微生物肥料是怎么提高土壤肥力的?

生物肥料的功效與營養元素的來源、有效性,與作勿吸收營養、水分和抗病蟲有關。它利用微生物的生命活來增加土壤中的氮素或有機磷、鉀的含量,將土壤中一些作物不能直接利用的物質轉換成可被吸收利用的營養物貢,或提高作物生產刺激物質、抑制植物病原菌的活性,從而提高土壤肥力,改善作物的營養條件,提高作物產量,其主要功能有以下幾方面。

一、增強植物抗病蟲和抗旱能力

20多年來對有益微生物研究得比較多的是植物根圈促生細菌的細菌群體,簡稱PGPR,包括了好多科的多種細菌,由于這個類群的作用是多種多樣的,在國內外的生產中也開始應用,有些表現出廣闊的應用前景,受到許多國家的重視。

二、減少化肥的使用量和提高作物品質

國外的許多研究者在根瘤菌的應用研究中,常常在田間試驗中設立減少氮素化肥的對照區,用以說明使用根瘤菌以后由于固氮而相當于減少氮素化肥施用量的多少,不同的菌株施用后,減少氮肥用量不同,表明了菌株之間在固氮效率上的不同。除了根瘤菌肥以外,其他的微生物肥料在施用后也有減少化肥使用的效果。在同樣有效的產量構成情況下,減少化肥的使用不僅有經濟上的意義,而且有生態學方面的價值,對環境也有益處。許多研究證明,使用微生物肥料后對提高農產品品質,如蛋白質、糖、維生素等的含量有一定作用。

三、增進土壤肥力

這是微生物肥料的主要功效之一。各種自主、聯合或共生的固氮微生物肥料,可以增加土壤中的氮素來源,其中多種溶磷、解鉀的微生物,如一些芽孢桿菌、假單胞菌將土壤中難溶的磷、鉀分解出來,轉變為作物能吸收利用的磷、鉀化合物,使作物生產環境中的營養元素供應增加。一些微生物肥料的應用,增加了土壤中的有機質,進而增加了土壤的肥力。例如,施用固氮菌每畝能固定45kg氮,磷細菌每畝能釋放出P2 05 30kg,鉀細菌每畝能釋放出K20 ?45 kg,由此可推知增加了土壤肥力并減少化肥用量30%左右。

四、協助農作物吸收營養微生物肥料中最重要的品種之一是根瘤菌肥料(接種劑),肥料中的根瘤菌可以侵染豆科植物根部,在根上形成根瘤。

根瘤菌類菌體利用豆科植物宿主提供的能量將空氣中的氮轉化為氨,進而轉化成谷氨酸和谷氨酰胺類等植物能吸收利用的優質氮素。供給豆科植物一生中氮素的主要需求(一般為50q0 -60%,視豆科植物宿主和根瘤菌品系的不同有所差異),也就是根瘤菌在根瘤中的生命活動給豆科植物制造和提供了氮素營養來源。微生物肥料與化 ?學氮肥相比具有無可比擬的優越性。化學氮肥是外源性氮素,施人土壤后,由于環境和微生物的作用,其中很大部分通過氮氣形態從土壤的植物體系中揮發。以N20的形態脫氮,以硝態氮的形式由土壤中流失;長期過多地施用學氮肥,引起了土壤養分平衡的失調,而且利用率不高,一般認為僅30%左右,一方面造成了經濟損失,使投入的能量難以回收,另一方面也給環境帶來了不良影響,地下水、地表水的硝酸鹽積累,海洋、湖泊的富營養化,大氣污染等。污染氣體的增加及溫室效應氣體濃度的升高已成為當今農業和環境中一大問題。而根瘤菌在根瘤中固定的氮素通過長期進化形成的氨同化系統和吸收途徑幾乎全部為豆科植物所吸收利用,以營養為基礎,It根瘤菌生物肥固定的氮相當于100t肥料氮(每公頃施用5009根瘤菌微生物肥料約能固定50kg氮),以土壤為基質的藍細菌(藍藻)生物肥氮則相當于2t的肥料氮(每公頃施用10kg生物肥料能固定20kg氮)。迄今為止,把豆科作物一根瘤菌共生固氮的模式體系應用到禾本科作物上一直是人類的目標。研究證明,豆科作物與禾本科作物間作時,通過根部豆科作物能將根瘤菌固定的氮轉移到禾本科作物根部,被禾本科作物吸收利用。雖然,非豆科作物的共生固氮問題還未突破,但豆科植物—根瘤菌共生固氮體系在農業和畜牧業中的潛力還遠未發揮出來,大有研究和開發應用的前景。

 

五、目前正在研究開發的微生物肥料的作用

有關微生物肥料作用的外延和拓展其一是對土壤環境的凈化作用;其二是對城市垃圾和作物秸稈腐熟用于秸稈還田和培肥地力的作用。2011年,我國糧食總產量達到5. 71億t,人均糧食占有量達到創紀錄的426kg,全年秸稈總產量超過7億c。有1/4的秸稈需要腐熟后還田,在農業可持續發展中意義霞大:其三是近些年正在研究的植物內生菌及其在生產中的潛在作用,尤其是與固氮有關的內生菌。

應用微生物肥料還有一些間接的好處:第一,可以節約能源,降低生產成本,與化學肥料相比,在生產時所消耗能源,降低生產成本,與化學肥料相比,在生產時所消會污染環境。

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