生物菌肥在设施生产土壤改良中的作用及应用前景

张成磊，陈 平，林占军

（1 台州科技职业学院，浙江台州 318020；2 浙江种田人农业科技有限公司，浙江台州）

园艺作物设施生产较露地生产具有单产高、周期短、效益好的优点，但因经济水平、管理技术、作物品种等方面的差距，很多地区仍存在重产量、轻质量的现象，而这一现象背后，则是化肥等速效肥料的滥施，并且施肥方法陈旧落后。重化肥，轻有机肥、菌肥，造成土壤中离子浓度失衡，SO42-、NO3-等酸根离子积累，导致土壤酸化，地力下降，影响农业的可持续发展；化肥中的磷、铁等元素在土壤中移动性小且易被固定，不能被作物吸收，肥料利用率低；同一土地长时间种植同一作物会导致土壤连作障碍，病虫害滋生蔓延，控制不好便会大面积暴发。

乡村振兴，产业兴旺是重点，设施生产相比于传统农业生产已经有了质的飞跃，依靠设施农业实现脱贫的大有人在，但乡村振兴的关键是生态宜居，不能依靠损害下一代的利益来获取现在的满足，要实现农业的绿色、生态、可持续发展。针对上述问题和已经出现的土壤退化现象，从生物菌肥角度来找寻设施土壤改良与修复方面相应的解决对策。

1 生物菌肥的作用原理和种类

1.1 生物菌肥的作用原理

土壤中有大量的微生物（如细菌、真菌、放线菌等）和原生动物，其中细菌包括腐生细菌、化能自养细菌、共生细菌、光能自养细菌等多个种类，通过固氮、氨化、硝化等反应过程，将空气和土壤中的游离氮转化成可被植物利用的氨态或硝态氮肥；放线菌和真菌则可以将一些稳定的植物成分（如木质素、纤维素、几丁质等）降解为简单物质，促进土壤肥力的养成。

生物菌肥就是借助土壤中不同微生物的生理作用、人工合成的一种带有活菌体的辅助性肥料。菌肥本身并不为作物直接提供营养，而是通过微生物的生命活动，拮抗有害微生物，抵御病菌危害；通过代谢促进土壤中养分的转化，提高土壤养分的有效性；改善植物营养条件，刺激植物生长，进而提高作物的产量和品质。

1.2 生物菌肥的种类

生物菌肥根据菌体类型划分可分为细菌肥料（如固氮菌肥、解磷菌肥、解硫菌肥等）、真菌肥料（如丛枝菌根菌剂）、放线菌肥料（如抗生菌）以及由2 种以上微生物混合制成的复合菌肥等。

按照菌肥形态可以分为固体菌肥和液体菌肥，固体菌肥是草炭等固体材料作为介质加工而成，分为颗粒、粉剂，液体菌肥则是发酵液直接作为肥料使用。

2 生物菌肥在设施生产及土壤改良中的主要作用

2.1 促进植物吸收营养元素，刺激植物生长

研究表明[1]，芽孢杆菌等能够分解土壤中的硅酸盐矿物质，使土壤中难溶或不溶性的磷、钾等转变为可溶性物质被植物吸收利用。另外，微生物在代谢过程中可以产生IAA、GA、ABA 等生长激素，促进植物生长。李敏等[2]以黄瓜为试材，对比施用生物菌肥与对照不施之间的植株区别，结果显示施用生物菌肥的黄瓜在株高、茎粗、叶片数量及黄瓜产量方面均高于对照，说明生物菌肥能够促进黄瓜的生长。王潇敏等[3]通过对番茄施用炭基解钾菌肥发现，植株和果实中的全钾含量有所提高，番茄产量和品质特别是Vc 含量有显著提高，果实中硝酸盐含量降低，表明解钾菌肥的施用有效地促进了土壤中矿物态钾的释放。

2.2 缓解连作障碍

连作障碍的产生是由于同一种作物连续种植，根系会分泌化感物质，刺激土壤中的有害微生物，土壤生态失衡导致作物生长不良，又叫植物的自毒作用。连作障碍是目前我国设施园艺产业面临的主要问题，连作障碍促使土传病害的大规模发生，造成作物减产。连作障碍还会使土壤理化性质下降，表现为土壤有机质含量下降，团粒结构减少，土壤肥力下降，雨天易涝晴天易板结，土壤耕性和作物产量下降明显。

施用生物菌肥一方面可以通过微生物的代谢产生拮抗物质，例如木霉菌、芽孢杆菌等都可以抑制病原菌的繁殖及对作物根系的伤害。张建忠[4]在番茄生产中利用生物菌肥发现，施用生物菌肥的番茄茎腐病、溃疡病等病害都出现了明显下降。另一方面还可以利用微生物加速土壤中植物残体的腐解，形成腐殖质，增加土壤中的有机质含量。改善土壤理化性质，通过微生物降低土壤容重，增加土壤孔隙度，增加团粒结构的生成，提高土壤通气透水能力。

2.3 解决土壤有机污染和重金属污染问题

设施生产中大量使用的化学肥料、农药以及未完全腐熟的有机肥，都会造成设施土壤的有机污染和重金属污染，而多数污染物会沉积在土壤中，很难自然降解。生物菌肥可以降解有机污染物，例如单细胞杆菌能够降解敌敌畏、毒杀芬等土壤残留农药。微生物还可以钝化土壤中重金属的活性，进而降低重金属进入作物的可能性。冷鹏等[5]就以EM 菌肥对有机蔬菜中重金属含量的影响做了试验，结果与上述内容完全相符。

2.4 改善土壤盐渍化状况

刘瑞敏等[6]以4 种土壤改良剂和3 种菌肥进行田间试验，研究适合内蒙古河套灌区中度盐渍化土壤改良的最佳产品，结果表明丹路菌肥（T5）处理对提高作物出苗率、保苗率和产量提高方面效果最好，在土壤脱盐和降低土壤碱性方面效果显著，适合盐碱地区推广使用。我国有大量的沿海滩涂，设施栽培地区也存在大量土壤盐渍化的现象，有针对性地施用生物菌肥进行改良，可以有效缓解土壤盐碱问题造成的产量和品质下降。

3 生物菌肥施用技巧

3.1 根据土壤理化性质把握合理的施肥时期

生物菌肥发挥作用的是微生物，微生物旺盛的生命活动需要有适宜的水分、气体及pH 等，任何一项因素不合适都会导致微生物活动的减弱，影响肥效。因此在施肥之前，应先改善相关环境因子。

3.2 根据土壤肥力状况确定施用菌肥的种类

施用菌肥之前，结合测土配方技术，测定土壤中的有机质、矿质元素等指标，明确该土地真实的营养及元素丰缺状况，然后有针对性地选取合理的菌肥类型加以改良。例如土壤中固态磷含量丰富，却不能被植物所吸收利用，可以施用解磷菌肥进行改良，将固定态的磷转化为游离态的磷。这样便可以避免盲目施肥造成肥料浪费，并且最大发挥肥料效果。

3.3 通过田间试验确定生物菌肥的最佳用量

与化肥作用原理不同，生物菌肥是依靠微生物的生理活动改善土壤营养状况，进而提高土壤肥力，其并不直接作用于植物本身，因此生物菌肥的用量不像化肥那样严格，过量就会导致土壤性质的改变，但仍需要通过田间试验科学、精准地确定单位面积土地的用量以及不同营养状况土地的肥料用量。只有这样，才能提高肥料的利用率，实现土地的绿色、健康、可持续发展。

3.4 生物菌肥与有机肥、化肥等搭配使用

由于菌肥本身不为作物提供养分，不能增加土壤中的养分数量，只是将土壤中的某些无效或缓效养分有效化，因此作物因施用菌肥而多吸收的养分实质上也来自于土壤，从某种程度上讲，菌肥加剧了土壤养分的消耗。因此在土壤修复后期，菌肥应与有机肥、化肥配合使用，这样既为作物提供了速效养分，又补充了土壤养分。

4 展望

经过几十年的过度利用，我国基本所有设施园艺产区都存在着土壤酸化、次生盐渍化、连作障碍等现象，造成大面积的质量、产量下滑，要实现绿色发展就必须进行土壤修复与改良。生物菌肥作为新型肥料，已逐渐被广大农业生产者所熟知，相比于发达国家，我国有机肥、生物菌肥的使用比例要远低于化肥，但因其作用效果明显、价格越来越低廉必将受到广大农业生产者的青睐。