微生物肥料

微生物肥料

第一节 固氮菌肥料

一、固氮菌的定义及其种类

（一）自生固氮菌

自生固氮微生物在土壤中可以自行固定空气中的分子态氮，对植物没有依存关系。常见的自生固氮微生物包括以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻、念珠藻和颤藻为代表的具有异形胞的固氮蓝藻（异形胞内含有固氮酶，可以进行生物固氮）。它们不生长在植物体内，能自己从空气中吸收氮气，繁殖后代，死后将遗体“捐赠”给植物，让植物能得到大量氮肥。

红螺菌、红硫细菌、绿硫细菌和梭状芽孢杆菌等都是自生固氮菌，利用光能或化能固定氮素土壤中的自生固氮菌能够在自由生活状态下固氮，只是当它固定的氮素满足本身生长繁殖需要以后就不再固氮了，多余的氮反过来会抑制它们自身的固氮系统。因此，它们固氮效率比较低，固氮量较少。

（二）联合固氮菌

联合固氮的种类和分布非常广泛，从禾本科作物到木本植物以及竹子的根际中都有发现。其中，研究的较为普遍和深入的有：雀稗固氮菌、粪产碱菌、肺炎克雷伯氏菌、印度拜叶林克氏菌、德氏拜叶林克氏菌、弗李明拜叶林克氏菌、多黏芽孢杆菌、梭菌属、德克氏菌属、阴沟肠杆菌、凝聚肠杆菌、草生欧文氏菌、稻草杆菌、生脂刚螺菌和假单孢菌等。

1.根际固氮菌

根际固氮菌指定殖于根表的所有固氮细菌。这类细菌不仅为植物提供氮素营养，其促进植物生长的主要原因在于产生的激素影响了植物的生理过程。这类固氮菌主要包括雀稗固氮菌、拜叶林克氏菌等。

2.内生固氮菌

内生固氮菌是指那些定殖在植物根内而与宿主植物联合固氮的固氮菌。固氮螺菌大多聚集在植物根表的黏质层或黏质鞘中，但有的菌株却能突破根表细胞壁，侵入宿主根的皮层组织内，但并不形成共生组织，是介于根际自生固氮和结瘤固氮的过渡类型。

虽然联合固氮的固氮效应不及共生固氮高，但其分布广，受益作物多，因此，对于非豆科植物而言，联合固氮可能成为将来农业、林业、牧业中潜在的稳定氮源，其生态意义和经济效益都是不可低估的。

二、固氮菌对作物的促生作用

根据目前的研究结果可以认为，联合固氮菌促进植物生长的机理主要有：第一是通过生物固氮为植物提供氮素或产生植物激素直接促进植物生长；第二是通过诱导植物产生植物激素、改善植物对矿物质的利用率来间接促进植物生长。

（一）提供植物氮素

虽然大部分固定的氮为固氮菌自身利用，提供给植物的氮素很少，只有菌体裂解后的氮素才能被植物吸收，但由于细菌的生命周期比植物短得多，细菌死亡后释放的有机氮能逐步为植物吸收。自然界氮气的固定有两种方式：一种是非生物固氮，即通过闪电、高温放电等固氮，这样形成的氮化物很少；二是生物固氮，即分子态氮在生物体内还原为氨的过程。大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨的。如果把光合作用看做是地球上最重要的生物化学反应的话，则生物固氮应当是地球上仅次于光合作用的第二个最重要的生物化学反应。生物固氮是一种极其温和的生物化学反应，它比人类发明的利用铁催化剂、在高温（约300℃）、高压（约300个大气压）下的化学固氮要优越得多。

（二）产生植物激素

目前，分离出的联合固氮菌很多具有产生植物激素的功能，如IAA、ABA等影响根的呼吸速率和代谢，刺激根毛和次生根的形成，促进宿主植物对营养物质的吸收。

（三）微生态调节

当联合固氮菌在根际微域或植物体内部形成优势菌群后，可以起到调节根际生态平衡，阻止有害菌的入侵和定殖，起到生物屏障的保护作用。

（四）分泌有机酸

固氮菌可以分泌有机酸使得植物根际pH值下降，使难溶性矿物质变的易溶，从而促进植物根系对各种营养物质的吸收，进而间接的促进植物生长。

三、固氮菌肥料的作用及使用方法

（一）固氮菌肥料对有机固体废弃物的分解作用

每年由植物的残体带入土壤中大量的有机物质，其中约一半是纤维素。纤维素分解菌可以将这些物质分解成较简单的物质，可作为固氮菌的碳源，增加土壤中自生固氮菌和纤维素分解菌的数量，提高土壤的肥力和熟化程度。蒲一涛（1999）等人对自生固氮菌—褐色球形固氮菌（Azotobactersp.）MIG1.2和纤维素分解菌—拟康木霉（TrichodermaPseadokoningi Rifi）MIG3.142进行混合培养，探讨了菌数与菌液含氮量的变化情况，与各单独培养进行了比较。试验证明，在混合培养条件下，两种菌能相互利用、相互促进，混合培养的菌数增加，两菌的生长及固氮菌的固氮作用均高于两种菌各自单独培养，这两种菌可混合培养制成混合菌剂。孙海英（2009）研究了接种纤维素分解菌与固氮菌对牛粪堆肥发酵的影响，将牛粪与稻草按1：3.5的比例混合堆肥，分别接种纤维素分解菌、纤维素分解菌+固氮菌，结果表明，与接种纤维素分解菌和不接种的对照处理比较，接种纤维素分解菌+固氮菌的处理堆温上升显著加快、C/N（碳氮比）显著降低、pH值在堆肥前期上升快；接种纤维素分解菌的处理比对照堆温上升加快、C/N低。在同时加入纤维素分解菌和固氮菌之后，堆肥过程中C/N明显降低，提高了堆肥的肥效，最大限度地保留了堆肥物料中的氮素营养。

沼肥（沼液和沼渣）是有机物厌氧发酵后产生的残余物，是一种优质有机肥。李轶（2009）探讨了施用沼肥等不同肥料对设施土壤固氮菌的影响，以期掌握沼肥等肥料对设施土壤固氮菌影响的规律，基施沼渣比基施猪粪有利于促进土壤自生固氮菌的生长；从番茄苗期到成熟期，追施化肥土壤自生固氮菌数量多于追施沼液土壤，猪粪与化肥配合施用、沼渣与沼液配合施用分别较猪粪与沼液配合施用、沼渣与化肥配合施用能更好地促进土壤自生固氮菌的繁殖。

城市生活垃圾在堆肥处理过程中往往会损耗大量的氮，使其含氮量大大降低。然而，氮是农作物生长的三大要素之一，对提高农作物的产量具有重要的意义，石春芝（2002）研究了垃圾堆肥混合接种自生固氮菌和纤维素分解菌对堆肥含氮量的影响，试验证明在固氮菌的作用下，堆肥的含氮量有一定提高，纤维素分解菌对固氮菌的生长有一定协同效应。

（二）固氮菌肥料在林业上的作用

桉树是我国华南地区的主要造林树种之一，然而长期经营桉树的林地土壤板结，地力衰退，产量下降，这是实现桉树可持续发展的最大障碍。康丽华（2002）研究了桉树与联合固氮菌相互作用的效果，利用联合固氮苗—催娩克氏菌接种桉树的苗木，研究它们之间相互作用关系。扫描电镜观察结果表明，联合固氮菌不但可以在桉树根表定殖，而且还可进入根内定殖，并在接种桉树的根际、根表和根内均分离到该菌。接种联合固氨苗能刺激桉树根系的分泌作用，并对根系分泌物的氨基酸、糖及激素的含量有所影响。联合固氮菌对桉树生长有明显的促进作用。马海宾（2007）研究了联合固氮菌对桉树青枯病菌的抑制作用，采用纸碟法和液体比浊法研究了联合固氮菌对桉树青枯病菌茄拉尔氏菌的抑制作用。结果表明，两株联合固氮菌1（催娩克氏菌）和固氮菌2（阴沟肠杆菌），及其培养物上清液对青枯菌fLa均有不同程度的抑制作用，接种固氮菌1和同时接种固氮菌1及青枯菌fLa的处理比对照桉树苗地下干质量分别增加101.52%和71.81%。接种固氮菌可以降低桉树苗木死亡率38.24%。

（三）固氮菌肥料与化肥配施的效果

接种联合固氮菌对植物的生长具有促进作用，并伴随一定的增产效应，但由于菌株与寄主植物的专一性较强，不同生境与植物固氮菌的种类和特性不同。因此，从特定生境和植物根际分离获得高效固氮菌株以研制适合不同生境和植物的专用生物菌肥具有十分重要的意义。卢秉林（2010）在不同化学氮肥用量下接种从当地小麦根际分离所得的Azotobacter chroococcum beijerinck 45N，将其研制为生物氮肥后，与半量化学氮肥配施效果最佳，相比同量化肥处理分别提高春小麦秸秆产量12.70%和16.34%；籽粒产量15.31%和11.77%；氮素收获指数0.68%和0.13%；氮肥农学利用率30.37%和59.39%；氮素吸收利用率26.53%和88.66%；氮肥偏生产力15.27%和11.77%；氮肥生理利用率12.24%和35.24%，同时，还能够提高秸秆和籽粒中全氮、全磷和全钾的累积量。由于生物固氮通常受到氨的抑制，因此，选育抗氨阻遏型（耐氨型）菌株是提高固氮菌应用效果的重要途径，曹毅（2004）研究了施用耐氨型催娩克氏菌对刺黄瓜的影响，试验设3个处理，即用浓度为5%菌液浸种（处理1）、1%粉剂配成水溶液后浸种（处理2）、CK（清水），时间为2h，3次重复，试验结果表明，用5%菌液浸种、在移植第1d和20d用0.5%菌液喷施叶面和淋根，可分别促进种子出苗、幼苗生长、提高小区产量及果实品质；用相同处理粉剂也有类似效果，但不如菌液明显。

人们在施用种衣剂防治病害和虫害的同时，势必对土壤根际具有固氮功能的微生物产生影响，韩雪（2010）的研究结果表明，种衣剂对固氮菌产生了不同程度的抑制作用。对大豆根际固氮菌抑制作用由强到弱的种衣剂品种依次是咯菌腈、甲霜灵、多克福和宁南霉素；种衣剂浓度对大豆根际固氮菌多样性的抑制程度不同，但没有明显规律。

姚拓（2004）在高寒地区利用稳定性15N同位素稀释法研究了接种燕麦根际联合固氮菌对燕麦生长的影响及固氮量，结果表明，接种不同供试固氮菌株对燕麦生长的影响不同，大多数菌株明显促进燕麦生长（株高、根长、根表面积和生物量）部分菌株则对燕麦生长影响不明显，菌株固氮百分率和固氮量差异较大固氮百分率为13.78%～63.96%大于50%的有5株；固氮量为0.0653～0.3158mg/株。

第二节 根瘤菌肥料

一、根瘤菌的生物学特性

（一）根瘤菌的概念

1886年，德国植物化学家Hellriegel和Wilfarth等人研究证明，豆科植物根瘤是由细菌感染引起的，它能固定大气中的氮素。1888年，荷兰学者Beijerinck从豆科植物根瘤中分离出固氮细菌，命名为根瘤菌。根瘤菌固氮指的是根瘤菌属（Rhizobium）的细菌，与豆科植物建立共生关系，它侵染豆科植物的根部，形成一种具有复杂结构和高度分化的特殊的植物器官——根瘤，在根瘤提供的厌氧环境中将分子态氮还原成氨。豆科植物与根瘤菌形成的共生体系是生物固氮体系中最强的共生体系，所固定的氮占整个生物固氮总量的65%，相当于全世界工业合成氮肥量的2倍，在农业生产和生态系统中起着极其重要的作用。

根瘤菌的菌体属短杆菌，0.5～0.9μm，革兰氏阴性，端生鞭毛，无芽孢，根瘤菌进入根瘤后呈类菌体状态，往往有分支趋势。大豆根瘤菌为粗的杆菌，无分支，菌落圆形，边缘整齐、凸起、黏稠、乳白色、不透明。根瘤菌在25～30℃繁殖迅速，最适pH值为6.5～7.5，所有根瘤菌都能利用单糖、双糖、多元醇和甘露醇。

（二）根瘤菌的结瘤过程

根瘤菌中的每种细菌都与某几种豆科植物专一性地对应，每一种根瘤菌只与其有专一性对应的几种豆科植物建立共生关系形成根瘤，不与其他种类的植物共生形成根瘤。原因是豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质，根瘤菌细胞的表面存在着多糖物质，只有同族豆科植物根毛分泌的蛋白质与同族的根瘤菌表面的多糖物质才能产生特异性结合。

当豆科植物在幼苗期，土壤中的根瘤菌便被其根毛分泌的有机物吸引而聚集在根毛的周围，并大量繁殖。同时产生一定的分泌物，这些分泌物刺激根毛，使其先端卷曲和膨胀，同时，在根菌瘤分泌的纤维素酶的作用下，根毛细胞壁发生内陷溶解，随即根瘤菌由此侵入根毛。在根毛内，根瘤菌分裂孳生，聚集成带，外面被一层黏液所包裹，形成感染丝，并逐渐向根的中轴延伸。浸染丝状体在根的外皮细胞之间流通，分权成网状，然后破裂，在细胞内释放出细菌，形成原基根瘤，此时尚不能固氮。寄生植物细胞增殖引起根瘤菌也在每一个细胞内增殖，最后形成完善的根瘤。经过一段时间后，寄生植物根部充满了根瘤菌，从而成为膨胀或分枝形状，称为类菌体。固氮的细胞被豆血红蛋白染成红色，豆血红蛋白是把氧输送到类菌体的一种色素。在自然界中，豆科植物根部有时也会形成一种淡绿色根瘤，但是，根瘤中除有淀粉积累外，还有许多类似于人工培养基上生长的短杆状菌体，菌体不膨大形成类菌体。这种根瘤因不含豆血红蛋白而不能进行固氮作用。带有豆血红蛋白的根瘤为有效根瘤。在三叶草、豌豆、花生的有效根瘤内，几乎100%的细胞都含有类菌体，而在菜豆、锦鸡儿、田菁的有效根瘤内，通常只有50%～70%的细胞受感染。

二、根瘤菌肥料种类和剂型

根瘤菌肥料按形态分为液态根瘤菌肥料和固态根瘤菌肥料。按照寄主植物种类的不同，可分为大豆根瘤菌肥料、菜豆根瘤菌肥料、花生根瘤菌肥料、豌豆根瘤菌肥料、三叶草根瘤菌肥料等。根瘤菌对它共生的豆科植物具有专一性、有效性和侵染力。专一性是指某种根瘤菌只能使一定种类的豆科作物形成根瘤，因此，用某一族的根瘤菌制造的根瘤菌肥，只适用于相应的豆科作物侵染力是指根瘤菌侵入豆科作物根内形成根瘤的能力；有效性是指它的固氮能力。

我国从20世纪50年代开始研究大豆根瘤菌的接种技术，目前，大豆根瘤菌的接种方式主要以液体菌剂拌种和施用颗粒菌肥为主。根瘤菌接种豆科植物后，能否在土壤这个复杂的环境里占据优势是菌剂发挥作用的一个关键。过去施用的根瘤菌剂有液体菌剂和草炭菌剂，研究表明，液体菌剂施到土壤后，由于土著根瘤菌或其他有害菌的竞争，菌剂效果不理想，根瘤菌大量死亡。而草炭菌剂虽然提高了菌剂的保质期，但微生物遗漏现象较严重，也影响了菌剂的应用效果。海藻酸钠成本低廉，对微生物无毒害，而且不造成环境污染。一定时期内微生物能在颗粒内部增殖，并能从颗粒内部缓慢释放出来，这样就在豆科植物根际形成局部优势菌群，提高了根瘤菌的竞争力，从而使菌剂较好地发挥其肥效。

三、根瘤菌肥料的使用方法

（一）根瘤菌肥料拌种的效果

广东省是我国四大花生主产省之一，但花生平均产量较低，在全国平均产量以下，温海祥（2002）通过拌种方法在花生种子中接种来提高花生产量，在未种过花生的花岗岩发育的壤土中进行种植，花生播种后每小区用7ml固氮根瘤菌液注入3500ml清水中搅匀制成稀释菌液，而后将稀释菌液装入喷雾器内，按播种孔穴喷浇在花生种子和孔穴土壤表层，每孔穴喷约12～15ml稀释菌液，对照区用等量清水喷浇而后覆土盖种，试验结果表明：施用的花生固氮根瘤菌明显增加了花生的结瘤量、植株生长健壮，群体生长旺盛增加植株生物量，结荚率提高11%，植株含氮量提高52.9%籽仁含氮量提高52.8%，产量提高40%，增产效果显著。

（二）根瘤菌不同接种方式的效果

蚕豆和玉米间作系统是我国西北地区广泛采用的种植模式，在该系统中进行蚕豆接种根瘤菌是否会有利于进一步提高氮营养的间作优势。李淑敏（2005）通过盆栽试验研究了蚕豆和玉米间作接种AM真菌与根瘤菌对其吸磷量的影响，结果表明，接种AM真菌均显著促进玉米和蚕豆吸收有机磷，与对照相比吸磷量分别增加138.1%和82.3%；接种AM真菌和根瘤菌对蚕豆吸收有机磷有协同促进作用，蚕豆根瘤数、根瘤重和菌根侵染率显著增加，并改善与其间作玉米的营养状况，明显促进玉米生长。

刘江（2000）研究了VA菌根真菌与根瘤菌和溶磷菌双接种对烟苗生长的影响，结果表明，单接种及双接种均能很好地促进烟苗快速而健壮生长，且可使育苗时间缩短10～12d；双接种效果优于单接种。根瘤菌对烟苗生长前期有良好效果，但对后期的作用却不大。在缺磷土壤上接种溶磷菌无效，在有磷源的条件下同时接种溶磷菌和G.M，能有效地达到节磷增产效果。

根瘤菌不同接种方式对大豆根瘤分布及产量有着明显的影响，唐颖（2001）研究了根瘤菌不同接种方式对大豆根瘤分布及产量的影响，结果表明，大豆根瘤菌液体菌剂拌种与施用颗粒菌肥导致大豆结瘤部位不同，液体菌剂拌种根瘤多集中于根上层，即距土表0～30cm，距主根0～10cm，施用颗粒菌肥根瘤多集中于根下层，即距土表10～40cm，距主根5～15cm施用颗粒菌肥在大豆生长后期根瘤数量及干重均显出优势，且大豆产量高于液体菌剂拌种的。唐颖（2002）研究的结果表明，液体菌剂拌种与颗粒菌肥作种肥施用导致大豆结瘤部位不同，液体菌剂拌种根瘤多集中于根上层，施用颗粒菌肥根瘤多集中于根下层。施用颗粒菌肥在大豆生长后期根瘤数量及干重均显出优势且大豆产量高于液体菌剂拌种处理。

（三）根瘤菌肥料与不同肥料配施的效果

曹国瑶（2006）研究了不同根瘤菌比例、营养液及用量在菜豆上的应用效果，结果表明，采用推荐营养液用量处理（以1000g/100kg拌种）的菜豆平均干物质量较采用1/4推荐用量处理（以250g/100kg拌种），提高了49.44%，根瘤菌数增加了58.32%。与氯化钙混合营养液相比，硫酸钙混合营养液处理后于物质量增加了29.45%。

于景丽（2005）以缺铁的石灰性紫色土为供试土壤进行盆栽试验，选用3株慢生型花生根瘤菌作为供试菌株，研究了石灰性紫色土施铁肥与接种根瘤菌对花生—根瘤菌共生固氮作用的影响，结果发现，缺铁的石灰性紫色土上单施铁肥、单接种根瘤菌、接种根瘤菌配施铁肥均能促进花生与根瘤菌的共生固氮效应和竞争结瘤能力，但接种根瘤菌配施铁肥的效果最好，单接种根瘤菌的效果次之，单施铁肥的效果差。喷施0.2%硫酸亚铁溶液的效果比0.3%的好。植株全氮含量和叶绿素含量都是指示共生固氮效应的重要指标，与花生产量间存在极显著的相关性，相关系数分别为0.763和0.795。

（四）根瘤菌肥料不同剂型的效果

李超敏（2006）采用海藻酸钠—脱脂乳体系包埋根瘤菌和光合细菌研究了微生物在载体上的存活及释放情况。结果表明，海藻酸钠作为根瘤菌剂的新载体能够提高菌剂的有效期及释放率，根瘤菌和光合细菌混合接种豆科植物能够提高大豆根瘤的固氮酶活性和土壤固氮强度，并能在一定程度上减轻大豆孢囊线虫的危害。当根瘤菌和荚膜红假单胞菌混合培养时，不仅固氮能力增强，还能使根瘤菌耐干旱，延长保存时间。

（五）根瘤菌肥料在酸性、盐碱性土壤环境中效果

紫花苜蓿是一种蛋白质含量高的优质豆科牧草，有“牧草之王”的美称。然而，南方面积广大的酸性土壤严重阻碍了紫花苜蓿产业化进程。张琴（2006）研究了不同pH值下接种根瘤菌对紫花苜蓿产量和品质的影响。结果显示，pH值和接种菌株对苜蓿整株鲜重、有效根瘤数、固氮酶活性和全氮含量的影响均较显著。pH值从5.6降低到4.8，苜蓿整株鲜重、固氮酶活性、全氮含量平均降低约66.64%、39.20%和25.84%，有效根瘤数平均减少约8个。

河西走廊豆科植物由于干旱缺水严重制约了根瘤菌的固氮作用，在盐渍地豆科植物共生固氮体系效能更低，陈利云（2008）采用来源于高盐碱极干旱地区土壤的耐盐根瘤菌，研究对紫花苜蓿接种效果，接种该耐盐根瘤菌的紫花苜蓿与不接种的对照相比其结瘤数增加了11.4%～77.7%，有效瘤重增加了26.4%～80.8%，地上生物量鲜熏增加了45.8%～87.5%，地上生物量干重增加了49.1%～106.3%，粗蛋白质含量增加了1.5%～13.5%。

第三节 磷细菌肥料

磷是植物生长必需的营养元素之一，我国有74%的耕地土壤缺磷，土壤中95%以上的磷为以难溶的无机和有机物这两种无效态存在，难以被植物吸收利用。其中，有机态磷约占土壤全磷量的20%～50%，在森林或草原植被覆盖的土壤中甚至可达90%，主要以磷酸肌醇、磷脂、核酸、磷蛋白等形式存在。无论在北方石灰性土壤还是南方酸性土壤，因土壤强烈的固磷作用，当季磷利用率不足20%，造成资源浪费。土壤中存在着大量的微生物，其中，一些种类能够释放有机酸或无机酸，可以增加难溶性磷酸盐的溶解性和土壤有效磷含量，改善作物磷素营养，这类微生物统称为解磷菌或溶磷菌。解磷菌可以通过活化土壤中的难溶性磷和分泌生长素等物质刺激植物生长，某些解磷菌还具有一定的生防作用。

一、磷细菌的生物学特性

（一）磷细菌的定义

对土壤中含磷化合物具有分解能力的细菌统称为磷细菌（phosphobacteria），分为有机磷细菌（解磷菌）和无机磷细菌（溶磷菌）两大类。当然，某些细菌不仅可以溶解无机磷，也能分解有机磷，二者之间并无严格的界定。

1.有机磷细菌

芽孢杆菌属的细菌，为革兰氏染色阳性，能产生抗热的芽孢，为椭圆形或柱形周生或侧生鞭毛，能运动，能产生接触酶。

2.无机磷细菌

假单胞菌属中的细菌为革兰氏染色阴性杆菌，极生的单鞭毛或丛鞭毛，能运动，接触酶阳性。此属中的部分菌株为致病菌，必须进行严格的菌种鉴定后才能用于生产。产碱菌属的细菌，细胞呈杆状，1～4根周生鞭毛，能运动，革兰氏染色呈阴性，接触酶阳性。硫杆菌属的菌为革兰氏染色阴性小杆菌，单根极生鞭毛，能运动，严格自养。

（二）磷细菌的种类

细菌中解磷能力比较强的主要为芽孢杆菌和假单胞菌。芽孢杆菌包括蜡状芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、栗褐芽孢杆菌等；假单胞菌包括沟槽假单胞菌、青紫葛假单胞菌、荧光假单胞菌、恶臭假单胞菌、丁香假单胞菌、施氏假单胞菌、产碱假单胞菌、铜绿假单胞菌等。其中，解磷巨大芽孢杆菌是发现最早、解磷效果最好、使用国家多、推广面积大的菌株，它具有溶解磷酸三钙的能力。值得注意的是，蜡状芽孢杆菌、假单胞菌中有一些种是动、植物病原菌，所以对此类微生物作为生产菌种应有明确的鉴定，至少须鉴定到种，确定是非病原菌后才能应用。

二、磷细菌的解磷原理

（一）无机磷化物的溶解作用

1.解磷菌对难溶无机磷酸盐的解磷机制

一般都被认为是由于菌体生长过程中产生各种有机酸，而将其中的磷溶解释放出来，即“酸解作用”。磷细菌降解无机磷化物的机理有：①解磷细菌在生命活动中会产生可以溶解土壤中难溶性磷酸盐的有机酸，如乳酸、氨基乙酸、草酸、延胡索酸、琥珀酸、2-葡糖酮酸和柠檬酸等。②解磷细菌释放出的H2S与磷酸铁反应产生硫酸亚铁和可溶性的磷酸盐。③解磷细菌的呼吸作用释放出CO2，降低了环境pH值，引起磷酸盐的溶解。④解磷细菌能够吸收钙离子，使磷酸根离子进入土壤溶液。⑤植物残体腐解能产生胡敏酸和富里酸，并与复合磷酸盐中的钙、铁和铝螯合释放出磷酸根。另外，它们也可以与铁、铝及磷酸盐形成稳定的可溶性复合物而被植物体吸收利用。⑥解磷细菌通过NH4+的同化作用放出质子，降低pH值，从而引起磷酸盐的溶解。国外研究发现，一些解磷菌只有当介质中有NH4+存在时，才具有溶解无机磷酸盐的能力。⑦当某些异养型解磷细菌的生存环境氧化状况发生改变时，它们能够将不溶态磷酸盐转化为可溶态的亚磷酸盐和次磷酸盐。如丁酸梭状芽孢杆菌在极其潮湿厌氧状态的土壤中，可以将磷酸盐转化为亚磷酸盐和次磷酸盐，从而被植物所吸收利用。此外，还有人发现了解磷细菌在根际土壤中能否解磷，可能与根际存在的营养物质种类及根际环境pH值变化有密切关系，如磷细菌在碱性基质中同样产酸，但由于碱性反应而不能发挥有机酸作用，表现为不解磷。

2.无机磷酸盐的氧化作用和还原作用

某些异养型磷细菌由于生存环境氧化状况发生了改变，能使不溶性无机磷酸盐转化为可溶性的亚磷酸盐和次磷酸盐。如丁酸梭状芽孢杆菌在极其潮湿的厌氧状态的土壤环境中，可以将磷酸盐转化为亚磷酸盐和次磷酸盐。

（二）有机磷的降解机制

酶解作用是有机磷降解的重要途径。一般认为，磷细菌对有机磷酸酯的分解是通过分泌胞外磷酸酶进行解酶而实现的。但是研究发现，当有效磷浓度低于某一阈值使微生物和植物感到低磷胁迫时，微生物和植物就会分泌胞外磷酸酶，将有机磷水解，释放出有效磷。已证实在土壤中接种解磷的巨大芽孢杆菌后，土壤无机磷含量提高了15%以上；在含有机磷较高的松软土壤中接种巨大芽孢杆菌效果更显著。主要原因是解磷细菌把有机磷释放出来，转化为可利用的无机磷。研究证明，有机磷化物对于磷细菌菌体的生长存在着抑制作用，同时对于磷细菌利用有机磷又存在诱导作用。有机磷酸盐还能被细菌产生的有机酸溶解，经水解作用可释放出游离的磷酸盐。

（三）解磷细菌细胞对磷素有固定与释放作用

可溶性磷酸盐一部分进入细菌细胞后被固定，当细胞死亡后，又重新释放并被植物吸收利用。微生物对土壤磷素的固定与释放，主要受土壤中可降解有机物含磷量的影响。一般情况，细菌和放线菌细胞积累的磷素（占其总干重的1.5%～2.5%）略高于真菌（0.5%～1.0%）。

三、磷细菌肥料的使用方法及影响因素

（一）磷细菌肥料与化肥配施的效果

在我国干旱和半干旱地区，土壤水分对菌肥影响十分明显。周鑫斌（2003）研究了石灰性土壤中不同水分条件下磷细菌肥施用的效果，试验土壤采自山西农业大学校内建筑施工地下4～6m深处的生土，土壤5种不同的水分含量8.5%～9.5%、10.5%～11.5%、12.5%～13.5%、15.5%～16.5%和19.5%～20.5%，试验结果表明，土壤水分的高低对菌肥施用效果有显著的影响，磷细菌肥在土壤水分为15.5%～16.5%的条件下能显著提高土壤生物活性和植物吸磷总量，对玉米的产量有显著的影响，平均可增产9.66g/盆；过高过低的水分条件都不利于菌肥肥效的发挥，但菌肥在土壤水分为10.5%～11.5%时即可表现出较显著的增产作用，说明该范围是菌肥的有效使用的土壤水分下限，这就为菌肥在干旱、半干旱地区的推广和使用提供了一定的理论依据。

周鑫斌（2005）通过室内培养和大豆盆栽试验，研究了磷细菌溶解磷酸钙的能力及在北方石灰性土壤上施用磷细菌肥对土壤磷素转化的影响，表明磷细菌具有较强的溶解磷酸钙的能力，磷酸钙的溶出率从2.8%上升到22.0%，在贫磷土壤中，使Ca10-P和Ca8-P含量下降，Ca2-P和Al-P含量增加。而在富磷土壤中，解磷细菌对土壤无机磷形态、组分则无明显影响。

（二）解磷微生物与其他微生物共存的解磷效果

土壤中的大量微生物如根瘤菌、固氮菌、硝化菌等对解磷细菌的解磷能力发挥和种群消长动态都有很大的影响。一般表现为解磷微生物与其他微生物间有着相互促进的协同作用；而解磷微生物本身对某些病原菌则有明显的拮抗作用。

梁利宝（2006）等人研究了石灰性土壤中土著微生物对解磷微生物解磷效果影响，油菜盆栽试验设两大处理即灭菌后土壤和未灭菌土壤。试验结果表明，土著微生物对施加解磷细菌的土壤氮、磷有一定的影响，对钾的影响不显著，反映出土著微生物对解磷微生物的解磷效果有一定的影响。张健（2006）等人研究了不同解磷菌群（细菌菌群、真菌菌群和细菌真菌混合菌群）在石灰性土壤中对油菜产量及品质的影响，结果表明，施用解磷菌群处理比对照产量增加1.08%～39.18%，氨基酸含量增加4.41%～61.03%，还原糖含量增加14.97%～78.57%，维生素C含量增加21.62%～73.33%，硝酸盐含量降低22.28%～63.78%，油菜植株全磷含量有所改善，而且以细菌、真菌处理较好。

陶光灿等（2004）将10株具有促生及抑制病害的芽孢杆菌属菌株的培养物，按不同比例配制成5个混合剂型细菌制剂接种，都可很好地促进豌豆出苗，提高出苗率，且健康苗占总苗数和植株干物重的比例都有显著效果，其原因为微生物接种后在根部区域大量繁殖，形成优势种群，抑制或减少病原菌的发生或繁衍。秦芳龄（2000）研究了泡囊—丛枝（VA）菌根菌和解磷细菌双接种对红三叶草生长和磷营养的影响。结果表明，单接种解磷细菌对红三叶草菌报侵染率无显著影响，而菌根菌和解磷细菌双接种对红三叶草生长和磷营养改善有正交互效应，且在砂堵条件下效应更为明显。

郑少玲（2007）研究了解磷细菌对难溶性磷（磷矿粉）的有效化作用。试验结果显示，在肥力较低的惠州菜园土上，施用含解磷细菌的生物有机肥能促进菜心的生长，与施用等养分含量的磷矿粉及不含解磷细菌的生物有机肥比较，提高其地上部生物量7.0倍和4.2倍，单季菜心对氮的吸收利用效率提高了32.5%和28.8%，对磷的吸收利用效率提高了8.6%和7.9%，对钾的吸收利用效率提高了54.4%和48.8%。施用含解磷细菌的生物有机肥还可以提高蔬菜植后速效磷的含量，比磷矿粉处理及不含磷细菌生物有机肥处理分别提高19.5mg/kg及11.4mg/kg。

第四节 钾细菌肥料

钾是植物必需的大量营养元素之一，对提高作物产量、改善农产品品质、增强作物的抗逆性具有重要作用。土壤是一个庞大的天然钾库，蕴藏着丰富的钾素，以全量钾而言，比氮、磷含量高得多，一般含量为1.2%，是土壤中含量最高的大量营养元素，但土壤中速效钾含量仅占全钾的0.1%～2%，90%以上的土壤钾是以作物难以利用的矿物钾存在，作物缺钾主要是因为土壤中能为作物利用的有效钾很少。我国在目前的施肥状况下，钾素一般处于亏损状态，土壤钾素不足已构成我国农作物产量提高、品质改善的限制因素。农业生产上施用钾肥日益增多，但我国钾矿资源缺乏，中国的钾肥生产只占世界的0.34%，而消耗量占14.7%，虽每年进口约200万t钾肥，仍不能满足农业生产对钾肥的需要。土壤中存在有大量的微生物，它们与土壤矿物分解、养分活化密切相关，硅酸盐细菌则能使硅酸盐矿物中K、Fe、Mg、Si的溶出，利用硅酸盐细菌的解钾作用是活化土壤中矿物钾的有效途径。

一、硅酸盐细菌生物学特性

1912年，前苏联学者巴撒立克首先从蚯蚓肠道中分离出一株钾细菌，是兼性好氧的化能异养细菌，能利用葡萄糖、淀粉等多种碳源，在无氮培养基上生长很好，表明具有固氮能力。它的生长适宜温度为25～28℃，最适pH值为7.0～7.2。硅酸盐细菌又称钾细菌，在伯杰氏手册中称为环状芽孢杆菌（Bacillus circulans），是一种胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginousSiliceous），具有分解矿物钾的能力，能将钾长石等含钾矿物中难溶态无效钾转化为可溶态有效钾，在土壤中普遍存在，一般每克耕地土壤中含有2000～40000个。硅酸盐细菌（Silicate bacteria）主要有3种：环状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和土壤芽孢杆菌。硅酸盐细菌细胞内含钾量很高，其灰分中钾的含量达33%～43%，菌体内的钾在菌体死亡之后，又从菌体内游离释放出来，可为植物吸收利用。

硅酸盐细菌菌落是圆形凸起如半粒玻璃珠、边缘完整、表面湿润光滑、无色透明的大型菌落。硅酸盐细菌大多数为革兰氏阴性菌；菌体呈长杆状，两端钝圆，菌体粗长，大小为1.0～1.8μm，长3～10μm；有肥厚荚膜，能形成椭圆形芽孢，无鞭毛；化能异养细菌，能利用蔗糖、葡萄糖、淀粉、甘露醇等多种碳源；兼性好氧，最适生长温度为25～28℃，最适生长pH值是7.0～8.5。

然而，多年来国内对该菌的名称不统一，甚至在学名上也有多种分类名称，至今国际上通用的《伯杰细菌分类手册》中并无此菌的学名及特性描述。此外，国内有些学者对此菌有无释放矿物中钾素能力还有不同看法。因此，多年来此菌存在名称和性能问题一直存有争议。

二、硅酸盐细菌的解钾原理

硅酸盐细菌可以使大量游离的钾元素进入其荚膜和菌体，从而减少了钾的流失和渗漏，其分解土壤硅酸盐和固定钾肥得到的钾能经常地不间断地供给植物。也有人认为，硅酸盐细菌的解钾作用可能与菌体的荚膜有关，因为在该菌体的细胞外可形成比菌体大10～50倍的荚膜，有的荚膜可形成2～4层，硅酸盐细菌可以借助荚膜来包围矿物颗粒而吸收磷钾养料。硅酸盐菌体细胞具有很强的吸持钾的能力，其细胞灰分中钾的含量高达33%～43%，这部分钾在菌体死亡之后可从菌体游离出来供植物利用。

连宾（1998）在综合已有的实验证据的基础上并结合理论分析提出了解钾作用的综合效应学说，即：①不断增殖的细菌通过其胞外多糖与钾长石形成细菌矿物复合体；②细菌矿物复合体对有机酸及一些无机离子强烈吸附，从而导致该复合体微区域发生变化；③包裹在复合体中的矿物颗粒被生物侵蚀，导致释放，与酸根离子结合，同时，在缺钾情况下细菌主动吸收复合体中的K+，从而打破了矿物溶解与结晶过程中的动态平衡，促进矿物降解及钾的进一步释放。

硅酸盐细菌分解硅酸盐矿物的原因应该是多种因素作用的结果，应结合多种机理加以分析，对于不同的硅酸盐细菌其机理也有所不同。

三、钾细菌肥料的使用方法

（一）钾细菌肥料与无机、有机肥料配施

棉花属喜钾作物，适宜的钾营养元素是促进棉株的生长发育，提高棉花产量和品质的保证。付学琴（2007）在江西农业大学试验站的红壤土上研究了硅酸盐细菌与化肥配施对棉花生长发育特性的影响，得出硅酸盐细菌能明显地促进棉花对养分的吸收利用，增加果枝数、成铃和产量，改善皮棉品质，配合一定量的氮、磷、钾化肥施用效果更好。单施菌肥的棉株果枝数、成铃数和产量分别比对照高12%、16.5%和30%，氮、磷、钾积累总量分别比对照高19.1%、19.5%和23.7%，并能明显地促进棉株的生长发育。

王思远（2000）研究了硅酸盐细菌与化肥配施对土壤养分的转化和烤烟生长发育的影响，试验在吉林农业大学试验站进行，土壤类型为黑土，中等肥力。试验烤烟品种为NC89，结果表明，硅酸盐细菌能明显地促进土壤养分的转化，促进烟株对养分的吸收利用和生长发育，配合一定量的氮、磷、钾化肥施用效果更好。氮、磷和钾的转化效果分别比对照高10.4%～57.9%、10.3%～28.0%和2.6%～67.3%，并能明显地促进烟株的生长发育。

付学琴（2009）通过对水稻土壤连续两年施用硅酸盐细菌复合肥料，研究其对土壤微生物量和土壤理化性质的影响，试验于2007年和2008年在江西农业大学试验站进行。土壤类型为潴育型水稻土试验结果表明硅酸盐细菌肥料与有机肥混施的土壤微生物生物量比对照提高90%，比单一施用硅酸盐细菌肥料或有机肥料分别提高25.6%和33%；细菌、放线菌、真菌和硅酸盐细菌分别比对照提高3.82倍、2.18倍、1.52倍和16.83倍，硅酸盐细菌肥料与有机肥混施的土壤容重比对照下降12.7%，比单一施用硅酸盐细菌肥料或有机肥料分别下降6.8%和7%；阳离子代换量比对照提高19.6%，比单一施用硅酸盐细菌肥料或有机肥料分别提高8.2%和7.7%。

（二）钾细菌肥料拌种

石光辉（2001）等研究发现，在油菜移栽时用硅酸盐细菌制剂7.5kg/hm2沾根，与对照相比，千粒质量增加0.18g，产量增加573.90kg/hm2，增产幅度达到20.27%，增加产值1147.80元/hm2。

占新华（2003）研究了硅酸盐细菌的生物效应和根际效应，结果表明，当硅酸盐细菌的处理浓度在0～250g/L浓度范围内时，对小麦种子的发芽率几乎无影响。在0～2g/L浓度内，促进小麦苗和根的生长，以2g/L浓度对小麦苗和根的促生效果最佳；浓度为2～250g/L时，生长促进作用逐渐减弱直至抑制小麦的生长。硅酸盐细菌也能促进玉米苗的生长，对玉米根的促生效果优于地上部。硅酸盐细菌处理的小麦根际pH值和速效磷含量明显低于对照，而速效钾则高于对照。

（三）钾细菌代谢产物对作物品质的影响

蒋先军等（2000）研究了硅酸盐细菌代谢产物对植物生长的促进作用，他首先将硅酸盐细菌培养基加热完全溶解后，加棉塞湿热灭菌（120℃，253kPa），1h后在接种箱中接菌，恒温28℃，摇床培养3d备用；将恒温28℃下，摇床培养（120r/min）7d后的细菌代谢物作为原液，紫外线照射30min灭菌，从而制得硅酸盐细菌代谢产物，然后用磁力搅拌器搅拌后将其分别稀释5倍、25倍、125倍、625倍和3125倍浸种；研究结果得出，经硅酸盐细菌代谢产物处理过的种子，水稻株高比对照增加27.7%，生物量比对照增加40.2%，硅酸盐细菌的代谢产物对植物生长的刺激作用与浓度有关，低浓度的代谢产物对植物生长有明显的促进作用，高浓度的代谢产物则有一定的抑制作用，代谢产物的作用对根系生长的影响尤为明显。

第五节 5406抗生菌肥

放线菌是产生抗生素活性物质的最多的一类微生物，至今已报道过的近万种抗生素中，约70%是由放线菌产生的。5406菌肥，又称放线菌肥料，是在放线菌肥料研制之初，以“5406”号放线菌为主要菌种加入到载体之中制成，所以，称为5406菌肥，简称“5406”。现在，生产5406菌肥的菌种有多株，但其生物学特性都基本相同。5406抗生菌具有成本低、肥效高、抗病害、促生长、水田和旱田都能使用的优点，它能产生生长刺激素，可刺激细胞分裂和纵横伸长，对动、植物没有药害和毒性，有广泛的使用前景。

一、5406抗生菌肥的使用方法

（一）与绿肥混用

使用时，每亩绿肥用量拌25kg的5406菌肥，同时，配合施用石灰。可用拖拉机将绿肥耙匀切碎，几天后，5406菌即可大量繁殖。在旱地作物施用时，若把绿肥与5406抗生菌肥混用，穴埋或者翻犁，都能得到良好的增产效果。在100kg堆制的菌肥中加入5kg过磷酸钙覆盖在旱田作物种子上，产量也能明显增加。

（二）与厩肥混用

该方法特别适用于对土质不利5406繁殖而生育期又较长的作物。因为厩肥所含养分丰富，能供给5406菌生长发育所必需养分，有助于加强菌肥作用效果，促进微生物活动，增加土壤养分。

（三）浸种、拌种

将菌肥加少量水，用手搓化，然后加水2倍调匀。再加入种子，充分翻拌，浸泡12h使水全部被籽粒吸收后即可播种（能加入少许磷肥效果会更好），取出摊晾至半干播种。可使小麦增产8%～40%。或者用人尿和水各半或全部清水浸麦种4～8h，然后以麦子10kg，5406孢子粉1kg的比例拌种，最好再加1～2kg过磷酸钙或2～3kg的钙镁磷肥拌匀后播种。5406抗生菌肥肥效持久，但是，来得比较慢，最适作基肥施用。最好的使用方法是通过浸种后再做基肥使用。一般每亩（667m2，全书同）种子用菌肥2.5～5.5kg，菌肥先加3倍清水搅拌2h，再将种子倒入，拌匀，待种子把水分吸干后，凉至爽手时即可播种。播种时若每亩以40kg左右的菌肥掺入有机肥及5kg过磷酸钙，10kg草木灰，覆盖于种子上，覆土淋水，则效果更明显。如果土壤较为干旱，最好在阴天或下雨前用作拌种，然后在种肥上盖一薄层细土，若施后遇干旱，应泼水润土。

（四）催芽

麦种20kg，细肥泥10～15kg，糠2kg，钙镁磷肥2kg，5406孢子粉0.5～1kg。用水浸麦种12～24h后，再与上述原料拌和在一起，边拌边洒水，以手捏成团，触之能散为原则，以10～16cm的厚度堆放在能保温保湿（上下有覆盖物）的场地上，经24h后，麦子大部分露白就可播种。水稻施用5406时，最好是先将水稻进行拌种、催芽然后作为追肥施用。一般用量为每50kg湿稻种拌0.5～1kg的5406拌种剂。稻种要充分浸透，而且要淋稍多点水，否则会因缺水而发育不良。另一方面要控制好温度，稻种拌入5406菌肥后，一般要求温度稍高。作追肥使用时，最好在第二次中耕时施用，这时禾苗已进入分蘖盛期，田面能避光直晒，而中耕后又进行晒田和干湿排灌，这些措施和环境都适合5406繁殖。最好在插秧前选晴天作面肥撒施，施时田水要浅灌，以防菌肥流失，同时，又能较好地提供5406抗生菌生存的条件。还可用作秧田覆盖物，防止烂秧。事实证明，若以菌肥拌合少量土杂肥施用，半个月后即见效果，增产效果十分明显。

二、5406抗生菌肥浸出液的制备及喷施

5406菌肥的浸出液中含有苯乙酸等多种生长刺激因子和抗菌物质，具有一定的防病效能，特别是在防止大豆、棉花、豌豆等作物的烂种上，效果显得明显。制备时需5406的孢子粉1kg，对水30～50kg，不同的作物、不同的生长期来定每亩的用量。喷施均匀为主要的标准，一般每亩应喷施50～75kg，制备时应将菌肥计量放入容器内，先对入1倍左右的水，搅拌成糊状，再对足水量，浸泡5～12h，不断搅拌使其充分溶解，滤液应立即使用，不宜久存。喷雾次数在大面积推广中以2～3次为宜。一般营养生长阶段喷雾一次，生殖生长阶段2次。浸种和喷雾两种方法配合使用，可使5406在作物的整个生育期发挥促进发育和保健的作用，从而获得最佳效果。

（一）适时喷施

一般水稻应在栽前5d左右的苗期，分蘖末期，孕穗期，破口期和开花期为宜。尤以水稻孕穗期至破口期最为经济有效。灌浆后不宜喷施，以免贪青晚熟。对双季晚稻为促其尽早抽穗扬花和增强对低温的抗性，最好用浸出液与尿素、过磷酸钙混合喷施，并力争在分蘖末期开始喷施，10d后再喷施1次。喷施应在晴天露水干后进行，24h内若有降雨重新喷施，花期和高温季节喷施，应避开开花时期和中午高温，下午3：00～4：00后喷施为宜。

（二）5406与尿素、过磷酸钙等混用

每100kg 5406菌肥稀释液可加入0.5kg尿素、2kg的过磷酸钙，待充分溶解后搅匀去渣，即可喷施。5406抗生菌肥可与杀虫剂混用，但不可与杀菌剂混用。按杀虫剂的对水量计算加药量，加入5406菌肥稀释液内搅匀，即可肥、药混合喷施。制备浸出液的5406菌肥应力求新鲜，以提高刺激作物生长、防病壮苗的效果。稀释液应及时施用，不应久存。5406菌肥稀释液喷施是根外追肥的一种手段，它不能代替底肥和其他必要的措施。

三、5406细胞分裂素

商品名称为5406激抗剂，本品属微生物制剂，来自5406菌肥（放线菌）。分两种类型，一种为含有活孢子的粉剂，呈粉白色颗粒状，散发出冰片香味；另一种为5406细胞分裂素，呈白色粉末状，不含活孢子，主要成分为细胞分裂素。对人、畜基本无毒。具有刺激蔬菜作物生长、提高抗病力和抗寒性、防止早衰、保花保果等作用。

（一）5406细胞分裂素作用方式

能刺激植物细胞分裂、促进叶绿素形式，从而增强光合作用和蛋白质合成，增加叶面积，增加瓜、果、甘蔗的含糖量，增加产量，提高植物抗寒性和抗病性，防止植物早衰和花果脱落。

（二）5406细胞分裂素应用范围和方法

5406粉剂可用于拌种、闷种或浸种，也可混入饼肥中或土杂肥中做追肥或种肥，也能加入40倍水，浸泡12～24h后，过滤后，取清液喷洒幼苗、花穗等；5406细胞分裂素只能用于浸种或喷雾。本剂的用药量和使用时期因蔬菜种类不同而异。

四、放线菌的生防作用

（一）对西瓜、蔬菜病害的生防作用

周永强（2008）研究了生防放线菌对西瓜根域微生态的调整效应，采用营养钵育苗基质拌菌法接种，进行盆栽和小区种植，通过稀释平板涂抹法测定西瓜根区、根表土壤及根内的细菌、真菌和放线菌数量，并对优势细菌和真菌进行了初步鉴定。结果表明，生防放线菌Actl接入西瓜育苗基质后，西瓜根域细菌数量较对照提高3.3%～1263.2%，其中，西瓜根表土壤中芽孢杆菌数量较对照增加122.2%～867.7%；放线菌数量提高17.8%～478.4%；真菌数量减少29.2%～45.2%，其中，接种5.0g/kg放线菌制剂处理西瓜根区和根表土壤中镰刀菌数量较对照分别降低55%和60%；细菌/放线菌较对照提高75.4%～369.5%。接种100d后，西瓜根域土壤中Actl活菌数量仍然高达106个/g以上。可以得出生防放线菌Actl具有较好的定殖稳定性，能够促使西瓜根域土壤由真菌型向细菌型转变，可在西瓜根域形成含有大量拮抗性放线菌、可抗御西瓜枯萎菌等土传病害致病菌的生物屏障。

贾菊生（2001）从新疆维吾尔自治区乌鲁木齐的土壤中分离出来的一株Rl号放线菌，研究发现，该菌株及其产生的抗生物质对一些农作物病原菌特别是土传病原菌都具有强拮抗性，其中，对辣椒疫霉病、茄子黄萎病、玉米丝黑穗病及红花锈病的田间小区防效分别达到了63.3%、73.5%、94.0%和68.9%，优于或相当于常规化学药剂的防治效果，是一株很有开发应用价值的好菌苗。

（二）对大田作物病害的生防作用

几丁质酶对棉花枯、黄萎菌的离体和活体有抑制作用，宗兆锋（2003）从土壤中分离出58株放线菌进行了皿内拮抗试验及利用几丁质能力测定，从中筛选出了2株产几丁质酶的放线菌，研究了几丁质降解放线菌对棉花枯、黄萎菌的作用，将靶标致病菌—棉花枯萎菌、棉花黄萎菌均匀接种于适合生长的培养基平板上，待菌丝布满平皿后，把入选的放线菌均匀喷布于平板上继续培养定期观察放线菌的寄生状况，并进行镜检观察，研究结果表明，放线菌F104和F105，均可寄生于棉花黄萎菌，F105还可寄生于棉花枯萎菌。平皿扩散试验结果发现F104和F105的培养滤液无论经高温处理与否均能使棉花黄萎菌呈现畸形菌丝，而经高温处理的F104还可使棉花枯萎菌表现为畸形菌丝，抑制靶标致病菌寄主活体定殖作用的研究结果表明，F104和F105处理均表现出不同程度的超前接种防治黄萎病的作用，超前接种F105的间隔期与棉苗中枯萎菌的检出率呈负相关。

王玲（2005）研究了小麦纹枯病生防放线菌株的防效，从小麦根际和土壤中分离到161个放线菌株，经平板抑菌测定，发现有7个菌株对小麦纹枯病菌表现出较强的抑菌作用活性，菌株发酵液抑菌测定结果表明，S024菌株抑菌活性最好，菌丝生长抑制率达78.6%室内盆栽试验S024菌株发酵液对纹枯病的防效为45.38%，田间小区防效达到63.21%，并能提高小麦种子发芽率，促进幼苗的生长。

峥嵘（2006）研究了5406放线菌对小麦幼苗的影响，供试菌种是细黄链霉菌，对小麦幼苗生长的影响结果是5406（5ml）+土壤浸液（5ml）处理的增量最大，达51.05%，单一5406放线菌处理（10ml）的增量为50.36%，单一土壤浸液处理（10ml）的增量为48.55%，后两者与对照的差异达极显著水平；用5406菌液处理使小麦幼苗根系活力增加11.56%，而用5406+土壤浸液处理使根系活力增加21.39%，与对照的差异达到极显著水平。

（三）放线菌的除草效果

反枝苋是一种有害杂草，可以为害多种作物。龙建友（2004）首次在秦岭山区分离得到一株放线菌—西农No.24菌株，研究发现其代谢产物对反枝苋具有较好活性。西农No.24菌株经过发酵后弃去菌丝体，进行硅胶柱层析，分别用甲醇和蒸馏水洗脱，再用阳离子交换树脂脱盐，从而制得发酵液，经高效液相色谱HPLC分离、测定西农No.24菌株发酵液对反枝苋的除草活性，结果表明，该菌株的发酵产物对反枝苋有较强的抑制生长作用，其发酵液对反枝苋种子萌发抑制率为26.7%，主根生长抑制率为80.6%，主茎生长抑制率为66.5%，离子交换液对反枝苋的种子萌发抑制率为42.9%，主根生长抑制率为93.1%，主茎生长抑制率为86.2%。

第六节 菌根菌肥料

一、菌根菌的定义及其种类

菌根是真菌与植物根系共生形成的一种联合体。真菌从植物体内获取必需的碳水化合物及其他营养元素，而植物从真菌菌体得到所需要的营养及水分等，从而形成一种共生体。根据菌根形态学及解剖学特征的不同，菌根分为3个主要的类型，即外生菌根、内生菌根及内外生菌根。

外生菌根的特征是真菌菌丝不伸入植物根部细胞，真菌菌丝体紧密地包围植物幼嫩的根，形成菌套，有的向周围土壤伸出菌丝，代替根毛的作用。外生菌根的菌丝蔓延于根的外皮层细胞间，大部分生长于根的外部。外生菌根能增加根系的吸收面积，外生菌根经常可以在许多森林的树木根部发现，如松柏类、栎树等。

内生菌根是真菌的菌丝体（主要存在于根的皮层薄壁细胞之间）进入细胞内部，但不形成菌套。因此，具有内生菌根的植物，一般都保留着根毛。内生菌根普遍存在于各种栽培作物中，如玉米、棉花、大豆和马铃薯等，这类真菌多属于藻状菌。它们侵入植物根后向细胞中伸出球形或分枝状的吸器，从根外表看不出菌丝的存在。

内生菌根又分为两种类型，一种是由有隔膜真菌形成的菌根，另一种是无隔膜真菌所形成的菌根，因其胞内菌丝体呈泡囊状（Vescicular）和丛枝状（Arbuscular），故称泡囊丛枝菌根，即“泡囊—丛枝菌根”（Vesilular-Arbuscular mycorrhizae）。泡囊—丛枝状菌根（Vesicular-Arbuscular Mycorrhizae，简称VA或VAM菌根）是一种内生菌根。在多数植物的根际有大量的VA菌根真菌与它们共生。内生菌根（VA菌根）的特点是真菌的菌丝体主要存在于根的皮层细胞间和细胞内，共生的植物仍保留有根毛。已知能与植物共生形成VA菌根的真菌都属于内囊霉科，主要有内囊霉属、无柄孢属、巨孢霉属和实果内囊属等9个属，可以与85%以上的陆生植物形成共生体，侵染后会影响寄主植物根系生长、养分吸收、水分利用以及植物的抗逆性，具有极其重要的生态价值和经济价值。由于它们具有与植物共生的高度专一性，迄今尚未分离获得纯培养体。VA菌根真菌的存在提高了植物的抗旱、抗盐碱、抗寒、抗冻等的能力。本节将重点介绍VA菌根在农业生产上的作用。

二、VA菌根的作用

（一）VA菌根对植物吸收营养元素的影响

1.磷素

VA菌根能促进植物对磷素的吸收。在介质中磷酸盐浓度较低时菌丝比宿主对土壤溶液有更大的亲和力，土壤磷浓度过高时菌根真菌侵染率也会相应降低，尤其是在有效磷缺乏的土壤。VA菌根对磷素的作用，是目前VA菌根众多作用中唯一得到公认的，其作用机制也到成熟阶段，而且已把VA菌根作为一种“生物磷肥”应用于生产。

2.氮素

VA菌根可促进植物对氮的吸收，VA菌根真菌可通过合成谷氨酰胺的途径同化NH4+为根外菌丝直接吸收铵。此外，菌根对侵染根系中的谷氨酸合成酶的活性具有直接作用。VA菌根还可促进豆科植物根瘤菌的生长发育，增加根瘤数量，提高固氮能力。在既缺磷又缺氮的土壤中种植豆科植物，VA菌根+根瘤菌处理菌株的根瘤量和固氮酶活性都比未接种处理的菌株高。

3.钾素

钾在土壤中的移动性虽比磷要强得多，但在一般生长条件下往往在根吸收的周围仍能很快形成一个钾浓度亏缺区，从而限制了植物根系对钾的吸收。当土壤供钾水平不能满足植物生长的需要时，菌丝可以伸展到钾亏缺区以外，吸收根系吸收不到的钾并运输给植物，对改善植物的钾营养有一定的作用。

（二）VA菌根对植物抗性的影响

1.VA菌根对植物抗干旱性的影响

VA菌根能增强根系吸水能力而提高植株抗旱性。土壤水分长期处于亏缺状态虽不利于植物生长，但是，对菌根侵染和菌丝发育影响不大。VA菌根真菌主要是通过菌丝的吸收作用和改善植株矿质营养（尤其是磷）及内源激素平衡状况，从而影响植株的水分代谢，提高植物耐旱力。

2.VA菌根对作物抗盐、耐低温的影响

VA菌根具有耐盐碱、增强植物耐低温的能力，其中的机制目前还不是很清楚，可能是因为接种植株增强了磷素的吸收，磷是生物膜组分之一，磷素增加可能会稳定膜的结构，同时磷能促进体内各种代谢的正常进行，因此，增强了植株的抗性。

三、菌根菌肥料的使用方法及效果

（一）菌根菌对提高作物品质、产量的效果

蔡宣梅（2004）采用盆栽试验研究VA菌根菌（Gm）、重氮营养醋杆菌Pal5。菌株单接种及双接种对超甜玉米生长、磷营养和菌根侵染率的影响，结果表明，Gm单接种可显著提高玉米菌根侵染率，Pal5+Gm双接种可极显著提高玉米菌根侵染率；无论Gm、Pal5、单接种或Pal5+Gm双接种均能改善植株磷素营养，促进玉米生长，生物产量和单果重增加；双接种在提高菌根侵染率、促进植株生长方面表现出一定的正交互效应。

在豆科和禾本科混作体系中，混作较单作具有明显的产量优势，武帆（2009）研究了不同的供氮水平下，菌根真菌、根瘤菌双接种对大豆和玉米混作体系的氮素吸收作用，试验在东北农业大学进行，采用盆栽方法，设置两个氮水平，分别是不施氮（N1）和施氮（N2）200mg/kg，分别设置接种根瘤菌BA207、根瘤菌SH212、菌根真菌Gm、菌根真菌Gi和根瘤菌与菌根真菌的双接种，未接种为对照。研究结果表明，双接种SH212和菌根Gm显著提高了大豆和玉米的生物量，在不施氮的情况下，双接种SH212和菌根Gm使大豆和玉米的总生物量比对照增加了37.3%；且就平均而言，双接种真菌和根瘤菌显著提高了大豆的根瘤数；在施氮和不施氮的情况下，双接种SH212和菌根Gm的大豆和玉米混作体系中总的吸氮量分别比不接种处理高65.4%和41.5%。因此表明，在合理的施氮水平下，双接种菌根真菌和根瘤菌对大豆，玉米生长具有显著的促进作用。

（二）菌根菌在复垦土壤熟化上的应用效果

张淑彬等（2009）在内蒙古自治区露天煤矿区回填土壤有生态适应能力丛枝菌根真菌的筛选中发现，接种了菌株的沙打旺，生物量显著提高，而且植株的磷、氮营养也得到有效改善，其菌根的侵染率均在50%以上。这说明菌株在该土壤上具有良好的生态适应能力，有助于露天煤矿区植被重建和生态恢复等研究工作的进一步开展。

李建华（2009）通过盆栽试验研究了山西省襄垣县矿区复垦土壤中接种丛枝菌根真菌和根瘤菌对三叶草的生长状况及土壤养分的影响。结果表明，双接种丛枝菌根和根瘤菌能显著提高菌根侵染率和土壤中孢子密度，促进三叶草干物质的积累和对氮、磷元素的吸收，促进三叶草对土壤养分的活化，提高土壤养分利用率，加速矿区生态恢复。

在重金属污染土壤修复技术中，利用微生物菌根抑制植株对重金属的吸收是一种有效的方法。胡振琪（2007）采用盆栽模拟方法研究了镉污染土壤的菌根修复的影响，分别将丛枝菌根真菌Glomus diaphanum和Glomus mosseae接种于镉污染土壤中，研究两种菌根真菌对玉米生长及对Cd吸收、分配的影响。结果表明，与未接种的对照相比，接种Glomus diaphanum菌根使玉米的生物量增加了5.79倍，地上部镉含量降低了53.9%，地上部磷含量增加了4.6倍（菌丝侵染使植物将镉滞留在根部，抑制了镉向地上部的转移）。其中，接种Glomus diaphanum菌显著于接种Glomus mosseae菌。因此，在镉污染土壤原位修复中，接种Glomus diaphanum菌有助于抑制重金属迁移。

许永利（2010）采用室内盆栽法研究了唐山市首钢马兰庄铁尾矿直接植被恢复中丛枝菌根真菌的应用，接种幼套球囊霉菌（Glomus etunicatum）对紫花苜蓿根系具有较高的侵染率达80%以上；菌根促进铁尾矿中磷素含量增加。不同添加水平下，以2.5%（质量比）效果最好，可以作为适宜的接种量。总之，铁尾矿中接种幼套球囊霉（Glomus etunicatum）可显著提高紫花苜蓿根系的生长，改善根际微生物区系，增加尾矿中磷素的释放，有利于尾矿的植被复垦。

（三）菌根菌对有机污染土壤的修复作用

土壤中有机污染物由于它在环境中的持久性和对人体健康的潜在威胁越来越得到人们的关注，在污染土壤修复中生物修复与物理修复化学修复相比所具有的安全性、非破坏性和经济性的优点使其成为最具有前途的污染修复技术之一。

丁克强（2004）通过盆栽试验研究了黑麦草对土壤中苯并[a]芘动态变化的影响，3种苯并[a]芘处理浓度分别为1mg、10mg和100mg/kg。将苗龄为1周的黑麦草移植于受苯并[a]芘污染的土壤中，同时，设置有相同的苯并[a]芘处理浓度但不种植物的对照试验。在1mg、10mg、100mg/kg苯并[a]芘处理浓度下，黑麦草生长的土壤中苯并[a]芘的减少率分别达82.3%、74.0%和55.9%。结果还显示，随盆栽时间的延长，黑麦草根圈土壤中多酚氧化酶含量提高，这可能根圈土壤中可提取态苯并[a]芘含量降低有关。黑麦草的地上部可以积累苯并[a]芘，变幅在0.06～3.60mg/kg。初步认为，土壤具有缓解苯并[a]芘污染的自然本能，促进黑麦草生长，增强土壤多酚氧化酶活性，可提高黑麦草对苯并[a]芘污染土壤的修复能力。

第七节 光合细菌肥料

一、光合细菌的生物学特性

光合细菌（PhotosyntheticBacteria）简称PSB，广泛分布于湖泊、水田、污泥和作物根际土壤中，具有固氮能力，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌细胞直径大小为0.5～5μm，主要以二分分裂方式进行繁殖，少数为出芽生殖，一般没有形成芽孢的能力。光合细菌体内没有叶绿体和类囊体，但是，具有双层膜的类似叶绿体的结构，在此结构中，有类似于植物叶绿素γ的光合色素，即细菌叶绿素，有的还有大量的类胡萝卜素。细菌叶绿素和类胡萝卜素的光谱吸收处分别为715～1050nm和450～550nm。

光合细菌在分类地位上属于真细菌纲红螺菌目。目前，根据Bergey's细菌学分类手册（《伯杰细菌鉴定手册》）记载，着色菌科9个属、外硫红螺菌科1个属、红色非硫细菌6个属、绿硫细菌5个属、多细胞绿丝菌4个属、盐杆菌（Heliobacterium）2个属，共计有27属、66种。

根据光合作用是否产氧，光合细菌可分为不产氧光合细菌和产氧光合细菌（蓝细菌）；又可根据光合细菌碳源利用的不同，将其分为光能自养型和光能异养型，前者是以硫化氢为光合作用供氢体的，如紫硫细菌和绿硫细菌，后者是以各种有机物为供氢体和主要碳源的，如紫色非硫细菌，在实际生产应用中的大部分是不产氧型光合细菌。

二、光合细菌肥料的作用

1.光合作用

光合细菌的光合作用与绿色植物和藻类的光合作用机制有所不同，绿色植物和藻类的光合作用一般是将CO2转化为葡萄糖并释放出O2，光合细菌一般没有O2产生，有时会产生H2。大部分光合细菌还能以厌气的硫还原菌所产生的H2S、CO2为营养源进行光合生长。光合细菌在自然水域的厌气层和好气层都发生碳素循环，在厌气层中光合细菌除参与碳素循环外，还参与硫循环。

2.固氮功能

大多数光合细菌具有固氮酶。当PSB与异养细菌共培养时，它能利用异养细菌分泌的丙酮酸，在有氧条件下固定大气中的N2。例如，在水稻根际能与固氮菌群有效联合共生的荚膜红细菌（Rhodobacter capsulatus）能在固氮酶作用下，消耗三磷酸腺苷（ATP）及还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸酯）[NAD（P）H2]中的氢并释放电子，通过铁氧还蛋白（Fd）传至固氮酶的铁蛋白—钼铁蛋白上使N2还原为NH3。

3.提高植物抗病性和消除有害自由基，促进植物生长

光合细菌含有抗病毒因子，在光照及黑暗条件下均有钝化病毒之能力，阻止病原菌滋生。PSB能对危害卷心菜的镰刀菌能产生胞溶作用，减轻它们对植物的危害。PSB还能氧化或分解土壤中的H2S和胺等有毒有害物质，对土壤起着一定的解毒作用。PSB通过促进土壤放线菌的大量增殖，有利于减少或抑制土壤病原菌发生，保护了作物免遭病害。PSB还能提高植物体内过氧化物酶、SOD等抗氧化酶系统的活性，利于清除植物体内过多的活性氧等的危害。

4.对杀虫剂的降解作用

通过用不同浓度的光合细菌对杀虫剂（敌杀死、敌百虫、灭杀毙）作棚菜农药残留试验表明，随着喷施复合光合细菌浓度的增加，棚菜残留农药被降解的效果越来越好。复合光合细菌在生长过程中能够降解和利用化肥和农药，产生有用物质及分泌物成为各自或相互生长的营养和原料，应用光合细菌技术可达到降解农药残留。

5.在防治病虫害方面的应用

光合细菌能促进土壤中固氮菌、放线菌、根瘤菌、细菌的生长，抑制丝状真菌的生长。放线菌的增多有利于土壤中抗菌素和激素类物质的增加，对各种病害起一定的抑制作用，减少病害的发生。大面积使用光合细菌，有效地分解土壤中有害物质，在种植范围内形成稳定的光谱，利用害虫的趋光性，在一定程度上遏制害虫的危害。

6.进行水产禽蓄养殖

光合细菌是一种营养丰富、营养价值高的细菌，菌体含有丰富的氨基酸、叶酸、B族维生素，尤其是维生素B和生物素含量较高，还有生理活性物质辅酶Q（又叫泛醌）。光合细菌的体积为小球藻的1/20，特别适合作为刚孵出仔鱼的开口饵料。

三、光合细菌肥料在农业上的应用

1.PSB提高土壤生物活性

李俊峰等（2002）以冬小麦—夏玉米轮作模式为例，比较了光合细菌、有机肥、无机肥及其混合使用对土壤中生物群落、土壤理化性质及土壤养分和产量的影响，试验地点在山东省潍坊市尧沟村，供试土壤为黄褐土，土壤肥力均匀，光合细菌菌液pH值8.0，活菌数为16亿/ml。结果表明，光合细菌无论是单独使用还是同其他肥混用，都会在土壤中表现出一定的增殖特性，并使土壤中生物总量增加，从而促进土壤中物质的循环和能量流动。尤以光合细菌与有机肥复合使用效果最佳，与单用有机肥相比，土壤中微生物总量增加13.7%，光合细菌增加118.9%，固氮菌增加14.6%，放线菌增加18.98%；在0～20cm和20～40cm土层容重分别下降11.4%和13.3%，阳离子代换量增加7.9%和5.2%，有机质含量增加16.6%和24.2%，土壤全氮增加3.9%和26.3%，全磷增加2.9%和4.2%，碱解氮含量增加11.8%和8.2%，速效磷含量增加5.1%和8.6%，速效钾增加10.9%和13.4%，作物产量增加10.1%。

张信娣（2007）研究了光合细菌和有机肥对土壤主要微生物类群的影响，试验在绍兴市外山村农田进行，种植作物为马铃薯，将光合细菌（红螺菌科拟球形红假单胞菌）以菌肥形式施入土壤，并和有机肥（人、畜的粪便发酵液）比较，光合细菌和有机肥处理分别在每试验小区均匀施加20L光合细菌菌液、粪便发酵液，评价光合细菌对土壤微生物的作用效果，结果表明，光合细菌和有机肥显著促进土壤中放线菌、异养细菌、固氮菌、氨化细菌和硝化细菌的生长，而抑制反硝化细菌数量。施用光合细菌和有机肥可以改善土壤微生物区系，光合细菌作用比有机肥更稳定和持久。

2.PSB提高蔬菜品质和产量

谢修志（2009）研究了光合细菌菌剂对蔬菜（小白菜、菜心、芥菜和生菜）品质影响，光合细菌菌剂处理在种植期间每隔10d喷施1次稀释200倍的光合细菌菌剂（喷施至叶片有溶液滴下为准），喷施光合细菌菌剂可以增加蔬菜的亩产量。其中，上海青、生菜和黑叶白的增产较为显著，增产率分别达28.1%、27.8%和20.6%，其他供试作物的增产率为15%左右。喷施光合细菌菌剂后可以大幅度降低对人体有害的NO-3含量（菜心除外），小白菜降低最多，高达42.4%，上海青和黑叶自分别降低了36.5%和31.8%从而提高蔬菜的安全品质，蔬菜的可溶性糖含量都有增加。维生素C含量除了菜心变化不大外，其他供试蔬菜的维生素C含量均有较大幅度的增加。

吴小平（2003）研究了红螺菌（Rhodospira）（菌数1012个/L）对烟草、萝卜、地瓜和大豆等作物生长的影响，结果发现，光合细菌能使烟草、萝卜、地瓜和大豆分别增产13.6%、58.9%、78.6%和52.2%。在喷洒光合细菌的情况下，病毒造成的干物质积累量减少3.4%；而未喷洒光合细菌时，病毒造成的干物质积累量减少了22%。这说明光合细菌能诱导烟草产生抗病毒感染的活性，使病毒的危害减轻。

3.PSB提高水稻品质和产量

史清亮（2000）等把由红螺菌属（Rhodospirillum）、红假单胞菌属（Rhodopseudomonas）、红细菌属（Rhodobacter）和着色菌属（Chromatium）的一些种混合成复合菌液；另外，在培养基中加入1%～1.5%充磁后的钡铁氧体磁粉和0.01%稀土化合物来培养这些复合菌，获得磁性复合菌剂，分别稀释后，对水稻灌根和叶面喷施。结果是施用磁性和非磁性复合菌剂后，稻叶叶绿素含量均比对照的高0.05%，根际固氮活力高25.1%，分别增产13.9%和9.2%。分别把它们对玉米进行拌种和叶面喷施，玉米叶绿素含量和光合速率分别提高0.03%和5.2%，根际固氮活力高99.79%和52.2%。其中，盆栽玉米产量比对照高30.4%和27.2%，田间玉米产量高10.3%和7.99%，表明磁性PSB对作物的增产效果更好。

4.PSB降解土壤、作物残留农药

肖根林（2011）研究了光合细菌—紫色非硫菌群红细菌属的球形红细菌（Rhodobacter sphaeroides）提高铅、镉及呋喃丹复合污染土壤中酶活性的效果，供试土样取自山西省太原市土堂村庄稼地10～20cm深；Cd、Pb和呋喃丹浓度分别为20mg/kg、300mg/kg和50mg/kg。结果表明，该菌株提高转化酶和磷酸酶的最佳条件均为：pH值=7、温度30℃及加菌量108个/g土。在最佳条件下，转化酶和磷酸酶的活性分别相对提高52.65%和19.35%。因此，光合细菌能明显提高铅、镉和呋喃丹复合污染土壤酶的活性，改善土壤的环境质量，为光合细菌修复重金属及农药土壤污染的推广应用提供实验依据。

第八节 植物根际促生菌

一、PGPR菌的生物学特性

1904年，由德国微生物学家Lorenz Hiltner提出植物根际的概念，用以描述豆科植物根系与细菌的特殊关系。植物根际的微生物多而活跃，构成了根际特有的微生物区。根际微生物区系又主要以细菌为主，根据其对作物的作用，根际细菌（rhizobacteria）分为3类：有益（2%～5%）细菌、有害（8%～15%）细菌和中性（80%～90%）细菌，PGPR（Plant Growth Promoting Rhizobacteria）是指生存在植物根圈范围中，对植物生长有促进或对病原菌有拮抗作用的有益的细菌统称。其中，主要包括假单胞菌属（Pseudomonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）；而荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）在很多植物的根际都占据了绝对的优势，可达60%～93%的比例。此外，还包括产碱菌属（Alcaligenes）、节杆菌属（Arthrobacter）、固氮菌属（Azotobacter）、固氮螺菌属（Azospirillum）、肠杆菌属（Enterobacter）、欧义氏菌属（Erwinia）、黄杆菌属（Flavobacteria）、哈夫尼菌属（Hafnia）、克雷伯氏菌属（Klebsiella）、沙雷氏菌属（Serratia）、黄单胞菌属（Xanthomonas）和慢生型根瘤菌属（Bradyrhizobium）等。

根据PGPR定殖于根际的位置，又可将其划分为两类：一类是胞内PGPR（intracellular PGPR，iPGPR），其特征是通常只局限性地定殖于植物某些特殊组织或细胞内，可形成根瘤；另一类是胞外PGPR（extracellular PGPR，ePGPR），其特征是定殖于根系细胞外，不形成根瘤，但能依靠产生信号物质直接促进植物生长，或者提高植物抗性或加速土壤元素循环等，对其最早的研究主要集中于芽孢杆菌属、假单胞菌属和欧文氏菌属。

二、PGPR菌对作物的促生作用

1.生物固氮作用

某些PGPR可将空气中的分子态氮转化为有机氮，供自身和作物利用，这在很大程度上改善了作物的氮素营养，从而促进了作物增产。

2.溶磷作用

在植物根围普遍生存着能溶磷和解磷的细菌，这些细菌能够通过释放出有机酸如葡萄糖酸和2-酮葡萄糖酸来溶解无机磷，或分泌胞外磷酸酶降解有机磷，从而使磷被有效地吸收和利用。

3.产生铁载体

铁是植物的必需元素之一，某些PGPR可以通过生产和分泌各种具有高亲和力的铁载体，它能够结合Fe3+并将其还原成为植物体能够高效利用的Fe2+，PGPR产生的铁载体可与植物根际病原微生物争夺有限的铁营养，从而抑制了病原微生物的生长繁殖，起到生物防治的作用；同时，微生物铁载体可被生长在铁胁迫条件下的植物作为铁源直接利用，因而在植物铁营养方面也起了重要的作用，且植物可利用微生物产生的铁载体螯合的铁，从而改善了植物的铁营养，有效防治碱性缺铁土壤植物缺铁失绿症的发生。

4.产生植物激素

许多PGPR可以产生植物生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）和赤霉素（GA）等，促进了植物根系的生长发育以及有效吸收土壤中的水分和养分，同时，对植物的其他生命活动进行调控。

5.促进其他有益微生物与宿主的共生

PGPR能够刺激植物根部生长，为根瘤菌的感染和结瘤提供了很多机会。生物肥料的PGPR在有些情况下可以通过刺激宿主植物和有益根际真菌的共生，如丛枝菌根（AM）可促进植物的生长。虽然AM本身就能促进植物对各种土壤营养成分的吸收（特别是土壤中的磷元素），但研究证明，接种某些PGPR能促进植物与真菌之间的共生。

三、PGPR菌的生物防治机理

1.竞争和定殖优势

微生物之间的竞争包括两个方面，即营养竞争和位点竞争，在作物根表存在着这样一些部位，根及种子的分泌物较多，水分湿度大，即适合细菌生长和繁殖的有利位点，PGPR抢先占领这些位点，有效地利用根围营养和根分泌物，减少了病原菌所必需的营养物质；或者占据了生态位点，阻止和降低了有害菌在这些位点的建立。

2.抗生作用

抗生作用一直以来都被认为是假单胞菌类生防菌作用的重要方面。抗生素吩嗪酸（PCA）和2，4-二乙酰滕黄酚（Phl）为荧光假单胞菌土壤分离物中最典型的2种次生代谢产物，这些代谢物对防治由小麦全蚀病菌引起的小麦全蚀病起着重要的作用。

抗生素是微生物产生的低分子有机化合物，在许多细菌对病害的抑制中抗生素起着主要作用。同大多数生防因子一样，有些PGPR菌株产生的抗生素也是它们防病促生的重要因素。同一菌株可以产生多种不同抗生素，不同菌株也可产生同一种抗生素。已经分离鉴定的由PGPR产生的抗生素有吩嗪、藤黄绿脓菌素、硝基吡咯菌素、托酚酮脓青素和2，4-乙二酰藤黄酚等。

3.PGPR产生的嗜铁素的作用

存在于根围的病原菌由于得不到足够的铁就不能进行正常的生长和定殖，病原菌对嗜铁素抑制很敏感是因为：①病原菌自己不产生嗜铁素或产生极少，不能与铁结合或结合能力弱；②病原菌产生的嗜铁素结合的铁可被PGPR所利用，而PGPR产生的嗜铁素结合的铁不为病原菌所利用。

4.诱导系统抗性（简称ISR）

诱导系统抗性（ISR）就是利用生物或非生物的因子处理植物，使之形成了物理的或化学的障碍，从而产生抗性。关于PGPR的诱导抗性机制可能与脂多糖变化，引起植物生理变化，激活植物本身的抗病代谢过程等有关。利用PGPR诱导植物抗性的提高或激活植物防卫基因的表达，从而达到生防效果的提高，是生物防治策略的一个提高，使得生防技术摆脱以往单纯依靠定殖与拮抗作用的局面，因而对环境很友好。

5.有关HCN

多种荧光假单胞菌生防菌株均能产生HCN，作为一种生物杀菌剂（生物农药），有助于抑制烟草黑根腐病。

四、PGPR制剂生产

目前，国内外的活体PGPR生物制剂主要包含粉剂和颗粒剂两种产业化品种。PGPR微胶囊生物技术应用微胶囊技术已经广泛应用于食品、化工、医药和农药等各个行业领域，微胶囊技术，就是用特殊的方法将固体、液体或气体物质包埋封存在一种微型胶囊内而使其成为固体微粒产品，在需要时再将被包埋的内含物释放出来的一种技术。形成胶囊壁的物质称为壁材，大多数为天然或合成的高分子化合物，如明胶、阿拉伯树胶、海藻酸钠、环糊精以及纤维素衍生物等，壁材的物理化学性质在很大程度上决定着微胶囊产品的物理化学性质。被包埋的物质即核心物质称为心材，心材的选择较为灵活，可以是单一的固体、液体或气体，也可以是固液、气液混合体。微胶囊产品按胶囊壁材分类有单层和多层结构产品，按核心物质分类有单核、多核以及多核无定型等结构产品。粒子的大小一般在5～1000μm范围内，有肾形、球形、颗粒状等几种形状。

PGPR活菌制剂应用的一个难题就是菌剂的稳定性和商品货架期较短的问题，这也是其他生物制品面临的一个共同问题。由于芽孢杆菌含有抗逆性非常强的芽孢，因此能较好地克服这一障碍。可以想象，假如其他类型的细菌或者放线菌如能利用微胶囊生物技术，选择合适的材料与结构，不仅在PGPR菌种稳定性上发挥作用，而且有望形成新的应用模式和开发出性能更好的产品来。

五、PGPR制剂的使用方法

1.PGPR复合制剂

为使PGPR菌肥最大限度地在油菜根上定殖，发挥最佳促生效果，研究各种不同接种剂型对油菜生长的影响是必要的。李志新（2005）的研究结果发现油菜PGPR菌剂具有明显的促生作用，油菜PGPR菌剂具有明显的生防效果，能降低油菜菌核病的发病率；不同剂型间在效果上有一定差异，种子丸衣剂型及YUMI复合液体菌剂的生防促生效果最好，YUMI液体菌剂其次。

2.PGPR制剂与AM共接种

焦惠（2010）通过温室盆栽研究了植物促生根圈细菌（PGPR）接种时期和丛枝菌根（AM）真菌摩西球囊霉接种对番茄生长发育及根结线虫病的影响，采用盆栽模拟试验，播种前将5000接种势单位（IPU）AM真菌接种物加入花盆，采用灌根法（表层和深层结合）接种南方根结线虫3000卵/株。待幼苗4～5片叶期将其移栽盆内，同时接种PGPR和Mi，PGPR浓度为1.0×109CFU/ml菌悬液，每株接10ml。结果表明于番茄播种时接种AM真菌摩西球囊霉+移栽时接种芽孢杆菌和南方根结线虫的处理植株发病率和和病情指数最低、防效最高，分别为24.5%、12.5%和70.90%；并且显著增加番茄植株节点数、株高、茎粗、地上部干重及地下部干重。认为播种时接种AM真菌配合移栽时接种PGPR可以显著减轻南方根结线虫对番茄生长发育造成的危害程度，并且对南方根结线虫有较强的抑制效果。

土壤盐渍化是农业生产面临的最严重的非生物逆境之一，张丽辉（2010）通过盆栽试验研究了AM真菌与PGPR双接种对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响，试验中NaCl的浓度为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L和200mmol/L，结果表明：紫花苜蓿种子用菌株处理后，发芽率、发芽势和发芽指数都得到提高，尤其是用PGPR和AM真菌两种不同的菌株同时处理紫花苜蓿种子后，发芽率、发芽势和发芽指数都得到显著地提高，在NaCl溶液浓度为200mmol/L时发芽率在85%以上，发芽势高达85%，而此浓度下未用菌株处理的紫花苜蓿种子却不能萌发。表明PGPR和AM真菌两种不同的菌株同时作用下盐胁迫下紫花苜蓿种子能够有效地促进种子的萌发。

3.PGPR制剂拌种

目前，PGPR菌剂主要应用在一些粮食作物及经济作物中，表现出了明显的促生作用和生物防治效果。各种不同的PGPR接种剂在使用时可接种于作物种子表面（如做成种子丸衣）或种床下（如固体发酵）或蘸秧根或作为底施肥料施用于土壤，虽然都可在作物种子周围以及种子萌发后的根际形成一个有益的微生物区系，利于种子萌发和根系生长，但对不同作物效果有一定差别。

亚麻苗（芽）期病害严重，但从未找到既有效又不伤苗的拌种剂。吴昌斌（2006）用PGPR菌孢子粉用于亚麻拌种剂，试验结果表明，当菌粉用量达到种子量的0.7%时，可显著提高出苗率、保苗率，减少站杆麻的数量。在亚麻生物活性拌种剂研究的基础上，吴昌斌（2008）进一步开展了亚麻生态BB 肥的研究，试验结果表明，亚麻生态BB肥是亚麻地很有前途的肥料种类，由于生物肥有缓释作用，有希望解决亚麻地无长效肥料和亚麻孕蕾期以后供肥不足问题。唐周斌（2003）研究了PGPR 菌剂及可溶性腐殖酸对经济果林生长的影响，用PGPR 接种剂和腐殖酸型肥料的不同浓度对4年生的苹果进行喷施。结果显示，它具有防病、促进生长、增产、改良土壤等多种作用，植物表面吸收后，根际分泌物对土壤微生物有很大的影响。

第九节 复合微生物肥料

复合微生物肥料，是由特定微生物（如解磷、解钾、固氮微生物）或其他经过鉴定的两种以上互不拮抗的微生物与营养物质复合而成，是能提供、保持或改善植物营养，提高农产品产量或改善农产品品质的活体微生物制品。微生物指标是复合微生物肥料的核心，既要对其安全性进行严格控制，又要规定其发挥作用的合理含量指标，由于这类肥料产品施用量较一般微生物接种剂大得多，每克活菌含量应相对较低，一些单位根据试验认为最低每克活菌数不应低于0.20亿个。提倡和鼓励采用不同工艺技术，尽可能提高有效活菌含量和作用。此外，微生物肥料中营养添加物成分的含量和比例既要满足作物一定时期养分大的需求，又不能加入过多而抑制微生物的存活和发挥作用。

一、复合微生物肥料的主要类型

1.两种或两种以上微生物的复合，两种或两种以上微生物复合的微生物菌剂（肥）

可以是同一个微生物菌种复合；也可以是不同微生物菌种复合，如固氮菌、解磷菌和解钾菌分别发酵，混合后吸附，以增强微生物菌剂（肥）功效。采用两种或两种以上微生物复合，彼此必须无拮抗作用，而且必须分别发酵，然后混合。

2.一种微生物与各种营养元素或添加物、增效剂的复合

采用的复合方式为菌剂中添加大量营养元素，即菌剂和一定量的氮、磷、钾或其中1～2种复合；菌剂添加一定量的微量元素；菌剂添加一定量的稀土元素；菌剂添加一定量的植物生长激素；用无害化畜禽粪便、生活垃圾、河湖污泥作为主要基质。总之，无论哪一种方式，必须考虑到复合物的量、复合制剂中pH值和盐浓度对微生物有无抑制作用。常见的肥料有以下几种。

（1）微生物微量元素复合生物肥料

微量元素在植物体内是酶或辅酶的组成成分，对高等植物叶绿素、蛋白质的合成、光合作用以及养分的吸收和利用方面起着促进和调节的作用，如铝、铁等是固氮酶的组成成分，是固氮作用不可缺少的元素。

（2）联合固氮菌复合生物肥料

由于植物的分泌物和根的脱落物可以作为能源物质，固氮微生物利用这些能源生活和固氮，故称为联合固氮体系。我国科学家从水稻、玉米、小麦等禾本科植物的根系分离出联合固氮细菌，并开发研制出具有固氮、解磷、激活土壤微生物和在代谢过程中分泌植物激素等作用的微生物肥料，可以促进作物生长发育，提高小麦单位面积产量。

（3）固氮菌、根瘤菌、磷细菌和钾细菌复合生物肥料

这种生物肥料可以供给作物一定量的氮、磷和钾元素。制作方法是选用不同的固氮菌、根瘤菌、磷细菌和钾细菌，分别接种到各种菌的富集培养基上，放在适宜的温度条件下培养，当达到所要求的活菌数后，再按比例混合，即制成菌剂，其效果优于单株菌接种。

（4）有机—无机复合生物肥料

单独施用生物肥料满足不了作物对营养元素的需要，所以生物肥的增产效果是有限的，而长期大量使用化肥，又致使土壤板结，作物品质下降，口感不好，因此，在复合生物肥中加入化肥，制成有机—无机复合生物肥料，便成为人们关注的一种新型肥料。传统的微生物肥料产品中仅含有微生物和有机成分。与化学肥料相比，微生物肥料的推广使用虽然更符合食品安全的需求，但存在养分低、见效慢等不足。而在市场选择或农民使用中，希望将不同种类肥料的优点集于一体，同时达到减少化肥用量、增产、改善品质、保护环境安全的目的。随着生产工艺技术的突破，市场出现了含有无机成分的微生物肥料—复合微生物肥。这种肥料集微生物、有机和无机成分于一体，俗称“大三元”微生物肥料或“大三元”复合肥。

（5）多菌株多营养生物复合肥

这种生物肥料是利用微生物的各种共生关系，以廉价的农副产品或发酵工业的下脚料为原料，通过多种有益微生物混合发酵制成的微生物肥料。由于微生物的种类多，可以产生多种酶、维生素以及其他生理活性物质，可直接或间接促进作物的生长。

二、复合微生物肥料的使用方法及效果

梁利宝（2010）研究了不同培肥处理对晋南地区采煤塌陷地复垦不同年限土壤熟化的影响，该采煤塌陷复垦区位于山西省晋城市的北石店镇大张村，连续3年种植玉米进行土壤培肥熟化研究。土壤类型是石灰性褐土，当地主要种植玉米、小麦、豆子等作物。供试菌剂为从矿区当地尚未塌陷的熟土中分离的功能性微生物（包括解磷微生物、固氮微生物、解钾微生物）和当地的优势微生物经拮抗试验后，混合、扩大培养，经草炭吸附、晾干成菌肥，每克菌肥所含活性有益菌108个，结果表明，经过玉米、小麦的轮作后，各培肥处理对复垦土壤（不同年限）熟化有不同的效果。与对照相比，化肥+有机肥+菌肥处理的培肥效果最为显著，速效氮、磷增加了21.8%和25.5%，有机质增加了14.2%，微生物量碳、氮增加了17.2%和14.8%，转化酶、磷酸酶和脲酶的增量分别达到了10.2%、16.0%和25.0%。

梁利宝（2011）还研究了不同培肥处理对晋南地区采煤塌陷地复垦土壤生化作用强度及玉米产量的影响，结果表明，有机肥+化肥+菌肥处理的氨化、纤维素分解作用强度好于其余处理且在复垦第3年达到最高，与有机肥+化肥差异显著；有机肥+化肥+菌肥的产量高于其余处理，有机肥+化肥次之，除有机肥+化肥+菌肥与有机肥差异显著外，其余差异都不显著。

第十节 有机物腐熟剂

传统堆肥法通常都是采用改善环境条件或增加营养的方法，利用堆制原料中的土著微生物来降解有机污染物，但由于堆肥初期有益微生物量少，传统的堆肥不仅伴有恶臭、污水、蚊蝇，是一大污染源，而且耗时长，养料价值不高，而仅能作为一种较好的土壤调节剂和改良剂，难以适应经济发展需求。为了缩短堆肥时间，控制臭气，增加堆肥成品中有益微生物数目，提高有机肥肥效，国内外学者对将微生物接种技术应用于堆肥化进行了大量研究。有机物腐熟剂能加速各种有机物料（包括农作物秸秆、畜禽粪便、生活垃圾及城市污泥等）分解、腐熟的微生物活体制剂（NY 609—2002）。

有机物腐熟剂按产品的形态不同可分为液体、粉剂和颗粒3种剂型。有机物腐熟剂中含有能分别适应各温区的特定微生物如细菌、真菌、放线菌和酵母菌等，且这些菌经专门工艺发酵并复合在一起，互不拮抗，相互协同，有其独特的优势，比土著微生物适应性强，可促进有机固体废弃物转化为优质的生物有机肥料，是处理有机固体废弃物的一项有效的实用微生物接种技术。它不仅对有机物料有强大腐熟作用，而且在发酵过程中还繁殖大量功能细菌并产生多种特效代谢产物（如激素、抗生素等），从而使有机废物经堆肥化处理后的堆肥成品肥效高，刺激作物生长发育，提高作物抗病、抗旱、抗寒能力，功能细菌进入土壤后，表现出综合作用，可以增加土壤养分、改良土壤结构、提高化肥利用率。

一、常见的有机物腐熟剂

由于堆肥原料多样，成分复杂，单一微生物作用有限，生产上堆肥接种多采用复合微生物菌剂，现选择几种相对工艺成熟、质量稳定、生产上被广泛应用的堆肥接种剂介绍如下。

1.EM菌

EM（Effective Microrganisms）是有效微生物菌群的英文缩写，是20世纪80年代初日本琉球大学比嘉照夫研制出的一种新型复合微生物菌剂，是一种活性很强的有益微生物菌群，主要由光合细菌、放线菌、酵母菌、乳酸菌等多种微生物组成，具有快速繁殖、发酵、除臭、杀虫、杀菌和干燥等功能。在畜禽粪便与秸秆等混合料中加入EM菌剂进行堆积发酵，有益微生物迅速繁殖，快速分解粪便和秸秆中有机质，产生生物热能，堆料温度可升至60～70℃，抑制或杀死病菌、虫卵等有害生物；并在矿质化和腐殖质化过程中，释放出氮、磷、钾和微量元素等有效养分；还可以吸收、分解恶臭和有害物质。EM菌于20世纪90年代初引进我国，目前，已在世界90多个国家和地区得到广泛应用。EM菌除用于堆肥接种外，还在畜禽养殖上用作添加剂，水产养殖上作净水剂，环境工程上作除臭剂。

2.酵素菌（BYM）

酵素菌是20世纪40年代由日本岛本工业株式会社研制，是一些能大量产生各种加水分解酶的好气性有益微生物组成的复合菌群，酵素菌主要成分构成主要有固氮菌、解磷菌、解钾菌、酵母菌、放线菌、真菌以及多种对植物有益的菌群。酵素菌除了具有一般微生物的普遍特性外，由于其特殊的菌种组合，决定了它独有的基本特性。它不仅能分解农作物秸秆等各种有机质而且能分解土壤中残留的化肥、农药等化学成分，还能分解沸石、页岩等矿物质，它在分解发酵过程中能生成多种维生素、核酸、菌体蛋白等发酵生成物，营养价值相当丰富。应用酵素菌技术制作的肥料其有益微生物能够杀死土壤中的病原菌，可全面改良土壤达到土质松软、透气、保水、保肥、抗旱、耐涝、提高地温和地力，克服农作物重茬病，有效控制病虫害，稳定增加产量，并能极大改善农产品的品质和口感的目的。酵素菌堆肥通常用作基肥，施入土壤后，能够控制土壤的各种病害传播，克服作物的重茬病害，并能产生大量的腐殖质，改善土壤的理化性状；能够增强土壤的保水保肥能力，提高地温3～5℃。

（1）好气性

由于酵素菌主要由一些好气性或兼性微生物组成，繁殖速度快，抗杂菌特别是厌氧杂菌感染能力强，所以酵素菌的扩繁多采用开放式固态发酵工艺。

（2）好磷性

酵素菌在繁殖（发酵）过程中适当补充磷素可提高繁殖效率，同时通过酵素菌发酵处理，还能提高磷素的利用率。

（3）互补性

酵素菌在菌种构成上考虑了不同微生物间的作用互补，在一定程度上能减缓因少数菌株退化而导致产品质量下降的影响。

3.VT菌

VT菌是北京沃土实验室和中国农业大学历经数年努力的研究成果，是目前国内同类微生物菌剂中复合程度较高、菌种来源及构成较广泛、生产工艺较先进的一项产品，主要用于有机废弃物堆肥的一种复合微生物菌剂。实验分析及田间试验表明，该菌剂无论是在理化、生物性状还是在功能作用方面都已达到甚至超过国外先进微生物制剂水平，是快速处理有机废弃物的理想选择。VT菌主要由乳酸菌、酵母菌、放线菌和丝状真菌这四组微生物构成。其中，不同菌种的基本作用机理如下。

（1）乳酸菌

适应温度范围宽，有助于前期升温；可产生细菌素类物质，拮抗抑制致病菌；产生有机酸中和碱性物质，降低氨的挥发。

（2）酵母菌

可促进堆肥前期升温；产生有机酸，降低氨的挥发。

（3）链霉菌

高温阶段产生抗生素，可抑制致病菌；同时生长阶段产生纤维素酶分解纤维素，并在较长时间维持分解半纤维素的活性；产生磷酸酶，植酸酶和甘油磷酸酶，矿化复杂的有机磷酸盐。

（4）曲霉

降解脂肪类物质，产生有益的酶类、糖代酶、淀粉酶，分解纤维素，促进秸秆腐熟；将蛋白质分解成氨基酸，淀粉分解成糖。

（5）毛霉

产生淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶，分解淀粉、蛋白质、脂肪等有机质。

在接种VT菌进行堆肥化过程中，伴随着VT菌的繁殖，其代谢产物酶类也大量产生，通过这些活菌及酶的作用，不仅可降解有机废物中的蛋白质、脂肪、纤维素、木质素及糖类，加快有机废物的腐殖化、矿质化进程，提高速效养分含量，同时还能有效抑制腐败菌的产生或繁殖，改善生产环境，控制土传病害发生。

二、有机物腐熟剂的使用方法

1.堆肥接种

胡菊（2006）研究了VT菌剂接种堆肥的作用效果及生物效应，试验在中国农业大学科技园进行，采用室外露天堆肥。堆肥原料为鸡粪和锯末，试验开始时先将堆肥物料干重0.1%的红糖溶于水，加入堆肥物料干重0.2%的VT菌剂，再加入少许麦麸作为菌剂的吸附剂，然后将麦麸与堆肥原料混匀，进行堆肥，堆肥时间从6月中旬开始，控制在1个月左右。对接种VT菌剂与空白处理堆肥过程进行物理化性质、微生物指标分析比较。结果表明，在堆肥降温阶段接种VT菌比空白处理温度下降缓慢，接种处理温度高于空白的温度；接种处理比空白处理的C/N值降幅大；在堆肥中接种处理的细菌、酵母菌和放线菌的数量均比空白多，真菌数量差别不大，并且纤维素酶和脲酶活性均比空白的高，接种能使堆肥中微生物数量增多及活动强度增大：在玉米和油菜产量和品质等指标上，接种处理略好于空白堆肥处理；同时，接种比空白处理的花卉观赏性强。因此。接种VT菌剂可促进堆肥有机物质分解及利用，有效杀灭病原菌，加快堆肥腐熟，提高堆肥产品质量。

刘益仁（2006）研究了微生物发酵菌剂对猪粪堆肥腐熟的影响，试验地点设在江西省农业科学院畜牧兽医研究所种猪场，试验对象为自制的畜禽废弃物发酵菌剂，填充料为稻草和风化煤，各种原料配比为鲜猪粪：稻草：风化煤=6.5：2：1，混合后堆肥的C/N为25.4：1，堆肥过程添加自制除臭剂，堆肥初始水分含量为62%。结果表明，添加微生物发酵菌剂堆肥温度第6d达到50℃，50℃以上持续时间达7d，符合粪便无害化卫生标准要求，C/N第20d下降为19.7：1，第25d含量减少至72.6mg/kg，水溶性碳降低至 4.7g/kg，种子发芽指数达到81.4%，上述指标均达到腐熟要求；对照堆肥温度第12d 达到50℃，50℃以上持续时间为 3.5d，第25d C/N为 22.8∶1，7364含量为973.4mg/kg，水溶性碳含量为12.8g/kg，种子发芽指数为47.5%，均未达到腐熟要求；此外，添加菌剂处理堆肥物理性状明显改善，臭味明显减少，说明接种微生物发酵菌剂能明显加速堆肥的腐熟进程。

刘益仁（2006）研究了微生物发酵菌剂对猪粪堆肥腐熟的影响，试验地点设在江西省农业科学院畜牧兽医研究所种猪场，试验对象为自制的畜禽废弃物发酵菌剂，填充料为稻草和风化煤，各种原料配比为鲜猪粪：稻草：风化煤=6.5：2：1，混合后堆肥的C/N为25.4：1，堆肥过程添加自制除臭剂，堆肥初始水分含量为62%。结果表明，添加微生物发酵菌剂堆肥温度第6d达到50℃，50℃以上持续时间达7d，符合粪便无害化卫生标准要求，C/N第20d下降为19.7：1，第25d含量减少至72.6mg/kg，水溶性碳降低至 4.7g/kg，种子发芽指数达到81.4%，上述指标均达到腐熟要求；对照堆肥温度第12d 达到50℃，50℃以上持续时间为 3.5d，第25d C/N为 22.8∶1，7364含量为973.4mg/kg，水溶性碳含量为12.8g/kg，种子发芽指数为47.5%，均未达到腐熟要求；此外，添加菌剂处理堆肥物理性状明显改善，臭味明显减少，说明接种微生物发酵菌剂能明显加速堆肥的腐熟进程。

2.EM的作用

郑兆飞（2008）研究了EM有机生物肥对毛竹林地土壤性质的影响，试验地位于福建省南平市延平区大横镇溪源村毛竹林丰产示范基地，EM的主要成分有光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、革兰氏阳性放线菌群、发酵系的丝状菌群、双歧杆菌、芽孢杆菌等，试验结果表明，施EM有机生物肥有利于提高土壤的速效性养分，增强土壤的供肥能力特别是速效养分含量；同一土层毛竹林地土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度以及通气度等土壤孔隙组成指标呈现出EM有机生物肥>鲜鸡粪>对照>复合肥；施EM有机生物肥能明显地增加细菌和真菌数量，分别是对照区的3.45倍和3.53倍，但对土壤放线菌数量无明显影响；施EM有机生物肥极显著增加了毛竹林地土壤过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶和磷酸酶的活性，依次是对照区的6.19倍、4.04倍、3.69倍和2.44倍，但对土壤蔗糖酶活性无明显影响。

周莉华（2005）研究了长期施用EM生物有机肥对冬小麦生产的影响，试验地点是中国农业大学曲周实验站，试验始于1993年，每年种植冬小麦—夏玉米两季，施用不同肥料处理十年后，通过小区对比试验，分析EM生物有机肥、普通堆肥、化肥、不施肥对小麦生产的效果差异，结果表明EM生物有机肥比普通堆肥增产8.4%～8.9%比化肥增产17.2%～32.4%，孕穗期小麦植株干物质积累量比其他处理高1.5%～194.2%，麦籽粒平均灌浆速率提高6.6%～16.4%。此外，在品质方面，小麦籽粒粗蛋白含量提高4.9%～19.9%。综合来看，长期施用EM生物有机肥不但可以提高冬小麦的产量，还能有效地改善品质。