生物菌肥在設施農(nóng)業(yè)上的應用

王振學 潘濤

肥料在我國設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用，化肥及農(nóng)家肥特別是未經(jīng)腐熟的農(nóng)家肥大量使用，導致土壤中重金屬離子、致病菌的累積，嚴重影響了設施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)安全。近年來，隨著我國綠色、優(yōu)質(zhì)、高效、健康、環(huán)保型、節(jié)約型設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，高含有機質(zhì)及有益菌的生物菌肥越來越受到設施農(nóng)業(yè)種植戶的青睞。生物菌肥是我國設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中新興的一類重要肥料，其推廣與應用不僅是科學配方施肥的延伸，也是發(fā)展生態(tài)、有機設施農(nóng)業(yè)的重要組成部分。

一、生物菌肥的概念和類型

1. 生物菌肥的概念及特性

生物菌肥就是以作物秸稈為原料，通過生物發(fā)酵而成的肥料的總稱，人們習慣上叫菌肥。此肥料既具有有機肥養(yǎng)分全面、肥效穩(wěn)定的特點，還具有其他肥料不具備的優(yōu)點。主要表現(xiàn)為：富含生物活菌，施用后能夠優(yōu)化土壤微生物種群結(jié)構，提高土壤微生物碳、氮含量，增強土壤酶活性，在一定程度上能夠抑制土壤致病菌的活性。

2. 生物菌肥的類型

我國可作為生物菌肥的原料極為豐富，除了各種作物秸稈外，各種雜草、中草藥生產(chǎn)企業(yè)的下腳料等均可。生物菌肥的分類沒有一個統(tǒng)一的標準和嚴格的分類系統(tǒng)，但根據(jù)發(fā)酵基質(zhì)的不同可分為以下幾種類型。

①普通型生物菌肥。指以普通的作物秸稈為原料，通過簡單粉碎后，按照一定的比例加入嗜熱有益菌（如枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等）進行簡單的生物發(fā)酵而成。市面上多以這種肥料為主，其生產(chǎn)工藝簡單，作物秸稈發(fā)酵不完全，但是成本低、操作簡單。此種類型的菌肥，只能條施或基施，移栽穴施往往會出現(xiàn)燒根現(xiàn)象。

②中藥型發(fā)酵生物菌肥。又分為2種類型：一種是以原始中藥為原料（如木質(zhì)素菌肥），粉碎后加入嗜熱菌進行第一次發(fā)酵，發(fā)酵完全后再次加入木霉菌、寡雄腐霉等生物有益菌進行第二次發(fā)酵，當發(fā)酵基質(zhì)呈現(xiàn)深黑色時即成；另一種是以中藥藥渣或生產(chǎn)味精時產(chǎn)生的下腳料為基質(zhì)，粉碎后加入嗜熱菌進行發(fā)酵。中藥型發(fā)酵生物菌肥，對基質(zhì)的要求較為嚴格，生產(chǎn)周期長、成本高，但是效果好。此種類型的菌肥，除了可基施、條施、穴施外，浸泡過濾后還可進行葉面噴施及沖施。

二、生物菌肥的作用

1. 對土壤肥力的影響

設施農(nóng)業(yè)種植田，土壤理化性狀的優(yōu)劣直接關系到土壤養(yǎng)分供給能力的大小。近幾年的生產(chǎn)實踐表明：使用生物菌肥，在增加土壤有機質(zhì)含量的同時，還能顯著提高土壤總孔隙度，增強土壤的保水能力，可在一定程度上減少澆水次數(shù)。

2. 對土壤化學性質(zhì)的影響

設施農(nóng)業(yè)種植田，由于常年大量使用各種肥料，導致土壤pH值失調(diào)、板結(jié)程度加深，特別是殘留在土壤內(nèi)的化肥中的重金屬離子，致使設施作物根系生長不良，主要表現(xiàn)為：播種后出苗晚，幼苗生長緩慢甚至停止生長，作物生長發(fā)育后期往往出現(xiàn)早衰現(xiàn)象。

生物菌肥特別是含有枯草芽孢桿菌的生物菌肥，具有解磷、解鉀、解氮的作用，可使填充在土壤孔隙中的無效氮、磷、鉀重新被作物所利用，活化土壤養(yǎng)分，提高養(yǎng)分含量，增強土壤供肥能力。根據(jù)近幾年的施用生產(chǎn)試驗結(jié)果，施用生物菌肥能夠顯著降低土壤水溶鹽的含量，規(guī)避了常年使用化肥后殘留在作物根際間的重金屬離子對作物的危害，為作物根系創(chuàng)造了良好的生長環(huán)境。

3. 對土壤生物的影響

土壤微生物種群數(shù)量及種類是土壤肥力及土傳性病害發(fā)生危害程度的指標，如土壤中枯草芽孢桿菌、放線菌、硝化細菌、亞硝化細菌數(shù)量多，那么土壤肥力高，并且對設施種植田土傳性病害（如根腐病、潰瘍病、枯萎病等）的致病菌均有強烈的抑制作用。生物菌肥除了給土壤中的有益菌提供優(yōu)良的碳源外，其本身富含的有益菌進入土壤后，增大了有益菌數(shù)量，“占位”效應凸顯。生物菌肥在發(fā)酵過程中，產(chǎn)生的磷酸酶、過氧化氫酶等活性物質(zhì)，改善了土壤微生物的生存環(huán)境。

4. 對土壤重金屬的影響

設施種植田相較于一般大田，有機肥特別是畜禽糞便施用量大且頻繁。畜禽糞便尤其是集約化養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞便，不同程度地都含有一定量的重金屬，因此設施種植田各種殺菌劑、殺蟲劑相較于大田使用量大，必然導致土壤中重金屬含量和作物吸收積累的風險，在不利于食品安全的同時，還會引起作物生理性病害頻繁發(fā)生。

生物發(fā)酵菌肥含有豐富的有機質(zhì)及負電荷，對殘留在土壤中的重金屬具有緩沖和吸附、螯合作用，能降低土壤重金屬的生物有效性，從而減輕重金屬對土壤及作物的污染。

5. 對作物的影響

①對作物產(chǎn)量的影響。施用生物發(fā)酵菌肥，可改善土壤環(huán)境，為設施作物提供其生長發(fā)育所需的有機、無機養(yǎng)分。2014—2016年連續(xù)3年在山東省鄒城市太平鎮(zhèn)后韓村劉景峰設施番茄田調(diào)查，施用中藥型生物發(fā)酵菌肥木質(zhì)素的種植田，土壤團粒結(jié)構好，番茄根系強大，葉片濃綠，綜合抗性顯著提高，番茄真菌、細菌性病害減少70%以上，同未施用生物菌肥肥力相同的地塊相比增產(chǎn)10%以上。2015—2016年在鎮(zhèn)曲阜市陵城山東省設施草莓田做了相同的試驗，增產(chǎn)效果均在15%左右。2014—2015年在山東省鄒城市香城鎮(zhèn)大山陰村村民種植花生田時，做了生物發(fā)酵菌肥使用試驗，2014年試驗地為含沙量少的偏棕壤土，2015年試驗地為含沙量大的沙壤土，結(jié)果表明：2014年使用生物發(fā)酵菌肥花生增產(chǎn)13.7%，2015年增產(chǎn)效果不顯著。綜上所述，生物發(fā)酵菌肥增產(chǎn)效果與土壤類型有很大關系，保水保肥能力好的地塊增產(chǎn)效果明顯；反之沒有增產(chǎn)效果。

②對作物品質(zhì)的影響。設施作物品質(zhì)除與作物自身遺傳基因有關外，肥料使用對其品質(zhì)也有重要影響，生物菌肥能改善設施作物的營養(yǎng)狀況、生長條件，對設施作物品質(zhì)產(chǎn)生良好的影響。對使用生物菌肥的設施番茄、設施草莓等的果實品質(zhì)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，其口感、外觀等明顯優(yōu)于對照。由此可見：施用生物發(fā)酵菌肥能夠提高設施番茄、草莓果實的糖、固形物、維生素C含量和糖酸比，降低設施作物對土壤中硝酸鹽的吸收。通過對施用生物發(fā)酵菌肥3年以上的設施種植田番茄的品質(zhì)調(diào)查，口感、賣相呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。生物發(fā)酵菌肥與以畜禽糞便為主的有機肥不同，集約化養(yǎng)殖畜禽的糞便含有一定量的重金屬，長期大量使用后有可能引起土壤和農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)重金屬污染，而生物發(fā)酵菌肥是以各種作物秸稈為原料，通過高溫發(fā)酵而成，不會對設施農(nóng)業(yè)造成任何不良影響。

三、推廣生物發(fā)酵菌肥的不利因素

1. 設施種植戶對生物發(fā)酵菌肥作用的認識不夠

生物發(fā)酵菌肥與化肥不同，其重點是養(yǎng)護土壤，為作物根系營造良好的生長環(huán)境，雖然肥效穩(wěn)定，但見效慢，因此大多數(shù)種植戶拒絕使用。

2. 生物發(fā)酵菌肥質(zhì)量參差不齊

目前我國對生物發(fā)酵菌肥質(zhì)量標準還沒有明確規(guī)定，生產(chǎn)廠家不規(guī)范，所采用的發(fā)酵基質(zhì)質(zhì)量參差不齊，發(fā)酵過程不嚴格，導致不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量差異很大，以劣充好現(xiàn)象頻繁發(fā)生，從而造成生物發(fā)酵菌肥信譽度低，是生物發(fā)酵菌肥難以大面積推廣的主要原因之一。

3. 生物發(fā)酵菌肥生產(chǎn)周期長，利潤低，很多廠家不愿意生產(chǎn)

以木質(zhì)素菌肥為例，從發(fā)酵到產(chǎn)品形成春夏季需要180天，秋冬兩季時間更長，在發(fā)酵過程中還需要不斷地進行翻堆、過篩等操作，且生產(chǎn)過程難以實現(xiàn)機械化。生產(chǎn)周期長及人工的大量投入在很大程度上增加了生物菌肥生產(chǎn)成本，但是市場上生物發(fā)酵菌肥銷售價格并不高，在一些小廠家生產(chǎn)的不發(fā)酵或者不完全發(fā)酵的生物發(fā)酵菌肥的影響下，質(zhì)量好的生物發(fā)酵菌肥不得不降價銷售。在生產(chǎn)投入量大、利潤空間低的雙重壓力下，正規(guī)廠家不愿意從事菌肥生產(chǎn)，是我國目前生物發(fā)酵菌肥難以形成規(guī)?；a(chǎn)的主要因素。

4. 可利用秸稈少

近幾年秸稈還田技術更加成熟，我國玉米、小麥主作區(qū)幾乎實現(xiàn)了100%還田，用于生物發(fā)酵的基質(zhì)不斷減少。生產(chǎn)廠家除了存在原料收購難，在儲藏過程中還有霉變、火災等不利因素，一定程度上限制了菌肥生產(chǎn)的可持續(xù)性發(fā)展。

四、生物發(fā)酵菌肥的推廣建議

制定生物發(fā)酵菌肥統(tǒng)一的質(zhì)量標準，出臺相關政策扶持鼓勵大的肥料生產(chǎn)廠家從事生物發(fā)酵菌肥生產(chǎn)，加強對農(nóng)技人員的培訓，建立完善的生物發(fā)酵菌肥施用配套技術，正確合理施用生物發(fā)酵菌肥，以實現(xiàn)設施農(nóng)業(yè)高效、優(yōu)質(zhì)等多重目標。

（作者聯(lián)系地址：王振學 山東省鄒城市農(nóng)業(yè)技術推廣站 郵編：273500；潘 濤 山東省鄒城市大束鎮(zhèn)農(nóng)技站 郵編：273511）