1.1放线菌微生物肥料
放线菌实际上是细菌家族中的一员，是一类具有丝状分枝细胞的革兰氏阳性细菌，因菌落呈放射状而得名。放线菌最喜欢生活在有机质丰富的微碱性土壤中，泥土所特有的“泥腥味”就是由放线菌产生的。
图1 放线菌菌落形态
图1 放线菌菌丝形态
放线菌微生物肥料，是主要利用放线菌的活菌或其生命活动促使农作物得到特定肥料效应的一种生物制品，对农业有着重要的作用，不仅体现在能改善土壤养分的供应情况，还体现在对作物生长的促进、抗病、抗逆性等多个方面。
图2 放线菌微生物肥料产品
1.2放线菌微生物肥料的种类和特点
在我国，微生物肥料的种类较多，按照制品中特定的微生物种类可分为细菌肥料（如根瘤菌肥、固氮菌肥）、放线菌肥料（如抗生菌肥料）、真菌类肥料（如菌根真菌）；按其作用机理分为，根瘤菌肥料、固氮菌肥料（自生或联合共生类）、解磷菌类肥料、硅酸盐菌类肥料等；按其制品内含分为单一的微生物肥料和复合（或复混）微生物肥料。复合（或复混）微生物肥料又有菌、菌复合，也有菌和各种添加剂复合的。
目前市场上出现的单一微生物肥料品种主要有以下分类：根瘤菌肥料、固氮菌类肥料、 解磷微生物肥料、 硅酸盐细菌肥料（主要菌种指胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）及土壤芽孢杆菌（Bacillus edophicus）、光合细菌肥料（主要菌种包括蓝细菌、紫细菌、绿细菌和盐细菌）、芽孢杆菌制剂。而复合肥料产品出现的历史不长，种类较多许多品种不够成熟，主要的类型有菌加菌的复合微生物肥料、菌加各种营养元素或添加物、增效剂的复合微生物肥料。目前市场上出现的复合微生物肥料类品种主要有以下几类：抗生菌肥料：（菌种通常是放线菌，如细黄链霉菌）、分解作物秸秆制剂、微生物生长调节剂[常用的微生物种类为枯草芽孢杆菌（Bacillus sbtilus）]、菌根真菌肥料（AM真菌和有担子菌类及少数子囊菌形成的外生菌根）。
根据互联网调查，我国市场上流通的放线菌微生物肥料品牌主要有以下品种，如表1所示：在这些品牌当中，89%的产品为复合微生物肥料且其中有60%作为营养作用施用，其余产品可用作抗病、分解农药和其他作用。
但是作为微生物肥料都具有以下特点：
（1）促进土壤形成良好的团粒结构，增加土壤通透性，发送土壤的理化性质，减轻土壤板结，调酸降碱，抗旱抗寒，提高保肥保水能力；
（2）多种有益菌对根系有修补再生功能，可有效促进根系发达生长，改善根系生态环境，提高植物的抗病能力，增强光合作用，使植株生长健壮、旺盛，为增产增收创造良好的基础；
（3）大量有益菌补充到土壤中后，菌群代谢产物中的有机酸溶解土壤中的矿物元素，释放钙、镁、铁等中微量元素；菌群代谢把固定的磷和钾转化为可溶性的磷钾肥；固氮菌将空气中的氮气转化为氨，通过多种有益微生物加速有机质的分解转化，释放出各种营养成分、极大提高肥料的利用率，增产增收效果显著；
（4）分泌植物促生长素和抗生素，增强作物抗病性，提高对土传病寡味的生物控制作用。提高抗重茬病、抗枯萎病、黄萎病、根腐病、根结线虫病等病害的能力。有益微生物在系列代谢过程中形成的种群优势，在作物根系形成保护屏障，减少土传病害的发生。提高因连续阴雨光不足导致的病害传播的抗性，通过补充有益微生物，实现"以菌治菌"的自然防治，同时加强钙、锌、硼、钼等中微量元素的补充，能有效控制植物的缺素病和生理性病害，使作物健康茁壮；
（5）提高品质增加产量代谢产物中分泌的细胞分裂素、吲哚乙酸、赤霉素等活性物质，促进植物根深叶茂、花多果多，是生产无公害及绿色食品的理想肥料。
表1 放线菌微生物肥料的种类
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1.3放线菌微生物肥料的应用
放线菌微生物肥料的功效是一种综合作用，主要是与营养元素的来源和有效性有关，或与作物吸收营养、水分和抗病（虫）有关，有的还不十分清楚，需要进一步研究。根据目前的研究成果，在农业应用上，主要还是基于其功能应用的比较多。
1．直接为植物提供营养元素，这是放线菌微生物肥料最基本的作用。
例如根瘤菌肥料，它可以侵染豆科植物根部形成根瘤，将空气中的氮转化为氨供给豆科植物，豆科植物氮素营养来源主要是根瘤菌制造和提供的。与化学氮肥相比更具有无可比拟的优越牲。
2．活化并促进植物对营养元素的吸收。
多种溶磷、解钾的一些微生物，可以将土壤中难溶的磷、钾溶解，转变为作物能吸收利用的磷、钾化合物；植物铁素营养的吸收转运得益于细菌胞膜上的各种铁载体蛋白。氧化硫细菌使单质硫氧化，使土壤pH值降低，促进了欧洲油菜对Fe、S、Mn元素的吸收。一些微生物肥料的应用还增加了土壤中的有机质，提高了土壤的肥力。
3．产生多种生理活性物质刺激调节植物生长。
目前，有关微生物肥料促进植物生长的机理研究表明，活的微生物活动产生的植物激素、酸性物质以及维生素都不同程度能刺激调节植物的生长。对根际促生细菌产生IAA的作用及机制的研究校为深入。水杨酸（salicylic，SA）是一种铁载体，可使植物产生系统获得性抗性（SAR）。
4. 产生抑病作用间接促进植物生长。
放线菌微生物肥料（包括PGPR制剂）能产生铁载体（siderophores）、抗生素（antibiotics）、系统防卫酶和氰化物（HCN）等多种物质抑制细菌、真菌、病原线虫性病害，还有的研究认为PGPR接种后与其促使根内木质素增加有关，有的也能诱导系统抗性（induced systemic resisitance，ISR）间接达到促进植物生长的作用。
5. 提高植物的抗逆性。
有些微生物肥料中的微生物可提高宿主的抗旱性、抗盐碱性、抗极端温度、湿度和pH值、抗重金属毒害等能力，提高宿主植物的逆境生存能力。如AM菌根真菌肥料有一定抗旱能力，不同菌株之间的抗旱能力具明显差异，并可筛选出抗旱菌株。
6. 减少化肥的使用和提高作物产量和品质。
使用微生物肥料后可以减少化肥的施用量。国外的许多研究者在根瘤菌的应用研究中，常常在田间试验中设减氮的对照，用以说明使用根瘤菌以后由于固氮增加而相应减少氮素化肥施用量的多少。除了根瘤菌肥以外，其他的微生物肥料在施用后也有减少化肥使用的效果。在同样有效的产量构成情况下，减少化肥的使用不仅有经济上的意义，而且有生态学方面的价值，对环境也有益处。菌根菌类、复合微生物肥料、PGPR类、固氮菌类、光合细菌类和解钾菌微生物肥料的平均增产率依次为22.3%、21.2%、16.5%、14.7%、13.6%和12.2%。
微生物肥料对作物品质改良研究较少，主要为经济作物，而对粮食作物研究较少。从已有的研究可以看出微生物肥料对作物品质有改善作用，主要表现为：降低蔬菜亚硝酸盐含量，减少棉籽及油菜中的棉酚和芥酸含量，提高蔬菜和水果含糖量和维生素Ｃ含量，提高纤维类作物纤维的长度和强度，增加上等烟的比例，增强作物的抗病性。有的可以提高蛋白质含量，在有些情况下品质的改善比产量提高好处更大。
有关放线菌微生物肥料直接作用，有几个方面是值得肯定的：
第一，对土壤环境净化作用；
第二，对城市垃圾和作物秸秆的腐熟，用于秸秆还田和培肥地力的作用；
第三，近些年，正在研究的植物内生菌及其在生产中的潜在作用，尤其是与固氮有关的内生菌和促生防病的生防菌；第四是提高农作物产品品质和食品安全。除此之外，应用放线菌微生物肥料还有一些间接的益处，第一，可以节约能源，降低生产成本，与化学肥料相比，在生产时所消耗的能源要少得多；第二使用微生物肥料不仅用量少；而且由于它本身的无毒无害特点，没有污染环境的问题。
虽然放线菌微生物肥料利大于弊，但同时也存在一些隐患需谨慎施用：
一是由于应用基础研究不足，有些生物肥料的作用机理尚不完全清楚，施入土壤后由于生态条件复杂，加上一些研究手段不能满足追踪研究的需要，这些微生物肥料作用持续时间和作用机理还要深入研究；
二是不同种类的微生物肥料的作用各有侧重，在不清楚各自的作用之前或没有科学的指导的情况下，切记混淆施用，有造成减产或土壤退化的隐患；
三是微生物肥料与化肥的作用机理是不同的，至少在许多主要方面是完全不同的，二者不在一个平面上。化学肥料是向植物提供各种元素营养如氮、磷，钾及各种微量元素，而微生物肥料中能够直接参与为作物制造营养的是各种根瘤菌肥料，但前提必须使肥料中的根瘤菌侵人豆科作物根部，与宿主形成根瘤后才行。微生物肥料，甚至包括其中复合了许多无机、有机营养的复合类微生物肥料也不能从营养角度完全满足作物生长的需求。
因此，仅用增产多少去评价和衡量微生物肥料的效应是不合理的。肥料的作用不仅可以用增产多少去评价，而且用产品品质的改进、病虫害的降低、减少化学肥料的用量等方面去评价更科学。有根据科学平衡施肥，对土壤、作物在任何时候都是很重要的，长期单一施用某一种化肥是不科学的。单凭宣传就认为微生物肥料可以或将要取代化肥是不实际的，同样也是不科学的。
作者：吴慧玲（北京市农林科学院）
