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微生物肥料含有大量有益微生物,可以改善作物營(yíng)養(yǎng)條件、固定氮素和活化土壤中一些無(wú)效態(tài)的營(yíng)養(yǎng)元素,創(chuàng)造良好的土壤微生態(tài)環(huán)境來(lái)促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。長(zhǎng)期以來(lái),社會(huì)上對(duì)微生物肥料的看法存在一些誤解和偏見(jiàn)。
一種看法認(rèn)為它肥效很高,把它當(dāng)成萬(wàn)能肥料,甚至揚(yáng)言可以完全取代化肥;另一種看法則認(rèn)為它根本不是肥料。其實(shí)這兩種都是偏見(jiàn)。世界多年試驗(yàn)證明,用根瘤菌接種大豆、花生等豆科作物可提高共生固氮效能,確實(shí)有增產(chǎn)效果,合理應(yīng)用其它菌肥拌種或施用微生物肥料,對(duì)非豆科農(nóng)作物也有增產(chǎn)效果,而且有化肥達(dá)不到的效果。

利用微生物直接作為農(nóng)藥

自然界中有不少微生物(病毒、細(xì)菌、真菌和線蟲)具有殺蟲、殺菌、除草及植物生物調(diào)節(jié)活性。這種微生物具有很高的專一性,其對(duì)靶標(biāo)害物具有極高的選擇性,而對(duì)其他生物卻十分安全。在現(xiàn)今的直接應(yīng)用的微生物源農(nóng)藥中,以蘇云金桿菌(B·T)居主要市場(chǎng),約占整個(gè)微生物源農(nóng)藥的70%以上,其中半數(shù)在美國(guó)。目前的B·T商品約數(shù)百種,可防治百余種有害昆蟲。此外,美國(guó)的Mycogen公司生產(chǎn)的熒光極毛菌、孟山都公司的賽氏桿菌,以及Fairfax公司生產(chǎn)的日本金龜子芽孢桿菌等也是已產(chǎn)業(yè)化的細(xì)菌殺蟲劑。同樣,在中國(guó)B·T劑的生產(chǎn)與應(yīng)用也基為廣泛,據(jù)悉已有50余家工廠從事此藥劑的應(yīng)用開發(fā)。同樣,采用病毒進(jìn)行防治蟲的研究開發(fā)較為廣泛。在德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家均已開發(fā)了不少產(chǎn)品,如蘋果蠢蛾顆粒體病毒、舞毒蛾核多角體病毒等。在中國(guó),也開發(fā)了用于防治松毛蟲和棉鈴蟲的核多角病毒,并有少量生產(chǎn)。此外,用真菌治蟲也是一個(gè)重要方面,如果白僵菌治蟲已成為大家所熟知。Chr.Hansen,Koppert等公司亦開發(fā)了用輪技孢菌治蟲的產(chǎn)品。另外,也有用線蟲、原生動(dòng)物進(jìn)行防蟲治蟲的,并已產(chǎn)業(yè)化。在殺菌劑方面也出現(xiàn)了不少防治病害的以菌治菌的產(chǎn)品,如KemiraOy公司用于防治真菌病害的細(xì)菌產(chǎn)品——Mycostop;WRGrace、EcologicalLABS、Bio-Innovation等公司以綠粘帝霉、大隔孢伏革霉、木霉屬等真菌來(lái)防治各種真菌病害。此外,Bio-Care公司生產(chǎn)的放射形土壤桿菌、BumsphilliPS公司生產(chǎn)的熒光極毛桿菌則作為防治各種細(xì)菌的細(xì)菌產(chǎn)品。同時(shí),也有用真菌產(chǎn)品作為"除草劑"以達(dá)到以菌治草的,如Ecogen、Philom、Bios等公司的盤長(zhǎng)孢狀刺盤孢產(chǎn)品、Abbott公司的棕櫚疫霉產(chǎn)品均可用于防除雜草。由于人們對(duì)微生物源農(nóng)藥的開發(fā)興趣越來(lái)越濃厚,近年來(lái)又出現(xiàn)了不少新的直接作為農(nóng)藥的微生物原農(nóng)藥。如日本煙草公司開發(fā)了用于防除草坪雜草早熟禾的細(xì)菌除草劑(Xanthomonascapestris);俄羅期科學(xué)院則開發(fā)了用于防治蚜蟲和紅蜘蛛等害蟲的細(xì)菌性殺蟲劑雙毒桿菌。英國(guó)作物保護(hù)學(xué)會(huì)則于1997年4月舉行了一次有關(guān)微生物源殺蟲劑發(fā)展前景的世界性會(huì)議。會(huì)上,美國(guó)氰胺公司介紹了采自非洲蝎子的工程棒狀病毒的田間殺蟲效果;英國(guó)的天然作物保護(hù)公司則介紹了生產(chǎn)Beauveriabassiana的生產(chǎn)劑型。會(huì)議中,充分肯定了微生物源殺蟲劑的作用,并肯定了其前景。?

利用微生物的產(chǎn)生物作為農(nóng)藥

利用微生物的產(chǎn)生物(代謝物)作為農(nóng)藥——農(nóng)用抗生素,近年來(lái)的發(fā)展甚為迅速,已成為"白色農(nóng)藥"中的一個(gè)重要方面,也是中國(guó)微生物源農(nóng)藥的主體之一。而今,已商品化的農(nóng)用抗生素幾乎遍及了農(nóng)藥所有領(lǐng)域。其中作為殺菌劑的有春日霉素、多氧霉素、井岡霉素、農(nóng)霉素、鏈霉素等;殺蟲劑有阿維菌素、殺螨素等;除草劑有雙丙氨膦;植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有赤霉素等。農(nóng)用抗生素已成為世界農(nóng)藥市場(chǎng)中不可缺少的一部分,它在植物保護(hù)中作為化學(xué)農(nóng)藥的互補(bǔ)藥劑正越來(lái)越引起人們的注意。在中國(guó),千克,成為目前農(nóng)藥中使用面積最廣、價(jià)格最便宜、對(duì)人畜十分安全的理想的無(wú)公害的農(nóng)藥。由于農(nóng)用抗生素在作物保護(hù)中所起到的不可磨滅的作用,并由于化學(xué)農(nóng)藥尤其是擬除蟲菊酯類等傳統(tǒng)殺蟲劑的抗性等問(wèn)題,在90年代又掀起了新的農(nóng)用抗生素的開發(fā)高潮,使不少新的農(nóng)用抗生素不斷問(wèn)世。如在農(nóng)用殺蟲抗生素中,繼阿維菌素、滅粉毒素等后,又開發(fā)了戒臺(tái)霉素、梅嶺霉素、Okara-mine、Altermicidin及thuringiensin等十余個(gè)新的品種,并且其中不少有望商業(yè)化。農(nóng)用除草抗生素商品化原先僅有雙丙氨膦一個(gè)產(chǎn)品,但近年來(lái)又發(fā)現(xiàn)了不少具有除草活性的農(nóng)用抗生素,如Phthoxazolin、Homoalanosin、Hydatocidin、Arabenoic酸、α-亞甲基β-氨基丙酸及Conmexistin等。其中有的具有商品化的價(jià)值,估計(jì)不久將會(huì)有新的除草抗生素問(wèn)世。殺菌抗生素是農(nóng)用抗生素中商品化最多的一類,除上述外,最近又開發(fā)了磷氮霉素、白肽霉素、金核霉素等。有人還從小麥全蝕病培養(yǎng)物中分離得一株鏈霉菌,其產(chǎn)生物對(duì)防治蔬菜灰霉病有良效。西班牙的Lleida研究中心則發(fā)現(xiàn)赭曲霉代謝物Aspyrone對(duì)防治柑桔褐疫霉代謝物aspyrone等病原菌有效。日本化藥公司最近發(fā)現(xiàn)了對(duì)植物具有生長(zhǎng)活性的抗生素Pironetin,并已開發(fā)作為作物防倒伏劑,最近已進(jìn)入商品化階段。這是繼赤霉素后開發(fā)的又一個(gè)具有植物生物調(diào)節(jié)劑作用的農(nóng)用抗生素。?

"白色農(nóng)藥"之一——農(nóng)用抗生素的開發(fā)勢(shì)必會(huì)對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生極大的挑戰(zhàn),同時(shí)也為新化學(xué)農(nóng)藥的開發(fā)提供了資源和啟迪。?

以生物與化學(xué)相結(jié)合的方法開發(fā)新農(nóng)藥

農(nóng)用抗生素的研究開發(fā),不僅限于用以直接防治農(nóng)作物的病蟲草害,更為化學(xué)農(nóng)藥的創(chuàng)制提供了先導(dǎo)化合物。不少公司通過(guò)對(duì)生物源農(nóng)藥(包括微生物源農(nóng)藥)進(jìn)行化學(xué)改造創(chuàng)新了許多新的農(nóng)藥。這些新農(nóng)藥不僅保留了原生物源農(nóng)藥特有的品質(zhì)(如對(duì)環(huán)境安全,選擇性強(qiáng)等),并克服了某些生物農(nóng)藥的不足,使產(chǎn)品煥發(fā)了生命或具有很大的市場(chǎng)價(jià)值。

如吡咯霉素由于其穩(wěn)定性等諸多原因而難以商品化,氰胺公司以其有效基團(tuán)為先導(dǎo)化合物,經(jīng)結(jié)構(gòu)改造后合成了被人們譽(yù)為當(dāng)今殺蟲劑支柱之一的AC303630。又如殺菌抗生素Strobilurin能有效地抑制作物的灰霉病和根腐病,但在田間極不穩(wěn)定,根本無(wú)法商品化。英國(guó)的捷利康公司、德國(guó)的巴斯夫公司以及日本的鹽野義公司等通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)的改造,開發(fā)出了新殺菌劑ICI5504A、BAS——409F和SSF——126開創(chuàng)了新的殺菌劑系列。同樣,阿維菌素是一個(gè)極為高效的農(nóng)畜用殺蟲抗生素,但也存在著對(duì)人畜急性口服毒性較高及對(duì)鱗翅目害蟲幾乎無(wú)效的缺陷。為此,美國(guó)默克公司通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)的改造,從千余個(gè)衍生物中篩選了兩個(gè)化合物依維菌素和埃瑪菌素,前者使其對(duì)人畜毒性明顯得到改善,后者則擴(kuò)大了殺蟲譜及使殺蟲活性提高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。這種通過(guò)生物與化學(xué)相結(jié)合開發(fā)新農(nóng)藥的方法,大大提高了新農(nóng)藥的開發(fā)效率,也成為當(dāng)今世界創(chuàng)新制新農(nóng)藥的有效方法之一。這種由"白色農(nóng)藥"經(jīng)結(jié)構(gòu)改造開發(fā)出的新的、更優(yōu)于原"白色農(nóng)藥"的新藥劑,越來(lái)越引起人們的關(guān)注。

基因工程在作物保護(hù)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛

基因工程是當(dāng)前"白色農(nóng)藥"中研究得最廣泛、發(fā)展最快的一個(gè)領(lǐng)域。至今,轉(zhuǎn)基因作物已遍及世界各地。1996年,世界上約有280萬(wàn)公頃轉(zhuǎn)基因作物;1997年達(dá)到了約1300萬(wàn)公頃,增長(zhǎng)了300%以上。其中,美國(guó)達(dá)810萬(wàn)公頃,中國(guó)180萬(wàn)公頃,阿根廷140萬(wàn)公頃,加拿大130萬(wàn)公頃。作為農(nóng)藥(抗蟲、抗病)的轉(zhuǎn)基因作物,不僅限于B·T等細(xì)菌,而今發(fā)展到其他細(xì)菌、病毒和線蟲等。更有在煙草中導(dǎo)入了動(dòng)物編程性細(xì)胞死亡抑制基因,在植物中導(dǎo)入動(dòng)物編程性細(xì)胞抑制基因在世界上尚屬首例。而抗農(nóng)藥(主要為除草劑)的轉(zhuǎn)因作物的出現(xiàn),大了除草劑的應(yīng)用。

微生物肥料是活體肥料,它的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活動(dòng)代謝來(lái)完成。只有當(dāng)這些有益微生物處于旺盛的繁殖和新陳代謝的情況下,物質(zhì)轉(zhuǎn)化和有益代謝產(chǎn)物才能不斷形成。因此,微生物肥料中有益微生物的種類、生命活動(dòng)是否旺盛是其有效性的基礎(chǔ),而不像其它肥料是以氮、磷、鉀等主要元素的形式和多少為基礎(chǔ)。正因?yàn)槲⑸�物肥料是活制�?所以其肥效與活菌數(shù)量、強(qiáng)度及周圍環(huán)境條件密切相關(guān),包括溫度、水分、酸堿度、營(yíng)養(yǎng)條件及原生活在土壤中土著微生物排斥作用都有一定影響,因此在應(yīng)用時(shí)要加以注意。

微生物肥料還有一些其它肥料沒(méi)有的特殊作用�，F(xiàn)簡(jiǎn)介如下:

提高化肥利用率的作用

隨著化肥的大量使用,其利用率不斷降低已是眾所周知的事實(shí)。這說(shuō)明,僅靠大量增施化肥來(lái)提高作物產(chǎn)量是有限的,更何況還有污染環(huán)境等一系列的問(wèn)題。為此各國(guó)科學(xué)家一直在努力探索提高化肥利用率達(dá)到平衡施肥、合理施肥以克服其弊端的途徑。微生物肥料在解決這方面問(wèn)題上有獨(dú)到的作用。所以,根據(jù)中國(guó)作物種類和土壤條件,采用微生物肥料與化肥配合施用,既能保證增產(chǎn),又減少了化肥使用量,降低成本,同時(shí)還能改善土壤及作物品質(zhì),減少污染。

在綠色食品生產(chǎn)中的作用

隨著人民生活水平的不斷提高,尤其是人們對(duì)生活質(zhì)量提高的要求,全球都在積極發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)(生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè))來(lái)生產(chǎn)安全、無(wú)公害的綠色食品。生產(chǎn)綠色食品過(guò)程中要求不用或盡量少用(或限量使用)化學(xué)肥料、化學(xué)農(nóng)藥和其它化學(xué)物質(zhì)。它要求肥料必須首先保護(hù)和促進(jìn)施用對(duì)象生長(zhǎng)和提高品質(zhì);其次不造成施用對(duì)象產(chǎn)生和積累有害物質(zhì);三是對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)不良影響。微生物肥料基本符合以上三原則。近年來(lái),中國(guó)已用具有特殊功能的菌種制成多種微生物肥料,不但能緩和或減少農(nóng)產(chǎn)品污染,而且能夠改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。

微生物肥料在環(huán)保中的作用

利用微生物的特定功能分解發(fā)酵城市生活垃圾及農(nóng)牧業(yè)廢棄物而制成微生物肥料是一條經(jīng)濟(jì)可行的有效途徑。目前已應(yīng)用的主要是兩種方法,一是將大量的城市生活垃圾作為原料經(jīng)處理由工廠直接加工成微生物有機(jī)復(fù)合肥料;二是工廠生產(chǎn)特制微生物肥料(菌種劑)供應(yīng)于堆肥廠(場(chǎng)),再對(duì)各種農(nóng)牧業(yè)物料進(jìn)行堆制,以加快其發(fā)酵過(guò)程,縮短堆肥的周期,同時(shí)還提高堆肥質(zhì)量及成熟度。另外還有將微生物肥料作為土壤凈化劑使用。

改良土壤作用

微生物肥料中有益微生物能產(chǎn)生糖類物質(zhì),占土壤有機(jī)質(zhì)的0.1%,與植物粘液,礦物胚體和有機(jī)膠體結(jié)合在一起,可以改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤的物理性能和減少土壤顆粒的損失,在一定的條件下,還能參與腐殖質(zhì)形成。所以施用微生物肥料能改善土壤物理性狀,有利于提高土壤肥力。

1、開袋后要盡快使用。開袋后會(huì)有其他的細(xì)菌等侵入,造成微生物菌群發(fā)生改變,影響使用效果,因此微生物肥料在開袋后要盡快使用,避免長(zhǎng)期不用的情況。

2、避免高溫干旱的氣候下使用。高溫干旱的天氣,影響微生物的繁殖和生存,不能發(fā)揮完全,施肥效果也會(huì)打折扣。

3、避免與未腐熟的農(nóng)家肥混合使用。未腐熟的有機(jī)堆肥漚的過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,微生物會(huì)被高溫殺死,影響微生物肥料的肥力。同時(shí),還要注意避免與過(guò)酸堿的肥料混合使用。

4、避免與農(nóng)藥同時(shí)使用。兩者若同時(shí)使用,化肥農(nóng)藥的藥性,會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖,嚴(yán)重的還會(huì)殺死微生物。

一、微生物肥料增產(chǎn)增收效果顯著 微生物肥料提供的是能固氮、解磷、解鉀等有益微生物,這些活的微生物能在植物根際生長(zhǎng)、繁殖,可以帶來(lái)幾方面的好處:一是通過(guò)這些有益微生物的生命活動(dòng),固定轉(zhuǎn)化空氣中不能利用的分子態(tài)氮為化合態(tài)氮,解析土壤中不能利用的化合態(tài)磷、鉀為可利用態(tài)的磷、鉀,并可解析土壤中的10多種中、微量元素。二是通過(guò)這些有益微生物的生命活動(dòng),分泌生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、吲哚酸等植物激素,促進(jìn)作物生長(zhǎng),調(diào)控作物代謝,按遺傳密碼建造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。三是通過(guò)有益微生物在根際大量繁殖,產(chǎn)生大量粘多糖,與植物分泌的粘液及礦物膠體、有機(jī)膠體相結(jié)合,形成土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),增進(jìn)土壤蓄肥、保水能力。質(zhì)量好的微生物肥料能促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng),改良土壤結(jié)構(gòu),改善作物產(chǎn)品品質(zhì)和提高作物的防病、抗病能力,從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。

二、推廣應(yīng)用微生物肥料應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 到目前為止,已獲得國(guó)家批準(zhǔn)登記的微生物肥料只有100多種,實(shí)際上生產(chǎn)的廠家已超過(guò)2000家,所以市場(chǎng)上銷售的微生物肥料良莠不齊,廣大消費(fèi)者對(duì)誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣很難判斷,在推廣應(yīng)用中的確有很多微生物肥料增產(chǎn)增收效果不佳,為了維護(hù)微生物肥料的聲譽(yù),確保其使用效果,建議廣大微生物肥料消費(fèi)者在推廣應(yīng)用時(shí)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:

1、沒(méi)有獲得國(guó)家登記證的微生物肥料不能推廣。國(guó)家規(guī)定微生物肥料必須經(jīng)農(nóng)業(yè)部指定單位檢驗(yàn)和正規(guī)田間試驗(yàn),充分證明其效益、無(wú)毒、無(wú)害后由農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)登記,而且先發(fā)給臨時(shí)登記證,經(jīng)3年實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)可靠后再發(fā)給正式登記證。正式登記證有效期只有5年。所以沒(méi)有獲得國(guó)家登記證的微生物肥料,質(zhì)量有可能出問(wèn)題,不要大面積推廣使用。

2、有效活菌數(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的微生物肥料不要使用。國(guó)家規(guī)定微生物肥料菌劑有效活菌數(shù)≥2億/克,大肥有效活菌數(shù)≥2000萬(wàn)/克,而且應(yīng)該有40%的富余。如果達(dá)不到這一標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明質(zhì)量達(dá)不到要求。

3、存放時(shí)間超過(guò)有效期的微生物肥料不宜使用。由于技術(shù)水平的限制,目前我國(guó)絕大多數(shù)微生物肥料的有效菌成活時(shí)間超過(guò)一年的不多,所以必須在有效期內(nèi)盡快使用,越早越好,過(guò)期的微生物肥料效果肯定有影響。

4、存放條件和使用方法須嚴(yán)格按規(guī)定辦。微生物肥料中很多有效活菌不耐高低溫和強(qiáng)光照射,不耐強(qiáng)酸堿,不能與某些化肥和殺菌劑混合,所以,推廣應(yīng)用微生物肥料必須按產(chǎn)品說(shuō)明書進(jìn)行科學(xué)保存和使用。

微生物在農(nóng)業(yè)上的作用已逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。現(xiàn)國(guó)際上已有70多個(gè)國(guó)家生產(chǎn)、應(yīng)用和推廣微生物肥料,中國(guó)目前也有250家企業(yè)年產(chǎn)約數(shù)十萬(wàn)噸微生物肥料應(yīng)用于生產(chǎn)。這雖與同期化肥產(chǎn)量和用量不能相比,但確已開始在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用,取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng),已初步形成正規(guī)工業(yè)化生產(chǎn)階段。隨著研究的深入和應(yīng)用的需要不斷擴(kuò)大新品種的開發(fā),微生物肥料現(xiàn)已形成(1)由豆科作物接種劑向非豆科作物肥料轉(zhuǎn)化;(2)由單一接種劑向復(fù)合生物肥轉(zhuǎn)化;(3)由單一菌種向復(fù)合菌種轉(zhuǎn)化;(4)由單一功能向多功能轉(zhuǎn)化;(5)由用無(wú)芽胞菌種生產(chǎn)向用有芽胞菌種生產(chǎn)轉(zhuǎn)化等趨勢(shì)。不僅如此,近20年來(lái),許多國(guó)家更認(rèn)識(shí)到微生物肥料作為活的微生物制劑,其有益微生物的數(shù)量和生命活動(dòng)旺盛與否是質(zhì)量的關(guān)鍵,是應(yīng)用效果好壞的關(guān)鍵之一。為此,現(xiàn)已有許多國(guó)家建立了行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)機(jī)構(gòu)以檢查產(chǎn)品質(zhì)量。中國(guó)也制定了農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)和成立微生物質(zhì)量檢測(cè)中心,并已于1996年正式對(duì)微生物肥料制品進(jìn)行產(chǎn)品登記、檢測(cè)及發(fā)放生產(chǎn)許可證等工作。

1997年,在意大利洛克菲勒基金會(huì)中心召開的生物固氮:全球挑戰(zhàn)與未來(lái)需求國(guó)際討論會(huì)上,各國(guó)著名科學(xué)家制定了一個(gè)到21世紀(jì)生物固氮增加需求的行動(dòng)計(jì)劃,其中就包括發(fā)展微生物肥料以增加豆科和非豆科產(chǎn)量,中國(guó)也在微生物肥料發(fā)展形勢(shì)下加大了研究力度。相信隨著科學(xué)的進(jìn)步,研究和生產(chǎn)發(fā)展的需要及監(jiān)督制度的完善,微生物肥料一定能健康有序地發(fā)展,為農(nóng)業(yè)增收發(fā)揮其應(yīng)有的作用,前景將是非常廣闊的。