微生物肥料的作用機(jī)理
2017-04-19 來自: 鶴壁市百惠生物科技有限公司 瀏覽次數(shù):1503
1、菌類與作物的共生共榮效應(yīng) 同種的生物可以有共生效應(yīng),不同種的生物也有共生效應(yīng)。生物學(xué)上所說的“共生”含義,主要是指不同種的兩個(gè)個(gè)體在生活中彼此相互依賴的現(xiàn)象。例如,有一種植物名叫地衣??伤⒉皇菃我坏闹参铮怯稍孱惡驼婢餐M成的復(fù)合體。藻類進(jìn)行光合作用制造有機(jī)養(yǎng)料,菌類則從中吸收水分和無機(jī)鹽,并為藻類進(jìn)行光合作用時(shí)提供原料,同時(shí)使藻類保持一定的濕度。
菌根是自然界中一種普遍的植物共生現(xiàn)象,是土壤中的菌根真菌菌絲與高等植物營養(yǎng)根系形成的一種聯(lián)合體。共生真菌從植物體內(nèi)獲取必要的碳水化合物及其他營養(yǎng)物質(zhì),而植物也從真菌那里得到所需的營養(yǎng)和水分等,從而達(dá)到一種互利互助的高度統(tǒng)一的聯(lián)合體。研究表明95%的植物根部都有共生真菌的蹤跡,菌根能促進(jìn)作物的生長發(fā)育,提高作物的產(chǎn)量、品質(zhì)在許多試驗(yàn)中已得到證實(shí)。建立一個(gè)以作物——菌根真菌共生體為中心的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系不僅能增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益,而且是建立可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的途徑之一。
現(xiàn)代科學(xué)已能確認(rèn)植物與微生物間不可分離的共生關(guān)系。植物根部分泌物質(zhì)來供應(yīng)微生物的需求,同時(shí)微生物也生產(chǎn)各種不同物質(zhì)來回報(bào)植物體,兩者實(shí)際上乃是共生的伙伴。要使植物生長茂盛,除了水分、養(yǎng)分之外,足夠的有益微生物乃是最重要的必要前提。
植物體包括根、莖、葉、花、果實(shí),事實(shí)上它整體的表面穿著有一件微生物的外衣。在土壤中根的表面周圍約5厘米的范圍內(nèi),重重地圍繞著高密度的微生物,稱之為“根圈菌”。植物排出其特有的分泌物吸引無數(shù)的根圈微生物于其周圍,使得根部周圍的微生物密度遠(yuǎn)超出非根部的土壤區(qū)域,生活在根圈的微生物也分泌出各種有機(jī)物,包括氨基酸、低分子醣類、低分子核酸、生長激素及各種酵素等等,這些有機(jī)物對植物生長、生殖等生理作用有顯著的效果,對農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)與量的提升貢獻(xiàn)很大。也有的微生物侵入根部組織內(nèi),在根細(xì)胞繁殖,這類稱之為“菌根菌”,但它不但不破壞根部組織,卻更能與根部細(xì)胞交換物質(zhì),共存共榮,促使根部活力、吸收力的增強(qiáng),有利于植物健全的生長與自然抗病力的加強(qiáng)。在植物體表面也附著有無數(shù)的微生物,這一些微生物的存在,不但能使植株強(qiáng)壯,更能保護(hù)植物、減少病害。要達(dá)到有機(jī)農(nóng)業(yè)“減農(nóng)藥”、“減化肥”的目標(biāo),就決定于有益微生物在耕地上的培養(yǎng)之成功與否。
2、養(yǎng)分協(xié)調(diào)效應(yīng) 微生物肥料主要依靠微生物新陳代謝活動(dòng)發(fā)揮肥效,具有有機(jī)肥的長效性和化肥的速效特性,對蔬菜作物營養(yǎng)供應(yīng)平穩(wěn)且全面。由于氮素營養(yǎng)來源于生物固氮,而且固氮活性受植物對氮元素營養(yǎng)需要生理習(xí)性的調(diào)控,只要作物不斷對氮素營養(yǎng)需要,在滿足固氮微生物所需要的固氮條件的基礎(chǔ)上,氮素營養(yǎng)就會(huì)得到保證。磷、鉀等元素依靠微生物對難溶性磷、鉀的逐步緩慢分解為有效成分被蔬菜作物漸漸吸收。合理施用微生物肥料,如根瘤菌類肥、固氮菌類肥、解磷菌類肥、解鉀菌類肥及幾種菌類的復(fù)合肥,有助于土壤中營養(yǎng)元素肥效的提高,減少化肥施用量。
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)。這說明,僅靠大量增施化肥來提高作物產(chǎn)量是有限的,更何況還有污染環(huán)境等一系列的問題。為此各國科學(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題上有獨(dú)到的作用。所以,根據(jù)我國作物種類和土壤條件,采用微生物肥與化肥配合施用,既能保證增產(chǎn),又減少化肥使用量,降低成本,同時(shí)還能改善土壤及作物品質(zhì),減少污染。
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),與植物粘液,礦物膠體和有機(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。
微生物肥料提供對作物生長有益的微生物,通過其分解、轉(zhuǎn)化等作用,土壤中有很多種養(yǎng)分才能被作物吸收利用。有益微生物含量少的土地,農(nóng)作物必需的營養(yǎng)元素就不能被很好吸收和利用。有針對性地使用微生物菌肥料,就像我們發(fā)饅頭需要用“老面”、做泡菜需要用“老鹽水”一樣,可以顯著地提高土壤肥力,增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)量,促進(jìn)植物生長,還能長效地修復(fù)和保護(hù)地力,讓土壤有“后勁”。
3、生物固氮效應(yīng) 微生物肥料最為重要,也是研究和應(yīng)用歷史最長的品種是根瘤肥料,當(dāng)肥料制品中的根瘤菌侵入相應(yīng)豆科植物形成根瘤并演變?yōu)轭惥w之后,利用豆科植物宿主提供的光合作用產(chǎn)物將空氣中的氮?dú)猓∟2) 固定為氨(NH3)。盡管大氣中的氮?dú)庠诳諝庵姓?9%,只有將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨或其化合物之后,植物才能吸收利用,這種轉(zhuǎn)化過程如果是在高溫高壓和有催化劑的條件下實(shí)現(xiàn)的,就被稱之為工業(yè)固氮,其生產(chǎn)成本不僅高,而且需要大量的不可再生的能源(石油、天然氣)才能實(shí)現(xiàn),同時(shí)這類制成品的利用率不高(例如尿素的利用率一般為30~40%左右,碳酸氫銨的利用率就更低了)。許多固氮微生物,尤其是共生固氮的根瘤菌,均有固氮酶,它們在常溫常壓下即可將氮轉(zhuǎn)化為氨,根瘤中固定的氮可以全部為植物吸收利用,所以其利用率比化學(xué)氮肥高得多。這些優(yōu)質(zhì)氮素化合物可以供給豆科植物一生中的主要氮素需要。如果根瘤菌肥料中使用的是經(jīng)過選育優(yōu)良菌種,加之制品中的數(shù)量優(yōu)勢,在與土著(野生)群體根瘤菌競爭當(dāng)中占據(jù)有利位置,不僅可以取得增產(chǎn)增收的效果,而且可以節(jié)約大量的氮素化肥。減少環(huán)境污染和節(jié)約生產(chǎn)成本。
“土著”的概念,是相對于外來殖民者而言。土著人是指在殖民者從其他地方來到之前,就住在他們土地上的人民。他們的祖先在不同文化、或不同種族的人來的時(shí)候,就已居住在一個(gè)國家或一個(gè)地理區(qū)域。新來者后來通過征服、占領(lǐng)、殖民等手段,占有了統(tǒng)治地位。土壤中微生物也是如此,外來有益菌多了,就能占領(lǐng)原有也就是土著有害菌的地盤,使其不能快速繁殖。
4、激素刺激效應(yīng) 微生物肥料的使用,促進(jìn)了刺激素即植物生長類激素的產(chǎn)生,調(diào)節(jié)、促進(jìn)作物的生長發(fā)育。硅酸鹽菌劑可以促進(jìn)赤霉素、生長素和其他活性物質(zhì)的產(chǎn)生;固氮菌劑分泌維生素B1、維生素B2、維生素B12和吲哚已酸生長素等,這些生長刺激素對于作物的生長發(fā)育有一定的調(diào)節(jié)和促進(jìn)作用。
5、抗病抑蟲效應(yīng) 主要表現(xiàn)在3個(gè)方面:有些微生物肥料的菌種接種作物后,由于在作物根部大量生長繁殖形成優(yōu)勢種群,除了自身的作用外,還能抑制或減少病原微生物的繁殖機(jī)會(huì),有的本身就有拮抗病原微生物的作用。
微生物肥料施入土壤后,放線菌的次生代謝產(chǎn)物,如抗生 素類物質(zhì)、氰化物等可以抑制土著病原菌對植物根部的侵染。某些假單孢菌產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物如鐵載體、假單孢菌素或是抑制了有害微生物的種群數(shù)量或是可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性,激活防衛(wèi)機(jī)制,減少或降低病害的發(fā)生。
生物菌可誘導(dǎo)植物的過氧化物酶、多酚氧化酶、葡聚糖酶等參與植物對有害微生物的防御反應(yīng)。施用微生物肥料,作物生長健壯,增強(qiáng)作物的抗病能力滿田春生物菌肥可抑制多種病原真菌、細(xì)菌和線蟲性病害。對立枯病、黃萎病、黑斑病、霜霉病、根腐病、晚疫病和根結(jié)線蟲病等都有明顯的抑菌防病的作用。
下面重點(diǎn)說一說微生物肥的防治根結(jié)線蟲機(jī)理:
(1)過微生物的活動(dòng),破壞線蟲賴以生存的環(huán)境條件,如:酸堿度等。
(2)延長線蟲的繁殖周期,減弱線蟲個(gè)體的危害。
(3)微生物肥可促進(jìn)生根,相對減輕線蟲危害,能增產(chǎn)。
根結(jié)線蟲的發(fā)生原因及規(guī)律:過量盲目施肥造成土壤有益菌減少,有害菌增多,土壤酸化,是線蟲發(fā)生的促進(jìn)因素。土壤酸度越大,線蟲危害越嚴(yán)重,尤其是過量施用未腐熟的鮮雞糞的老棚發(fā)病重。線蟲在土壤中可存活3~5年,土壤溫度25~30℃,土壤濕度40%時(shí),線蟲發(fā)育最快,高于40℃或低于10℃,幼蟲停止活動(dòng),致死溫度為55℃10分鐘,在27℃時(shí)完成一代需25~30天,分布在5~50厘米的深層土壤中,隨著溫度濕度變化及殺蟲劑的施用,可在土壤中驅(qū)避性移動(dòng)。
傳播途徑:可通過病土、病殘根、借刮風(fēng)、下雨、灌水等自然移動(dòng)性傳播,也可通過病苗、雞糞土雜肥、農(nóng)事操作、人員走動(dòng)、農(nóng)具,尤其是旋耕機(jī)、挖掘機(jī)等攜帶性傳播。
防治措施:在盡可能的消除線蟲傳播途徑的條件下,合理用肥,施用生物菌肥和生物有機(jī)肥可收到較好的預(yù)防效果,由于線蟲分布在5~50厘米深的土層,最 好采取“三段”防治法,常年應(yīng)用。
(1)定植前地表15~20厘米土層內(nèi)均勻施入微生物有機(jī)肥,每畝用量為500~1000公斤或是根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增減用量。
(2)定植后30~45天,沖施微生物菌肥對根系周圍20厘米的土內(nèi)線蟲有較好的防治效果。
(3)每隔15~20天左右再?zèng)_一次微生物菌肥,防止30~50厘米的土層內(nèi)線蟲的危害。
生物肥與化學(xué)農(nóng)藥的本質(zhì)區(qū)別是,后者往往重在“治標(biāo)”,出了問題才被動(dòng)采取對策,而生物肥則是“標(biāo)本兼治”,著重從根本上改善土壤生態(tài)環(huán)境,調(diào)整土壤微生物的種群結(jié)構(gòu),營造一個(gè)不利于發(fā)病而利于作物生長的土壤生態(tài)環(huán)境,寓治于防,達(dá)到“以正壓邪”的目的。