復合微生物肥的主要功效與作用機理

張洪勝 楊 述

1）山東省煙臺市農科院果樹研究分院·265500 2）四川省新綠盛生物工程有限公司

微生物肥料可以改良土壤結構、提高肥效；創造有益微生物為主的根際環境，克服重茬和防治根部病害；促進作物生長，提高產量，并改善品質等。現將微生物菌肥的主要功效和作用原理簡要闡述如下。

微生物肥料肥效的發揮既受其自身因素的影響，如肥料中所含有效菌數、活性大小等質量因素，只有當這些有益微生物處于旺盛的繁殖和新陳代謝的情況下，物質轉化和有益代謝產物才能不斷形成；又受到外界其它因素的制約如土壤中的溫度、酸堿度、營養條件及原生活在土壤中土著微生物的排斥作用。此外，還受水分、有機質、pH值等生態因子的影響。而不像其它肥料是以氮、磷、鉀等主要元素的形式和多少為基礎。這是它區別于化肥和有機肥料的主要特征。

1 抗病防病作用

微生物菌肥中含有的活性功能菌是包含多個菌種的復合菌群，一般包括光和菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、醋酸菌、雙歧桿菌、放線菌等十幾大類微生物中的幾十余種。其中枯草芽孢桿菌、側孢芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等是防抗病作用的主要菌種，它們在作物上使用效果顯著、性能穩定。枯草芽孢桿菌是采用人工誘變深層液體發酵濃縮精制而成，對人畜無害，不污染環境，能產生多種抗菌素和酶，具有廣譜抗菌活性和極強的抗逆能力，其防抗病害的機理如下。

1.1 形成競爭優勢 枯草芽孢桿菌施入土壤后，能夠在作物周圍、根表面、根內部以及通過植物導管傳導到地上部分，而在作物根表、根內、莖部、葉部等位點定殖和繁殖后，和其它微生物爭奪氧氣和營養物質，具有競爭排它性。在作物根際形成優勢種群可有效防止其它有害病菌的生長，起到防病抗病作用。

1.2 生物拮抗作用 枯草芽孢桿菌生長過程中能代謝分泌產生細菌素（枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素等）、脂肽類化合物、有機胺類物質等，這些代謝產物可有效抑制致病菌的生長或溶解病原菌，以致殺死病菌，具高抗重茬病作用。枯草芽孢桿菌分泌的酶類有幾丁質酶抗菌蛋白，對多種植物病害病原菌具有強烈抑制作用。枯草芽孢桿菌代謝產生的脂肽類化合物可以用于防治小麥白粉病、稻瘟病、赤霉病、紋枯病、炭砠病，黃瓜霜霉病、番茄青枯病、灰霉病等植物病害。

1.3 枯草芽孢桿菌的殺菌溶菌作用 在作物根表、根內、莖部、葉部等位點定殖和繁殖過程中，枯草芽孢桿菌可在病原菌的菌絲上伴隨生長，分解消耗病原菌，使菌絲發生斷裂，解體細胞，其能產生脂肽類和蛋白類等殺菌物質，從而殺死作物病原菌，達到防病效果。這樣病原菌就不能再侵染植物了。

2 增加并改善土壤肥力

改善土壤養分供應狀況，微生物肥料主要通過各種菌劑促進土壤中難溶性養分的溶解和釋放。同時，由于菌劑的代謝過程中釋放出大量的無機有機酸性物質，促進土壤中微量元素硅、鋁、鐵、鎂、鉬等的釋放及螯合，有效打破土壤板結，促進團粒結構的形成，使被土壤固定的無效肥料轉化成有效肥料，改善土壤中養分的供應情況、通氣狀況及疏松程度。如各種自生、聯合、共生的固氮菌，主要應用于豆科植物，使其能在豆科植物根、莖（葉）上形成根瘤，同化空氣中的氮素來供應給豆科植物氮素營養，以增加土壤中的氮素來源。多種解磷、解鉀微生物的應用，可以將土壤中難溶的磷、鉀分解出來，從而能為作物吸收利用，增加土壤肥力。如VA菌根菌以光合菌分泌的氨基酸為食餌，它既能溶解不溶性磷而增加土壤中磷的供應，又能與固氮菌共生，使其固氮能力成倍提高。解鉀細菌則主要是通過細菌的活動，分解土壤中部分不能被作物吸收的鉀元素，使鉀從土壤中分解出來，供作物生長時吸收利用——即“解鉀”作用。

目前，對根瘤菌侵染及結瘤過程的生物化學基礎已研究得比較清楚，對其結瘤過程的分子機制研究也取得了較大進展。自生固氮類肥料，由于其固氮量少，且難以定量，故對其固氮機制的研究進展緩慢。聯合共生固氮細菌與根瘤菌不同，其大多聚集在根皮表面，未能形成類似根瘤的穩定共生結構，因而受根際環境因素影響較大。

多數學者認為磷細菌肥料的解磷機理主要是一些種類微生物在生長繁殖和代謝過程中產生有機酸，如乳酸、檸檬酸、草酸、乙酸和無機的碳酸、硝酸或硫酸等類物質，降低土壤環境中pH值，使固定在土壤中的難溶性磷酸鹽轉化為可溶性磷酸鹽；或有機酸通過鰲合閉蓄態Fe-P,Al-P,Ca-P，使之釋放有效磷，提高土壤可溶性磷酸鹽的含量，以供作物吸收利用。通過微生物呼吸作用釋放C02，降低土壤環境pH值，使難溶性磷酸鹽轉化為可溶性磷酸鹽;有些細菌釋放的H2S與磷酸鐵作用，釋放可溶性磷酸鹽。

也有專家認為通過微生物產生磷酸酶，土壤和植物根際有很多微生物產生磷酸醋酶，將有機磷化物中的磷酸醋鍵打開，釋放磷酸，提供植物所需的磷營養。

3 改良土壤結構

微生物肥料中本身含有腐植酸、氨基酸等有機質，其中的有益微生物也能產生糖類物質，占土壤有機質的0.1%，與植物粘液、礦物胚體和有機膠體結合在一起，可以形成并改善土壤團粒結構，增強土壤的物理性能和減少土壤顆粒的損失，在一定的條件下，還能參與腐殖質形成。所以，施用微生物肥料能改善土壤物理性狀，解決土壤因大量和長期使用酸性化肥造成的土壤硬化、板結、漏水漏肥等影響作物生長和結果的問題，有利于改善土壤肥力供給。

4 促進作物生長，提高產量，改善品質

如光合細菌和藍藻類，屬于獨立營養微生物，菌體本身含60%以上的蛋白質，且富含多種維生素，還含有輔酶Q10、抗病毒物質和促生長因子；它以土壤接受的光和熱為能源，將土壤中的硫氫和碳氫化合物中的氫分離出來，變有害物質為無害物質，并以植物根部的分泌物、土壤中的有機物、有害氣體（硫化氫等）及二氧化碳、氮等為基質，合成糖類、氨基酸類、維生素類、氮素化合物、抗病毒物質和生理活性物質等，是提高產量、肥沃土壤和促進動植物生長的重要力量。枯草芽孢桿菌可大幅促進植物生長，在該菌防病抗病的同時，還可誘導作物產生吲哚乙酸等激素類物質，提高作物生長激素水平，促進植物生長繁育，能刺激和調節作物生長，使植物生長健壯，營養狀況得到改善。使用微生物肥料可以提高農產品中的維生素C、氨基酸和糖分的含量，有效降低硝酸鹽含量。

5 降低農殘，保護環境

我國的農業生產長期以來延續的是一種高投入、高消耗和高排放的粗放式增長模式，這也帶來污染物的高排放，使得我們賴以生存的自然生態環境面臨越來越嚴重的威脅，農產品中農殘超標普遍較重，加上城市生活垃圾無害化處理和公園商業小區廢棄物處置等方面能力不足。利用微生物的特定功能分解土壤中的重金屬和有害物質是一條經濟可行的有效途徑，一舉兩得。由此可見用最少的資源和環境代價，創造最大的經濟和社會效益。特別是微生物菌劑可抑制農作物對重金屬及農藥等有害物質的吸收、凈化和修復土壤，是目前無公害食品和綠色食品生產現實需要，更是減少化肥和農藥用量、降低環境污染的必然選擇，也在促進農作物秸稈和城市垃圾的腐熟利用等方面有著不可替代的功效。

6 微生物肥料的選擇和合理應用

現在市場上存在著多種微生物肥料，其中大部分微生物肥料對促進農業生產起到了重要的作用，但也存在著一些被利益驅動的不法分子、制造假冒偽劣的產品來擾亂市場。農民沒有充分的科普知識和必要的儀器來檢測肥料的真偽。因此，在選擇微生物肥料時，要特別注意：一是檢驗肥料是否獲得農業部正式（或臨時）登記許可證；二是重點關注該肥料在當地的試驗示范效果。