肥料就是植物生長所必需的一種或一種以上的營養元素。按照每一種元素在植物體內含量多少可分為大量元素、中量元素和微量元素。大量元素有碳、氫、氧、氮、磷、鉀,在植物體內分別含百分之幾;中量元素有鈣、鎂、硫,在植物體內分別含千分之幾;微量元素有鐵、鋅、銅、猛、鉬、硼、氯,在植物體內分別含萬分之幾。由于碳元素和氧元素可以通過呼吸作用在空氣中獲得,氫元素可以通過根在水中吸收,一般可以忽略不計。
那么,生物菌肥雖然不具備作物所必需的營養元素,卻又是肥料的一種,它具有哪些特定的肥料效應呢?下面就來分別闡述一下。
一、 生物菌特定的肥料效應
1、 細菌的肥料效應
生物菌肥中的細菌是枯草芽胞桿菌。枯草芽胞桿菌是芽孢桿菌屬的一種,廣泛存在于土壤及腐敗的有機物中,易在枯草侵汁中繁殖,故而得名。植枯草芽胞桿菌的主要作用是可利用蛋白質、多種糖及淀粉分解色氨酸,形成吲哚乙酸。吲哚乙酸是普遍存在于植物體內的一種內源生長素。吲哚乙酸的作用機理是它能通過種子和葉片吸收傳導進入植物體,隨著吲哚乙酸的傳導,促進各器官的細胞分裂。當吲哚乙酸轉移到枝條下側,產生枝條的向地性,誘導形成不定根,表現為根長、根多、根粗,增強吸水吸肥、抗旱、抗倒伏能力;當吲哚乙酸轉移到枝條的背光側,即產生枝條的向光性,增強葉片的光合作用,表現為葉綠素多,葉片肥厚而濃綠;當吲哚乙酸轉移到枝條的莖部,便促進韌皮部、木質部細胞分裂和組織分化,使莖增粗;當吲哚乙酸轉移到枝條的頂端則造成頂端優勢,表現為較強的生長勢。所以,我們在應用生物菌肥的示范田里觀察到的根深葉茂、莖桿粗壯、籽粒飽滿的豐產性狀就有吲哚乙酸的重要作用。
2、真菌的肥料效應
真菌通常分為酵母菌、霉菌和蕈菌(大型真菌),有些是致病菌,有些是有益菌,比如霉菌中的菌根真菌就與植物的關系十分密切。植物的根和真菌有共生關系(可以理解為互惠互利的關系),即真菌的菌絲吸收水分和無機鹽等供給植物,同時產生植物激素和維生素B等促進根系生長,植物通過根供給真菌糖類、氨基酸等有機養料。我們把和真菌具有共生關系的根稱為菌根。
(1)外生菌根
真菌菌絲在根的表面形成,菌絲替代了根毛的功能,擴大了根的吸收面積,增加了根吸收水分和無機鹽的能力。由于作物的根系在土壤中吸收水分和無機鹽的能力范圍在1-3cm之內,菌絲的延長使得作物的根擴大了吸收面積。
(2) 內生根菌
菌絲侵入根的表皮和皮層細胞內,加強吸收機能,促進根內物質運輸。
(3)內外生菌根
菌絲不僅侵入根表面,同時也深入到細胞中,具有內生菌根和外生菌根的雙重功能,既能擴大吸收面積又能促進根內物質運輸。
3、放線菌的肥料效應
放線菌不是生物學分類的一個名詞,只是形態上的分類,有些細菌和真菌都可以劃歸為放線菌,放線菌因菌落呈放線狀而得名。放線菌與人類生產生活關系極為密切,目前市場上人、畜、植物廣泛應用的抗生素百分之七十是利用放線菌生產的。 最重要的屬有鏈霉菌屬、小單孢菌菌屬和諾卡氏菌屬。放線菌能產生的抗生素很多,農業上常用的有:
(1) 井岡霉素,抗水稻紋枯病、瓜類立枯病;
(2) 農抗101(放線菌酮),防治櫻桃葉斑病;
(3) 灰黃霉素,防治瓜類枯萎病;
(4) 慶豐霉素,防治麥類、瓜類和花卉白粉病;
(5) 農抗120,防治蔬菜白粉病、瓜類炭疽病;
(6) 多抗霉素,防治蔬菜猝倒病,防治瓜類番茄白粉病;
(7) 鏈霉素,抗白菜軟腐病;
(8) 春雷霉素,防治稻瘟病。
放線菌就是通過生產抗生素來提高植物的抗病能力而提高健康水平的。
4、腐植酸的肥料效應
腐植酸是由生物(主要是植物)的殘骸經過微生物的分解和一系列地球化學過程而形成的有機質。一般是從泥炭、褐煤、和風化煤中提取出來的有相當強的化學活性和生物活性,主要作為土壤改良劑、化肥增效劑、液體肥料的分散穩定劑、植物生長刺激劑。含腐植酸的原料煤,也叫腐植酸原粉,雖然生物菌的載體中腐植酸含量有限,但也有一定的肥料效應。其主要優點有:
(1)含有作為必需的多種營養元素和氨基酸;
(2)促進種子萌發和幼苗茁壯;
(3)促進根系生長,抗御干旱和干熱風;
(4)提高植物體內多種酶的活性和葉綠素含量;
(5)與酸性農藥混合,形成農藥——激素復合物,農藥增效緩釋,降低毒性,減少用藥量,增強藥效;
(6)活化土壤中固態營養元素,疏松板結的土壤。
三、生物菌提高肥料利用率的效應
1、解磷作用
據測定,化肥當季利用率分別是:N30-50%、P15-25%、K50-60%,鉀最高,氮居中,磷最少。這是因為,當水溶性磷肥施入土壤后,在酸性土壤中,它與鋁和鐵元素進行化學反應形成難容的磷酸鹽,不易吸收;當在石灰性土壤中則與鈣化合,形成較難容的磷酸鹽,這個過程叫做磷的固定。
磷的固定意味著磷元素當季不能被植物所吸收利用。隨著磷肥投入量的增加,在土壤中形成固定的磷酸鹽的量的積累也會使土壤板結。微生物在其生命活動過程中能分泌有機酸,這些有機酸能分解破壞礦物晶體,使被固定的磷素養分分解釋放出來,使土壤中磷素養分得到充分利用,減少了被土壤的固定,促進植物獲得更多的磷素養分,同時活化和改良了土壤。
2、 生物菌在生長繁殖過程中分泌低分子量的有機酸,能夠分解鉀素養分被植物所利用。
3、 增強固氮作用
有實驗結果表明,豆科作物單接種根瘤菌的同時,在雙接種菌根真菌的情況下,氮的吸收量明顯高于單接種。
4、提高中、微量元素利用率
微生物生命活動分泌的有機酸同樣可以分解土壤中中量和微量元素而提高其利用率。
三、生物菌肥的實際效果
生物菌肥在我國已有50年的發展歷史,特別是最近幾年,生物菌肥已經在農業生產中發揮重要的增產作用,其特有的肥料效應越來越被人們所認識,取得了一定的經濟效益和社會效益。生物菌肥的用量很少,一般每畝1-2斤,增產效果在10%以上。
2010年集賢縣興安鄉許春祥種植大豆每畝用生物菌肥1.5斤,每畝比對照田增產40斤,增產12%,;
2011年哈爾濱海洋奇力生物有限工程公司科學院在蔬菜大棚黃瓜上作生物菌肥試驗,結果每畝用生物菌肥1斤的增產30%以上,用2斤的增產60%以上,用3斤增產超過100%.
(作者單位:154300黑龍江省佳木斯市農經總站)