探讨微生物肥料的作用机制及对耕地土壤物理性质的影响
摘要: 随着环境保护理念和资源节约型社会理念的不断推进,我国农业实现进一步发展,目前,微生物肥料作为一种无污染、有机性的肥料,得到广泛应用。本文从微生物肥料内容展开概述,分析其作用机制和对耕地土壤物理性质的影响,以供后续研究参考。

引言:微生物肥料的制作主要应用动植物残体或腐熟的有机质,是现代化农业中常用的肥料,其性质属于绿色肥料,能够把促进植株汲取养分提升存活率,同时抑制病虫害问题。这一肥料的应用能够大幅降低化肥的使用量,降低对耕地土地的影响,是未来生态、绿色农业发展的大方向。

1微生物肥料

微生物肥料利用活的微生物实现对土壤的改性优化,包括刺激植物生长的肥料制品与根圈细菌,具有促进植物生长、抑制病菌的作用。根据制品的应用可将其分为单一和复合两种,根据类型可分为细菌肥料、真菌肥料、藻类肥料以及放线菌肥料,利用其自身微生物的活动改善土壤性质,从而提升种植情况。根据相关研究显示,微生物的应用不仅能提升农作物质量产量,对于环境保护、污染处理也具有一定优势,能够降低治理成本,促进生态良性循环。根据微生物肥效和功能,可将目前投入生产的微生物种类划分为四种,第一是分解土壤中物质的肥料,例如固氮蓝藻、固氮菌、根瘤菌等;第二是提升土壤肥力促进并作为氮素的肥料,如大豆、花生、绿豆等植物根瘤菌剂;第三是促进作物生长的肥料,如复合细菌、有机磷细菌等;第四是帮助吸收营养的肥料,解决难溶性矿物,如硅酸盐细菌、无机磷细菌等。

2微生物肥料的作用机制表现

2.1促使植株吸收养分

近年来,我国生物科学技术对于菌株功能的研究能力逐渐提升,微生物肥料得到广泛应用,以根瘤菌和固氮菌微生物肥料为首的有机物质,能够改变无机氮机理,使其成为有机氮,帮助植株充分吸收与利用,提升养分茁壮成长。针对以往种植过程中一些难溶的钾元素和磷元素,在微生物肥料研究中,借助一些解磷菌和解钾菌能够促进植株吸收,实现对作物所需肥力的补充。以解磷菌为例展开对其分解机理的概括,主要分为以下三种形式:

第一,分泌质子,利用微生物对原有磷肥体系中的pH值进行控制,使其降至最低,整体酸性升高,并实现磷酸盐和质子的交换从而实现溶解。

第二,分泌有机酸,分泌后降低磷肥体系pH值,实现对不溶性磷酸盐的降解,或利用三价铁离子或二价钙离子实现磷酸盐溶解。

第三,产生磷酸酶,利用酶实现对磷的降解,从而转变为有效态磷。

针对钾肥的降解主要利用解钾菌,由于胞外膜多糖的原因,解钾菌的应用机理主要为促进耕地中云母、长石等物质,使其能够释放有效钾元素,促进植株吸收与利用。

2.2强化植株存活能力

植株存活能力是植物生长和使用的必然前提,而微生物肥料具有提升植株抗性,改善生长的作用,尤其针对一些较为恶劣的环境,利用微生物菌肥能够提升植株的抗寒性、抗旱性以及盐碱性,直接提升其存活率。在植株繁育过程中,应用微生物肥料使其中的微生物能够发挥中间代谢作用,这类物质能够帮助植株生长,促进产量,如赤霉素、脱落酸等。

2.3抑制病虫害的形成

除了基本的提升抗性、促进生长等作用外,微生物肥料在使用过程中还能渗透到植株中,实现对一些病虫害疾病的预防及治疗[1]。其机理在于提升植物的防御能力,实现对植物中苯甲氨酸解氨的诱导,从而抑制真菌和细菌,使植物产生对病虫害的抗生素、卵磷脂酶C等。现阶段来看,我国农业针对微生物肥料的研究方向逐渐扩大,能够实现多种农作物生长过程中的应用,相关数据显示,微生物补给能够增加果实含糖量、VC量以及磷、钾可溶性物质,还能提升果实质量、产量,降低病发率。以辣椒作物为例,应用微生物肥料后,其口感和质量均有所提升,对辣椒中的硝酸盐成分浓度也有所抑制。部分学者在进行微生物肥料与病原菌菌丝试验时,能够发现,微生物肥料能够有效抑制各类菌核病,且抑制率普遍在94%以上,在抑制病虫害的前提下,部分作物的增产量甚至达到44.58%。

3微生物肥料对耕地物理性质的影响

3.1维持土壤肥力

针对耕地物理性质的影响,微生物肥料具有维持土壤肥力的作用。一般来说,土壤肥力的影响因素主要包括矿物质、有机质、空气以及水分,在肥力维持方面需要保证四项因素结合为植株提供肥力。目前,针对土壤肥力并未形成具体的定义,学术上将农作物的生长发育情况作为判定肥力的标准,并根据其生物肥力的动态性特征观察作物生产情况,从而了解生物肥变化。在应用微生物肥料时,对土壤肥力的积极影响包括以下几点:

第一,利用微生物肥料能够帮助土壤中的四项肥力元素实现结合,并促进有机物转化分解,实现肥力提升,同时,增加土壤中有机物的含量,可根据不同类型微生物肥料的应用控制土壤性质,从而实现改性,为植株生长创造环境[2]

第二,在微生物肥料的作用下,能够促进土壤中部分不可溶性物质的分解,并促进植物吸收。

第三,利用微生物肥料能够大幅降低土壤中的农药残留,在大量微生物菌群的配合下,能够在土壤中实现繁殖代谢,解决土壤中以往残留的化肥、农药以及其他重金属物质,分解为无害、低害成分,降低污染程度,修复以往受损的环境,使植物免受侵害。

总之,微生物肥料的应用能够帮助土壤维持肥力,为植物种植提供必要前提,改善原有的菌群环境,促进植物生长。

3.2利于水体渗入控制盐分累积

水资源是植物种植的关键养分之一,无论是过多还是过少,都会对土壤养分和植株成活率带来严重影响。若灌溉水量过多,会导致土地内作物根系腐烂,发芽率降低,影响后期种植时间和收益。在水资源累积过程中会导致很多烂根、烂叶出现霉菌,而微生物肥料能够提升水量渗入,实现土壤脱盐,从而抑制地表水和盐分聚集。随着水分的渗入,能够将养分带到土壤的更深层次,激活深层土壤活力实现改性。部分学者利用传感器探头对不同深度的土体进行取样和检测,能够发现有机肥的应用使得土壤内部液体的性质发生转变,经过处理的区域盐分含量大幅下降,满足基本的种植、抑病需求[3]。此外,微生物肥料还能与土壤中的钙离子结合,提升保水性控制孔隙度。微生物肥料对于不同区域的土壤问题均有一定地化解修复效果,例如次生盐渍化土地、荒漠化土地、药物残留土地、金属残留土地等。

3.3优化栽培环境

在农业种植过程中,会选择一种菌种或复合菌种来改善当前土壤的栽培环境,相关数据显示,当在土壤中施加微生物菌肥时,其株高、植株地下根系长度、质量、植株杆重、根系体积等,质量均得到显著提升。部分土地存在土壤结块、团粒结构的情况,植物在这种栽培环境下种植,会导致根部受损,且无法顺利吸收土壤养分,甚至影响透水性造成地表水饱和,植物腐烂,引发一系列的病害问题。针对这一问题,微生物肥料能够利用代谢过程,实现对氧气和二氧化碳的交换,并分泌有机物质,并将土壤中造成结块的微量元素释放,帮助土壤消除板结、团粒结构,从而提升整体通气性和松软度。

结束语:综上所述,相比于化学肥料,微生物肥料的应用更符合现代化对于环境友好型社会的建设条件,能够实现土壤调理,同时提升植物的抗性,促进其养分吸收,节约成本提升产量,为农业的发展提供必要前提。我国针对微生物肥料的研究仍在继续,并作为新兴战略性产业受到社会的广泛关注。

参考文献:

[1]徐青龙,向华浩.微生物肥料在土壤生态修复治理中的应用[J].智慧农业导刊,2022,(20):77-79.

[2]王景超,于晓菲,商姗姗.我国微生物肥料研究现状及其在作物上的应用进展[J].农业与技术,2022,(01):34-37.

[3]丁琰.微生物肥料研究及其在耕地质量提升中的应用前景[J].农业开发与装备,2021,(07):103-104.

作者简介:赵冰(1987-),男(汉族),硕士,研究方向:土地工程、土地整治、国土空间规划、地理信息系统