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微生物肥料及其應用優勢

2019-5-18 8:22:08??????點擊:
所謂微生物肥料是指將土壤中的有益微生物分離出來,經選育擴大培養而制成的一類生物活性制劑。微生物肥料具有調節植物生長,增加作物產量和改善作物品質,改良土壤,?;ど肪?,減少污染等優點,為廣大農民所歡迎。特別是近年來,微生物肥料的應用發展很快,對促進微生物肥料的研究和開發應用,提供了良好的前景。

1微生物肥料的分類及其應用

  微生物肥料大致可分為以下幾類: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為氮素化合物,使土壤中增加氮素營養,農作物需要的氮氣大部分都由土壤中各類氮細菌通過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,并形成共生組織進行固氮;三是聯合固氮,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行了研究。1953年在我國東北 150萬ha的大豆栽培中推廣應用,普遍獲得了增產效果,大豆平均增產12%。后來,中國科學院林業土壤研究所的科技人員對大豆根瘤菌的接種效果、大豆根瘤的發育及其生理活性作用進行了大量長期研究。由于微生物固氮過程中需要厭氧、貧氮和能源等苛刻條件,另外各種類型的固氮菌對植物的專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域還有待于深入研究。

12磷細菌肥料

  磷是植物三大營養元素之一,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機和有機磷化物存在。使用磷肥雖可滿足植物對磷的需要,但在土壤里易被固定為難溶態磷,利用率很低。這些無效磷化物在解磷微生物的作用下,可轉變為植物可利用的養料。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14%~19%,小麥、水稻、玉米可增產10%左右。因此磷細菌肥料值得進一步研究、開發和應用。

13細菌鉀肥

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

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

14其他微生物肥料

 ?、佟?406”抗生素北京農業大學和中國科學院生物所50年代從西北地區的菌宿根上分離到的一株放線菌菌種“5406”,能分泌2種以上抗生素和4種以上植物生長激素,具有抗病和促進植物生長的作用。

 ?、贓M菌日本琉球大學教授,農學博士比嘉照夫先生經過30年的研究,應用有益微生物間交替聯合作用,開發出了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、畜牧業、水產、水質凈化、治理廢棄物污染等。EM菌應用于農業,可使蔬菜產量增加15%左右,油菜作物增產10%,糧食作物增產 8%;同時它能改善作物的品質。例如可提高玉米的含糖量;可以減少作物的發病率,同時可改善土壤結構。EM菌的試驗、應用已遍及世界數十個國家,并在日本、巴西、美國、泰國、澳大利亞等取得成功。國內近幾年來在一些地區的試驗應用,也取得了一定的實際效果。

2微生物肥料的優勢與社會經濟效益

  微生物肥料的優勢是在與化學肥料比較中得出的,具體來說有以下幾點:

21微生物肥料比化學肥料更具有生態優勢

 ?、儻⑸鋟柿嫌牖Х柿舷啾?,生產時所消耗的能源少得多,既降低了生產成本,又減少了由于能源消耗所帶來的環境污染。

 ?、諼⑸鋟柿鮮褂昧可?,本身無毒無害,沒有污染環境的問題,而化學等肥料的使用則造成了嚴重的土壤環境污染。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,化學肥料中氨態氮和磷酸類物質,由于雨水的淋洗和微生物作用,許多流失進了河流湖泊中,造成河流湖泊的營養化,氮肥以溫室效應氣體N2O的形態脫氮,使大氣中N2O濃度增加,這已成為當今農業和環境的一大問題。

 ?、畚⑸鋟柿鮮褂酶納屏俗魑鋦市∩肪?。首先,它能改善由于長期施用化學肥料帶來的土壤板結,使作物根部土壤保水、保墑;其次,在作物根際形成有益菌環境,拮抗致病菌,提高作物抗病能力。

22微生物肥料比化學肥料在提高作物品質上有優勢

  許多研究證明使用微生物肥料對于提高農產品品質,如蛋白質、糖分、維生素等的含量有一定作用。在有些情況下品質的改善比產量的提高好處更大。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鉀肥出米率可提高7%。

23微生物肥料比化學肥料更具效率優勢

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

達45%,這就意味著經濟損失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長期進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,既無利用率低下又無環境污染問題。

24微生物肥料比化學肥料有更大的經濟優勢

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

3微生物肥料生產應用過程中出現的問題及其對策

31微生物肥料的基礎應用研究有待于進一步加強

 ?、儻⑸鋟柿顯謔褂彌蟹市У姆⒒郵艿叫磯嘁蛩刂圃?,目前人們對所使用菌在土壤和植株的定植、生長、繁殖狀態以及與土壤周圍環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。

 ?、詒Vど鬧柿?,是微生物肥料發展的關鍵。微生物肥料的核心應該是所使用的特定微生物,目前一是產品中所用的微生物分類地位不明,二是大量基質的加入,是基質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”的名義進入市場,欺騙農民。微生物容易產生變異,經過長期使用,不斷的傳代,會失去某些優良性狀而產生退化現象,因此,加強微生物的不斷分離純化,保持生產菌原來的優良性狀是一項十分重要的工作。近幾年來,我國的微生物肥料生產發展較快,但在生產應用中反映出一些問題,如有的菌種質量不好,肥效不高,微生物肥料的品種也不多。發展微生物肥料,重要的一個方向是要應用現代生物技術篩選出高效、抗逆、強競爭存活能力的菌株,以適應微生物肥料發展的需要。

32強化微生物肥料產品質量管理

 ?、儻夜諞徊課⑸鋟柿閑幸當曜家延膳┮擋堪洳際凳?,對生產廠家已實行生產許可證制度。這一舉措將對整頓我國微生物肥料市場,?;づ┟窶?,保障微生物肥料的健康發展起重要作用。

 ?、詡憂可痰墓芾硨圖嘍?,提供優質產品供應市場。微生物肥料生產一般都采用工業發酵的方法進行,但有不少單位條件簡陋,工藝不成熟,需要改進和提高。也有些單位采用洗石機攪拌或水泥池堆制發酵,根本不具備微生物生產所要求的基本條件,滅菌不徹底或根本不滅菌,這難以生產出合格的產品。

 ?、厶岣嘸觳餳際醯乃?。目前微生物肥料沒有統一的檢測方法,特別是對菌種的測定、活菌數量的檢測,費時、費力、精確度不高,影響誤差因素較多。

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