的发酵基质质量参差不齐，发酵过程不严格，导致不同厂家生产的产品质量差异很大，以劣充好现象频繁发生，从而造成生物发酵菌肥信誉度低，是生物发酵菌肥难以大面积推广的主要原因之一。

3. 生物发酵菌肥生产周期长，利润低，很多厂家不愿意生产

以木质素菌肥为例，从发酵到产品形成春夏季需要180天，秋冬两季时间更长，在发酵过程中还需要不断地进行翻堆、过筛等操作，且生产过程难以实现机械化。生产周期长及人工的大量投入在很大程度上增加了生物菌肥生产成本，但是市场上生物发酵菌肥销售价格并不高，在一些小厂家生产的不发酵或者不完全发酵的生物发酵菌肥的影响下，质量好的生物发酵菌肥不得不降价销售。在生产投入量大、利润空间低的双重压力下，正规厂家不愿意从事菌肥生产，是我国目前生物发酵菌肥难以形成规模化生产的主要因素。

4. 可利用秸秆少

近几年秸秆还田技术更加成熟，我国玉米、小麦主作区几乎实现了100%还田，用于生物发酵的基质不断减少。生产厂家除了存在原料收购难，在储藏过程中还有霉变、火灾等不利因素，一定程度上限制了菌肥生产的可持续性发展。

四、生物发酵菌肥的推广建议

制定生物发酵菌肥统一的质量标准，出台相关政策扶持鼓励大的肥料生产厂家从事生物发酵菌肥生产，加强对农技人员的培训，建立完善的生物发酵菌肥施用配套技术，正确合理施用生物发酵菌肥，以实现设施农业高效、优质等多重目标。

（作者联系地址：王振学 山东省邹城市农业技术推广站 邮编：273500；潘 涛 山东省邹城市大束镇农技站 邮编：273511）