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微生物肥料在农业生产中的作用

来源:农医生
发布时间:2021-01-08
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    我国是农业大国,也是人口大国,用仅占世界7%左右的耕地养活了22%的人口,中国在粮食生产所取得伟大成就,离不开党中央始终以农业为基础,把农业放在发展国民经济首位的决策,也离不开几代人的共同努力和辛勤的劳动,更离不开粮食生产中各种农业生产资料的贡献。化肥在我国农业生产中发挥过重要作用,但不容忽视的是,随着化肥的过量施用,有机质含量下降,土壤生物活性降低,土壤物理性状恶化,导致土壤质量下降。微生物肥料能够通过微生物活动和代谢产物提升土壤肥力,刺激植物生长,增加作物产量,提高作物品质,在减施化肥、农药中具有重要作用,同时对保护生态环境都具有重要的意义。 

一、微生物肥的定义

    微生物肥料是以微生物的生命活动导致作物得到特定肥料效应的一种制品, 应用于农业生产中, 能够获得特定的肥料效应, 是农业生产中使用肥料的一种。其在我国已有近50 年的历史。我国农业农村部批准登记的微生物肥料产品共有9个菌剂类品种和2个菌肥类品种(如表1所示),从菌剂到肥料,从分解到提供营养物质等功能,包含的内容非常广泛。

表1 微生物肥料产品分类

微生物肥料产品

种类

功能

微生物菌剂(9种)

根瘤菌剂、固氮菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、菌根菌剂、光合菌剂、有机物料腐熟剂、复合菌剂、土壤修复菌剂

本身并不是肥料,但具有改善植物的微生态环境,直接或间接改良土壤、恢复地力、维持根际微生物区系平衡、降解有机物或有毒有害物质和改善植物营养条件等功能。

微生物肥料(2种)

复合微生物肥料

    复合微生物肥料是把无机营养元素、有机质、微生物菌株有机结合于一体,体现无机化学肥料、有机肥料以及微生物肥料的综合效果,是化解土壤板结现象,修复和调理土壤,提高化学肥料利用率,提高果实品质及产量的首推肥料。

生物有机肥

    生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。

二、微生物肥料的特点

1、微生物肥料主要是提供有益的微生物,而不是提供矿质营养养分;

    微生物肥料的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活动来完成。只有当这些有益微生物处于旺盛的繁殖和新陈代谢的情况下, 物质转化和有益代谢产物才能不断形成。因此, 微生物肥料中有益微生物的种类、生命活动是否旺盛是其有效性的基础, 而不像其它肥料是以氮、磷、钾等主要元素的形式和多少为基础。

2、人们无法用肉眼观察微生物,所以微生物肥料的质量人眼不能判定,只能通过分析测定。微生物菌剂中的液体及粉剂剂型中的有效活菌数(cfu) 为2.0亿/g(ml),而颗粒剂型中有效活菌数(cfu) 为1.0亿/g。微生物肥料中的有效活菌数(cfu) 为0.2亿/g。

3、微生物肥料的作用容易受到微生物生存环境的影响;

    正因为微生物肥料是活制剂, 所以其肥效与活菌数量、强度及周围环境条件密切相关, 包括温度、水分、酸碱度、营养条件及原生活在土壤中土著微生物排斥作用都有一定影响, 因此在应用时应加以注意。

三、 微生物肥料的作用机理

    微生物肥料的功效主要是与营养元素的来源和有效性有关, 可与作物吸收营养、水分和抗病有关, 概况起来有以下几个方面:

2.1 培肥土壤,改善植物的营养元素的供应

    微生物肥料通过其中所含微生物的生命活动, 增加了植物元素营养的供应, 包括土壤和生产环境中植物营养元素的供应总量和植物营养元素的有效供应量, 改善植物营养状况, 进而增加产量, 如各种自生固氮菌、联合固氮菌、共生固氮菌肥料, 可以通过将空气中的N2固定为NH3,增加土壤和作物的氮素来源, 多种解磷、解钾微生物,在其生长代谢过程中产生大量的有机酸类物质,可以将土壤中难溶的磷、钾释放出来, 也增加了土壤中微量元素硅、铝、铁、镁、钼等的释放和有效性,为作物吸收利用。


图1 大豆根瘤


图2 接种大豆根瘤菌的效果



图3  胶冻样芽胞杆菌(解钾细菌)的菌落及细胞形态

VA菌根真菌, 它能与多种植物根系共生, 其共生菌丝可以扩大植物根的吸收范围,吸收更多的营养物质供给植物。菌根对磷元素的吸收最为明显,对土壤中活性差、移动性缓慢的元素如锌、铜、钙等也有加强吸收的作用。


图4 菌根真菌增加作物对磷的吸收面积示意图

2.2 产生植物激素类物质刺激作物生长

    用作微生物肥料的微生物许多是植物生长促生菌(plant growth- Promoting rhizobacteria,PGPR),可产生多种植物激素类物质, 如核苷酸、吲哚酸、赤霉酸、水杨酸、类黄腐酸,还可产生维生素类、氨基酸类等, 这些物质含量虽然不多,但生理活性功能很大, 它们能刺激作物生长发育, 提高作物体内酶的活力, 增强作物的抗病、抗逆作用, 对生根、促长、保花、保果等生理过程都有一定作用。

2.3 对植物土传病害的生物防治作用

    土壤中有许多病原菌,尤其是在作物连作的情况下,病原菌大量富集在作物根际。在作物根部接种微生物肥料, 由于微生物在作物根际大量生长繁殖, 成为优势微生物,占据了生态位,从而限制了其它病原微生物的生长繁殖;有的功能微生物可在作物根系分生区和伸长区大量定殖并形成生物膜,从而防止病原菌对根的侵染。有的微生物还产生一些抗菌蛋白或抗生素,对病原微生物具有拮抗作用, 起到了减轻作物病害的功效。应用微生物肥料还可通过改变根际微生物群落结构,提高有益微生物的比例,减少病原菌的数量,从而达到生物防治作用。一些菌株还能诱导植物的系统抗性(Induced Systemic Resistance, ISR),从而增强了植物的抗病能力。


图5. 拮抗微生物菌株对病原菌产生的拮抗圈

2.4 改良土壤作用

    土壤团聚体是衡量土壤质量的重要指标。微生物肥料中的真菌和放线菌借助它们的菌丝将土壤颗粒彼此机械地缠绕在一起而形成团聚体;有的微生物还能产生胞外多聚物,如胞外多糖和多肽,与植物粘液,矿物和有机胶体结合在一起, 使小团聚体聚合形成大团聚体,改善土壤团粒结构,改善土壤的物理性能,在一定的条件下,还能参与腐殖质的形成。所以施用微生物肥料能改善土壤物理性状, 有利于提高土壤肥力。


图6 产生胞外多糖的细菌
知识点问答
1 / 3
人们无法用肉眼观察微生物。
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