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生物有机肥肥效影响因素及增效措施

［摘要］生物有机肥是传统有机肥与菌肥的有机结合体，功能微生物是生物有机肥的“核心”。生物有机肥主要基于将活性的功能微生物施用于土壤，旨在通过增加根际所需微生物的数量和生物活性来增加土壤肥力和促进植物生长，其施用效果受产品中有效活菌数的影响。目前，生物有机肥研制与应用研究较多，但针对功能微生物活性与生物有机肥肥效关系的相关研究相对较少。介绍生物有机肥作用机制，阐述影响生物有机肥肥效的关键因素，并对提高生物有机肥中功能微生物活性的措施进行探讨。深入了解功能微生物活性与生物有机肥肥效的关系将为生物有机肥的研究和应用提供技术支撑，进而推进我国农业绿色可持续发展。

［关键词］生物有机肥；功能微生物；核心；肥效

生物有机肥（BOF）是在以畜禽粪便和农副产品残渣为原料发酵生产的有机肥料的基础上添加具有固氮、溶磷、解钾、抗病等功能的微生物发酵形成的新型肥料［1］，它是传统有机肥与菌肥的有机结合体，是由微生物生命活动而使农作物得到特定的肥料效应的一类制品，应用于农业生产中可以增加土壤中的有机碳，并保持田间和园艺作物的可持续性等［2］。

生物有机肥中起关键作用的是微生物和营养物质的数量［3-4］。生物有机肥施入土壤后，通过特定菌株的快速繁殖，能够固定大气中的氮素，释放土壤中固定态的磷、钾元素，使得环境的养分潜力得以充分发挥，并为农作物生长营造良好的土壤微生物环境［5-6］，还可以刺激与植物生长、抵抗病害及土壤养分转化相关的特定微生物群，如假单胞菌、链霉菌、黄杆菌等［7-9］。将功能菌与成熟堆肥相结合的特殊生物有机肥可以增强微生物的活性［10］，因为生物有机肥中的微生物在任何时候都需要来自有机肥料或根系分泌物的合适营养［11］。堆肥不仅作为合适的基质起着重要作用，而且还在固态发酵中作为促进生长的培养基［12］。微生物是生物有机肥中必不可少的一部分，同时其活性是决定生物有机肥肥效的关键因子。

生物有机肥具有不同地区的生态适应性，需根据其施用的土壤条件、农作物类型、耕作方式、施用方法、施用量及与之相应的施肥状况等，有针对性地选择功能菌［7，12-13］。产品中的初始微生物添加量大，以便在制造过程、运输、储存期和土壤施用等几个阶段保持高微生物数量［5］。目前有许多关于生物有机肥生产及应用的报道，但很少有研究关注微生物从接种到生产再到施用过程中的存活状况。笔者通过对生物有机肥的作用机制、影响生物有机肥作用的关键因素进行研究，发现基质营养特性及微生物接种方式对微生物活性影响较大，优化基质配方及外源添加营养物质有利于功能菌的增殖，这为高效、高活性生物有机肥的生产提供了理论指导。

1、生物有机肥的作用机制

有机肥和微生物菌剂是生物有机肥的组成部分，它们在农作物生长过程中的作用是相辅相成的［14］，农作物施用含有发酵菌和功能菌的有机肥后，功能微生物能够利用营养物质进行繁殖，以便有效地定殖和发挥促进植物生长和生物控制的作用［15］。生物有机肥的肥料效应很大程度上取决于所选用功能菌的种类，一般腐熟的有机肥中含有酵母菌、乳酸菌、纤维素分解菌等有益微生物［16］，而添加有功能菌的生物有机肥还可能含有固氮菌、硅酸盐细菌、溶磷微生物、假单胞菌及一些与植物生长相关的有益菌［17］。添加有功能菌的生物有机肥含有丰富的维生素、氨基酸、核酸、吲哚乙酸、赤霉素、腐植酸及各种有机酸等生理活性物质，这些物质能刺激农作物根系生长，提高农作物的光合能力，使农作物根系发达，生长健壮［18］。

生物有机肥料中添加的固氮微生物主要通过其分泌的固氮酶的作用，将空气中的N2还原为可被农作物吸收利用的NH4+，其固氮效率因土壤条件不同而有较大差异［19-21］；添加的溶磷微生物和硅酸盐细菌施入土壤后经增殖并与其他土壤微生物协同作用，可分解土壤中某些原生或次生矿物，并同时将这些矿物所固定的磷、钾等养分释放出来，把闭蓄态磷、钾转化成可供农作物吸收利用的有效态养分（见图1），从而提高土壤供肥能力［22］。PGPR（植物根际促生菌）菌株具有促生和抗病作用，一般通过一种或多种作用机制直接或间接实现，直接作用可通过固氮、溶磷、解钾、产生铁载体等生理活动［23-24］，将土壤中矿物质转化为植物可以吸收利用的营养元素，以及产生一些植物生长调节剂（如植物激素、ACC（1-氨基环氧丙烷羧酸）脱氨酶、挥发性物质等），进而促进植物生长发育［25-26］；另外还可通过分泌拮抗物质（如氨苄西林、吡咯烷酮、吩嗪类、氰化氢等）、竞争养分和生存空间、诱导农作物产生系统抗性等作用来改变农作物的生长环境，间接促进农作物的生长［27］。其促生能力主要取决于其在特定环境中优势的获取和适应不断变化环境的能力［28］。

图1生物有机肥中功能微生物的作用机制

Fig.1Actionmechanismoffunc