生物肥料的研究與應用

生物肥料的研究與應用

1生物肥料的一般總結(jié)1.1生物活性物質(zhì)生物肥料是指微生物（細菌）肥料，簡稱細菌肥料，也稱為微生物接種劑。它是由具有特殊效能的微生物經(jīng)過發(fā)酵(人工培制)而成的,含有大量有益微生物,施入土壤后,或能固定空氣中的氮素,或能活化土壤中的養(yǎng)分,改善植物的營養(yǎng)環(huán)境,或在微生物的生命活動過程中,產(chǎn)生活性物質(zhì),刺激植物生長的特定微生物制品。1.2肥料的分類見表1生物肥料(微生物肥料)的種類較多,按照制品中特定的微生物種類可分為細菌肥料(如根瘤菌肥、固氮菌肥)、放線菌肥料(如抗生菌肥料)、真菌類肥料(如菌根真菌);按其作用機理分為根瘤菌肥料、固氮菌肥料(自生或聯(lián)合共生類)、解磷菌類肥料、硅酸鹽菌類肥料;按其制品內(nèi)含分為單一的微生物肥料和復合(或復混)微生物肥料。復合微生物肥料又有菌、菌復合,也有菌和各種添加劑復合的。1.3增加作物生長發(fā)育,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)生物肥料能提高土壤肥力,這是它的主要作用,如各種固氮菌肥料,可以增加土壤中的氮素來源,解磷解鉀菌肥料可以將土壤中難溶性的磷、鉀溶解出來,增加土壤中磷(P)、鉀(K)元素的來源。另外,生物肥料還能促進作物的生長,改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。各種生物肥施入土壤中,都能產(chǎn)生不同的生長激素,刺激作物的生長,如“5406”放線菌生物肥,不但有拮抗病原菌防病壯菌的作用,還能分泌細胞分裂素促進作物的生長。真菌類的生物肥不僅在協(xié)助作物吸收磷、鋅及銅等礦質(zhì)元素方面有很強的作用,還能增強作物的吸水、保水,提高作物抗旱能力的作用。由于生物肥料能制造和協(xié)助作物吸收利用多種營養(yǎng)元素,因此對農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)有很大的改善,可以改變因施化肥產(chǎn)生的“瓜不香,果不甜,茶無味”的現(xiàn)狀,使農(nóng)產(chǎn)品各項指標達到綠色食品的標準。2國內(nèi)外生物肥料的發(fā)展2.1豆科其他微生物的應用根瘤菌劑是最早研發(fā)的產(chǎn)品,已在全世界范圍推廣應用。美國、澳大利亞、新西蘭、日本、意大利、奧地利、加拿大、法國、荷蘭、芬蘭、泰國、韓國、印度及非洲的一些國家,至少有70多個國家研究、生產(chǎn)和應用豆科根瘤菌,不僅面積不斷擴大,而且應用的豆科植物種類也日益繁多。在美國、巴西等大豆種植的主要國家,根瘤菌接種率達到了95%以上。澳大利亞、新西蘭等國家對豆科牧草的接種面積不斷擴大,種植的其他豆科作物也逐步擴大適宜的根瘤菌接種應用范圍。世界各國一直在研究與豆科作物及其品種相匹配的優(yōu)良根瘤菌生產(chǎn)用菌株,根瘤菌劑產(chǎn)品在穩(wěn)步提高。少數(shù)國家在經(jīng)歷一段時間的混亂后,逐步認識到加強根瘤菌肥料質(zhì)量管理的重要性,并制定了相應的標準以強化產(chǎn)品的監(jiān)督管理。除根瘤菌以外,固氮細菌、解磷細菌和解鉀細菌等的研究工作也在不斷地深入,許多國家在其它一些有益微生物的研究和應用方面也做了大量的工作。前蘇聯(lián)及東歐一些國家的科研人員進行了固氮菌肥料和磷細菌肥料的研究和應用,所用的菌種為圓褐固氮菌和巨大芽孢桿菌。他們和前捷克斯洛伐克、英格蘭及印度的研究固氮菌的工作者證實,這類細菌能分泌生長物質(zhì)和一種抗真菌的抗生素,能促進種子發(fā)芽和作物根部的生長;20世紀70年代末和80年代初,一些國家對固氮細菌和解磷細菌進行了田間試驗,結(jié)果各異,對其作用還有相當大的爭議。但在固氮螺菌與禾本科作物聯(lián)合共生的研究中取得了一定的進展,在許多國家作為接種劑使用?？偨Y(jié)20年來世界上一些國家的田間試驗數(shù)據(jù)表明,固氮螺菌接種在土壤和氣候不同的地區(qū)可以提高作物的產(chǎn)量,在60%~70%的試驗中可增產(chǎn)5%~30%。它們促進生長的主要機制是能生產(chǎn)能促進作物生長的物質(zhì),能促進根毛的密度和長度以及側(cè)根出現(xiàn)的頻率和根的表面積。2.2微生物肥料的應用前景我國微生物肥料的研究始于20世紀40年代,其研究與應用已有幾十年的歷史,在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起了非常重要的作用。最早研究應用的是根瘤菌制劑,代表和奠基人有張憲武先生、陳華癸院士和樊慶笙先生等。50年代是早期發(fā)展的時期,開始研究應用了包括根瘤菌在內(nèi)的固氮菌、溶磷細菌、硅酸鹽細菌等細菌肥料;60年代則主要推廣應用了“5406”放線菌抗生菌肥料;70-80年代中期開始研究由土壤真菌制成的泡囊———叢枝菌根(AM菌根)。這3次不穩(wěn)定的起伏發(fā)展,其主要原因是產(chǎn)品質(zhì)量無保證、產(chǎn)品質(zhì)量無標準和行業(yè)無監(jiān)管,以致每次發(fā)展的時間都不長。90年代以來,在總結(jié)我國微生物肥料幾十年的研究、生產(chǎn)和應用歷史經(jīng)驗后,微生物肥料研制單位相繼推出聯(lián)合固氮菌肥、硅酸鹽菌劑、光合細菌菌劑、PGPR制劑和有機物料(秸稈)腐熟劑等適應農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的新品種,它們在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,減少化肥使用、促進農(nóng)作物廢棄物、城市垃圾的腐熟和開發(fā)利用、土壤環(huán)境的凈化作用、保護環(huán)境以及提高農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)和食品安全等方面都有十分重要意義。加上這類產(chǎn)品的生產(chǎn)成本低,耗能小,不污染環(huán)境,所以日益受到重視。如今微生物肥料的發(fā)展勢頭很好,其研究和應用的總體情況可概括為:(1)微生物肥料產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模,已成為我國農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)的重要組成部分:國內(nèi)現(xiàn)有微生物肥料生產(chǎn)企業(yè)500個以上,年產(chǎn)量約為500萬t,在我國肥料家族中所占比例逐年增加,應用面積累計近億畝,目前已有511個(至2006年7月)產(chǎn)品取得農(nóng)業(yè)部的登記證(臨時和正式登記)。(2)產(chǎn)品種類不斷增加,使用菌種不斷擴大:目前在農(nóng)業(yè)部登記的產(chǎn)品分為菌劑類和菌肥類兩個大類,共有11個品種。9個菌劑類品種分別是:根瘤菌劑、固氮菌劑、硅酸鹽菌劑、溶磷菌劑、光合菌劑、有機物料腐熟劑、產(chǎn)氣菌劑、復合菌劑和土壤修復菌劑;兩個菌肥類產(chǎn)品是復合生物肥料和生物有機肥。在已登記產(chǎn)品中,菌肥類產(chǎn)品數(shù)量占登記總數(shù)的30%左右,菌劑類產(chǎn)品占70%。目前在微生物肥料使用菌種方面,涉及細菌、放線菌、絲狀真菌、酵母菌等110多個種,而且還在不斷增加。另外,用于減輕和克服作物連作障礙、農(nóng)藥降解等微生物肥料新產(chǎn)品將陸續(xù)研發(fā)應用。(3)使用效果逐漸被使用者認可,應用范圍不斷拓寬:大量的試驗表明,微生物肥料的應用效果不僅表明在作物產(chǎn)量增加上,而且表現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的改善、提高化肥利用率、改良或修復土壤、降低病蟲害的發(fā)生、保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境等多方面。在應用對象范圍上,不僅蔬菜、糧油作物上微生物肥料大量應用且反映良好,近幾年在果樹和中草藥種植中微生物肥料應用發(fā)展極為迅速,并在改善品質(zhì)上效果非常顯著,形成了新的熱點。(4)微生物肥料產(chǎn)品進出口日趨活躍,已步入世界經(jīng)濟全球化軌道:目前有20余個境外產(chǎn)品進入我國市場,并在國內(nèi)進行了試驗,已有10個產(chǎn)品獲得登記證。隨著經(jīng)濟全球化進程的加快,將有更多的外國產(chǎn)品進入中國的農(nóng)資市場。同時,我國也有10個產(chǎn)品出口至澳大利亞、日本、美國、匈牙利、波蘭、泰國等國家和地區(qū)。3田力寶生物肥料的作用和特點3.1植物養(yǎng)分供應充足田力寶生物肥料利用高效的固氮、解磷、解鉀菌群,可以充足、全面、平衡地提供植物所需的N、P、K等營養(yǎng)元素,養(yǎng)分供應及時,完全適應了植物的生長習性,植物的干物質(zhì)(營養(yǎng)元素)積累明顯增加,因而產(chǎn)量明顯提高。同時,氨基酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的合成也顯著提高,極大地降低了植物體內(nèi)的硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量,提高了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。3.2化學成分清除田力寶生物肥料中的微生物制造出來的養(yǎng)分幾乎完全被植物吸收利用,所有被植物吸收的養(yǎng)分經(jīng)同化代謝,全部轉(zhuǎn)變成植物的有機組成部分,徹底根除了農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)的硝酸鹽、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)。而化肥因濃度太高,植物吸收進入體內(nèi)后短時間內(nèi)無法全部轉(zhuǎn)化成植物自身物質(zhì),會在植物體內(nèi)積存下來,導致農(nóng)產(chǎn)品中硝酸鹽、亞硝酸鹽含量超標,進而影響人類和動物的健康。3.3罪施歷程所見地,普遍在地向土壤中施肥使用田力寶生物肥料是一個植物主動吸收養(yǎng)分的過程。因此,微生物所固定的氮、磷、鉀幾乎完全被植物吸收,是按需供給,很少流入周圍水域,或殘留在土壤里面。而化肥是人們通過經(jīng)驗或觀察植物的外在表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)植物需肥或有缺素反映,從而人為地向土壤中施肥。因而,這是植物被動吸收養(yǎng)分的過程,肥料利用率很低,氮肥最多不超過30%,磷肥不到20%,鉀肥更低,其余的絕大部分都流入了周圍水域,有的還殘留在土壤里面,變成了亞硝酸鹽等有害物質(zhì)。3.4對土壤微生物的影響傳統(tǒng)工藝生物菌肥在實驗室相對溫和的條件下復制,再放回到土壤中作為肥料使用,很難再適應土壤中復雜的環(huán)境條件,會很快被土壤中的其他微生物侵害,影響其肥效。而田力寶生物肥料中的菌種是運用BIA技術(shù)得到的純野性菌種。BIA技術(shù)是一種獨創(chuàng)的物理方法的菌種提取技術(shù)。各菌種在提取、培養(yǎng)過程中并未喪失其野性。因此,當使用到土壤中時,不僅供給植物所需的養(yǎng)分,各菌種還能形成相對穩(wěn)定的互養(yǎng)營養(yǎng)系統(tǒng),很快形成優(yōu)勢菌群,保持長時間不受侵害而發(fā)揮肥效。3.5土壤保水保肥能力下降化肥中含有大量的無效成分,長期使用后在土壤中積累下來,與土壤中的金屬離子等形成不溶于水的物質(zhì),破壞了土壤的團粒結(jié)構(gòu),使土壤保水保肥能力大大下降。使用田力寶生物肥料后,增加了土壤中有益微生物和有機質(zhì)的含量,微生物可以分解土壤中的無效成分,減少土壤板結(jié),提高土壤保水保肥能力,從而增強了土壤地力。3.6是否容易入院和犯罪施用田力寶生物肥料的植物養(yǎng)分供應充足,長勢旺盛,增強了本身抗病蟲害的能力,就像一個營養(yǎng)良好、身體強壯的人一樣不容易生病。田力寶生物肥料中的微生物會迅速在土壤環(huán)境中形成優(yōu)勢菌種,擠占了土壤中有害微生物的生存空間,原本土壤中的有害病毒、蟲卵等不易存活,從而大大降低了植物土傳病蟲害的發(fā)病率。3.7抗氧化酶系統(tǒng)成分對農(nóng)產(chǎn)品樣品的影響經(jīng)權(quán)威質(zhì)量檢測部門的研究報告表明:使用田力