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在環境保護部和國土資源部聯合發布的2005-2013中國土壤污染調查公報中顯示:在實際調查面積630萬平方公里中,全國土壤環境狀況總體不容樂觀,部分地區土壤污染較重,全國土壤總超標率16.1%,土壤污染已成為我國許多地方的“公害”。
      在土壤污染嚴重的形勢下,相關土肥專家建議,可以通過農藝手段如增加土壤有機質、施用土壤調理劑、采用生物吸收法等能夠鈍化、減輕甚至修復大多數的超標土壤。加之,近年來,我國微生物肥料行業發展迅速,大量具有特殊功能的微生物制品和新型微生物肥料問世,因此向土壤中施入微生物肥料將是土壤生態修復的重要發展方向。

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1、微生物肥料概念及分類


1.1微生物肥料概念

微生物肥料(microbial fertilizer)在我國又被稱為細菌肥料、生物肥料,許多國家將其稱作接種劑,日本將其稱作微生物土壤改良材料,也有一些國家將其稱為微生物肥料或生物肥料。盡管有不同的名稱,但制品中都含有一定數量的微生物,而且這些微生物又起重要作用。對此類制品的名稱的不同看法和意見,主要是由于此類制品的種類不斷發展以及對它們的作用機理闡明不夠,甚至不夠了解造成的。我國土壤微生物的奠基人陳華癸為微生物肥料下的定義是:所謂微生物肥料,是指一類含有活微生物的特定制品,應用于農業生產中,能獲得特定的肥料效應,在這種效應中,制品中活微生物起關鍵作用,符合上述定義的制品均應歸入微生物肥料中。國家農業部微生物肥料標準的定義:含有微生物的特定制品,通過其生命活動,增加了植物營養元素的供應量(包含土壤和生產環境中植物元素的供應量和植物營養元素的有效供應量),又能產生植物生長激素或抑制有害微生物活動的活體制品,日本微生物制劑專業委員會(葛成,2000)的定義為:施用于土壤中,通過制劑中所含的維生物的生命活動,促進植物生長的一類土壤調節劑。

1.2微生物肥料的肥料效應

微生物肥料的微生態效應主要表現在以下幾個方面:1、調控已失調的微生態;2、增加微生態環境中有益微生物種群數量,降低低危害能力;3、肥料中的微生物是活菌,除活菌作用外,活菌代謝產物也改善微生態環境中化學及物理環境,達到增產作用。

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1.3微生物肥料分類


1.3.1按照特定微生物及作用機理劃分


微生物肥料的種類較多,按照制品中特定微生物種類可以分為細菌肥料(如根瘤菌肥料,硅酸鹽肥料),放線菌肥料(如抗生菌肥料),真菌肥料(如菌根真菌);按其作用機理分為根瘤菌類肥料、固氮菌肥料(自生或聯合共生)、解磷菌類肥料、硅酸鹽類肥料;按其制品中的內含微生物分為單一的微生物肥料和復合微生物肥料。

我國目前市場上出現的品種主要有:1、固氮菌類肥料;2、根瘤菌類肥料;3、解磷菌肥料;4、硅酸鹽細菌肥料;5、光合細菌肥料;6、芽孢桿菌制劑;7、分解作物秸稈制劑;8、微生物生長調節劑類;9、復合微生物類肥料;10、與PGPR類聯合使用的制劑;11、其它微生物肥料(AM菌根真菌肥料、抗生菌肥料)等。


1.3.2按照概念涵蓋范圍不同劃分


 一類是狹義的微生物肥料,指通過其中所含微生物的生命活動來增加植物營養元素的供應量,從而改善植物的營養狀況來提高產量; 

 另一類是廣義的微生物肥料,指通過其中微生物的生命活動,提高植物營養元素的供應量,產生植物生長激素,促進植物對營養元素的吸收利用或拮抗某些病原微生物的致病作用,減輕農作物病蟲害而使產量增加。

常見的微生物肥料分為三種產品:生物有機肥、微生物菌劑、復合微生物菌劑。

 生物有機肥指特定功能微生物與主要以動植物殘體(如畜禽糞便、農作物秸稈等)為來源并經無害化處理、腐熟的有機物料復合而成的一類兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料。

 微生物菌劑(農用微生物菌劑)指目標微生物(有效菌)經過工業化生產擴繁后加工制成的工業制劑。它具有直接或間接改良土壤、回復地力,維持根際微生物區系平衡,降解有毒、有害物質等作用;應用于農業生產,通過其中所含微生物的生命活動,增加植物養分的供應量或促進植物生長、改善農產品品質及農業生態環境。

復合微生物肥料是指特定微生物與營養物質復合而成,能提供、保持或改善 植物營養,提高農產品產量或改善農產品品質的活體微生物制品。 


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2、微生物肥料是土壤污染的“克星”表現在哪里?


土壤污染主要可以分為無機污染物和有機污染物,無機污染物主要包括酸、堿、重金屬、鹽類等;有機污染物主要包括有機農藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑等。微生物肥料修復土壤的基本原理是在適當的條件(水分、溫度、pH值等)下,肥料中的微生物菌群與土壤中原有的有益微生物共同形成優勢菌群,促進土壤生態系統中碳、氮、氧等元素的良性循環,從而修復土壤生態環境系統,使生態系統達到新的穩定的平衡。

其中,微生物肥料對無機污染物的修復機理是微生物肥料進入土壤生態系統后,好氧菌、厭氧菌等微生物益生菌群,通過自身的生物反應,降低土壤的酸度,提高土壤的pH值,從而降低土壤中有害重金屬的毒害;同時肥料中的微生物菌可以將重金屬固定,促使土壤中活性重金屬變為有機結合態,形成過濾層和隔離層,降低作物對土壤中重金屬的吸收,從而避免了土壤中重金屬等有害物質或其分解產物通過“土壤→植物→人體”,或通過“土壤→水→人體”間接被人體吸收,損害身體健康。

微生物肥料在對土壤中農藥等有機污染物修復方面的作用是降低病蟲害的防治次數,降低農藥的使用量,從而減少農藥在作物中的殘留量。其一,微生物肥料能改變土壤耕作層微生物區系,在作物根系周圍形成優勢菌落,從而強烈抑制病原菌繁殖,降低病蟲害發生次數;另一方面,微生物在其生命活動過程中產生多種物質,如激素類、腐植酸類以及抗生素類,這些物質能刺激作物生長健壯,增強作物自身抗病害能力。

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3、微生物肥料緣何在土壤修復領域“異軍突起


    3.1  國家支持微生物肥料發展,同時鼓勵進行微生物肥料在“土壤調理”方面的技術研發。生物產業是我國七大戰略性新興產業之一,生物肥料部分則是生物產業的重要部分。2012年12月國務院發布《生物產業發展規劃》,微生物肥料被納入到“農用生物制品發展行動計劃”,明確提出要加快突破“保水抗旱、荒漠化修復、磷鉀活化、抗病促生、生物固氮、秸稈快速腐熟、殘留除草劑降解及土壤調理”等生物肥料的規模化和標準化生產技術瓶頸,提升產業水平。

    3.2  我國的微生物資源具有菌種資源豐富、微生物肥料產品種類繁多、應用范圍廣泛的特點。豐富的微生物資源為發展微生物肥料產業提供了保證,同時我國微生物種類多樣的特點又于土壤中的污染物種類較多的現實相對應,可以修復土壤中的多種污染物。

    3.3  微生物肥料生產成本低,利于農民接受,可以在農村進行大范圍推廣使用,在與無機肥料共同使用的基礎上,減少無機肥料的使用量,同時起到修復土壤的作用。

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