微生物肥料研究及其在耕地质量提升中的应用前景

丁 琰

（高邮市耕地质量保护站，江苏高邮 225600）

0 引言

在国民经济的发展中，农业占据着不可撼动的重要地位，多年来，我国的粮食生产取得了突破性进展，其中一个因素正是得益于化肥的大量推行，但是，长期过量使用化肥，也带来了农产品品质下降、土壤板结、环境污染、生态恶化等一系列的问题，导致农业成本提升，生态效益受到了影响，如果这一问题无法得到解决，不仅会影响农业资源与环境之间的可持续发展，也会降低耕地质量，影响农业的可持续发展。微生物肥料是一种新型肥料，有着绿色、安全、节约、环保的特点，能够有效提升化肥利用率，促进农药吸收，减少农作物病害，保护农田环境。在土壤污染、气候变化、不合理施肥等因素的影响下，大力利用微生物肥料来提升耕地质量，是当前关注的重点问题。

1 微生物肥料在提升耕地质量中的作用

1.1 改良土壤化学性质

通常来讲，微生物肥料是指含有一种或多种土壤微生物的制品，能够改善土壤环境，促进作物和植株的生长，应用于实际生产生活中，能获得非常好的经济效益。应用微生物肥料，可以有效活化土壤养分，提升植物对于土壤中养分的吸收率，让植物能够健康生长，其作用原理为有机物发酵生成氨基酸、生长素、纤维素等，为植物生产提供养料。在微生物肥料中，功能菌、发酵菌含量丰富，有着持久的增肥效果。如，在种植豆科植物时，使用微生物肥料，可以提高植物的固氮能力，促进钾、磷的分解，使之更易被植物所吸收。在微生物肥料中，还有大量微生物，能够让土壤中的有机物、有机质出现矿化，促进植物的吸收，提升营养物质的作用，从而改善土壤化学性质，实现增产和增收。

1.2 改良物理性质

将微生物肥料投入土壤之后，微生物可以与土壤中的有机物结合，分解成腐殖质，与钙离子结合形成结合体，具有很好的水稳性，可以提高土壤的保水能力，并且还能够对土壤产生疏松作用，降低孔隙度，提高土壤的透水性能。微生物肥料是以颗粒的形式来存在，表面积较大，可以提高土壤的孔隙度，改善土壤结构，研究显示，在施加微生物肥料后，可以将孔隙度增加10.5%。

1.3 改良生物性质

应用微生物肥料，能够形成微生物菌群，促进土壤中真菌、细菌以及各种菌类的繁殖，促进植物中叶绿素的合成，提高植物抗性，有效发挥出植物的抗病虫害作用。

总体来看，应用微生物肥料，可以提升土壤保水能力和保肥能力，改善土壤的结构，为植物生产提供更为理想的环境。

2 我国微生物肥料的发展现状分析

关于微生物肥料的研究，可以追溯到1895年，德国成功研发出了根瘤菌接种剂，在技术的成熟下，固氮菌、解磷菌等相继投入了使用，此后，除了将根瘤菌应用于农业生产之外，许多国家的研究人员在解磷菌和解钾菌等其他种类菌肥方面也做了很多研究，并开始将其应用到农业中。巴西PGPR制剂、加拿大“根瘤菌+PGPR”复合菌肥等都是广泛应用于各类作物上的重要肥料。目前，世界上共有70多个国家都在积极地研究和推广微生物肥料，目前，各个发达国家都已经大力推行微生物肥料，微生物肥料的使用率已经达到了20%以上。相较而言，我国关于微生物肥料的研究历程相对较短，但是，经过几十年的发展，微生物肥料相关的产业也逐步发展成熟，在人们对食品安全、环境因素的高度重视下，微生物肥料也引起了学界的广泛关注，就当前的研究来看，我国在微生物肥料的研究上，主要集中在几个方面：

2.1 资源收集与鉴定

对于微生物肥料的研究，我国一直高度重视，在菌种资源的收集、保存、鉴定研究上，取得了突出进展，中国农业大学已经成立根瘤菌资源库，让菌种库资源实现了高度共享，国内也有越来越多的科研机构参与进来，为我国微生物肥料产业的发展提供了有效支持。在菌种的鉴定上，我国也建立了微生物肥料新类群，也制定了与之相关的评价技术体系，为微生物肥料的推广提供了有益支持。

2.2 菌种复配协同技术

如果运用单一的微生物肥料，效果往往是有限的，只能够为植物提供单一养分，不利于农业发展。同时，在微生物肥料的使用上，也需要关注土壤生态、土壤污染、残留秸秆等问题，为了满足这一需求，需要推行多菌种复配技术，发挥出各类菌种之间的协同作用。在具体的实践中，学界也针对这一问题开展了深入研究，构建出了适合不同地域、不同类型农作物的复合菌系，取得了良好的试验成果。

2.3 微生物肥料的作用机制

关于微生物肥料的作用机制，还有待深入研究，当前的研究主要集中在根际促生菌方面，根际促生菌具有多种作用，能够与土壤中的物质形成复合物，促进植物生长，还具有改良、修复土壤的重要作用。

2.4 生产发酵工艺

目前，关于微生物肥料生产发酵工艺的研究也取得了初步进展，学界开始运用新的技术、理论以及设备为发酵生产提供了便利。但是，与发达国家相比，这一方面的研究还比较薄弱，关于微生物肥料土壤增效调控技术的研究，还需要进一步深入。

3 我国微生物肥料的发展进程

在技术的成熟下，我国微生物肥料市场逐步扩大，尤其是近年来，各个地区开始建立生态示范区，微生物肥料的用量显著增大，其产品种类和功能也呈现出多元化的趋势，目前常用的微生物肥料类型有固氮菌剂、根瘤菌剂、融磷菌剂、硅酸盐菌剂、有机肥料腐熟剂、复合菌剂等多种类型，涉及的菌类包括放线菌、细菌、酵母菌、丝状真菌。随着企业管理的规范化与工程技术的发展，微生物肥料的生产工艺也表现出现代化、规范化的趋势，越来越多的企业参与进来，生产质量得到了显著提升，经过了多年发展，构建了微生物肥料标准体系。但是，从当前来看，我国微生物肥料产业的发展还存在一些不足之处，在菌种的选择上，缺乏地域针对性，适应性不足，与之相关的配套体系也需要完善，农民的接受度不高，还是习惯沿用以往的化肥。与发达国家相比，我国现有的农业施肥体系影响了微生物肥料的推行，由于单一追求高产，很多地区在种植时，依然会过量使用化肥，尚未发挥出微生物肥料的作用，引起了恶性循环。

4 微生物肥料的研究趋势

为了充分发挥出微生物肥料在农业生产中的作用和价值，在下一阶段，需要明确研究重点，将其放置在现有的共性问题上。在菌种的选择上，需要充分考虑到菌株根系分泌物对植物生长的影响，提高微生物肥料的竞争定殖能力和适应力。同时，加强对于具有肥效效果内生菌资源的研究，利用系统生物学、分子生物学、合成生物学等技术来改造现有的微生物肥料，应用系统代谢工程技术、基因组改组技术、基因组删减技术、基因组快速净化技术以及合成生物学技术，突破微生物肥料研究中的核心重点，研制出高效、新型、实用菌株。另外，还要加强微生物肥料对于植物环境胁迫耐性的研究，将微生物肥料更多的应用在盐碱地改造、旱作农业方面。

近年来，在国家的高度重视以及农业生产对安全优质、绿色农产品的需求下，微生物肥料产业将会继续保持高速增长的态势，也将逐步从豆科接种剂朝着非豆科接种剂的方向改变，单一菌种的研究也将会取得突破性进展。对于微生物肥料吸附载体的选择，需要充分利用农业固体废弃物，平衡有机肥料、微生物肥料应用的环境效益和社会效益。在新型肥料的研究上，需要解决单一菌种效果不稳定的问题，关注微生物肥料的长期效应，研发出具有荒漠化修复、保水抗旱、残余除草剂降解、土壤调理、抗病促生等作用的新型微生物肥料。同时，加强专用微生物肥料的研究，重点研究与地域适配的产品，将玉米、小麦、水稻、大豆等作为重点对象，选择出具有匹配性的微生物菌株。在城市化进程的发展下，耕地问题日益显著，因此，相关企业要不断提高自身的创新能力，加强自主创新，建立协同机制，与当地高校、科研机构建立合作，走产学研发展道路，构建全新的微生物肥料工艺生产平台。

5 结语

与化学肥料相比，微生物肥料不仅能够产生多种生理活性物质，增强植物抗性，促进作物吸收营养，增加土壤肥力，更具有无毒高效，环境友好，节省成本等特点，是化学肥料最有效的替代品。合理地开发和利用新型微生物肥料，是维护我国生态环境和谐美丽，保证我国农业绿色健康发展的重要途径。总之，微生物肥料产业是一项新型的战略性产业，近年来，国内外对于微生物肥料的研究予以了高度重视，也做出了一系列的全新部署。目前，我国也将微生物肥料的研究作为一个重点部署，在未来阶段下，其研究将集中在荒漠化修复、保水抗旱、抗病促生等方面，通过大力推行新型的微生物肥料，提高耕地质量，为人们生产出优质的农产品。