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近年來，我國微生物肥料產(chǎn)業(yè)取得了快速穩(wěn)定的發(fā)展，但也存在整體水平低，技術(shù)創(chuàng)新不足等問題，在功能機(jī)理、優(yōu)良菌種、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品及相關(guān)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)上仍未有重大突破，這些都是影響行業(yè)發(fā)展的瓶頸難題。
在眾多技術(shù)方案中，根際微生物與植物的關(guān)系不容忽視。根際是一個(gè)獨(dú)特的環(huán)境，是受植物根系和根系分泌物直接影響的薄層土壤，植物和土壤微生物在這里發(fā)生著廣泛復(fù)雜的相互作用。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃所研究員張瑞福認(rèn)為，從應(yīng)用角度分析，研究植物與微生物在根際的相互作用對開發(fā)生物肥料和生物農(nóng)藥具有重要的意義。
農(nóng)業(yè)發(fā)展呼喚微生物肥料
土壤是作物賴以生長的基地，而作物所需的營養(yǎng)元素主要是依靠土壤中生活的、每克土以億計(jì)的微生物的作用。然而，目前的土壤問題讓人擔(dān)憂。
在糧食十一連增的背后，化肥、農(nóng)藥的使用量不斷，牲畜糞便、秸稈等廢棄物也大量增加，已造成了農(nóng)村和農(nóng)田的廣泛面源污染和土壤肥力下降等嚴(yán)重問題，惡化了生態(tài)和城鄉(xiāng)人民的生活環(huán)境。
中國農(nóng)業(yè)在未來發(fā)展中面臨著既要保持高產(chǎn)，又要減少面源污染之時(shí)，迫切需要可行的技術(shù)方案來降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對化肥、農(nóng)藥的依賴，提高其使用效率。而如何提高其使用效率？
在此種情況下，發(fā)展新型肥料，增強(qiáng)土壤活力，以可持續(xù)提高作物產(chǎn)量顯得尤為重要。
農(nóng)業(yè)部微生物產(chǎn)品質(zhì)量評估實(shí)驗(yàn)室和農(nóng)業(yè)部微生物肥料質(zhì)檢中心主任李俊曾向記者介紹過，微生物肥料已成為植物營養(yǎng)與肥料中的重要組成部分，在提高養(yǎng)分轉(zhuǎn)化利用率、維護(hù)植物成長、增產(chǎn)提質(zhì)和保證可持續(xù)生產(chǎn)能力等方面具有不可替代的作用。
近年來，我國微生物肥料增長速度比較快，“每年有20%的增長，但總量還是偏小，不到肥料總量的3%。”張瑞福告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。
而歐美及南美的巴西、阿根廷等 這一比例要高得多，“這與我國對微生物肥料的重視及我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展對微生物肥料的需要不匹配，尤其是在 關(guān)注農(nóng)業(yè)‘減藥’的新形勢下。”張瑞福說。
他認(rèn)為，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的化肥不合理使用，化肥過多會掩蓋甚至抑制微生物的肥效，使農(nóng)民認(rèn)為微生物肥料效果不好，導(dǎo)致惡性循環(huán)。
此外，目前市場上微生物肥料所使用菌種性狀不好，企業(yè)在研發(fā)時(shí)，對微生物肥料的核心要素——菌種的選育投入少，菌種來源雜亂，“造成微生物肥料產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，影響了微生物肥料的推廣。”張瑞福告訴記者。
根際微生物：植物的第二基因組
如何研究和開發(fā)新型肥料，并合理使用，成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要課題。
“對根際微生物和植物根系互作的研究，可以為微生物肥料開發(fā)中菌種的選擇及提高微生物應(yīng)用效果提供理論指導(dǎo)。”張瑞福說。
據(jù)了解，根際微生物對宿主植物類似于腸道微生物對人體的重要性，根際微生物在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化吸收、植物促生、污染物降解、有機(jī)質(zhì)分解、土傳病原菌抑制和植物維護(hù)、協(xié)助植物抵抗逆境等方面發(fā)揮重要作用。充分發(fā)揮根際微生物的有益作用是減少農(nóng)用化學(xué)品投入（減藥）、支撐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
國際上目前倡導(dǎo)的農(nóng)業(yè)“常綠革命”是對過去幾十年“綠色革命”的進(jìn)一步，綠色革命的主要特征是依靠育種技術(shù)和農(nóng)用化學(xué)品投入增加糧食產(chǎn)量，而常綠革命倡導(dǎo)通過充分利用植物和微生物的有益互作促進(jìn)作物增產(chǎn)，并提高產(chǎn)品品質(zhì)。
目前微生物肥料普遍面臨的共性問題是大田應(yīng)用效果不穩(wěn)定，張瑞福指出，其主要原因是環(huán)境因素復(fù)雜多樣，對施入土壤中的微生物肥料菌株的存活、競爭、定殖及功能發(fā)揮影響巨大。
張瑞福介紹，優(yōu)良菌種是微生物肥料的基礎(chǔ)，由于土著微生物的競爭和土壤環(huán)境的復(fù)雜，微生物功能的發(fā)揮會受到影響，“在菌種篩選收集時(shí)，土壤適應(yīng)性和宿主植物的匹配性要成為考慮因素。”張瑞福說。
事實(shí)上，微生物肥料菌株在植物根際的競爭定殖能力是微生物肥料功能穩(wěn)定發(fā)揮的保障，所以對不同植物要選育在該植物根際競爭定殖能力強(qiáng)的菌株研發(fā)微生物肥料，比如利用某種植物的根系分泌物作為營養(yǎng)，生長速度快。
“菌種選育時(shí)，應(yīng)以植物匹配性好、土壤適應(yīng)性廣為目標(biāo)，微生物肥料菌種如果與植物匹配性能好，則該菌株的功能發(fā)揮受宿主植物影響較大。”張瑞福說。
在此基礎(chǔ)上，受土壤環(huán)境影響就較小，從而研制地域廣適性的作物專用微生物肥料，便于推廣應(yīng)用，因?yàn)檗r(nóng)民對作物類型的判斷要比對土壤類型的判斷容易。
現(xiàn)在越來越多的人開始使用微生物菌肥，它除了比較經(jīng)濟(jì)外，還有很多優(yōu)點(diǎn)如下：
1.改良土壤。(1)通過有益菌的大量繁殖，大量有益菌在植物的根系周圍形成了優(yōu)勢種群，抑制了其他有害菌的生命活動。(2)快速分解土壤有機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)土壤團(tuán)粒的形成，且通過有益菌的活動能夠疏松土壤，土壤的保肥、供肥、保水、供水及透氣性都得到很好的調(diào)節(jié)。(3)分解土壤中的農(nóng)藥殘留，避免殘留農(nóng)藥對下季作物產(chǎn)生藥害。還對植物生長過程通過根系排放的有害物質(zhì)進(jìn)行分解。
2.固氮、解磷、解鉀功能。能夠部分利用空氣中的氮，通過有益菌生長代謝產(chǎn)生相應(yīng)的酶和酸，可對土壤中難溶性的磷、鉀肥(土壤中難溶性磷肥占95%，難溶性鉀占98%)進(jìn)行分解，從而成為植物所能吸收的磷鉀肥。因此能夠大大提高作物對肥料的利用率，從而減少肥料的施用。
3.提高作物品質(zhì)。解磷、解鉀的同時(shí)，能夠促使土壤中微量元素的釋放，被作物所利用，同時(shí)有益菌代謝產(chǎn)生多種植物所需的物質(zhì)，如小分子氨基酸、生長刺激物質(zhì)、維生素等。
4.達(dá)到生物防治病害的效果，灌根可抑制土壤中的病菌，噴到葉面，可防止病害的入侵。
5.促進(jìn)作物早熟和延長采收期。由于土壤理化性質(zhì)得到改善，土壤養(yǎng)分豐富且平衡，土壤中肥料能夠更好的被作物很好的吸收，因此能夠促進(jìn)作物早熟和延長采收期。
6.和有機(jī)肥配合使用，能夠持續(xù)不斷的改良土壤，2-3年就可使土壤完全達(dá)到生產(chǎn)有機(jī)作物的標(biāo)準(zhǔn)，且因?yàn)橛幸婢軌蚩焖俜纸庥袡C(jī)物質(zhì)為作物吸收，所以克服了有機(jī)肥料肥效慢的特點(diǎn)，單施有機(jī)肥產(chǎn)量低的特點(diǎn)。
7. 微生物菌肥不像化肥那樣，一次性將過量的可溶性營養(yǎng)元素帶入土壤，微生物菌肥可避免環(huán)境污染，且有益菌不斷的在植物根系周圍不斷的繁殖代謝，持續(xù)地、非過量的向作物提供營養(yǎng)。
每年一到四五月份，各種果樹都要會在枝干上出現(xiàn)一種癥狀：主枝、側(cè)枝、輔養(yǎng)枝或中央領(lǐng)導(dǎo)干上葉片突然枯萎，其狀如開水燙過一樣。重者整株死亡；輕者個(gè)別主枝或側(cè)枝干枯，或枝不枯干僅葉片枯萎，以后又慢慢長出新的嫩葉片。這其實(shí)是果樹爛根病在樹上的表現(xiàn)。
從根部觀察，凡地上部哪一個(gè)主枝發(fā)病，地下部和主枝相應(yīng)的根上就爛根。爛根后，根皮成褐色，根皮和木質(zhì)部分脫離。
發(fā)病的原因，大致有以下幾個(gè)方面：
一是果園長期不進(jìn)行深翻，土壤條件不良；
二是不增施有機(jī)肥料或增施有機(jī)肥料太少，果樹缺乏營養(yǎng)，生長衰弱；
三是土壤粘重板結(jié)，空隙度小，通氣不良，根系不能很好生長，給爛根病菌造成了生存發(fā)展的有利條件；四是有的可能原來樹苗就帶有爛根病菌；五是防治不及時(shí)，使病株逐年增加。
果樹根系腐爛，會導(dǎo)致樹勢衰弱，從而引發(fā)其他生理性病害，因此要加強(qiáng)管理，注意防治。
防治的辦法有以下幾種：
一是刨根曬根。把病根刨出，使根外露，如果是根腐病導(dǎo)致的爛根，根腐病菌屬于嫌氣性病菌，通過與空氣接觸和利用太陽的紫外線，都能起到抑制病菌繁殖和殺滅病菌的作用。
二是注重增施有機(jī)肥。（我）生物菌肥具有改良土壤，促進(jìn)根系生長的作用。只要根系生命力旺盛，能不斷地長出新根，爛根癥狀就會減輕。也可以用（我）生物菌劑進(jìn)行灌根，具有抑制病菌繁殖，促進(jìn)根系生長的作用。
三是秋施基肥時(shí)， 采用行間開溝施肥的方式。開溝能夠大量切斷根系，相當(dāng)于對根系進(jìn)行修剪。切斷的根系在秋季發(fā)根高峰期會大量長出新根。這與衰老樹的更新修剪的原理是相似的。
四是科學(xué)澆水。尤其是黃粘土質(zhì)果園、鹽堿板結(jié)土質(zhì)果園，夏季下雨后或澆灌以后，很容易使土壤板結(jié)，所以在每次雨后和澆水后，都進(jìn)行中耕，以疏松土壤。確實(shí)需要澆水時(shí)，應(yīng)只澆行間，靠近主干部位盡量不澆水，以利土壤透氣，滿足根系有氧呼吸對空氣的需求。
五是藥劑防治。在有病的樹下，挖環(huán)狀溝，用藥劑灌根。
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