微生物肥料研究发展、应用现状及开发对策

山东亿丰源生物科技股份有限公司董事长  朱述尧

农业生产中化肥和农药的使用量逐年增加，引起土壤退化、生态环境恶化等问题，对农产品安全和农业可持续发展构成威胁和挑战。微生物肥料具有改良土质、增进土壤肥力、促进作物的营养吸收、增强作物抗病和抗逆能力等重要功能[1- 2]，其研究和开发面临很好的发展机遇。

一、微生物肥料的概念及研究进展

微生物肥料是一类含有活性微生物、具有肥料效应的特定制品。微生物肥料可分为2 类，一类通过其中所含微生物的生命活动来增加植物营养元素的供应量，改善植物营养状况，进而增加产量，如根瘤菌肥；另一类通过其中所含微生物的生命活动及其产生的次生代谢物质（如激素类等），提供植物营养元素的供应，促进植物对营养元素的吸收利用，抵抗某些病原微生物的致病作用，减轻病虫害的发生，如近年开发的植物促生根际细菌（Plant Growth- Promoting Rhizobacteria,PGPR）。

1887 年研究者发现豆科植物根瘤具有固氮功能并成功培养根瘤菌，此后，微生物肥料的研究与应用迅速增多。国外对微生物肥料的研究和应用历史较我国长，其主要的品种是各种根瘤菌肥。早在20 世纪20 年代在美国、澳大利亚等国就开始有根瘤菌接种剂（根瘤菌肥料）的研究和试用，一直到现在根瘤菌肥依然是最主要的品种。

我国微生物制剂的发展经历了根瘤菌剂、细菌肥料（菌肥）到微生物肥料的变迁，由豆科接种剂、菌种拌种发展为各种农作物的基肥，有的微生物由于能产生活性物质，有时也用作叶面喷施肥料。我国微生物肥料的研究应用是从豆科植物上应用根瘤菌接种剂开始的，起初只有大豆和花生根瘤菌剂；20 世纪50 年代，开始从原苏联引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌剂，称为细菌肥料；20 世纪60 年代推广使用放线菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮蓝绿藻肥；70～80 年代中期开始使用VA 菌根以改善植物磷素营养条件和提高水分利用率；80 年代中期至90 年代相继应用联合固氮菌和生物钾肥作为拌种剂；近几年来主要推广应用由固氮菌、磷细菌、钾细菌和有机肥复合制成的生物肥料，做基肥施用[3-5]。

目前，国内外出现了基因工程菌肥、作基肥和追肥用的有机无机复合菌肥、生物有机肥、非草炭载体高密度的菌粉型微生物接种剂肥料以及其他多种功能类型和名称的微生物肥料。

二、微生物肥料的种类及应用现状

微生物肥料的种类很多，如果按其制品中特定的微生物种类可分为细菌肥料（根瘤菌肥、固氮菌肥）、放线菌肥（如抗生菌类、5406）、真菌类肥料（如菌根真菌）等；按其作用机理可分为根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷菌类肥料、解钾菌类肥料等；此外，还可以根据组成成分简单的划分为单纯微生物肥料和复合微生物肥料两大类型[3- 4]。研究较多的微生物肥料有以下几种。

2.1 根瘤菌和固氮菌类

根瘤菌类肥料是迄今研究最早、生产最多、应用时间最广泛和效果最稳定的微生物肥料之一。它利用根瘤菌与豆科植物共生，植物根毛弯曲而形成根瘤来进行固氮作用。近年来，从花生、大豆、豆科绿肥以及牧草根瘤菌中选育出许多优良菌种，并已生产出多种根瘤菌肥。自生固氮菌自发现和分离以来就受到科学家的重视，圆褐固氮菌、贝氏固氮菌和巴斯德固氮梭菌等种类已被用作自生固氮菌肥料和联合固氮菌肥料的研究和开发。自生固氮菌不但能固定空气中的氮气为作物提供氮素养料，而且有的还能生成刺激植物生长发育的生长物质，促进其他根际微生物的生长，有利于土壤有机质的矿化作用。一些自生固氮菌在其生活过程中还能溶解磷 [5-6]。

2.2 解磷菌类

解磷真菌或磷细菌类肥料是利用微生物在繁殖过程产生的一些有机酸和酶等能使土壤中无机磷酸盐溶解、有机磷酸盐矿化或通过固定作用将难溶性磷酸盐类变成可溶性磷供作物吸收利用的一类微生物肥料。磷细菌根据其作用机制不同可分为无机和有机磷细菌。无机磷细菌能溶解土壤中无效的无机磷变为有效的无机磷，而有机磷细菌则通过分解作用将土壤中无效的有机磷变为有效的有机磷。施用磷细菌肥料能增加作物的产量，提高土壤中的有效磷含量[7-10]。

2.3 硅酸盐菌类

硅酸盐细菌是目前广泛应用的微生物肥料中的一种重要功能菌，能释放由硅酸盐岩石矿物中的磷、钾、硅等元素直接供给植物，同时具有固氮能力。硅酸盐细菌的解钾作用与其生长过程中代谢产物（生物酶等）有关[11]。大田实验证明它能在种子或作物根系周围迅速增殖形成群体优势，并分解硅酸盐类矿物释放出钾等元素供植物利用，同时具有固氮和解磷功能[9]。硅酸盐细菌类肥料在挖掘土壤潜在肥力、提高作物产量等方面具有明显的作用。

2.4 促生菌根类

菌根是某些真菌侵染植物根系而形成的菌-根共生体，可分为外生菌根和内生菌根，主要由担子菌、子囊菌和半知菌等真菌类参与形成。试验证明菌根可以使寄主植物更好的摄取移动性弱的养分元素，扩大根的吸收面积，保护根部免受病原菌的侵袭，产生阻抑其他微生物的类似抗生素的物质等。目前，菌根类肥料已被用于造林和育苗等技术[5]。

三、微生物肥料开发利用的前景与对策

随着现代农业生产对多功能、新型综合肥料的需求日益迫切，复合型微生物肥料的开发利用潜力逐渐加大，筛选具有高肥效、高药效功能的不同菌株，同时复配培养不同菌株是满足生产需求的当务之急。发展生态农业离不开微生物肥料的开发使用。

3.1不断完善微生物肥料产品标准，加强微生物肥料的质量监督与管理

由于对微生物肥料生产和应用缺乏监督，一些假冒伪劣产品严重的伤害了农民使用微生物肥料的积极性，因此，提高微生物肥料的产品质量是当前发展微生物肥料生产应用的迫切任务。我国第一部微生物肥料行业执行标准由农业部颁布实施，对加强微生物肥料市场管理起到重要作用，但在执行过程中仍有待修订和完善。为确保微生物肥料的健康发展，还需加大质量监督与管理力度。

3.2增加研发投入，进一步研究和开发高效的微生物肥料

微生物肥料今后的研究开发方向应该是不断选育和改良构建高效、抗逆、高耐受性的微生物菌种；改进和提高微生物肥料剂型，同时提高其速效性，在微生物肥料中配加微量元素等，使其具有多功能性。因此，相关政府部门及科研机构应当做研究开发工作，为应用和发展做好坚实基础。

3.3制定相应鼓励及优惠政策

鼓励科研院所、高等院校对微生物肥料进一步研究和开发，积极鼓励科研机构与企业联合研发生产新型微生物肥料，提高研发积极性。同时，加大宣传力度，鼓励农民使用微生物肥料，做好微生物肥料使用技术扶持工作。有重点的扶持微生物肥料生产企业促进全国微生物肥料的生产和发展。

3.4实现商品化，实现产业化

微生物肥料的商品化是在市场经济发展的必然产物。然而，目前大多数微生物肥料还不具备商品化条件，主要表现在贮存周期短导致废品率低。因此，必须在技术上进行创新，积极解决技术难题，实现规模化生产，实现微生物肥料生产的产业化。

3.5做好微生物肥料的宣传普及，建立微生物肥料推广示范基地

各级农科部门应积极做好微生物肥料科普知识的宣传推广工作，使农民提高微生物肥料使用的自觉性和消费者购买无公害农产品的积极性。建立作物使用微生物肥料及使用技术的推广平台，促进微生物肥料的推广使用、科学管理。

参考文献：

[1] 葛诚. 微生物肥料生产应用基础[M]. 北京：中国农业科技出

版社，2000.

[2] 王素英，陶光灿，谢光辉，等. 我国微生物肥料的应用研究进展

[J]. 中国农业大学学报，2003，8

（1）：14-18.

[3] 孟瑶，徐凤花，孟庆有，等. 中国微生物肥料研究及应用进展

[J]. 中国农学通报，2008，24（6）：276-283.

[4] 李万才. 国内外微生物肥料的发展概况[J]. 当代蔬菜，2006

（4）：22-23.

[5] 谢明杰，程爱华，曹文伟. 我国微生物肥料的研究进展及发展

趋势[J]. 微生物杂志，2000，20（4）：42-45.

[6] 李元芳. 固氮菌类肥料的特点及有效使用条件[J]. 土壤肥料，

1994，（1）：40-42.

[7] 席琳乔，冯瑞章. 植物根际解磷菌的研究进展[J]. 塔里木大学

学报，2006，18（4）：57-61.

[8] 马春浩. 解磷微生物及其应用研究综述[J]. 安徽农学通报，

2007，13（4）：34-36.

[9] 余贤美，沈奇宾，李炳龙，等. 土壤解磷细菌分离和筛选方法的

建立[J]. 热带作物学报，2008，29（3）：321-325.

[10] 蒋宝贵，赵斌. 解磷解钾自生固氮菌的分离筛选及鉴定[J]. 华

中农业大学学报，2005，24（1）：43-48.

[11] 贺积强，李登煜，张小平，等. 硅酸盐细菌的研究进展[J]. 西南农业学报，1999，12（Z1）：102-108.