复合微生物肥的主要功效与作用机理

张洪胜 杨 述

1）山东省烟台市农科院果树研究分院·265500 2）四川省新绿盛生物工程有限公司

微生物肥料可以改良土壤结构、提高肥效；创造有益微生物为主的根际环境，克服重茬和防治根部病害；促进作物生长，提高产量，并改善品质等。现将微生物菌肥的主要功效和作用原理简要阐述如下。

微生物肥料肥效的发挥既受其自身因素的影响，如肥料中所含有效菌数、活性大小等质量因素，只有当这些有益微生物处于旺盛的繁殖和新陈代谢的情况下，物质转化和有益代谢产物才能不断形成；又受到外界其它因素的制约如土壤中的温度、酸碱度、营养条件及原生活在土壤中土著微生物的排斥作用。此外，还受水分、有机质、pH值等生态因子的影响。而不像其它肥料是以氮、磷、钾等主要元素的形式和多少为基础。这是它区别于化肥和有机肥料的主要特征。

1 抗病防病作用

微生物菌肥中含有的活性功能菌是包含多个菌种的复合菌群，一般包括光和菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、醋酸菌、双歧杆菌、放线菌等十几大类微生物中的几十余种。其中枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等是防抗病作用的主要菌种，它们在作物上使用效果显著、性能稳定。枯草芽孢杆菌是采用人工诱变深层液体发酵浓缩精制而成，对人畜无害，不污染环境，能产生多种抗菌素和酶，具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力，其防抗病害的机理如下。

1.1 形成竞争优势 枯草芽孢杆菌施入土壤后，能够在作物周围、根表面、根内部以及通过植物导管传导到地上部分，而在作物根表、根内、茎部、叶部等位点定殖和繁殖后，和其它微生物争夺氧气和营养物质，具有竞争排它性。在作物根际形成优势种群可有效防止其它有害病菌的生长，起到防病抗病作用。

1.2 生物拮抗作用 枯草芽孢杆菌生长过程中能代谢分泌产生细菌素（枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素等）、脂肽类化合物、有机胺类物质等，这些代谢产物可有效抑制致病菌的生长或溶解病原菌，以致杀死病菌，具高抗重茬病作用。枯草芽孢杆菌分泌的酶类有几丁质酶抗菌蛋白，对多种植物病害病原菌具有强烈抑制作用。枯草芽孢杆菌代谢产生的脂肽类化合物可以用于防治小麦白粉病、稻瘟病、赤霉病、纹枯病、炭砠病，黄瓜霜霉病、番茄青枯病、灰霉病等植物病害。

1.3 枯草芽孢杆菌的杀菌溶菌作用 在作物根表、根内、茎部、叶部等位点定殖和繁殖过程中，枯草芽孢杆菌可在病原菌的菌丝上伴随生长，分解消耗病原菌，使菌丝发生断裂，解体细胞，其能产生脂肽类和蛋白类等杀菌物质，从而杀死作物病原菌，达到防病效果。这样病原菌就不能再侵染植物了。

2 增加并改善土壤肥力

改善土壤养分供应状况，微生物肥料主要通过各种菌剂促进土壤中难溶性养分的溶解和释放。同时，由于菌剂的代谢过程中释放出大量的无机有机酸性物质，促进土壤中微量元素硅、铝、铁、镁、钼等的释放及螯合，有效打破土壤板结，促进团粒结构的形成，使被土壤固定的无效肥料转化成有效肥料，改善土壤中养分的供应情况、通气状况及疏松程度。如各种自生、联合、共生的固氮菌，主要应用于豆科植物，使其能在豆科植物根、茎（叶）上形成根瘤，同化空气中的氮素来供应给豆科植物氮素营养，以增加土壤中的氮素来源。多种解磷、解钾微生物的应用，可以将土壤中难溶的磷、钾分解出来，从而能为作物吸收利用，增加土壤肥力。如VA菌根菌以光合菌分泌的氨基酸为食饵，它既能溶解不溶性磷而增加土壤中磷的供应，又能与固氮菌共生，使其固氮能力成倍提高。解钾细菌则主要是通过细菌的活动，分解土壤中部分不能被作物吸收的钾元素，使钾从土壤中分解出来，供作物生长时吸收利用——即“解钾”作用。

目前，对根瘤菌侵染及结瘤过程的生物化学基础已研究得比较清楚，对其结瘤过程的分子机制研究也取得了较大进展。自生固氮类肥料，由于其固氮量少，且难以定量，故对其固氮机制的研究进展缓慢。联合共生固氮细菌与根瘤菌不同，其大多聚集在根皮表面，未能形成类似根瘤的稳定共生结构，因而受根际环境因素影响较大。

多数学者认为磷细菌肥料的解磷机理主要是一些种类微生物在生长繁殖和代谢过程中产生有机酸，如乳酸、柠檬酸、草酸、乙酸和无机的碳酸、硝酸或硫酸等类物质，降低土壤环境中pH值，使固定在土壤中的难溶性磷酸盐转化为可溶性磷酸盐；或有机酸通过鳌合闭蓄态Fe-P,Al-P,Ca-P，使之释放有效磷，提高土壤可溶性磷酸盐的含量，以供作物吸收利用。通过微生物呼吸作用释放C02，降低土壤环境pH值，使难溶性磷酸盐转化为可溶性磷酸盐;有些细菌释放的H2S与磷酸铁作用，释放可溶性磷酸盐。

也有专家认为通过微生物产生磷酸酶，土壤和植物根际有很多微生物产生磷酸醋酶，将有机磷化物中的磷酸醋键打开，释放磷酸，提供植物所需的磷营养。

3 改良土壤结构

微生物肥料中本身含有腐植酸、氨基酸等有机质，其中的有益微生物也能产生糖类物质，占土壤有机质的0.1%，与植物粘液、矿物胚体和有机胶体结合在一起，可以形成并改善土壤团粒结构，增强土壤的物理性能和减少土壤颗粒的损失，在一定的条件下，还能参与腐殖质形成。所以，施用微生物肥料能改善土壤物理性状，解决土壤因大量和长期使用酸性化肥造成的土壤硬化、板结、漏水漏肥等影响作物生长和结果的问题，有利于改善土壤肥力供给。

4 促进作物生长，提高产量，改善品质

如光合细菌和蓝藻类，属于独立营养微生物，菌体本身含60%以上的蛋白质，且富含多种维生素，还含有辅酶Q10、抗病毒物质和促生长因子；它以土壤接受的光和热为能源，将土壤中的硫氢和碳氢化合物中的氢分离出来，变有害物质为无害物质，并以植物根部的分泌物、土壤中的有机物、有害气体（硫化氢等）及二氧化碳、氮等为基质，合成糖类、氨基酸类、维生素类、氮素化合物、抗病毒物质和生理活性物质等，是提高产量、肥沃土壤和促进动植物生长的重要力量。枯草芽孢杆菌可大幅促进植物生长，在该菌防病抗病的同时，还可诱导作物产生吲哚乙酸等激素类物质，提高作物生长激素水平，促进植物生长繁育，能刺激和调节作物生长，使植物生长健壮，营养状况得到改善。使用微生物肥料可以提高农产品中的维生素C、氨基酸和糖分的含量，有效降低硝酸盐含量。

5 降低农残，保护环境

我国的农业生产长期以来延续的是一种高投入、高消耗和高排放的粗放式增长模式，这也带来污染物的高排放，使得我们赖以生存的自然生态环境面临越来越严重的威胁，农产品中农残超标普遍较重，加上城市生活垃圾无害化处理和公园商业小区废弃物处置等方面能力不足。利用微生物的特定功能分解土壤中的重金属和有害物质是一条经济可行的有效途径，一举两得。由此可见用最少的资源和环境代价，创造最大的经济和社会效益。特别是微生物菌剂可抑制农作物对重金属及农药等有害物质的吸收、净化和修复土壤，是目前无公害食品和绿色食品生产现实需要，更是减少化肥和农药用量、降低环境污染的必然选择，也在促进农作物秸秆和城市垃圾的腐熟利用等方面有着不可替代的功效。

6 微生物肥料的选择和合理应用

现在市场上存在着多种微生物肥料，其中大部分微生物肥料对促进农业生产起到了重要的作用，但也存在着一些被利益驱动的不法分子、制造假冒伪劣的产品来扰乱市场。农民没有充分的科普知识和必要的仪器来检测肥料的真伪。因此，在选择微生物肥料时，要特别注意：一是检验肥料是否获得农业部正式（或临时）登记许可证；二是重点关注该肥料在当地的试验示范效果。