目前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,但也为微生物肥料的研究和开发带来了很好的发展机遇。
微生物肥料是指一类含有活微生物、具有肥料效应的特定制品。微生物肥料可分为2 类:一类是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;另一类是广义的微生物肥料,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,不仅能提供植物营养元素的供应,而且还能促进植物对营养元素的吸收利用,甚至还能拮抗某些病原微生物的致病作用,减轻病虫害的发生。
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类肥料(根瘤菌肥、固氮菌肥)、放线菌类肥料(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。
自然界的微生物与环境之间关系多样,微生物种群之间可分为中立关系、单利关系、互利关系、共生关系、竞争关系、拮抗关系、寄生关系和掠夺关系。一般认为,混合培养能减少或避免单一培养过程中生物活性的下降,还能增加培养菌的生物量。在生物防治、生物制剂及工业发酵中发展混合培养,能够获得较好的效果。因此,在微生物肥料制作时要尽可能多的让微生物之间存在更多的有利关系。如:当磷细菌和固氮菌同时存在于土壤中时,固氮菌的发育和固氮能力以及磷细菌芽孢的萌发和解磷能力均优于固氮菌或磷细菌单独存在于土壤的情况;而解磷细菌和解钾细菌共培养时可同时获得较多的有效磷和速效钾,促使植物充分利用土壤及化肥中不溶解的有效磷和高效钾。
目前,微生物肥料的制作方法大致可分为发酵法和堆肥法。发酵法主要采用现代生物发酵技术将单一菌种或复合菌种接种于有机物料与填充料经发酵而制成微生物肥料。堆肥法是将要堆腐的有机物料与填充料按一定比例混合后,在合适的通气和水分条件下,通过微生物繁殖并分解有机物从而产生高温,杀灭其中的病原菌及杂草种子,使有机物达到稳定化而形成微生物肥料。
据研究,微生物肥料在作物增产和品质改善等方面具有重要的积极作用。根据估计,若我国微生物肥料的产量占化肥产量的3%,则粮食产量可增加