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微生物肥料及其應用優(yōu)勢

2022/1/28 17:35:57??????點(diǎn)擊:
所謂微生物肥料是指將土壤中的有益微生物分離出來(lái),經(jīng)選育擴大培養而制成的一類(lèi)生物活性制劑。微生物肥料具有調節植物生長(cháng),增加作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì),改良土壤,保護生態(tài)環(huán)境,減少污染等優(yōu)點(diǎn),為廣大農民所歡迎。特別是近年來(lái),微生物肥料的應用發(fā)展很快,對促進(jìn)微生物肥料的研究和開(kāi)發(fā)應用,提供了良好的前景。

1微生物肥料的分類(lèi)及其應用

微生物肥料大致可分為以下幾類(lèi):固氮微生物肥料,微生物鉀肥,微生物磷肥;另外還有“5406”和EM菌等微生物肥料。

11固氮微生物肥料

固氮微生物肥料是微生物肥料最早出現的一種。自從生物學(xué)家1888年第一次分離出固氮菌不久就出現了固氮的根瘤菌肥料。

根瘤菌可使空氣中的氮元素轉變?yōu)榈鼗衔?,使土壤中增加氮素營(yíng)養,農作物需要的氮氣大部分都由土壤中各類(lèi)氮細菌通過(guò)生物固氮作用而提供的,而人工合成的氮肥僅占農作物需要量的12%,因此,固氮微生物對于作物的生長(cháng)具有極其重要的作用,在自然界中有三種生物固氮體系,一是自生固氮,即固氮微生物獨自生活固氮;二是共生固氮,即固氮微生物同其他生物共同生活,并形成共生組織進(jìn)行固氮;三是聯(lián)合固氮,即固氮微生物同其他生物共棲,不形成特殊組織而進(jìn)行固氮。

我國固氮微生物的研究始于本世紀30年代,首先由張憲誠教授等對大豆根瘤菌進(jìn)行了研究。1953年在我國東北 150萬(wàn)ha的大豆栽培中推廣應用,普遍獲得了增產(chǎn)效果,大豆平均增產(chǎn)12%。后來(lái),中國科學(xué)院林業(yè)土壤研究所的科技人員對大豆根瘤菌的接種效果、大豆根瘤的發(fā)育及其生理活性作用進(jìn)行了大量長(cháng)期研究。由于微生物固氮過(guò)程中需要厭氧、貧氮和能源等苛刻條件,另外各種類(lèi)型的固氮菌對植物的專(zhuān)一性也影響了固氮效果,因此擴大固氮微生物肥料應用的領(lǐng)域還有待于深入研究。

12磷細菌肥料

磷是植物三大營(yíng)養元素之一,土壤里含磷雖多,但能為植物直接利用的極少,作為養分能為植物吸收的有效磷在土壤溶液中僅為10-5~10-6摩爾。絕大部分是以不溶性的無(wú)機和有機磷化物存在。使用磷肥雖可滿(mǎn)足植物對磷的需要,但在土壤里易被固定為難溶態(tài)磷,利用率很低。這些無(wú)效磷化物在解磷微生物的作用下,可轉變?yōu)橹参锟衫玫酿B料。在土壤中具有解磷作用的微生物很多,其中巨大牙孢桿菌、珊瑞紅賽氏桿菌、假單孢菌、放射小球菌、橙色黃桿菌等都具有較強的解磷作用。其中有的還對核酸和卵磷脂有較強的分解能力。由于解磷細菌的作用大幅度提高了磷肥的有效供給,磷細菌肥料用于油菜,可增產(chǎn)14%~19%,小麥、水稻、玉米可增產(chǎn)10%左右。因此磷細菌肥料值得進(jìn)一步研究、開(kāi)發(fā)和應用。

13細菌鉀肥

目前研究和應用的鉀細菌大致有兩類(lèi),一類(lèi)是硅酸鹽形態(tài)的解鉀細菌,目前研究和應用的解鉀細菌大多是屬于這一類(lèi),另一類(lèi)解鉀細菌是非硅酸鹽形態(tài)的。

30年代蘇聯(lián)學(xué)者就從土壤中分離出了硅酸鹽細菌(即鉀細菌),后來(lái)的研究證明,這種細菌分解鋁硅酸鹽類(lèi)的原生態(tài)礦物,可使難溶于水的鉀轉化為植物能吸收利用的有效鉀,同時(shí)還能分解土壤和礦物中難以被作物吸收利用的無(wú)效磷成為有效磷。據報道,鉀細菌尚有微弱的固氮能力,且在代謝過(guò)程中還產(chǎn)生一定量的赤霉素、細胞分裂素、吲哚乙酸等生理活性物質(zhì)。這些物質(zhì)能促進(jìn)作物根系的生長(cháng)發(fā)育,提高了作物的抗病能力。鉀細菌肥料用于小麥、水稻、豆類(lèi)等產(chǎn)量可提高10%以上,用于薯類(lèi)(喜鉀植物)可增長(cháng)30%。

14其他微生物肥料

①“5406”抗生素北京農業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院生物所50年代從西北地區的菌宿根上分離到的一株放線(xiàn)菌菌種“5406”,能分泌2種以上抗生素和4種以上植物生長(cháng)激素,具有抗病和促進(jìn)植物生長(cháng)的作用。

②EM菌日本琉球大學(xué)教授,農學(xué)博士比嘉照夫先生經(jīng)過(guò)30年的研究,應用有益微生物間交替聯(lián)合作用,開(kāi)發(fā)出了EM有效微生物群,將不同種的近百種微生物聚合為一體,應用于農業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)、水質(zhì)凈化、治理廢棄物污染等。EM菌應用于農業(yè),可使蔬菜產(chǎn)量增加15%左右,油菜作物增產(chǎn)10%,糧食作物增產(chǎn) 8%;同時(shí)它能改善作物的品質(zhì)。例如可提高玉米的含糖量;可以減少作物的發(fā)病率,同時(shí)可改善土壤結構。EM菌的試驗、應用已遍及世界數十個(gè)國家,并在日本、巴西、美國、泰國、澳大利亞等取得成功。國內近幾年來(lái)在一些地區的試驗應用,也取得了一定的實(shí)際效果。

2微生物肥料的優(yōu)勢與社會(huì )經(jīng)濟效益

微生物肥料的優(yōu)勢是在與化學(xué)肥料比較中得出的,具體來(lái)說(shuō)有以下幾點(diǎn):

21微生物肥料比化學(xué)肥料更具有生態(tài)優(yōu)勢

①微生物肥料與化學(xué)肥料相比,生產(chǎn)時(shí)所消耗的能源少得多,既降低了生產(chǎn)成本,又減少了由于能源消耗所帶來(lái)的環(huán)境污染。

②微生物肥料使用量少,本身無(wú)毒無(wú)害,沒(méi)有污染環(huán)境的問(wèn)題,而化學(xué)等肥料的使用則造成了嚴重的土壤環(huán)境污染。以地下水為例,由于大量使用氮素肥料,地下水硝酸鹽含量上升,北方地區1/2以上超過(guò)飲用水硝酸鹽含量標準(最高允許值為50mg/L),最高達300mg/L。另外,化學(xué)肥料中氨態(tài)氮和磷酸類(lèi)物質(zhì),由于雨水的淋洗和微生物作用,許多流失進(jìn)了河流湖泊中,造成河流湖泊的營(yíng)養化,氮肥以溫室效應氣體N2O的形態(tài)脫氮,使大氣中N2O濃度增加,這已成為當今農業(yè)和環(huán)境的一大問(wèn)題。

③微生物肥料使用改善了作物根際小生態(tài)環(huán)境。首先,它能改善由于長(cháng)期施用化學(xué)肥料帶來(lái)的土壤板結,使作物根部土壤保水、保墑;其次,在作物根際形成有益菌環(huán)境,拮抗致病菌,提高作物抗病能力。

22微生物肥料比化學(xué)肥料在提高作物品質(zhì)上有優(yōu)勢

許多研究證明使用微生物肥料對于提高農產(chǎn)品品質(zhì),如蛋白質(zhì)、糖分、維生素等的含量有一定作用。在有些情況下品質(zhì)的改善比產(chǎn)量的提高好處更大。例如紅薯,使用KCL收干率僅為38%,而使用生物鉀肥收干率可以達到45%;在水稻上使用生物鉀肥比使用化學(xué)鉀肥出米率可提高7%。

23微生物肥料比化學(xué)肥料更具效率優(yōu)勢

最近10年,我國化肥總用量增加了907%,而糧食總產(chǎn)僅增加了91%,氮素化肥的損失率高

達45%,這就意味著(zhù)經(jīng)濟損失1000億元/年,并造成大量的能源損失。而微生物肥料的效率要高很多。例如:根瘤菌中固定的氮素通過(guò)長(cháng)期進(jìn)化行形成的氮固化系統和呼吸系統途徑幾乎全部為豆料植物吸收利用,既無(wú)利用率低下又無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題。

24微生物肥料比化學(xué)肥料有更大的經(jīng)濟優(yōu)勢

我國目前化肥實(shí)際用量達12億t,而微生物肥料年產(chǎn)僅幾十萬(wàn)t(菌劑型占10%),年產(chǎn)僅為化肥的05%。如果微生物肥料產(chǎn)量達到化肥用量的3%,使用面積1億畝,則可減少12~50萬(wàn)t化肥用量,增產(chǎn)糧食50~100億kg。而且微生物肥料有較大的產(chǎn)投比,每畝使用的資金僅為化學(xué)肥料的60%~70%,其中的經(jīng)濟效益不言而喻。農民降低了投入,提高了作物產(chǎn)量和品質(zhì),減少了環(huán)境污染,并且可取得較大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

3微生物肥料生產(chǎn)應用過(guò)程中出現的問(wèn)題及其對策

31微生物肥料的基礎應用研究有待于進(jìn)一步加強

①微生物肥料在使用中肥效的發(fā)揮受到許多因素制約,目前人們對所使用菌在土壤和植株的定植、生長(cháng)、繁殖狀態(tài)以及與土壤周?chē)h(huán)境的相互作用都不是很清楚,因此對這方面的作用機理有待于加強研究,以提高菌肥的使用效果。

②保證生產(chǎn)菌的質(zhì)量,是微生物肥料發(fā)展的關(guān)鍵。微生物肥料的核心應該是所使用的特定微生物,目前一是產(chǎn)品中所用的微生物分類(lèi)地位不明,二是大量基質(zhì)的加入,是基質(zhì)還是特定微生物起作用,拿不出可靠的證據,有的是濫竽充數,以“微生物肥料”的名義進(jìn)入市場(chǎng),欺騙農民。微生物容易產(chǎn)生變異,經(jīng)過(guò)長(cháng)期使用,不斷的傳代,會(huì )失去某些優(yōu)良性狀而產(chǎn)生退化現象,因此,加強微生物的不斷分離純化,保持生產(chǎn)菌原來(lái)的優(yōu)良性狀是一項十分重要的工作。近幾年來(lái),我國的微生物肥料生產(chǎn)發(fā)展較快,但在生產(chǎn)應用中反映出一些問(wèn)題,如有的菌種質(zhì)量不好,肥效不高,微生物肥料的品種也不多。發(fā)展微生物肥料,重要的一個(gè)方向是要應用現代生物技術(shù)篩選出高效、抗逆、強競爭存活能力的菌株,以適應微生物肥料發(fā)展的需要。

32強化微生物肥料產(chǎn)品質(zhì)量管理

①我國第一部微生物肥料行業(yè)標準已由農業(yè)部頒布實(shí)施,對生產(chǎn)廠(chǎng)家已實(shí)行生產(chǎn)許可證制度。這一舉措將對整頓我國微生物肥料市場(chǎng),保護農民利益,保障微生物肥料的健康發(fā)展起重要作用。

②加強生產(chǎn)過(guò)程的管理和監督,提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品供應市場(chǎng)。微生物肥料生產(chǎn)一般都采用工業(yè)發(fā)酵的方法進(jìn)行,但有不少單位條件簡(jiǎn)陋,工藝不成熟,需要改進(jìn)和提高。也有些單位采用洗石機攪拌或水泥池堆制發(fā)酵,根本不具備微生物生產(chǎn)所要求的基本條件,滅菌不徹底或根本不滅菌,這難以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

③提高檢測技術(shù)的水平。目前微生物肥料沒(méi)有統一的檢測方法,特別是對菌種的測定、活菌數量的檢測,費時(shí)、費力、精確度不高,影響誤差因素較多。

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