微生物發(fā)展概況

1、一、微生物肥料的定義 微生物肥料是指一類含有活微生物的特定制，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，能夠獲得特定的肥料效應(yīng)。可將微生物肥料分為兩類，一類是通過其中所含微生物的生命活動，增加了植物營養(yǎng)元素的供應(yīng)量，導(dǎo)致村物營養(yǎng)狀況的改善，進而產(chǎn)量增加，代表品種是要菌肥：另一類是廣義的微生物肥料，其制品雖然也是通過其中所含的微生物生命活動作用使作物增產(chǎn)，但它不僅僅限于提高植物營養(yǎng)元素的供應(yīng)水平，還包括了它們所產(chǎn)生的次生代射物質(zhì)，如激素類物質(zhì)對植物的刺激作用，促進植物對營養(yǎng)元素的吸收利用，或者能夠拮抗某些病原微生物的致病作用，減輕病蟲害而使作物產(chǎn)量增加。  二、微生物肥料的種類和作用機理微生物肥料的種類很多，

2、如果按其制品中特定的微生物種類可分為細菌肥料(如根病菌肥、固氮菌肥)、放線菌肥(如抗生菌類、5406)、真菌類肥料(如菌根真菌)等：按其作用機理又可分為根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷菌類肥料、解鉀菌類肥料等：按其制品中微生物的種類又可分為單純的微生物肥料和復(fù)合微生物肥料。微生物肥料的功效主要是與營養(yǎng)元素的來源和有效性有關(guān)，或與作物吸收營養(yǎng)、水分和抗病有關(guān)，概況起來有以下幾個方面： 1、增加土壤肥力，這是微生物肥料的主要功效之一。如各種自生、聯(lián)合、共生的國氮微生物肥料，可以增加土壤中的氮素來源，多種解磷、解鉀微生物的應(yīng)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。 2、產(chǎn)生植物激素類

3、物質(zhì)刺激作物生長，許多用作微生物肥料的微生物還可產(chǎn)生植物激素類物質(zhì)，能刺激和調(diào)節(jié)作物生長，使植物生長健壯，營養(yǎng)狀況和得到改善。 3、對有害微生物的生物防治作用，由于在作物根部接種微生物肥力，微生物在作物根部大量生長繁殖，在為作物根際的優(yōu)勢菌，限制了其它病原微生物的繁殖機會。同時有的微生物對病原微生物還具有拮抗作用，起到了減輕作物病害的功效。  三、我國微生物肥料的概況我國微生物肥料的研究應(yīng)用和國際上一樣，是從豆科植物上應(yīng)用根瘤菌接種劑開始的，起初只有大豆和花生根瘤菌劑：50年代，從原蘇聯(lián)引進自生固氮菌、磷細菌和硅酸鹽細菌劑，稱為細菌肥料：60年代又推廣使用放線菌制成的"54

4、06"抗生菌肥料和固氮藍綠藻肥：70-80年代中期，又開始研究VA菌根，以改善植物磷素營養(yǎng)條件和提高水分利用率：80年代中期至90年代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中又相繼應(yīng)用聯(lián)合固氮菌和生物鉀肥作為拌種劑：近幾年來又推廣應(yīng)用由固氮菌、磷細菌、鉀細菌和有機肥復(fù)合制成的生物肥料做基肥施用。  (二)微生物肥料的種類我國微生物肥料種類很多，有以下主要種類：根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷細菌肥料、硅酸鹽細菌肥料、增產(chǎn)菌肥料、復(fù)合微生物肥料及其它一些種類。  (三)微生物肥料的劑型從成品性狀看，我國微生物肥料的制成品劑型主要分為液體和固體兩種。液體有的是由發(fā)酵液直接裝瓶，也有試用礦油封面的；固

5、體劑型主要以草炭為載體，分粉劑、顆粒兩種劑型，近年來也有用蛭石為吸附劑的。還有用發(fā)酵液濃縮后冷凍干燥的制品。從內(nèi)含物看，有單菌株制劑、多菌株制劑，也有微生物加增效物(如化肥、微量元素和有機物等)。近年還有施用量較大的微生物肥料作為底肥。  (四)微生物肥料的質(zhì)量標準、監(jiān)督體系我國的微生物肥料生產(chǎn)應(yīng)用過去一直沒有從國家的角度進行質(zhì)量監(jiān)督，也沒有國家標準，亦未實行生產(chǎn)許可證制度。經(jīng)過多年的努力，于1994年農(nóng)業(yè)部制定了一部行業(yè)標準，規(guī)范了微生物肥料的生產(chǎn)。主要的技術(shù)指標如下：在產(chǎn)品標明的失效期前有效活菌數(shù)應(yīng)符合指標要求，出廠時產(chǎn)品有效活菌數(shù)必須高出本指標30%以上。  (五)我

6、國微生物肥料的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用發(fā)展策略  1、提高產(chǎn)品質(zhì)量，實行生產(chǎn)許可證制度，組建質(zhì)量檢測機構(gòu)，使微生物肥料的生產(chǎn)有章可循，質(zhì)量有保障。可以有效地遏制引領(lǐng)域的假冒偽劣產(chǎn)品，對那些技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)條件比較好的工廠要大力扶持，對生產(chǎn)的產(chǎn)品不符合國家標準的工廠要進行整頓。  2、進一步提高接種效果，除了提高產(chǎn)品質(zhì)量(菌數(shù)、有效期)外，還要根據(jù)不同地區(qū)和不同的作物選用不同的菌劑，進一步改進劑型和接種方法。  3、加強微生物肥料的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作，長期以來，這個領(lǐng)域的研究投入很少，一些研究處于低水平的重復(fù)，致使研究遠遠落后于生產(chǎn)實際。需要對以下方面進行研究；微生物肥料

7、的作用機理；微生物肥料中特定微生物的生態(tài)學(xué)研究；微生物肥料優(yōu)良生產(chǎn)菌株的篩選和誘變；根瘤菌肥料固氮限制因素的研究及與野生菌株結(jié)瘤況爭的機理和解決的途徑；微生物肥料的快速、準確檢測技術(shù)的建立；開發(fā)新的微生物肥料品種等。  4、加強國內(nèi)外的交流和合作，采取請進來和派出去相結(jié)合的方式，雙邊或多邊的形式進行國際合作和效流。在國內(nèi)，則應(yīng)加強科研單位、生產(chǎn)單位和推廣部門的合作，不定期舉行培訓(xùn)生產(chǎn)和推廣的技術(shù)人員。同時，做好微生物肥料科普知識的宣傳和普及等工作。  (六)我國微生物肥料產(chǎn)業(yè)化展望 近年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對肥料的需求量不斷增加。由于化學(xué)肥料價格上漲和大力使用化肥造成環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)

8、品污染等原因，人們開始重視微生物肥料的生產(chǎn)?？梢哉f，目前我國微生物肥料生產(chǎn)的發(fā)展是前所未有的。但是，近幾年來我國微生物肥料生產(chǎn)及應(yīng)用曾經(jīng)幾起幾落。所以每當回顧歷史人們不禁要問，微生物肥料的發(fā)展前景如何?有人認為，微生物肥料要想在眾多的商品肥料中占有一席之地，必須向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。 1、必須建立微生物肥料原料基地微生物肥料的生產(chǎn)，除了培養(yǎng)微生物所需的營養(yǎng)成分外，重要原料就是草炭。我國草炭儲量大，但由于草炭加工技術(shù)落后，供應(yīng)渠道不暢，許多微生物肥料廠家買不到符合質(zhì)量要求的草炭。草炭顆粒過大，嚴重限制著我國微生物肥料質(zhì)量的提高。因此，如能在草炭礦投資建立具有先進設(shè)備的草炭加工廠，才可能為微生物肥料生

9、產(chǎn)廠家提供高質(zhì)量的草炭原料。所以，必須建立微生物肥料原料基地和供應(yīng)系統(tǒng)。  2、開發(fā)新的微生物肥料品種、進一步提高其質(zhì)量微生物接種劑的生產(chǎn)是微生物肥料生產(chǎn)的核心部分，不同類型的接種劑用途不一樣。有些接種劑直接用于農(nóng)作物或牧草種子接種，有些接種劑是生產(chǎn)復(fù)合微生物肥料的重要原料。目前，微生物肥料生產(chǎn)中存在的問題，一是接種劑品種少，二是質(zhì)量不穩(wěn)定。因為根際有益微生物與作物間有較強的選擇性，對環(huán)境條件也有一定的要求，所以各類接種劑都應(yīng)該有系列產(chǎn)品，才能滿足不同地區(qū)不同作物的需求。  3、發(fā)展微生物肥料加工工業(yè) 目前，我國微生物肥料加工工業(yè)十分落后，表現(xiàn)在設(shè)備簡陋，工藝不完善和質(zhì)量意

10、識不強。許多微生物肥料存在的質(zhì)量問題主工表現(xiàn)在：有效菌數(shù)含量低，肥料顆粒硬度不夠，破碎率高，含水率高等。微生物肥料加工工業(yè)是微生物肥料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的第一線，只有加工工業(yè)得到發(fā)展，才能為市場提供大量優(yōu)質(zhì)的微生物肥料。發(fā)展微生物肥料加工工業(yè)必須采用先進的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)必須加強質(zhì)量意識，建立質(zhì)量控制體系及技術(shù)力量較強的職工隊伍。  4、急需研制和生產(chǎn)微生物肥料專用機械設(shè)備從國內(nèi)許多企業(yè)來看，采用標準的發(fā)酵設(shè)備生產(chǎn)液體接種劑一般都能達到標準規(guī)定的技術(shù)要求。但使用現(xiàn)有設(shè)備來生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的微生物復(fù)合肥，則難度很大。專用的微生物復(fù)合肥生產(chǎn)設(shè)備主要包括造粒設(shè)備及干燥設(shè)備等。只有專用設(shè)備的

11、廣泛采用，才能捉進我國微生物肥料產(chǎn)業(yè)化水平。 5、建立微生物肥料質(zhì)量標準和管理體系 微生物肥料作為一種商品進入市場，必須接受質(zhì)量監(jiān)督和管理。農(nóng)業(yè)部已于1994頒布了微生物肥料產(chǎn)品質(zhì)量標準，對微生物肥料的技術(shù)要求和檢測方法提出了具體規(guī)定。各企業(yè)生產(chǎn)的微生物肥料必須達到標準的指標，才算合格產(chǎn)品。為了加強微生物肥料的質(zhì)量監(jiān)督管理，農(nóng)業(yè)部已建立"農(nóng)業(yè)部微生物肥料質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心"，并于1996年4月正式對外開展業(yè)務(wù)工作。微生物肥料質(zhì)量管理工作剛剛起步，需要不斷地完善。目前存在的問題是標準少，覆蓋面小，許多微生物肥料產(chǎn)品沒有可依所的行業(yè)標準。另一問題是許多企業(yè)沒有完善產(chǎn)品標準或沒

12、有產(chǎn)品質(zhì)量檢驗人員和必需的檢驗設(shè)備，產(chǎn)品示經(jīng)檢驗就出廠。建立完善的微生物肥料質(zhì)量監(jiān)督檢測體系，規(guī)范微生物肥料市場，限制偽劣產(chǎn)品生產(chǎn)。質(zhì)量監(jiān)督部門應(yīng)有重點地扶持一些有條件的企業(yè)，推廣出策生物肥料的名優(yōu)產(chǎn)品，讓名優(yōu)產(chǎn)品占領(lǐng)市場。  6、加強微生物肥料的科研、技術(shù)培訓(xùn)及推廣應(yīng)用工作我國微生物肥料的生產(chǎn)應(yīng)用已有幾十年的歷史，微生物肥料在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用效果已得到肯定。但除根瘤菌接種劑外，其它微生物肥料的作用機理并不十分明確，對微生物與植物之間的作用機理等方面都需要進行廣泛的研究，才能科學(xué)地確定優(yōu)良菌種和優(yōu)質(zhì)菌劑的技術(shù)指標，為生產(chǎn)優(yōu)持菌肥提供理論依據(jù)。近年來，我國微生物肥料發(fā)展較快，一些企業(yè)

13、質(zhì)量意識不強，存在許多技術(shù)問題，農(nóng)業(yè)部微生物肥料質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心應(yīng)在加強對企業(yè)的質(zhì)量監(jiān)督檢驗的同時，積極開展技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)工作，使我國的微生物肥料市場進一步規(guī)范，將有力地推動我國策生物肥料向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。  四、國外微生物肥料的發(fā)展概況  (一)根瘤菌劑在世界范圍得到推廣和普及世界上許多我國，如美國、澳在利亞、新西蘭、日本、意大利、澳地利、加拿大、法國、荷蘭、芬蘭、泰國、韓國、印度及非洲的一些國家，至少有70多個國家研究、生產(chǎn)和應(yīng)用豆科根瘤菌，不僅接處面積不斷擴大，而且應(yīng)用的豆科植物種類繁多。不少國家在經(jīng)歷一段時間的混亂后，逐步認識到加強根瘤菌肥料質(zhì)量管理的重要性

14、，并制定了相應(yīng)的標準。  1、澳大利亞：一批產(chǎn)品通過要求5袋被檢樣品：平板計數(shù)1000×106活菌/克濕草炭，200×106活菌/克濕草炭(百脈根)：細胞革蘭氏陰性和與已知菌株抗血清的血清學(xué)反應(yīng)吻合：10 -6稀釋度的平皿上無污染；試驗寄主上10-7和10-8稀釋度結(jié)菌。  2、奧地利：由于消費者無法檢測商業(yè)菌劑，所以質(zhì)量監(jiān)督極為重要。豆科根菌劑的質(zhì)量以下列幾個要素為基礎(chǔ)：產(chǎn)品中的根瘤菌在豆科植物上或在標簽上所列的植物上具有結(jié)瘤和固氮能力；在有效期內(nèi)，產(chǎn)品中保持足夠數(shù)量的活菌數(shù)：除根瘤菌外，菌劑不含或基本上不含雜菌。  3、英國：在全國沒有一定

15、的標準來限制接種劑的生產(chǎn)。兩家主要生產(chǎn)公司的菌劑標準遵循著它們的出口國(加拿大、法國等)的標準。為了保險和挖掘所有可能的市場，兩公司制定的商業(yè)目標是：每克接種劑至少含有2×109個根瘤菌，并且至少在18個月內(nèi)保持高于這個水平。  4、法國：要求菌劑接種比率范圍為每粒種子104-106個。貯存的菌劑的接種時，要保證大豆每粒種子為106個慢生大豆根瘤菌，苜蓿種子上為103個芷蓿根瘤菌。另外，它要求登記的根瘤菌接種劑必須是純的培養(yǎng)物，貯存期保持無污染狀態(tài)。  5、加拿大：要求每一種接種劑都必須含有對于特定作物的根瘤菌，且有一定量的菌數(shù)，以使接種后每粒種子帶有1000個(

16、芷蓿、三葉草、車軸草)、10000個(驢喜豆)或100000個(豌豆、菜豆、兵豆、大豆)根瘤菌。同時，要求菌劑包裝必須表晴肥料注冊號、生產(chǎn)批號、有效期等內(nèi)容。  6、泰國：依據(jù)本國環(huán)境及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件制訂的。在大條件下，應(yīng)保證每粒種子帶有105-106個根瘤菌，所以合格菌劑必須每克有5×107個根瘤菌；每10公斤大豆或12公斤花生種子施用菌劑200克。用于菌劑生產(chǎn)的菌株必須嚴格篩選，而且對于相應(yīng)寄主為最有效菌株。原始菌株、種子液和發(fā)酵液必須是純的。到發(fā)酵最后階段，根瘤菌須經(jīng)血清學(xué)驗證，菌數(shù)達到每毫升109個。  7、盧旺達：只有當根瘤菌數(shù)在到109個/克接種劑，且雜

17、菌率小于0.001%時方可出售，并建議在生產(chǎn)日斯一的6個月內(nèi)使用為最佳。  8、布隆迪：根瘤菌數(shù)大約為每克接種劑108個。  9、前蘇聯(lián)：每克5-10×107個菌  10、前捷克斯洛伐克：每克1×105個活菌數(shù)  11、荷蘭：每克4-25××9活菌  12、印度：出廠時每克1×108活菌，失效期時不少于1×107個活菌  13、新西蘭：每克1×108個活菌  14、美國：美國豆科接種劑的質(zhì)量不由聯(lián)邦政府控制管理，有些州設(shè)有自已的規(guī)定。如印第安納州，允許予接

18、種的僅限于苜蓿、三葉草等小粒種子上，令人滿意的標準為90%或以上的植株其1/4英寸的主根范圍內(nèi)必須有1個或更多的根瘤，而且必須表現(xiàn)固氮能力：威斯康星州，滿意的標準為80%或以上的植株在主根1/4英寸范圍內(nèi)有根瘤，而且固氮。  (二)固氮細菌、解磷細菌和解鉀細菌等的研究除根瘤菌以外，許多國家在其它一些有益微生物的研究和應(yīng)用方面也做了大量的工作。前蘇聯(lián)及東歐一些國家的科研人員進行了固氮菌肥料和磷細菌肥料的研究和應(yīng)用，所用的菌種為圓褐固氮菌和巨大芽孢桿菌。他們和前捷克斯洛伐克、英格蘭及印度的研究固氮菌的工作者證實，這類細菌能分泌生長物質(zhì)和一種抗真菌的抗生素，能促進種子發(fā)芽和根的生長：70年

19、代末和80年代初，一些國家對固氮細菌和解磷細菌進行了田間試驗，結(jié)果各異，對其作用還有相當大的爭議。但在固氮螺菌與禾本科作物聯(lián)想合共生的研究中取得了一定的進展，在許多國家作為接種劑使用。總結(jié)20年來世界上一些國家的田間試驗數(shù)據(jù)表明，固氮螺菌接種在土壤和氣候不同的地區(qū)可以提高作物的產(chǎn)量，在60-70%的試驗中的增產(chǎn)5-30%。它們促進生長的主要機制是產(chǎn)生能促進植物生長的物質(zhì)，能促進根毛的密度和長度、側(cè)根出現(xiàn)的頻率及根的表面積。 固氮菌在一些國家的使用效果如下：  1、美國：1975-1984年在佛羅里達州研究表明，施用固氮螺菌每年大約固氮2.6公斤/畝，在玉米中施用有的增產(chǎn)顯著，達10-

20、20%，而有的差異不顯著，接種未見產(chǎn)量有明顯改變。目前，有一家公司推廣出了一種接種劑"Azo-Gree"，用于禾本科作物。  2、印度：80年代，在11個中心進行了許多接種試驗。接種劑由德里的一個實驗室提供，開始時活菌數(shù)為1.5×1011個/克，9個月后變?yōu)?09個/克，種子用糊漿法接種，用羧甲基纖維作粘著劑?？偨Y(jié)多點試驗結(jié)果表明，在不同作物和農(nóng)業(yè)條件下，增產(chǎn)15-19%，高梁、珍珠米等反應(yīng)明顯。在接種谷子、高梁的試驗中，有50%獲和顯著增產(chǎn)。  3、泰國：1984-1985年雨季在3個不同地區(qū)進行接種試驗，在玉米上增產(chǎn)15-35%。 4、以色

21、列1979-1986年，在40人點上對玉米、小麥、高梁等進行接種試驗，每粒種子接種量為107個，增產(chǎn)15-20%。在夏播作物接種試驗中，75%獲得增產(chǎn)的結(jié)果；而冬小麥接種試驗中，只有50%增產(chǎn)，增幅為5-12%。  5、埃及：在尼羅河三角州兩個小區(qū)的水稻進行接種試驗，增產(chǎn)為15-20%。  6、意大利：在21個試驗點上，對水稻、玉米、小麥和大麥進行接種，接種劑菌數(shù)為每克109個，每公斤種子用接種劑30克。接種后降低施肥量，但產(chǎn)量與全量施肥的小區(qū)相同；在另外的18個試驗點，接種螺菌后增產(chǎn)達3-54%；在中等施肥基礎(chǔ)上，小麥接種后增產(chǎn)可達10-40%。現(xiàn)開發(fā)出適于玉米用的接種劑"Zea-Nit，"蛭石為載體，每克含菌109個，試驗結(jié)果表明，接種此菌劑可取代35-40%氮量，而不降低產(chǎn)量。  7、法國：1987-1992年，在12個點對7個玉米雜交種進行接種試驗，使用劑量為每粒種子2×106-1.5×108個。結(jié)果表明，在不同玉米品種和不同土壤，均表現(xiàn)增產(chǎn)。該產(chǎn)