一、土壤微生物

土壤微生物是土壤生物的一個(gè)組成部分，是指土壤中肉眼無法分辨的活有機(jī)體，只能在實(shí)驗(yàn)室中借助顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察，一般以微米（μm）或納米（nm）作為測量單位。土壤微生物對土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變等均有重大影響。

（一）土壤微生物的類群

土壤微生物包括細(xì)菌、放線菌、真菌、藻類和原生動物五大類群。

1.細(xì)菌

單細(xì)胞生物，個(gè)體直徑0.5～2.0 μm，長度1～8 μm。按體形分球菌、桿菌和螺旋菌；按營養(yǎng)類型分自養(yǎng)細(xì)菌和異養(yǎng)細(xì)菌；按呼吸類型分好氣性細(xì)菌、嫌氣性細(xì)菌和兼性細(xì)菌。

細(xì)菌參與新鮮有機(jī)質(zhì)的分解，對蛋白質(zhì)的分解能力尤強(qiáng)（氨化細(xì)菌）；并參與硫、鐵、錳的轉(zhuǎn)化和固氮作用。每克表層土壤中含細(xì)菌幾百萬至幾千萬個(gè)，是土壤菌類中數(shù)量最多的一個(gè)類群。

2.放線菌

單細(xì)胞生物，呈纖細(xì)的菌絲狀。菌絲直徑0.5～2.0 μm。土壤中常見的有鏈霉菌屬（Streptomyces）、放線菌屬（Actinomyces）、諾卡菌屬（Nocardia）和小單孢菌屬（Micromonospora）。

放線菌具有分解植物殘?bào)w和轉(zhuǎn)化碳、氮、磷化合物的能力。某些放線菌還能產(chǎn)生抗生素，是許多醫(yī)用和農(nóng)用抗生素的產(chǎn)生菌。每克表層土壤含放線菌幾十萬至幾千萬個(gè)，是數(shù)量上僅次于細(xì)菌的一個(gè)類群。

3.真菌

大多為多細(xì)胞生物，部分為單細(xì)胞生物。個(gè)體較大，呈分枝狀絲菌體，細(xì)胞直徑3～50 μm。土壤中常見的真菌有青霉（Penicillium）、曲霉（Aspergillus）、鐮刀菌 （Fusarium）、毛霉（Mucor）屬。

真菌參與土壤中淀粉、纖維素、單寧的分解以及腐殖質(zhì)的形成和分解。每克表層土壤只含真菌幾千至幾十萬個(gè)，是土壤菌類中數(shù)量最少的一個(gè)類群，但其生物量〔指每平方米面積中菌體的重量（g）〕高于細(xì)菌和放線菌。

4.藻類

土壤中的藻類大都是單細(xì)胞生物，也有多細(xì)胞絲狀體，直徑3～50 μm，喜濕，多棲居于土壤表面或表土層中，數(shù)量較菌類少。

土壤中常見的有綠藻、藍(lán)藻和硅藻。藍(lán)藻中有的種類能固定空氣中的氮素。

5.原生動物

單細(xì)胞生物，以植物殘?bào)w、菌類為食料。土壤中常見的有根足蟲、纖毛蟲和鞭毛蟲等。

（二）土壤微生物的作用

大部分微生物在土壤中營腐生生活，靠現(xiàn)成的有機(jī)物取得能量和營養(yǎng)成分，主要作用如下：

1.作為土壤的活躍組成成分，土壤微生物的區(qū)系組成、生物量及其生命活動與土壤的形成和發(fā)育有密切關(guān)系。同時(shí)，土壤作為微生物的生態(tài)環(huán)境，也影響微生物在土壤中的消長和活性。

2.參與土壤有機(jī)物質(zhì)的礦化和腐殖質(zhì)化過程；同時(shí)通過同化作用合成多糖類和其他復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)，影響土壤的結(jié)構(gòu)和耕性。土壤微生物的代謝產(chǎn)物還能促進(jìn)土壤中難溶性物質(zhì)的溶解。微生物參與土壤中各種物質(zhì)的氧化—還原反應(yīng)，對營養(yǎng)元素的有效化也有一定作用。

3.參與土壤中營養(yǎng)元素的循環(huán)，包括碳素循環(huán)、氮素循環(huán)和礦物元素循環(huán)，促進(jìn)植物營養(yǎng)元素的有效性。

4.某些微生物有固氮作用，可借助其體內(nèi)的固氮酶將空氣中的游離氮分子轉(zhuǎn)化為固定態(tài)氮化物。

5.與植物根部營養(yǎng)關(guān)系密切。植物根際微生物以及與植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能為植物直接提供氮素、磷素和其他礦質(zhì)元素的營養(yǎng)以及各種有機(jī)營養(yǎng)，如有機(jī)酸、氨基酸、維生素等。

6.能為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)提供有效菌種，培育高效菌系，如已在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的有根瘤菌劑、固氮菌劑和抗生菌劑等。

7.某些抗生性微生物能防治土傳病原菌對作物的危害。

8.降解土壤中殘留的有機(jī)農(nóng)藥、城市污物和工廠廢棄物等，降低殘毒危害。

9.某些微生物可用于沼氣發(fā)酵，提供生物能源、發(fā)酵液和殘?jiān)袡C(jī)肥料。

二、微生物肥料

微生物肥料是以微生物的生命活動導(dǎo)致作物得到特定肥料效應(yīng)的一種制品，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用肥料的一種。其在中國已有近50年的歷史，從根瘤菌劑—細(xì)菌肥料—微生物肥料，從名稱上的演變已說明我國微生物肥料逐步發(fā)展的過程。

（一）微生物肥料的分類

1.按照微生物分類學(xué)進(jìn)行分類

（1）細(xì)菌性微生物肥料。肥料中添加了在微生物分類學(xué)上為細(xì)菌界的微生物肥（表18）。

表18??????????????????????????????????????????細(xì)菌微生物肥料分類

（2）真菌性微生物肥料。常見的真菌性微生物肥料是酵母菌肥，酵母菌屬于原生生物界、子囊菌門、酵母菌科的真菌微生物。

2.按照肥料中含有微生物種類多少分類

（1）單一微生物肥料。如根瘤菌劑，是指以根瘤菌為生產(chǎn)菌種制成的微生物制劑產(chǎn)品，它能夠固定空氣中的氮元素，為宿主植物提供大量氮肥，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。

（2）復(fù)合微生物肥料。如EM菌是以光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌為主的10個(gè)屬80余個(gè)微生物復(fù)合而成的微生物菌制劑。

3.按照微生物肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用分類

（1）發(fā)酵類微生物肥料。秸稈腐熟劑、EM肥，能夠加快土壤或有機(jī)肥中有機(jī)物的發(fā)酵腐熟，縮短有機(jī)物的礦物化過程。

（2）固氮菌生物肥料。含有根瘤菌（固氮）微生物肥料，能夠把空氣中的氮素固定轉(zhuǎn)化為作物可以吸收利用的氨態(tài)氮，改善作物氮營養(yǎng)狀況。

（3）多功能微生物肥料。除具有改善土壤結(jié)構(gòu)、增加作物營養(yǎng)條件功能外，還具有防治作物土傳病害的功效，增強(qiáng)作物的抗逆性等，如芽孢桿菌類菌肥。

（二）主要微生物菌群概述

1.光合菌

指在厭氧條件下，能利用光能作為能量來源進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌統(tǒng)稱為光合細(xì)菌，是地球上最早出現(xiàn)的具有原始光能合成體系的原核生物。根據(jù)光合作用是否產(chǎn)氧，可分為不產(chǎn)氧光合細(xì)菌和產(chǎn)氧光合細(xì)菌；又可根據(jù)光合細(xì)菌碳源利用的不同，將其分為光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)型，前者是以硫化氫為光合作用供氫體的紫硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌，后者是以各種有機(jī)物為供氫體和主要碳源的紫色非硫細(xì)菌。

（1）生物學(xué)分類。光合細(xì)菌的種類較多，目前主要根據(jù)它所含有的光合色素體系和光合作用中是否能以硫?yàn)殡娮庸w劃為4個(gè)科：紅螺菌科或稱紅色無硫菌科、紅硫菌科、綠硫菌科、滑行絲狀綠硫菌科。

進(jìn)一步可分為22個(gè)屬61個(gè)種。與生產(chǎn)應(yīng)用關(guān)系密切的，主要是紅螺菌科的一些屬、種，如莢膜紅假單胞菌、球形紅假單胞菌、沼澤紅假單胞菌、嗜硫紅假單胞菌、深紅紅螺菌、黃褐紅螺菌等。

紅螺菌的細(xì)胞螺旋狀，極生鞭毛，革蘭染色陰性，含有葉綠素、α-類胡蘿卜素，為厭氧的光能自養(yǎng)菌，多數(shù)種在黑暗微好氧下進(jìn)行氧化代謝，細(xì)菌懸液呈紅到棕色。

紅假單胞菌形態(tài)從桿狀卵形到球形，極生鞭毛，能運(yùn)動，革蘭染色陰性，含有葉綠素a、b和類胡蘿卜素，沒有氣泡。厭氧光能自養(yǎng)菌某些種在黑暗中微好氧或好氧進(jìn)行氧化代謝，細(xì)菌懸液呈黃綠到棕色和紅色。

（2）作用原理。光合菌群（好氣性和嫌氣性）如光合細(xì)菌和藍(lán)藻類，屬于獨(dú)立營養(yǎng)微生物，菌體本身含60%以上的蛋白質(zhì)，且富含多種維生素，還含有輔酶Q10；它以土壤接受的光和熱為能源，將土壤中的硫氫和碳?xì)浠衔镏械臍浞蛛x出來，變有害物質(zhì)為無害物質(zhì)，并以植物根部的分泌物、土壤中的有機(jī)物、有害氣體（硫化氫等）及二氧化碳、氮等為基質(zhì)，合成糖類、氨基酸類、維生素類、氮素化合物；光合菌群的代謝物質(zhì)不僅被植物直接吸收，還可以成為其他微生物繁殖的養(yǎng)分，增殖其他的有益微生物。例如，VA菌根菌以光合菌分泌的氨基酸為食餌，它既能溶解不溶性磷，又能與固氮菌共生，使其固氮能力成倍提高。光合菌群是肥沃土壤和促進(jìn)動植物生長的主要力量。

光合細(xì)菌還含有抗細(xì)菌、抗病毒的物質(zhì)，這些物質(zhì)能鈍化病原體的致病力以及抑制病原體生長。同時(shí)光合細(xì)菌的活動能促進(jìn)放線菌等有益微生物的繁殖，抑制絲狀真菌等有害菌群生長，從而有效地抑制某些植病的發(fā)生與蔓延。

（3）光合菌肥在農(nóng)業(yè)中的生產(chǎn)與應(yīng)用。光合菌肥的生產(chǎn)主要包括以下兩個(gè)方面：首先是以有機(jī)、無機(jī)原料培養(yǎng)液接種光合細(xì)菌，經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)而成的光合細(xì)菌菌液；其次是由某種固體物質(zhì)作為載體吸附光合細(xì)菌菌液而成固體菌劑。

（4）施用方法。光合細(xì)菌肥料一般用于農(nóng)作物的基肥、追肥、拌種、葉面噴施和秧菌蘸根等。

（5）局限性。由于光合細(xì)菌應(yīng)用歷史比較短，許多方面的應(yīng)用研究還處在初級階段，還有大量的、深入的研究工作要做。尤其是這一產(chǎn)品的質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)以及進(jìn)一步提高應(yīng)用效果等方面基礎(chǔ)薄弱，有待進(jìn)一步加強(qiáng)。目前的研究和試驗(yàn)已顯示出光合細(xì)菌作為重要的微生物資源，開發(fā)應(yīng)用的前景廣闊，具有不可替代的應(yīng)用市場，在人類活動中必將發(fā)揮越來越大的作用。

2.乳酸菌

乳酸菌指發(fā)酵糖類主要產(chǎn)物為乳酸的一類無芽孢、革蘭染色陽性細(xì)菌的總稱，英文為LAB，為原核生物。

（1）乳酸菌制劑的定義和分類。乳酸菌制劑是含活菌和/或死菌，包括其成分和代謝產(chǎn)物在內(nèi)的細(xì)菌制品。按照乳酸菌制劑的功效和作用對象的不同，可將乳酸菌制劑分為食用乳酸菌制劑、藥用乳酸菌制劑、農(nóng)用乳酸菌制劑、獸用乳酸菌制劑、水產(chǎn)乳酸菌制劑等。按照劑型分為液體制劑和固體制劑。固體乳酸菌制劑一般是將乳酸菌經(jīng)過發(fā)酵增殖后，再通過凍干、噴霧干燥或包埋等手段，將液體制劑進(jìn)一步加工成固體制劑。然后制作成顆粒、片劑、膠囊等形式進(jìn)行銷售。

（2）乳酸菌發(fā)酵原理。在酶的催化作用下將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸，同時(shí)放出能量提供給其自身生命活動。

（3）乳酸菌的作用。第一，發(fā)酵作用。在土壤中分解有機(jī)物。第二，抗菌作用。乳酸菌最終代謝產(chǎn)物除乳酸、乙酸外，還能代謝產(chǎn)生其他形式的有機(jī)酸、細(xì)菌素、過氧化氫、乙醇和羅伊氏素等多種抑菌物質(zhì)。如以乳酸片球菌為原料，將其制成液態(tài)藥物，再把菠菜種子在這種藥液里浸泡24 h。把如此處理的種子播種到含菠菜枯萎病病原菌的土壤內(nèi)，結(jié)果在長出來的菠菜中，染病菠菜只占約12%。辣椒苗經(jīng)乳酸片球菌制劑處理后，因細(xì)菌引起的辣椒根部腐爛的概率是未經(jīng)處理情況下的約20%。

3.放線菌

（1）放線菌的概念。放線菌是一群革蘭染色陽性、高（G+C）含量（＞55%）的細(xì)菌，是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)大的原核生物。因在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長而得名。大多數(shù)有發(fā)達(dá)的分枝菌絲。菌絲纖細(xì)，寬度近于桿狀細(xì)菌，0.5～1.0 μm。可分為營養(yǎng)菌絲，又稱基質(zhì)菌絲，主要功能是吸收營養(yǎng)物質(zhì)，有的可產(chǎn)生不同的色素，是菌種鑒定的重要依據(jù)；氣生菌絲，疊生于營養(yǎng)菌絲上，又稱二級菌絲。放線菌在自然界分布廣泛，主要以孢子或菌絲狀態(tài)存在于土壤、空氣和水中，尤其是含水量低、有機(jī)物豐富、呈中性或微堿性的土壤中數(shù)量最多。

（2）放線菌的作用。放線菌的主要作用是促使土壤中的動物和植物遺骸腐爛；最重要的作用是可以產(chǎn)生、提煉抗生素，目前世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的2 000多種抗生素中，大約有56%是由放線菌（主要是放線菌屬）產(chǎn)生的，如植物用的農(nóng)用抗生素和維生素等也是由放線菌中提煉的。

（3）放線菌的代表屬。鏈霉菌屬共1 000多種，其中包括很多不同的種和變種。它們具有發(fā)育良好的菌絲體，菌絲體分枝，無隔膜，直徑0.4～1.0 μm，長短不一，多核。菌絲體有營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲和孢子絲之分，孢子絲再形成分生孢子。孢子絲和孢子的形態(tài)因種而異。

4.土壤酵母菌

（1）土壤酵母菌的概念。土壤酵母是一種新型土壤疏松改良劑，綜合了肽蛋白的抗病抗逆性、微生物的沃土性、新型土壤疏松劑的松土性等優(yōu)點(diǎn)，是解決目前土壤板結(jié)嚴(yán)重、有益微生物減少、鹽堿化加劇、有機(jī)質(zhì)含量低、保水性能差的最佳原料。土壤酵母生物穩(wěn)定性強(qiáng)，可快速疏松土壤，補(bǔ)充土壤益生菌，促生長，抗病蟲，改善品質(zhì)，增產(chǎn)豐收。與復(fù)合肥、有機(jī)肥結(jié)合，可有效提高肥料利用率、減少肥料施用量，具有優(yōu)越的松土保水性能。

（2）土壤酵母菌的功能。第一，能快速改變土壤陰陽離子結(jié)構(gòu)，平衡土壤酸堿度，增加土壤有益菌，活化土壤、打破板結(jié)、死土變活土，培肥土壤、徹底免深耕、不板結(jié)。第二，抗重茬、減病害。抑制土壤中的真菌、細(xì)菌等各種病菌，抗重茬、減輕作物生長期病害發(fā)生。第三，加速各種秸稈腐化。加速各種秸稈腐化成有機(jī)物變成農(nóng)家肥，增加土壤有益營養(yǎng)菌，使土壤上虛下實(shí)，有利作物扎深根，減少土傳病害，減少作物缺苗、死苗及地下害蟲的發(fā)生。第四，具有肥料增效劑功能：提高各種肥料利用率，分解沉積在土壤中的磷、鉀肥，提高肥料利用率。第五，酵母結(jié)構(gòu)中含有海藻糖，由兩分子的吡喃葡萄糖單體以α-1，1糖苷鍵連接而成，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有抗旱、抗寒作用。

5.芽孢桿菌

（1）芽孢桿菌的概念。芽孢桿菌是細(xì)菌的一科，能形成芽孢（內(nèi)生孢子）的桿菌或球菌，包括芽桿菌屬、芽孢乳桿菌屬、梭菌屬、脫硫腸狀菌屬和芽孢八疊球菌屬等。它們對外界有害因子抵抗力強(qiáng)，分布廣，存在于土壤、水、空氣以及動物腸道等處。

（2）芽孢桿菌的特性。第一，快速繁殖。代謝快、繁殖快，4 h增殖10萬倍，標(biāo)準(zhǔn)菌4 h僅可繁殖6倍。第二，生命力強(qiáng)。耐強(qiáng)酸、耐強(qiáng)堿、抗菌消毒、耐高氧（嗜氧繁殖）、耐低氧（厭氧繁殖）。第三，體積大。體積比一般病原菌分子大4倍，占據(jù)空間優(yōu)勢，抑制有害菌的生長繁殖。

（3）功能。第一，保濕性強(qiáng)。形成強(qiáng)度極為優(yōu)良的天然材料聚麩胺酸，為土壤的保護(hù)膜，防止肥分及水分流失。第二，有機(jī)質(zhì)分解力強(qiáng)。增殖的同時(shí)，會釋出高活性的分解酵素，將難分解的大分子物質(zhì)分解成可利用的小分子物質(zhì)。第三，產(chǎn)生豐富的代謝生成物。合成多種有機(jī)酸、酶、生理活性等物質(zhì)，及其他多種容易被利用的養(yǎng)分。第四，抑菌、滅害力強(qiáng)。占據(jù)空間優(yōu)勢，抑制有害菌、病原菌等有害微生物的生長繁殖。第五，除臭?？梢苑纸猱a(chǎn)生惡臭氣體的有機(jī)物質(zhì)、有機(jī)硫化物、有機(jī)氮等，大大改善場所的環(huán)境。

6.秸稈發(fā)酵劑

（1）秸稈發(fā)酵劑的概念。秸稈發(fā)酵劑是由多種微生物組成，應(yīng)用中各類微生物都各自發(fā)揮著重要作用，只要施用恰當(dāng)，它們就會迅速落戶并與周圍良性力量迅速結(jié)合，產(chǎn)生抗氧化物質(zhì)，清除氧化物質(zhì)，消除腐敗和惡臭，預(yù)防和抑制病原菌，形成適于動植物生長的良好環(huán)境；同時(shí)，它還產(chǎn)生大量易為動植物吸收的有益物質(zhì)，如氨基酸、有機(jī)酸、多糖類、各種維生素、各種生化酶、促生長因子、抗氧化物質(zhì)、抗生素和抗病毒物質(zhì)等，提高動植物的免疫功能，促進(jìn)健康生長。

（2）作用原理。發(fā)酵秸稈的原理是通過有效微生物的生長繁殖使分泌酸大量增加，秸稈中的木聚糖鏈和木質(zhì)素聚合物酯鏈被酶解，促使秸稈軟化，體積膨脹，木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化成糖類。連續(xù)重復(fù)發(fā)酵又使糖類二次轉(zhuǎn)化成乳酸和揮發(fā)性脂肪酸，使p H降低到4.5～5.0，抑制了腐敗菌和其他有害菌類的繁殖，其中所含淀粉、蛋白質(zhì)和纖維素等有機(jī)物降解為單糖、雙糖、氨基酸及微量元素等，最終使那些不易被動物吸收利用的粗纖維轉(zhuǎn)化成能被動物吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，提高吸收利用率。

7. EM菌

EM菌（Effective Microorganisms）由日本琉球大學(xué)的比嘉照夫教授1982年研究成功，是以光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌為主的10個(gè)屬80余個(gè)微生物復(fù)合而成的一種微生物菌制劑。EM菌作用機(jī)理是形成EM菌和病原微生物爭奪營養(yǎng)，由于EM菌在土壤中極易生存繁殖，所以能較快而穩(wěn)定地占據(jù)土壤中的生態(tài)地位，形成有益的微生物菌的優(yōu)勢群落，從而控制病原微生物的繁殖和對作物的侵襲。20世紀(jì)80年代末90年代初，EM菌已被日本、泰國、巴西、美國、印度尼西亞、斯里蘭卡等國廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

8.固氮菌

（1）固氮菌的概念。固氮菌是細(xì)菌的一科。菌體桿狀、卵圓形或球形，無內(nèi)生芽孢，革蘭染色陰性。嚴(yán)格好氧性，有機(jī)營養(yǎng)型，能固定空氣中的氮素。包括固氮菌屬、氮單孢菌屬、拜耶林克菌屬和德克斯菌屬。固氮菌肥料多由固氮菌屬的成員制成。

（2）固氮菌的組成。①共生固氮菌。在與植物共生的情況下才能固氮或才能有效地固氮，固氮產(chǎn)物氨可直接為共生體提供氮源。主要有根瘤菌屬的細(xì)菌與豆科植物共生形成的根瘤共生體，弗氏菌屬（Frankia，一種放線菌）與非豆科植物共生形成的根瘤共生體；某些藍(lán)細(xì)菌與植物共生形成的共生體，如念珠藻或魚腥藻與裸子植物蘇鐵共生形成蘇鐵共生體，紅萍與魚腥藻形成的紅萍共生體等。根瘤菌生活在土壤中，以動植物殘?bào)w為養(yǎng)料，過著“腐生生活”。當(dāng)土壤中有相應(yīng)的豆科植物生長時(shí)，根瘤菌迅速向它根部靠攏，從根毛彎曲處進(jìn)入根部。豆科植物根部在根瘤菌的刺激下迅速分裂膨大，形成“瘤子”，為根瘤菌提供了理想的活動場所，還供應(yīng)了豐富的養(yǎng)料，讓根瘤菌生長繁殖。根瘤菌又會賣力地從空氣中吸收氮?dú)?，為豆科植物制作“氮餐”，使其枝繁葉茂。這樣，根瘤菌與豆科植物形成共生關(guān)系，因此根瘤菌也被稱為共生固氮菌。根瘤菌生產(chǎn)出來的氮肥不僅滿足豆科植物的需要，還可以分出一些幫助“遠(yuǎn)親近鄰”，儲存一部分給“晚輩”，所以我國歷來有種豆肥田的習(xí)慣。②自生固氮菌。還有一些固氮菌，如圓褐固氮菌，它們不住在植物體內(nèi)，能自己從空氣中吸收氮?dú)猓敝澈蟠?，死后將遺體“捐贈”給植物，讓植物得到大量氮肥。這類固氮菌叫自生固氮菌。

（3）固氮原理。氮?dú)馐强諝庵械闹饕煞郑伎諝饪偭康?/5。然而由于氮?dú)夥肿颖蝗龡l化學(xué)鍵所束縛，因此大部分植物不能直接吸收利用。固氮菌的本領(lǐng)在于它有一種固氮酶（含有Fe、Co、Mo即鐵、鈷、鉬），可以輕易地切斷束縛氮分子的化學(xué)鍵，把氮分子變?yōu)槟鼙恢参锵?、吸收的氮原子。俄羅斯莫斯科大學(xué)生化物理研究所的科研人員別爾佐娃經(jīng)過多年探索研究，成功地解釋了固氮菌在空氣中生存固氮的機(jī)理。別爾佐娃因此獲得了2002年的歐洲科學(xué)院青年科學(xué)家獎(jiǎng)。

在幾百萬年前的太古時(shí)代，大氣層中沒有氧，地球上生存著大量的厭氧性生物。在地球上第一次大災(zāi)難發(fā)生后，地球表面出現(xiàn)了很多氧。大量厭氧性生物由于氧的出現(xiàn)而消失了，但有少量厭氧性生物由于躲藏在無氧、不透氣的淤泥、沼澤地和深層土壤中而存活至今。也有一部分厭氧性生物如固氮菌，它適應(yīng)了環(huán)境，能夠在含氧21%的大氣層中存活，并從空氣中吸收氮?dú)狻?/p>

9.解磷菌

（1）解磷菌的概念。人們在20世紀(jì)初開始注意到微生物與土壤磷之間的關(guān)系。Sackett（1908）發(fā)現(xiàn)一些難溶性的復(fù)合物施入土壤中，可以被作為磷源而應(yīng)用，他們從土壤中篩選出50株細(xì)菌，其中36株在平板上形成了肉眼可見的溶磷圈。1948年，Gerretsen發(fā)現(xiàn)植物施入不溶性的磷肥，經(jīng)接種土壤微生物后，促進(jìn)了植株的生長，增加磷的吸收。他分離出了這些微生物，發(fā)現(xiàn)這些微生物可幫助磷礦粉的溶解。從此，許多科學(xué)家致力于解磷菌的研究，相繼報(bào)道了許多微生物具有解磷作用。

具有解磷作用的微生物種類很多，也比較復(fù)雜。有人根據(jù)解磷菌分解底物的不同，將它們劃分為能夠溶解有機(jī)磷的有機(jī)磷微生物和能夠溶解無機(jī)磷的無機(jī)磷微生物，實(shí)際上很難將它們區(qū)分開來。具有解磷作用的微生物解磷細(xì)菌類有芽孢桿菌（Bacillus）、假單胞桿菌（Pseudomonas）、歐文菌（Erwinia）、土壤桿菌（Agrobacterium）、沙雷菌（Serratia）、黃桿菌（Flavobacterium）、腸細(xì)菌（Enterbacter）、微球菌（Micrococcus）、固氮菌（Azotobacter）、根瘤菌（Bradyrhizobium）、沙門菌（Salmonella）、色桿菌（Clromobacterium）、產(chǎn)堿菌（Alcaligenes）、節(jié)細(xì)菌（Arthrobacter）、硫桿菌（Thiobacillus）、埃希菌（Escherichia）；解磷真菌類有青霉菌（Penicillium）、曲霉菌（Aspergillus）、根霉（Rhizopus）、鐮刀菌（Fusarium）、小菌核菌（Sclerotium）；放線菌有鏈霉菌（Streptomyces）；AM菌根菌。

（2）解磷作用及機(jī)理。解磷菌的解磷機(jī)制因不同的菌株而有所不同。有機(jī)磷微生物在土壤缺磷的情況下，向外分泌植酸酶、核酸酶和磷酸酶等，水解有機(jī)磷，轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷酸鹽。無機(jī)磷微生物的解磷機(jī)制一般認(rèn)為與微生物產(chǎn)生有機(jī)酸有關(guān)，這些有機(jī)酸能夠降低p H，與鐵、鋁、鈣、鎂等離子結(jié)合，從而使難溶性的磷酸鹽溶解。Sperber（1957）鑒定了解磷細(xì)菌可產(chǎn)生乳酸、羥基乙酸、延胡索酸和琥珀酸等有機(jī)酸。Louw和Webly（1959）則認(rèn)為微生物產(chǎn)生的乳酸和α-酮基葡萄糖酸是溶解磷酸鹽的有效溶劑。林啟美等也發(fā)現(xiàn)細(xì)菌可以產(chǎn)生多種有機(jī)酸，且不同菌株之間差別很大。趙小蓉等的研究表明，微生物的解磷量與培養(yǎng)液中p H存在一定的相關(guān)性（r=-0.732），但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)介質(zhì)p H的下降，并不是解磷的必要條件，表明不同的有機(jī)酸對鐵、鋁、鈣、鎂等離子的螯合能力有差異。Rajan（1981）等報(bào)道將磷礦粉、硫顆粒和一種硫氧化細(xì)菌混用，通過硫氧化細(xì)菌的作用使硫顆粒氧化成硫酸，溶解磷礦粉。

大量研究報(bào)道真菌的解磷作用與產(chǎn)生有機(jī)酸有關(guān)。王富民（1992）等對黑曲霉（Aspergillus niger）的研究表明，該菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生草酸、檸檬酸等多種有機(jī)酸。James（1992）研究了Penicillium bilaii溶解磷酸鈣的機(jī)制，結(jié)果證明Penicillium bilaii在培養(yǎng)過程中主要產(chǎn)生草酸和檸檬酸，且氮缺乏有利于檸檬酸產(chǎn)生，碳缺乏有利于草酸產(chǎn)生。范丙全等（2002）對溶磷草酸青霉菌（Penicillium oxalium）溶磷效果研究表明，氮源影響草酸青霉菌產(chǎn)生有機(jī)酸的種類，使用氨態(tài)氮時(shí)主要分泌蘋果酸、乙酸、丙酸、檸檬酸、琥珀酸，在硝態(tài)氮條件下幾乎不產(chǎn)生這些有機(jī)酸，可見氮源的不同影響了有機(jī)酸的代謝方向，并且同一種菌的解磷機(jī)理可能不止一種。另外，一些解磷菌導(dǎo)致培養(yǎng)介質(zhì)酸度的提高與產(chǎn)生的有機(jī)酸無關(guān)，不產(chǎn)有機(jī)酸的微生物也具有解磷的作用，究其機(jī)制可能與呼吸作用產(chǎn)生碳酸和NH4+/H+交換機(jī)制有關(guān)。研究證明微生物在攝取陽離子（如NH4+）的過程中，利用ATP轉(zhuǎn)換時(shí)所產(chǎn)生的能量，將H+釋放在細(xì)胞表面，有利于有機(jī)磷的溶解，如Penicillium effuscum。對AM（Arbuscular Mycorrhiza）菌根菌促進(jìn)植物磷養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)作物生長，增加植株磷素濃度，改善植物的磷營養(yǎng)方面報(bào)道較多。宋勇春（2001）在缺磷土壤中施用植酸和卵磷脂時(shí)，接種幾種菌根真菌（Glomus mosseae，G.versiformea，Gigaspora margarita），對根際土壤測定表明，菌根菌增加了土壤酸性磷酸酶和堿性磷酸酶的活性，促進(jìn)了土壤難溶性有機(jī)磷有效化及玉米和紅三葉草對磷的吸收。Arihara等（2000）對AM菌根與玉米生長關(guān)系的研究表明，在播種前土壤中有效性磷濃度相同（土壤），玉米產(chǎn)量與AM菌根菌定植率呈正相關(guān)，R=0.80。AM菌根菌促進(jìn)了植物對磷的吸收的機(jī)制主要為：菌根增加了植物根系吸收磷的表面積，使植物可以吸收原來無法利用的磷源，并使之轉(zhuǎn)化、輸送給寄主植物。測定微生物是否具有解磷能力一般有3種方法：一是平板法，即將解磷菌在含有難溶性磷酸鹽或有機(jī)磷的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，測定菌落周圍產(chǎn)生溶磷圈的大??；二是液體培養(yǎng)法，測定培養(yǎng)液中可溶性磷的含量；三是土壤培養(yǎng)，測定土壤中有效磷含量。

繼Gerretsen之后，Sperber對細(xì)菌解磷進(jìn)行了深入的研究。Sperber從土壤中分離出291株細(xì)菌，其中184株能夠生長在含有難溶性磷酸鹽的平板上，84株在菌落周圍產(chǎn)生1～10 mm的溶磷圈。尹瑞玲（1988）測定了從土壤中分離出的265株細(xì)菌溶解摩納哥磷礦粉能力，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)6 d（28℃）后，溶磷能力平均為2～30 mg/g，其中44株巨大芽孢桿菌、節(jié)桿菌、黃桿菌、歐文菌及假單胞桿菌解磷最強(qiáng)，達(dá)25～30 mg/g。Sundara Rao等（1963）利用磷酸三鈣作為磷源，經(jīng)14 d的液體培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)幾株芽孢桿菌解磷能力達(dá)70.52～156.80 mg/ml。Paul和Sundara Rao測定從豆科植物根際分離出來的幾株芽孢桿菌溶解磷酸三鈣的效率高達(dá)18%，其中解磷能力最強(qiáng)的是巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）。Molla和Chowdhury （1984）也報(bào)道了不同的解磷菌株之間在解磷能力上的差異。另外，林啟美和趙小蓉（2001）將纖維素分解菌康氏木霉W9803Fn（Trichoderma konigii）、產(chǎn)黃纖維單胞菌W9801Bn（Cellulomonas flavigena）與無機(jī)磷細(xì)菌2VCP1共培養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，纖維素分解菌的分解作用，為無機(jī)磷細(xì)菌生長繁殖提供碳源，提高了無機(jī)磷溶解磷礦粉的能力。邊武英（2000）等人研究了高效解磷菌（PEM）對針鐵礦—磷復(fù)合體吸附磷的活化作用，結(jié)果表明PEM能有效地利用礦物吸附磷，微生物利用率和轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到57.5%和61.7%，均明顯高于一般土壤微生物。

解磷真菌在數(shù)量上遠(yuǎn)不如解磷細(xì)菌多，其種類也少，主要局限于青霉（Penicillium）、曲霉（Aspergillus）、鐮刀菌（Fusarium）、小絲核菌（Sclerotium）等幾個(gè)屬種。由于青霉和曲霉在解磷真菌中占絕對優(yōu)勢，故對這兩個(gè)屬真菌的解磷作用及應(yīng)用效果研究報(bào)道的較多。Kucey（1989）從草原土中分離的解磷真菌大多為青霉和曲霉，并證明雖然解磷真菌的種類不多，但其解磷能力通常比細(xì)菌強(qiáng)。許多解磷細(xì)菌在傳代培養(yǎng)后會喪失解磷功能，而且一旦喪失就不能再恢復(fù)，而解磷真菌遺傳較穩(wěn)定，一般不易失去解磷功能。Kucey（1987）、Asea （1988）、Cerezine（1988）、Nahas （1990）、王富民（1992）和范丙全（2002）對青霉菌（Penicillium bilaii，P. oxalicum）或曲霉菌（Aspergillus niger）的解磷作用都進(jìn)行了詳細(xì)的研究報(bào)道。

（三）微生物肥料的標(biāo)準(zhǔn)

微生物肥料的標(biāo)準(zhǔn)見表19～21。

表19?????????????? ???????GB2028-200農(nóng)用微生物菌劑產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

a復(fù)合菌劑，每一種有效菌的數(shù)量，不得少于0.01億/g或0.01億/ml；以單一的膠質(zhì)芽孢桿菌制成的粉劑產(chǎn)品中有效活菌數(shù)少于1.2億/g。b此項(xiàng)僅在監(jiān)督部門或仲裁雙方認(rèn)為有必要時(shí)檢測。

表20??????????? ??????GB2028-200農(nóng)用微生物菌劑產(chǎn)品的無害化技術(shù)指標(biāo)

表21?????????????????????????GB2028-200有機(jī)物料腐熟劑產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

a 以農(nóng)作物秸稈類為腐熟對象測定纖維素酶活；b 以畜禽糞便類為腐熟對象測定蛋白酶酶活；c此項(xiàng)僅在監(jiān)督部門或仲裁雙方認(rèn)為有必要時(shí)檢測。

三、生物有機(jī)肥料

（一）生物有機(jī)肥料加工工藝

生物有機(jī)肥料是指以微生物與主要以動植物殘?bào)w（如畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等）、生活垃圾或工業(yè)“三廢”等為原料并且經(jīng)過無害化處理和腐熟的有機(jī)物料復(fù)合加工成的一類兼具微生物肥料和有機(jī)肥料效應(yīng)的肥料。加工工藝是，將原料干燥除去一定水分后（干燥時(shí)，即對原料進(jìn)行了滅菌處理）進(jìn)行破碎，然后加入一定量酸堿調(diào)節(jié)載體p H后加入一定量的菌劑即為粉狀生物有機(jī)肥料。如果生產(chǎn)顆粒生物有機(jī)肥料，則可將調(diào)制好的有機(jī)肥送入圓盤造粒機(jī)，在成粒過程中噴入一定量菌劑，成粒的產(chǎn)品再進(jìn)行低溫烘干、篩分后，即可得成品。

（二）生物有機(jī)肥料的特點(diǎn)

生物有機(jī)肥料是汲取傳統(tǒng)有機(jī)肥料之精華，結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)加工而成的高科技產(chǎn)品。含有大量有機(jī)質(zhì)和大量活的有益微生物及微生物代謝產(chǎn)物，集營養(yǎng)元素速效、長效、增效為一體，具有抑制土傳病害、增強(qiáng)作物抗逆性、促進(jìn)作物早熟和提高農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的作用。主要特點(diǎn)如下：

生物有機(jī)肥料與化學(xué)肥料相比，生物有機(jī)肥料營養(yǎng)元素齊全，化肥肥料只有一種或幾種元素。生物有機(jī)肥料能夠改良土壤，化肥經(jīng)常使用會造成土壤板結(jié)。生物有機(jī)肥料能提高產(chǎn)品品質(zhì)，化肥肥料施用過多導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)低劣。生物有機(jī)肥料能改善作物根際微生物群，提高植物的抗病蟲能力；化學(xué)肥料則是作物微生物群體單一，易發(fā)生病蟲害。生物有機(jī)肥料能促進(jìn)化肥的利用，提高化肥利用率；化學(xué)肥料單獨(dú)使用易造成養(yǎng)分的固定和流失。

生物有機(jī)肥料與精制有機(jī)肥料相比，生物有機(jī)肥料不燒根，不爛苗；精制有機(jī)肥料未經(jīng)腐熟，直接使用后在土壤里腐熟，會引起燒苗現(xiàn)象。生物有機(jī)肥料經(jīng)高溫腐熟，殺死了大部分病原菌和蟲卵，減少病蟲害發(fā)生；精制有機(jī)肥料未經(jīng)腐熟，在土壤中腐熟時(shí)會引來地下害蟲。生物有機(jī)肥料中添加了有益菌，由于菌群的占位效應(yīng)，可減少病害發(fā)生；精制有機(jī)肥料由于高溫烘干，殺死了里面的全部微生物。生物有機(jī)肥料養(yǎng)分含量高；精制有機(jī)肥料由于高溫處理，造成了養(yǎng)分損失。生物有機(jī)肥料經(jīng)除臭，氣味輕，幾乎無臭；精制有機(jī)肥料未經(jīng)除臭，返潮即出現(xiàn)惡臭。

生物有機(jī)肥料與農(nóng)家肥相比，生物有機(jī)肥料完全腐熟，蟲卵死亡率達(dá)到95%以上；農(nóng)家肥堆放簡單，蟲卵死亡率低。生物有機(jī)肥料無臭，農(nóng)家肥有惡臭。生物有機(jī)肥料施用方便、均勻；農(nóng)家肥施用不方便，肥料施用不均勻。

生物有機(jī)肥料與微生物肥料相比，生物有機(jī)肥料價(jià)格便宜，微生物肥料價(jià)格昂貴。生物有機(jī)肥料含有功能菌和有機(jī)質(zhì)，能改良土壤，促進(jìn)被土壤固定養(yǎng)分的釋放；微生物肥料只含有功能菌，通過功能菌來促進(jìn)土壤固定肥料的利用。生物有機(jī)肥料的有機(jī)質(zhì)本身就是功能菌生活的環(huán)境，施入土壤后容易存活；微生物肥料的功能菌對土壤有一定的施用范圍， 具體到某些菌對有些土壤環(huán)境可能不適合。

（三）生物有機(jī)肥料的標(biāo)準(zhǔn)（NY/T798-2015）

生物有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)見表22、表23。

表22???????????????????????????????復(fù)合微生物肥料產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)要求

a含兩種以上有效菌的復(fù)合微生物肥料，每一種有效菌的數(shù)量不得少于0.01億/g（ml）；b總養(yǎng)分應(yīng)為規(guī)定范圍內(nèi)的某一個(gè)確定值，其測定值與標(biāo)定值正負(fù)誤差的絕對值不應(yīng)大于2.0%，各單一養(yǎng)分應(yīng)不少于總養(yǎng)分含量的15%。

表23??????????????????????????????????復(fù)合微生物肥料產(chǎn)品無害化指標(biāo)

四、微生物的功能

（一）微生物改良土壤的作用

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%，與植物黏液、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。施用微生物肥料后微生物能促進(jìn)土壤有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，能明顯降低土壤容重，提高土壤總孔隙度，改善土壤的水熱狀況。

（二）微生物提高土壤肥力

微生物通過自身代謝產(chǎn)生無機(jī)和有機(jī)酸，溶解無機(jī)磷化物和含鉀的礦物質(zhì)等，促進(jìn)土壤中難溶性養(yǎng)分的溶解、轉(zhuǎn)化和釋放，可以增加土壤中的氮素來源，提高土壤生物碳量、土壤生物氮量、土壤微生物商和土壤的全磷量，利于提高土壤肥力（表24、表25）。

表24????????????????????????????????????????微生物對土壤改良作用

*表示5%差異顯著。下同。

表25?????????????????????????????????微生物制劑對土壤肥力的影響

1.微生物對小麥葉綠素的影響

（三）微生物的營養(yǎng)作用

根據(jù)不同濃度微生物稀釋液對小麥種子萌發(fā)期間α-淀粉酶活性的影響結(jié)果，選擇500倍微生物稀釋液浸種處理進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。微生物浸種提高了小麥旗葉葉綠素含量，開花和灌漿期處理間小麥旗葉葉綠素a和葉綠素b含量差異均達(dá)顯著水平（表26）。

表26????????????????????????????微生物浸種對小麥旗葉葉綠素含量的影響

2.對棉花葉綠素含量的影響

據(jù)山東省臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院范永強(qiáng)研究，在重度鹽堿地上每畝施用農(nóng)用微生物菌劑（有機(jī)質(zhì)＞45%，芽孢桿菌微生物＞5億/g）80 kg，棉花花蕾期測定葉綠素為41.3 SPAD，較對照36.9 SPAD增加4.4 SPAD，提高了11.9%。

（四）微生物的刺激作用

1.微生物對作物體內(nèi)植物生長調(diào)節(jié)劑的影響

（1）微生物對小麥胚芽鞘萘乙酸含量的影響。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，用萘乙酸和微生物菌劑液處理小麥種子，結(jié)果表明微生物菌液對胚芽鞘伸長長度的影響與萘乙酸具有相同的作用（圖118）。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算，10倍、100倍和500倍微生物菌劑稀釋液對小麥胚芽鞘促伸長的效果分別相當(dāng)于2.5 mg/L、6.7 mg/L和8.4 mg/L萘乙酸的效果。微生物稀釋倍數(shù)較低時(shí)（10倍、100倍）的促生長效應(yīng)反不及稀釋倍數(shù)較高（500倍）時(shí)，可能與活菌作用有關(guān)。

圖118 萘乙酸和微生物稀釋液對小麥胚芽鞘伸長的影響L0.清水處理芽鞘長；L.萘乙酸和微生物處理芽鞘長；C.濃度（mg /L）

（2）微生物對小麥種子α-淀粉酶活性的影響。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，微生物菌液浸種能顯著影響小麥種子萌發(fā)期間α-淀粉酶活性。小麥種子中的α-淀粉酶為淀粉水解的起始酶，其活性高低對種子萌發(fā)期間胚乳物質(zhì)轉(zhuǎn)化起十分重要的作用。用微生物菌液浸種，因稀釋倍數(shù)不同，小麥萌發(fā)期間α-淀粉酶活性之間差異較大，與清水浸種相比，微生物原液和100倍稀釋液極顯著降低了α-淀粉酶活性，500倍稀釋液浸種處理α-淀粉酶活性提高達(dá)極顯著水平，1 000倍稀釋液浸種與對照相比亦能顯著提高α-淀粉酶活性，2 000倍稀釋液浸種亦能提高α-淀粉酶活性（圖119）。

圖119 微生物浸種對小麥種子α-淀粉酶活性的影響

2.對棉花根活性的影響

據(jù)山東臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院范永強(qiáng)研究，在重度鹽堿地上施用芽孢桿菌微生物菌劑（有機(jī)質(zhì)＞45%，微生物＞10億/g）80 kg，較單施氮磷鉀元素肥料的棉花根系活力指數(shù)由4 553 μg/g增加到6 230 μg/g，提高50%以上（圖120）。

圖120 微生物菌劑對棉花根系活力的影響

（五）微生物的抗衰老作用（延緩衰老作用）

（1）對小麥丙二醛（MDA）的影響。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，小麥抽穗后噴灑微生物菌劑能顯著降低衰老期間葉片丙二醛（MDA）含量（花后10 d和20 d測定值差異均達(dá)顯著水平），說明在一定程度上抑制了細(xì)胞膜脂過氧化作用，從而對提高葉片衰老期間的細(xì)胞代謝能力起重要作用（圖121）。

圖121 不同處理小麥旗葉衰老期間MDA含量差異

（2）對大豆丙二醛（MDA）的影響。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，用微生物菌劑拌大豆種，大豆開花結(jié)莢期（7月15日）和鼓粒期（8月16日）不同生育時(shí)期葉片MDA含量顯著降低（表27），即明顯抑制了細(xì)胞膜脂過氧化作用，對提高葉片代謝能力起重要作用。

表27?????????????????????????????微生物拌種對大豆葉片MDA含量的影響

（六）降污與降解農(nóng)殘作用

1.微生物對水稻鉻的影響

據(jù)山東臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院范永強(qiáng)研究（表28），在湖南省益陽市赫山區(qū)進(jìn)行土壤處理試驗(yàn)，即在基肥正常施用氮、磷、鉀的基礎(chǔ)上增加施用微生物菌劑（有機(jī)質(zhì)＞45%、芽孢桿菌＞2億/g）100 kg。采收期取15個(gè)點(diǎn)的水稻混合后測定稻谷內(nèi)的鎘含量。稻谷中的鎘含量由對照的0.048 mg/kg降低到0.016 mg/kg，降幅達(dá)到66.6%。

表28??????????????????????????????微生物菌劑對湖南大米中的鎘含量影響

2.微生物對土壤除草劑殘留的影響

據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，在正常施用氮、磷、鉀的基礎(chǔ)上增加施用微生物菌劑（有機(jī)質(zhì)＞45%、芽孢桿菌＞2億/g）20 kg或在水稻孕穗期噴施微生物菌劑（活菌含量10億/ml）120 ml，能明顯降低除草劑的藥害（表29）。

表29????????????????????????????????微生物菌劑對土壤除草劑殘留的影響

處理：1.正常大田；2.水稻秧苗返青后，拌土撒施除草劑20%氯嘧磺隆2.5 g /畝；3.底施微生物菌劑；4.孕穗期噴微生物菌液（液體，活菌含量10億/ml），每畝用量120 ml；5.菌劑底施+葉面噴灑（處理3和處理4組合）。

（七）微生物菌劑的增產(chǎn)作用

1.對光合速率的影響

（1）對小麥光合速率的影響。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，微生物浸種顯著提高了小麥旗葉光合作用速率（表30），從而為籽粒產(chǎn)量增加奠定了基礎(chǔ)。

表30??????????????????微生物浸種對小麥旗葉光合速率（μmol/m2·s）的影響

（2）對小麥籽粒生長進(jìn)程的影響。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，微生物浸種和清水浸種處理間小麥籽粒生長進(jìn)程存在差異（圖122），微生物浸種處理籽粒干重一直高于清水浸種。籽粒生長進(jìn)程用Logistic曲線擬合，根據(jù)曲線方程求籽粒最大生長速率，由表31可以看出，微生物浸種后提高了籽粒生長速率，為增加粒重奠定了基礎(chǔ)。

圖122 不同處理小麥籽粒干重變化

表31??????????????????????微生物浸種對小麥籽粒生長進(jìn)程及生長速率的影響

（3）對小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，微生物浸種對小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響主要是提高了小麥的穗粒數(shù)和千粒重，用微生物菌劑浸種，較對照每穗小穗數(shù)僅增加0.1穗，穗粒數(shù)增加1.2粒，千粒重增加1.4 g，從而提高了小麥產(chǎn)量（表32）。

表32?????????????????????????????微生物浸種對小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

2.對氣孔導(dǎo)度的影響

（1）對大豆氣孔導(dǎo)度的影響。氣孔導(dǎo)度為影響葉片光合作用速率的重要影響因子。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，大豆植株噴灑微生物菌劑后葉片氣孔導(dǎo)度顯著增加（表33），表明葉片光合能力的氣孔限制因素相對較弱，從而有利于光合速率的提高。

表33???????????????????????噴灑微生物菌劑對大豆葉片氣孔導(dǎo)度（mol/m2·s）的影響

備注：8月8日測定葉位為16葉，8月19日和8月29日測定葉位為18葉，9月10日測定葉位為21葉。

（2）對棉花氣孔導(dǎo)度的影響。據(jù)山東臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院范永強(qiáng)研究，在重度鹽堿地上施用芽孢桿菌微生物菌劑（有機(jī)質(zhì)＞45%，微生物＞2億/g）80 kg，較對照（單施氮、磷、鉀肥料）的棉花氣孔導(dǎo)度增加85 mol /（m2·s），提高25%以上（圖123）。

圖123 施用微生物對棉花氣孔導(dǎo)度的影響

（八）微生物菌劑對作物品質(zhì)的影響

1.對硝酸還原酶的影響

大豆葉片硝酸還原酶活性與籽粒品質(zhì)密切相關(guān)。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，大豆噴灑微生物能夠提高大豆葉片NR的活性。8月8日測定值1/1 000 和1/500 微生物處理與清水相比均達(dá)顯著水平，8月19日測定值僅1/1 000 微生物處理達(dá)顯著水平，9月1日測定值各處理間無明顯差異（圖124）。

圖124 噴灑微生物對大豆葉片NR活性的影響（測定葉位為18葉）

2.對大豆籽粒蛋白質(zhì)和脂肪的影響

據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院岳壽松研究，用微生物菌劑拌種和大豆花莢期大豆植株噴灑微生物均能夠增加大豆籽粒蛋白質(zhì)和脂肪含量，且在花莢期植株噴施不同濃度的微生物菌劑蛋白質(zhì)和脂肪的增加幅度相近（表34、表35）。

表34??????????????????????微生物拌種對大豆籽粒蛋白質(zhì)和脂肪含量的影響

表35???????????????噴灑微生物對大豆籽粒產(chǎn)量及籽粒蛋白質(zhì)和脂肪含量的影響

五、微生物肥料和生物有機(jī)肥料的科學(xué)施用

正確和合理的施用方法是發(fā)揮微生物肥料和生物有機(jī)肥料作用的重要保證。

1.要足墑適溫施用

據(jù)研究，當(dāng)土壤濕度在相對持水量70%左右，且氣溫在10～30℃的范圍內(nèi)肥效較好。土壤濕度過高或過低，氣溫低于10℃或高于35℃時(shí)，肥料的轉(zhuǎn)化和吸收就會產(chǎn)生障礙。因此，無論在何種土壤上施用，都要有充足的墑情，促其迅速分解轉(zhuǎn)化。

2.配套正確施用

為了體現(xiàn)肥料的速效與長效，凡是施用微生物肥料和生物有機(jī)肥料的大田，要配合礦物營養(yǎng)元素的施用，不能用微生物肥料和生物有機(jī)肥料取代其他肥料。