浅谈微生物肥料的作用效果

柴晓虹， 李录山,， 姚 拓，韦雷飞，杨 鹰, 黄秀君，王荣蛟

(1.四川省攀枝花市农林科学研究院，四川 攀枝花 617061；2.甘肃农业大学，甘肃 兰州 737100)

近年来，随着化学肥料施用量的不断加大，土壤板结程度逐渐升高，土壤肥力显著下降，使土壤资源自我恢复能力也逐渐降低。生物肥料能有效补充土壤的有机养分，促进土壤良性生态循环，提高土壤保肥保水能力，有效防止土壤板结，促进农作物增收。因此，用生物肥料替代或部分替代化学肥料的研究备受关注[1]。

当前国内外都在积极发展绿色农业(生态有机农业)和绿色食品，因此研究和开发利用生物肥料已成为研究热点。为便于了解和推广生物肥料，本文对微生物肥料的种类及主要作用效果进行了综述，旨在为微生物肥料的进一步推广与应用提供基础资料及相关依据。

1 微生物肥料的种类

权威专家的观点认为，微生物肥料是指将活的微生物与一定的载体按一定的比例混合制成肥料。该肥料施用于大田之后，作物会获得比传统的化肥更环保的肥料效应，而这种肥料效应主要靠的是肥料中微生物的代谢活动和产物[2]。微生物肥料的种类多种多样，划分标准和方法各不一样，主要的划分结果见表1。

2 微生物肥料的作用效果

2.1 增强植物对病虫害的抵御能力，增加农作物产量及农民收入

在大田中施用微生物肥料后，肥料中有益微生物在栽培土壤中快速大量的繁殖，在数量和养分竞争上抑制了根际病原菌的生长发育和繁殖，进而缓解了农田中病原菌和害虫对作物的侵害。另外，有些微生物产生一些抗生素类的代谢产物，这些代谢产物对腐酶等作物病原菌的生长和繁殖有抑制作用，农作物病虫害减轻了，产量也就增加了，相应地增加了农民收入。

近年来，有关微生物肥料在作物增产、防病、增加经济效益方面的研究屡见不鲜。薛智勇等[7]，在西瓜、黄瓜、芋头上分别增施生物肥，产量分别提高了19.2%、23.3%、39.85%，且可有效降低西瓜和黄瓜镰刀菌枯萎病的死株率和病程指数。刘润进等[8]分别在菜豆、花生、玉米、甘薯上施用丛枝菌根(AM)菌剂，产量分别提高了59.8%、21.75%、39.24%、21.96%。李向东、胡小加、郑明燕等[9-22]分别在番茄、油菜、小辣椒、西葫芦、甜瓜等作物上使用了不同的微生物肥料，结果表明，施用微生物肥料可以提高产量，并对青枯病、菌核病、枯萎病有一定的抑制作用，同时可以缓解作物的连作障碍。山西省农业科学院农业环境与资源研究所于2016年对香蕉施用液态菌肥，结果表明，香蕉枯萎病的病情指数比对照降低了16.8%～28.7%[23]。朱勤[24]、李萍等[25]和杨宜生[26]分别对油菜、莴苣和马铃薯施用生物肥料，产量分别提高18.7%、4.8%和3.6%。史丽萍等[27]在甘蓝上增施复合微生物肥料，产量提高10.8%。

表1 微生物肥料种类

2.2 改善土壤肥力、提供氮素、与农作物组成共生体系为作物提供营养，改善土壤孔隙度和容重

这是微生物肥料的一个主要作用。郑明燕等的研究表明施用生物肥料后，土壤中水分含量、有机质、速效N、有效P和有效K的含量会增加，土壤微生物的数量也会增加[11]。何欢宇等的研究表明，土壤微生物细菌、根结线虫、放线菌数量显著增加，真菌数量有一定减少[28-29]。此外，张振铭等和许靖的研究表明，在大田中施用生物肥料后，土壤结构得到了明显改善，土壤的保水、保肥能力增强，对外界给予的弱酸弱碱刺激的缓冲能力也有所增强，土壤的气孔导度也得到了改善，同时还改变了土壤中的碳氮比[30-31]。施用微生物肥料后可提高土壤中速效N、P、K的含量，同时也可以提高柑橘叶片中全N和全K及微量元素Cu、Zn、Fe与Mg的含量[32]，进而改善土壤质量[33]。

2.3 增加作物可食部分的可溶性蛋白含量、提高作物品质

有研究表明，使用微生物肥料后对提高农作物产量和农产品品质[30-33]，如提高蛋白质[34-35]、糖分[36]等的含量等有一定作用。

2.4 有效改善作物植物学性状及经济性状，促进作物生长发育

①对作物叶片有一定的作用，主要表现为施用生物肥料后，可增加作物的叶片宽度[37]、提高叶片的光能利用率[38]、改善叶片色泽[39]、提高叶片SOD、POD、CAT，降低MDA含量[35]，从而促进作物生长。②能够改善作物的经济性状，具体表现为施用生物肥料后，可增加作物株高[20,23-24,40-42]、单果重[40,43]、穗数[44]、穗粒数[44-45]、千粒重[44,46,47]、结实率[46-47]、果枝层数、单株铃数、单铃重[48]、单株坐果数[43]，每株分枝数[41]、有效结荚数[41-42]、带蘖率[49]等。③延长生育期，朱勤等(2017)的研究表明，施用地福来生物肥料，可延长油菜开花期，比常规施肥延长1d[24]。④能增强作物的抗逆性，何欢宇等的研究结果表明，生物肥料增加了土壤中微生物的种类并提高了微生物的活性，进而增强了作物对病害的抵御能力[28]。王秀春等的研究结果表明，施用生物肥料可以减少水稻的倒伏率和冻害程度[46]。

2.5 减少化肥施用量、降低酸碱度、改善生态环境

在大田中施用微生物肥料后就相应的减少了化肥的施用量，这样土壤内微生物生活环境得到改善，降低了土壤板结程度，保持了土壤肥力，并遏制了因大量施用化肥而造成土壤肥力下降的现象，维持土壤资源的自我恢复能力在相对较高的水平。并且施用微生物肥料后作物没有被污染而且体内没有有毒物质的残留[2]。如卢秉林等的研究结果表明，施用微生物肥料后显著减少了化肥的施用量，这不仅提高了经济效益，而且还有深远地生态学价值以及对环境无害[50]。王海林的研究结果表明，生物肥料可以提高土壤肥力，使土壤PH趋于中性的效果[42]。

3 讨论

在国内，微生物肥料的发展已有70多年了，最初的微生物肥料被称作根瘤菌剂，随后又称作细菌肥料或生物肥料。过去人们只重视获得最高的粮食产量以获得最大经济效益，因此大量的施用化肥，一定程度上忽视了微生物肥料的研究和生产应用。近几年来，我国积极响应国际号召，相继提出了“可持续农业”与发展“生态农业”的等战略，并提倡大力发展微生物肥料。2015年，国内从事微生物肥料的研究和规模化生产的企业已有1000多家，每年生产的微生物肥料约1000万t[51]，说明我国对微生物肥料的研究、开发及推广使用进入了繁热化阶段。

由此可见，国内外都在积极的研究和发展可持续农业和生态农业，因此大力研究和推广微生物肥料是农业发展的又一个新阶段。长期以来，人们对生物肥料的认识还不够全面，有人认为它是万能的，而事实并非如此，它是一种缓效性的肥料，生物肥料的速效性比化肥低，因此，要正确认识微生物肥料，不能忽视微生物肥料的作用，认为它无肥效，也不能认为微生物肥料可以全部代替化肥。目前，生物肥料的研究内容已经发展为：①发展复合微生物肥料。可考虑在肥料中添加微量元素或者是含有微量元素的化学物质，如凹凸棒、稀土等。②制作生物肥料时所选用的功能微生物，应考虑选择复合菌种，例如，将固氮菌与溶磷菌或生防菌结合。③选用的功能微生物逐渐转向具有芽孢、耐高温，耐干旱，抗逆性强等功能的芽孢杆菌发展。④采用分子生物学的方法对菌种进行基因改造、重组等，筛选出高效的工程菌[52]。因此，进行微生物肥料施用方式和化肥的用量及比例研究，大田中施用微生物肥料后对土壤结构和功能的改善研究，及提高肥料利用率和保护生态环境等方面的研究迫在眉睫。

虽然生物肥料应用前景广阔且其作用效果独特，但还未被广泛的认可，主要原因有以下几个方面：①用于制作生物肥料的微生物菌种易退化，且制成施用后有效活菌数不足，有效活菌数不足是微生物肥料推广应用中亟待解决的问题。②菌种的分离没有最好，只有更好。③需要适宜的环境(如温度、湿度等)：由于微生物肥料内环境有适宜微生物繁衍的营养、温度和湿度等条件[53-54]，因此在菌剂的生产、运输和贮藏过程都需要适宜的环境[55]。任何微小的疏忽和破损都极易造成自然环境中杂菌的侵入，往往引起整批次或整包装菌剂的严重污染[56]。④施用方法不当：虽然微生物肥料的施用量远远小于化肥的施用量，而施用的方法也较简单，但一定要在有效期内施用，否则会造成大量菌剂失效。