应用微生物学：微生物肥料概述

（1）微生物肥料的含义及应用现状

微生物肥料又称为细菌肥料、生物肥料、接种剂，它通过微生物的生命活动及代谢产物，向农作物提供营养物质，改善养分供应，调控其生长，达到提高产品产量和品质、提高土壤肥力的目的。

①微生物肥料的含义。 中国科学院院士、我国土壤微生物学奠基人、华中农业大学陈华癸教授认为，微生物肥料是指一类含有活微生物的特定制品，应用于农业生产中， 能够获得特定的肥料效应。 在这种效应的产生中，制品中活微生物起关键作用。 符合上述定义的制品均应归入微生物肥料。

《农用微生物菌剂》（GB 20287—2006） 的定义:微生物肥料是含有特定微生物活体的制品，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境。

关于微生物肥料的种类有多种分类方法。 微生物肥料根据其中有效微生物的种类可划分为细菌肥料（如根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷细菌肥料、钾细菌肥料等）、放线菌肥料（如5460菌肥）、真菌类肥料（如菌根真菌类）；根据其作用机制可分为根瘤菌肥料、固氮菌类肥料、解磷菌类肥料、解钾菌类肥料等；根据肥料的组成可划分为单一的微生物肥料和复合微生物肥料。

②微生物肥料的应用。 国内外研究微生物肥料在农业上的应用已经有100 多年的历史。1886 年，德国植物化学家Hellriegel 和Wilfarth 等研究证明，豆科植物根瘤是由细菌感染引起的，它能固定大气中的氮素。 1888 年荷兰学者Beijerlinck 第一次获得根瘤菌的纯培养。 1889年波兰学者Prazmowski 用根瘤菌纯培养物接种豆科植物形成了根瘤。 1895 年法国学者Nobbe第一次研制并在欧美推广纯培养的根瘤菌制剂专利产品，开始了微生物肥料在农业生产中的应用。 1937 年固氮菌Azotobacter 接种剂“Azotobaktrin”在苏联推广应用，自生固氮菌肥料产生；之后苏联微生物学家又推出磷细菌肥料菌剂。 1976 年在巴西施用“Azospirillum brasilense”菌剂，开始了联合固氮菌在谷物上的应用，Kloepper 等相继发现植物根际促生细菌（plant growth promoting rhizobacteria，PGPR），开始了对根际微生物的研究。

国内微生物肥料的发展经历了以下几个时期: 20 世纪50 年代初期分别在东北和华北进行过根瘤菌接种剂的研究和应用；50 年代中期从苏联引进“细菌肥料”自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌菌剂；60 ～70 年代全国普遍推广“5406”抗生菌肥；80 年代研究VA 菌根，推出联合固氮菌剂、生物钾肥接种剂；90 年代以来，推广了光合细菌菌剂、PGPR 制剂及有机物料腐熟剂；21 世纪，出现了基因工程菌肥、有机或无机复合菌肥、生物有机肥、非草炭载体高密度的菌粉型微生物接种剂等微生物肥料。 目前微生物肥料的研究已经成为现代农业发展的重要课题。(https://www.xing528.com)

（2）微生物肥料的功能

①提高土壤肥力。 这是微生物肥料的主要功能。 各种自生、共生或联合共生的固氮微生物肥料可增加土壤中的氮素；一些溶磷、解钾的微生物，如芽孢杆菌、假单胞菌可将土壤中难溶的磷、钾转变为可被作物吸收利用的磷、钾化合物，增加土壤中的营养元素；能够分解蛋白质、淀粉和纤维素等大分子物质的微生物肥料，可提高土壤中有机物的含量，从而增加土壤肥力。

②促进植物对营养元素的吸收。 根瘤菌肥料中的根瘤菌可以侵染豆科植物根部形成根瘤，将空气中的氮转化为氨，进而转化成谷氨酸和谷氨酰胺类等植物能吸收利用的优质氮素。磷细菌肥料通过细菌代谢过程中产生的各类有机酸和无机酸降低环境中的pH 值，使难溶性磷酸盐降解为有效磷，硅酸盐细菌类肥料能对土壤中云母、长石、磷灰石等含钾和磷的矿物进行分解，使难溶钾转化为有效钾，施用这类微生物肥料对各种喜钾作物，如甘薯、烟草、水稻、棉花、小麦等均有明显增产效果。

③提高植物的抗逆性。 某些微生物肥料（如PGPR 制剂）能产生铁载体、抗生素、植物抗病相关蛋白和氰化物等多种物质，抑制植物病原细菌和病原真菌对植物的危害，有的还能在产生多种植物生长调节物质的同时诱导植物产生系统抗性，从而促进植物的生长，有些微生物肥料通过特殊微生物的代谢活动可以提高植物的抗旱性、抗盐碱性、抗极端温度和对重金属毒害的抵抗能力，提高宿主植物的逆境生存能力。 例如，荧光假单胞菌中产生的荧光铁载体可以在缺铁的环境中优先利用铁素，抑制其他病原微生物对铁的吸收。

④减少化肥用量和提高作物品质。 微生物肥料可部分替代化肥。 化学氮肥的利用率不高，不但造成经济损失和能源浪费，还造成湖泊、海洋等水体的富营养化。 而微生物肥料是通过微生物的生命活动来改善土壤中各种养分的平衡，不会引起养分的流失和浪费，也不会给环境带来污染，很多研究也表明，微生物肥料的使用可有效提高作物品质，如降低蔬菜硝酸盐含量、减少棉籽及油菜中的棉酚和芥酸含量、提高纤维类作物纤维的长度和强度等。