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一、微生物肥料的定義 微生物肥料足指一類含有活微生物的特定制劑,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,能夠獲得特定的肥料效應(yīng)。微生物肥料可分為兩類,一類是通過(guò)其中所含微生物的生命活動(dòng),增加了植物營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)量,導(dǎo)致植物營(yíng)養(yǎng)狀況的改善,進(jìn)而增加產(chǎn)量,代表品種是菌肥;另一類足廣義的微生物肥料,其制品雖然也足通過(guò)其中所含的微生物生命活動(dòng)作用使作物增產(chǎn),但它小僅僅限于提高植物營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)水、還包括了它們所產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì),如激素類物質(zhì)對(duì)植物的刺激作用,促進(jìn)植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收利用或者能夠拈抗某些病原微生物的致病作用,減輕病蟲(chóng)害而使作物的產(chǎn)量增加。 二、微生物肥料的種類和作用機(jī)理 微生物肥料的種類很多,如果按其制品中特定的微生物種類可分為細(xì)菌肥料(如根瘤菌肥、固氮菌肥)、放線菌肥(如抗生菌類、5406)、真菌類肥料(如菌根真菌)等按其作用機(jī)理又可分為根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷菌類肥料、解鉀菌類肥料等;按其制品中微生物的種類義可分為單純的微生物肥料和復(fù)合微生物肥料。微生物肥料的功效上要是與營(yíng)養(yǎng)元素的來(lái)源和有效性有關(guān),或與作物吸收營(yíng)養(yǎng)、水分和抗病有關(guān),概括起來(lái)有以下幾個(gè)方向。 1.增加土壤肥力,這是微生物肥料的主要功效之一如各種自生、聯(lián)合、共生的固氮微生物肥料,可以增加土壤中的氮素來(lái)源,多種解磷、解鉀微生物的應(yīng)用,可以將土壤中難溶的磷、鉀分解出來(lái),從而能為作物吸收利用。 2產(chǎn)生植物激素類物質(zhì)刺激作物生長(zhǎng)許多用作微生物肥料的微生物還可產(chǎn)生植物激素類物質(zhì),能刺激和調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng),使梢物生長(zhǎng)健壯,營(yíng)養(yǎng)狀況得到改善。 5對(duì)有害微生物的生物防治作用 由于在作物根部接種微生物肥料,微生物在 作物根部人量生長(zhǎng)繁殖,作為作物根際的優(yōu)勢(shì)菌,限制了其它病原微生物的繁殖機(jī)會(huì)。同時(shí)有的微生物對(duì)病原微生物還具有拈抗作用,起到了減輕作物病害的功效。 三、我國(guó)微生物肥料的概況 我國(guó)微生物肥料的研究應(yīng)用和國(guó)際上一樣,是從豆科植物上應(yīng)用根瘤茼接種劑開(kāi)始的,起初只有大豆和花生根瘤菌種20世紀(jì)50年代,從原蘇聯(lián)引進(jìn)自生固氮菌、磷細(xì)菌和硅酸鹽細(xì)菌劑,稱為細(xì)菌肥料20世紀(jì)60年代又推廣使用放線菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮藍(lán)綠藻肥;20世紀(jì)70~80年代巾期,又開(kāi)始研究VA菌根,以改善植物磷素營(yíng)養(yǎng)條件和提高水分利用率;20世紀(jì)80年代中期至90年代,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中又相繼應(yīng)用聯(lián)合固氮菌和生物鉀肥作為拌種劑;近幾年來(lái)又推廣應(yīng)用由固氮菌、磷細(xì)茼、鉀細(xì)菌和有機(jī)肥復(fù)合制成的生物肥料做基肥施用。 1.微生物肥料的種類 我國(guó)微生物肥料種類很多,有以下主要種類:根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷細(xì)菌肥料、硅酸鹽細(xì)菌肥料、增產(chǎn)菌肥料、復(fù)合微生物肥料及其它一些種類。 2.微生物肥料的劑型從成品性狀看,我國(guó)微生物肥料的制成品劑型主要分為液體和固體兩種。液體有的是由發(fā)酵液直接裝瓶,也有試用礦油封面的;固體劑型主要以草炭為載體,分粉劑、顆粒兩種劑型,近年來(lái)也有用蛭石為吸附劑的。還有用發(fā)酵液濃縮后冷凍干燥的制品。從內(nèi)含物看,有單菌株制劑、多菌株制劑,也有微生物加增效物(如化肥、微量元素和有機(jī)物等)。近年還有施用較大的復(fù)合微生物肥料作為底肥。 5.微生物肥料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)督體系我國(guó)的微生物肥料生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)去一直沒(méi)有從國(guó)家的角度進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督,也沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),亦未實(shí)行生產(chǎn)許可證制度。經(jīng)過(guò)多年的努力,農(nóng)業(yè)部于1994年制定了一部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范了微生物肥料的生產(chǎn)。主要的技術(shù)指標(biāo)為:在產(chǎn)品標(biāo)明的失效期前有效活菌數(shù)應(yīng)符合指標(biāo)要求,出廠時(shí)產(chǎn)品有效活菌數(shù)必須高出本指標(biāo)30%以上。 4.我國(guó)微生物肥料的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用發(fā)展策略①捉高產(chǎn)品質(zhì)量,實(shí)行生產(chǎn)許可證制度,組建質(zhì)最檢測(cè)機(jī)構(gòu),使微生物肥料的生產(chǎn)有章可循,質(zhì)量有保障?梢杂行У囟糁圃擃I(lǐng)域的假冒偽劣產(chǎn)晶,對(duì)那些技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)條件比較好的工廠要大力扶持,對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)晶不符合圍家標(biāo)準(zhǔn)的工廠要進(jìn)行整頓。②進(jìn)一步提高接種效果,除了提高產(chǎn)品質(zhì)量(菌數(shù)、有效期)外,還要根據(jù)不同地區(qū)和小同的作物選用不同的菌劑,進(jìn)一步改進(jìn)劑型和接種方法。③加強(qiáng)微生物肥料的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究上作。長(zhǎng)期以來(lái),這個(gè)領(lǐng)域的研究投入很少,一些研究處于低水平的重復(fù),致使研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于生產(chǎn)實(shí)際。需要對(duì)以下方面進(jìn)行研究:微生物肥料的作用機(jī)理;微生物肥料中特定微生物的生態(tài)學(xué)研究;微生物肥料優(yōu)良生產(chǎn)菌株的篩選和誘變;根瘤菌肥料固氮限制因素的研究及野生菌株結(jié)瘤抗?fàn)幍臋C(jī)理和解決的途徑;微生物肥料的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)技術(shù)的建立;開(kāi)發(fā)新的微生物肥料品種等。④加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外的交流和合作,采取請(qǐng)進(jìn)來(lái)和派出去相結(jié)合的方式,雙邊或多邊的形式進(jìn)行國(guó)際合作和交流。在國(guó)內(nèi),則應(yīng)加強(qiáng)科研單位、生產(chǎn)單位和推廣部門(mén)的合作,不定期培訓(xùn)生產(chǎn)和推廣的技術(shù)人員。同時(shí),做好微生物肥料科普知識(shí)的宣傳和普及等工作。 5我國(guó)微生物肥料產(chǎn)業(yè)化展望近年來(lái),我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)肥料的需求量不斷增加。由于化學(xué)肥料價(jià)格上漲和大最使用化肥造成環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品污染等原因,人們開(kāi)始重視微生物肥料的生產(chǎn)。可以說(shuō),目前我國(guó)微生物肥料生產(chǎn)的發(fā)展機(jī)遇是前所未有的。但是,近幾年來(lái)我國(guó)微生物肥料生產(chǎn)及應(yīng)用曾經(jīng)幾起幾落。所以每當(dāng)回顧歷史人們不禁要問(wèn),微生物肥料的發(fā)展前景如何?有人認(rèn)為,微生物肥料要想在眾多的商品肥料中占有一席之地,必須向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。為此,必須建立微生物肥料原料基地和供應(yīng)系統(tǒng),開(kāi)發(fā)新的微生物肥料品種,進(jìn)一步提高其質(zhì)量,發(fā)展微生物肥料加工工業(yè),急需研制和生產(chǎn)微生物肥料專用機(jī)械設(shè)備,建立微生物肥料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和管理體系,以及加強(qiáng)微生物肥料的科研、技術(shù)培訓(xùn)及推廣應(yīng)用工作,從而有力地推動(dòng)我國(guó)微生物肥料向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。 四、國(guó)外微生物肥料的發(fā)展概況 1根瘤茵劑在世界范圍得到推廣和普及世界上許多國(guó)家,如美國(guó)、澳人利業(yè)、新西蘭、日本、意大利、奧地利、加拿大、法國(guó)、荷蘭、芬蘭、泰國(guó)、韓國(guó)、印度及非洲的一些國(guó)家,至少有70多個(gè)國(guó)家研究、生產(chǎn)和應(yīng)用豆科根瘤菌,不僅面積不斷擴(kuò)大,而日.應(yīng)用的豆科植物種類繁多。不少國(guó)家在經(jīng)歷一段時(shí)間的混亂后,逐步認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)根瘤菌肥料質(zhì)量管理的重要性,并制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 2.固氮細(xì)菌、解磷細(xì)菌和解鉀細(xì)菌等的研究 除根瘤菌以外,許多國(guó)家在其它一些有益微生物的研究和應(yīng)用方面也做l『大量的工作。前蘇聯(lián)及東歐一些國(guó)家的科研人員進(jìn)行了固氮菌肥料和磷細(xì)菌肥料的研究和應(yīng)用,所用的菌種為圓褐固氮菌和巨人芽孢桿菌。他們和前捷克斯洛伐克、英格蘭及印度的研究吲氮菌的工作者證實(shí),這類細(xì)菌能分泌生長(zhǎng)物質(zhì)和一種抗真菌的抗生素,能促進(jìn)種子發(fā)芽和作物根部的生長(zhǎng):20世紀(jì)70年代末和80年代初,一些國(guó)家對(duì)固氮細(xì)菌和解磷細(xì)菌進(jìn)行了田間試驗(yàn),結(jié)果各異,對(duì)其作用還有相當(dāng)大的爭(zhēng)議。但存固氮螺菌與禾本科作物聯(lián)合共塵的研究中取得了一定的進(jìn)展,在許多國(guó)家作為接種劑使用。總結(jié)20年來(lái)世界上一些國(guó)家的田問(wèn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,固氮螺菌接種在土壤和氣候小同的地區(qū)可以提高作物的產(chǎn)量,在60%~70%的試驗(yàn)巾可增產(chǎn)5%~30%。它們促進(jìn)生長(zhǎng)的主要機(jī)制是能生產(chǎn)能促進(jìn)作物生長(zhǎng)的物質(zhì),能促進(jìn)根毛的密度和長(zhǎng)度、側(cè)根出現(xiàn)的頻率及根的表面積。固氮菌在一些國(guó)家的使用效果如卜①美國(guó)。1975~1984年在佛羅里達(dá)州研究表明,施用固氮螺菌每年大約固氮2.6公斤/畝(1畝=1/15公頃),在玉米中施用有的增產(chǎn)顯著,達(dá)10%~20%,而有的差異不顯著,接種未見(jiàn)產(chǎn)量有明顯改變。目前,有一家公司推廣出了一種接種劑"Azo-Gree”,用于禾本科作物。②印度。20世紀(jì)80年代,在11個(gè)中心進(jìn)行了許多接種試驗(yàn)。接種劑由德里的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供,開(kāi)始時(shí)活菌數(shù)為每克1.5×10“個(gè),9個(gè)月后變109個(gè),種子用糊漿法接種,用羧甲基纖維作粘著劑。總結(jié)多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明,在不同作物和農(nóng)業(yè)條件下,增產(chǎn)15%~19%,高粱、珍珠米等反應(yīng)明顯。在接種谷子、高粱的試驗(yàn)中,有50%獲得顯著增產(chǎn)。③以色列。1979~1986年,在40個(gè)點(diǎn)上對(duì)玉米、小麥、高粱等進(jìn)行接種試驗(yàn),每粒種子接種量為10個(gè),增產(chǎn)15%~20%。在夏播作物接種試驗(yàn)中,75%獲得增產(chǎn)的結(jié)果;而冬小麥接種試驗(yàn)中,只有50%增產(chǎn),增幅為5%~12%。 綜上可以看出,微生物肥料的功效已得到人們的承認(rèn),但它存生產(chǎn)中的效果還不是很穩(wěn)定,這限制了它的進(jìn)一步推廣和普及,這是由于微生物肥料的作川受許多條件的制約,對(duì)。些制約因素如果小清楚或根本不了解,好的應(yīng)用效果就無(wú)從談起。如微生物和寄主之間的關(guān)系,品種專性和光譜性機(jī)制,制品中微生物進(jìn)入土壤后的制約因素,同類微生物的競(jìng)爭(zhēng)等,這在根瘤菌肥料中尤為重要;冉有接種劑細(xì)菌在載體上的存活,在種子上的存活,在根際的定植,引起植物反應(yīng)的程度,及其應(yīng)用方法等方面,都需要進(jìn)行廣泛的研究,為微生物肥料的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),使微生物肥料得到廣泛的應(yīng)用。這是由于當(dāng)前世界人口猛增,社會(huì)對(duì)糧食和肥料的需求日益迫切。然而作為化肥生產(chǎn)原料和能源的石油資源有限,依賴有限資源終難以維持農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。而今后農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是可持續(xù)農(nóng)業(yè),因此就要發(fā)展生物肥料。微生物肥料不僅可補(bǔ)充肥源的不足,而且有可能列為綠色食品用肥進(jìn)入商品市場(chǎng),成為新興的“綠色產(chǎn)業(yè)”,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮其應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。 |
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