微生物肥料在土壤生態(tài)修復(fù)治理中的應(yīng)用

徐青龍，向華浩

（芷蘭生態(tài)環(huán)境建設(shè)有限公司，長(zhǎng)沙 410100）

土壤肥料的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)是植物、農(nóng)作物產(chǎn)量高低的保障，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的重要部分。隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，農(nóng)藥、化肥大量使用，以及工業(yè)生活污染加重，對(duì)于我國(guó)土壤造成嚴(yán)重污染，土壤本身的自愈能力遠(yuǎn)不及污染的速度。現(xiàn)階段，我國(guó)土壤主要的污染形式包括重金屬、土地鹽漬化和土地荒漠化等，其中受鎘、砷、鉻和鉛等重金屬污染的土壤面積達(dá)2 000萬hm2，約占全國(guó)總耕地面積1/5[1]，化肥、農(nóng)藥的總使用劑量高達(dá)130萬t左右，在此過程中，只有很少一部分的農(nóng)藥化學(xué)成分被使用于病蟲害防治，大量的農(nóng)藥、化肥等有害物質(zhì)直接進(jìn)入到土壤生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中，土壤污染情況變得愈發(fā)嚴(yán)重。因此，土壤生態(tài)修復(fù)工作迫在眉睫，本文將針對(duì)微生物肥料的具體作用與使用過程中的具體問題加以分析，為土壤生態(tài)修復(fù)治理工作提供一定參考。

1 微生物肥料的概述

微生物肥料作為一種內(nèi)部具備活性微生物的肥料，現(xiàn)階段已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生態(tài)中，能夠有效實(shí)現(xiàn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。目前，對(duì)于微生物肥料的定義大致可分為兩類。

一是狹義上的微生物肥料。主要指的便是含有特定且對(duì)土壤有益的活性微生物肥料，利用自身所具備的特定微生物活動(dòng)來提高植物養(yǎng)分的吸收能力，保證土壤養(yǎng)分的充足供應(yīng)，在不斷提升農(nóng)作物質(zhì)量與產(chǎn)量的同時(shí)，最大程度對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和植物種植土壤環(huán)境加以改善。二是廣義上的微生物肥料。在此概念下微生物肥料不僅只局限于植物營(yíng)養(yǎng)的充足供給，往往微生物還能夠分解成次生物，如所分解出的激素可以有效幫助植物實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)吸收，抵抗部分病原微生物的殘害等。

由于微生物肥料內(nèi)部含有活體微生物菌群，經(jīng)過發(fā)酵培養(yǎng)與有機(jī)物的混合而形成，內(nèi)部的活性特征使得微生物肥料在農(nóng)業(yè)上有著較為重要的作用。當(dāng)進(jìn)入到土壤之后，在土壤水分、溫度和酸堿度等特定的條件下，通常能夠與土壤內(nèi)的微生物形成優(yōu)勢(shì)菌群并發(fā)揮出自身的作用。例如，降解污染物、恢復(fù)土壤肥力及優(yōu)化植物生長(zhǎng)狀態(tài)等，通過優(yōu)勢(shì)菌群的作用，使得土壤內(nèi)部的碳、氫、氧和氮等得到了充分的循環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)土壤恢復(fù)的目標(biāo)。相比于傳統(tǒng)化肥、農(nóng)藥的方式，最大程度上減少了污染。其無毒、無害的特點(diǎn)對(duì)土壤內(nèi)部的生態(tài)平衡起到了一定的促進(jìn)意義。

2 微生物肥料使用過程中存在的問題

2.1 關(guān)于微生物肥料對(duì)土壤生態(tài)修復(fù)治理的研究不足

現(xiàn)階段，微生物肥料在改善土壤生態(tài)修復(fù)治理工作的研究仍然處于起步階段。我國(guó)土壤污染種類復(fù)雜繁多，其治理相對(duì)較難。在實(shí)際使用過程中，微生物肥料僅僅是一種土壤添加劑，人們并未充分認(rèn)識(shí)到微生物肥料中的活性對(duì)于治理污染的重要作用，廣泛地推廣和使用更是沒有被提上日程。另外，對(duì)于土壤生態(tài)修復(fù)的相關(guān)研究不足，如怎樣提高微生物肥料的內(nèi)在活性，如何加強(qiáng)微生物肥料中微生物的種類。所以，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)積極結(jié)合微生物肥料的重要作用，分析微生物肥料在修復(fù)鹽漬化、荒漠化及重金屬污染土壤中的重要作用，確保微生物肥料在土壤生態(tài)修復(fù)的研究中能夠更上一層樓，最終實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)、平衡的發(fā)展目標(biāo)。

2.2 微生物肥料類型及菌種種類較少

現(xiàn)階段，微生物肥料針對(duì)土壤中重金屬污染的治理過程中存在數(shù)量少且高效化的微生物非菌群[2]。當(dāng)土壤中的重金屬污染物含量過高時(shí)，那么微生物的修復(fù)治理作用將被大大降低。在我國(guó)微生物肥料發(fā)展的過程中，雖然已經(jīng)在根瘤菌-豆科植物共生體系的研究中嶄露頭角，但對(duì)于重金屬污染多樣化的問題卻仍然缺少有效的解決措施。另外，對(duì)于鹽漬化土壤的治理工作，主要集中于沿海地區(qū)、東北地區(qū)等，但我國(guó)鹽漬化土地廣闊，種類復(fù)雜，大多數(shù)地區(qū)依然存在著土壤酸堿值較高的問題，我國(guó)對(duì)此的解決辦法較少，最為主要的問題便是改善土壤、修復(fù)生態(tài)的治理菌群嚴(yán)重缺乏。

所以，相關(guān)研究部門應(yīng)著重進(jìn)行微生物抗污染的研究，結(jié)合抗污染性較強(qiáng)的微生物菌群、菌類，對(duì)土壤污染開展恢復(fù)治理工作，為我國(guó)土壤生態(tài)環(huán)境的治理奠定良好的基礎(chǔ)。

3 微生物肥料的具體分類與實(shí)際作用

3.1 微生物肥料的分類方式

對(duì)于當(dāng)前的微生物肥料而言，分類的方法是多種多樣的，其中主要包括形態(tài)、成分、作用機(jī)理乃至微生物菌種等。從形態(tài)方面進(jìn)行劃分，微生物肥料被分為3種，包括固態(tài)肥料、液體肥料和顆粒肥料；依照微生物肥料的組成成分則能夠被劃分為菌劑、有機(jī)肥和復(fù)合肥3種；依照作用機(jī)理可將其分成硅酸鹽菌肥料、解磷菌肥料、固氮菌肥料、解鉀菌肥料和根瘤菌肥料5類；按照微生物的菌種通常分為藻類生物肥料、放線菌肥料、真菌肥料和細(xì)菌肥料等[3-4]。

3.2 微生物肥料的實(shí)際作用

微生物肥料的作用，主要體現(xiàn)于以下方面。

3.2.1 幫助植物良性生長(zhǎng)

微生物肥料中微生物的代謝通常會(huì)將其內(nèi)部多種刺激植物生長(zhǎng)的激素分泌出來并供給植物，如乙烯、生長(zhǎng)素等激素，還有可能產(chǎn)生幫助植物防止有害細(xì)菌侵蝕的生物良性物質(zhì)，比如幾丁質(zhì)分解酶、卵磷脂酶C和抗生素等。

3.2.2 實(shí)現(xiàn)土壤肥料的增加

微生物肥料內(nèi)部含有的解鉀、解磷等微生物可以把土壤中不易被分解的鉀、無機(jī)或有機(jī)磷等物質(zhì)利用代謝的方式加以溶解，在這一過程中土壤會(huì)逐漸吸收所分解出的有益物質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自身肥力的恢復(fù)，與此同時(shí)還可以提高微生物肥料的利用率，避免出現(xiàn)浪費(fèi)情況。與此同時(shí)，經(jīng)過微生物肥料的作用，土壤中的微生物總量與種類得以變多，從而達(dá)到土壤生態(tài)修復(fù)治理的作用。

除這2種作用之外，微生物的活性特征還能夠?qū)⑼寥乐械闹亟饘俚扔泻ξ镔|(zhì)有效分解，最大程度地降低土壤中的鹽量含量，實(shí)現(xiàn)土壤鹽漬化的改良，中和土壤酸堿值，確保土壤內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)能夠得以調(diào)解。

4 利用微生物肥料進(jìn)行土壤生態(tài)修復(fù)治理

4.1 對(duì)重金屬污染的治理

微生物肥料中富含活性微生物，使得土壤內(nèi)部存在的重金屬形態(tài)發(fā)生改變，并降低重金屬污染物的活性。主要的原理為微生物通過自身的不斷代謝以吸收、轉(zhuǎn)化的形式對(duì)重金屬有害物質(zhì)做出改變，并使得土壤能夠?qū)χ亟饘佼a(chǎn)生一定的抵抗能力。另外，微生物能夠在土壤中與植物根系形成菌根，其菌絲對(duì)于重金屬污染有著較強(qiáng)的鈍化效果，將重金屬的作用加以弱化，進(jìn)而治理土壤重金屬污染。利用EM微生物菌肥可以降低土壤中Cr的含量，結(jié)合微生物制劑的不同攝入改變土壤中Cu、Pb與Zn的有效含量，利用EM微生物菌肥自身對(duì)重金屬的鈍化作用，大大降低重金屬物質(zhì)對(duì)土壤的侵害，改變土壤的內(nèi)在活性，促進(jìn)植物的健康生長(zhǎng)，為土壤改善效果的提升奠定良好基礎(chǔ)[5]。

4.2 對(duì)有機(jī)污染物的治理

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢(shì)下，人們愈發(fā)重視農(nóng)作物產(chǎn)量的提升，關(guān)注是否能夠高產(chǎn)，在這一過程中農(nóng)藥化肥等被大量使用到土壤中，這種方式直接造成了土壤中有機(jī)污染物含量的提高，加速了土壤的污染。另外，工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)、化工企業(yè)的發(fā)展及養(yǎng)殖業(yè)的進(jìn)步，使得大量有機(jī)污染物被排放到土壤中，土壤的污染進(jìn)一步加重。所以，應(yīng)重視微生物降解有機(jī)污染物的研究，結(jié)合微生物肥料中的多元化菌類、菌群進(jìn)行使用，此種方式不僅促進(jìn)了微生物肥料的相關(guān)研究，在農(nóng)藥、化肥肆意使用的今天也起到了一定的改變作用，為土壤生態(tài)的治理和恢復(fù)奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。

在這一環(huán)節(jié)中，利用混合菌與有機(jī)肥等微生物肥料共同修復(fù)污染的土壤，其自身將對(duì)石油烴等物質(zhì)的降解效率達(dá)到70%以上，此方式能夠?qū)Ρ皇蜔N等物質(zhì)污染的土壤起到良好的恢復(fù)效果。利用假單胞菌AEBL3作為生物強(qiáng)化劑對(duì)呋喃丹污染土壤進(jìn)行修復(fù)，結(jié)果表明，AEBL3能夠提高土壤中呋喃丹的降解率，且對(duì)土壤中7 cm以下的呋喃丹都有著一定的降解作用[6]。結(jié)合土壤有機(jī)污染治理，在不斷提高微生物肥料質(zhì)量的同時(shí)，可以取得土壤有機(jī)物污染治理的顯著效果，細(xì)菌類微生物所起到的效果和作用不可被忽視，尤其是對(duì)有機(jī)物污染物的降解，是當(dāng)前土壤肥力恢復(fù)、生態(tài)治理的重要途徑之一。

4.3 對(duì)土壤鹽漬化問題的治理

土壤鹽漬化問題出現(xiàn)的主要原因是土壤含鹽量增加，加之水分流失情況嚴(yán)重，經(jīng)過風(fēng)力作用后形成鹽漬化土地。我國(guó)鹽漬化土壤的地區(qū)主要有松嫩平原、黃河三角洲地區(qū)及天津環(huán)渤海地區(qū)等地。在此類土地的鹽漬化治理中，微生物肥料的大面積使用通常是必要的，取得的治理效果更是能夠達(dá)到人們的預(yù)期的。微生物肥料在此過程中的改善原理是通過對(duì)土壤理化性狀的改變有效促進(jìn)土壤脫鹽[6]。如提高土壤孔隙、減少水分流失和增加土壤降水等方式。另外，微生物在進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)分解時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一些新形式的腐殖質(zhì)與有機(jī)酸，對(duì)于土壤的酸堿度有著一定的緩沖效果，能夠在一定程度上改變土壤的酸堿度，達(dá)到中和效果。

本文結(jié)合微生物肥料在松嫩平原鹽堿地中的針對(duì)性使用加以分析，最終的研究表明，微生物肥料可以通過本身內(nèi)部活性高的特點(diǎn)促進(jìn)土壤內(nèi)部有機(jī)質(zhì)含量及腐殖酸含量的有效提升，實(shí)現(xiàn)酸堿值的改變，土壤可溶性鹽大大增加，主要包括SO42-、Ca2+。土壤自身的化學(xué)性質(zhì)朝著良好、適宜植物生長(zhǎng)的方向改變，在此基礎(chǔ)上，土壤微生物的構(gòu)成包括細(xì)菌與放線菌2種。細(xì)菌類、放線菌類為主的微生物肥料能夠充分在鹽漬化土壤的治理工作中發(fā)揮顯著的作用[7]。

4.4 對(duì)于土地荒漠化問題的治理

土地出現(xiàn)荒漠化的原因有自然因素與人為因素，如，樹林、森林等區(qū)域逐漸變少，土壤肥力在此過程中被大大降低，降低之后土地自然長(zhǎng)不出高大且能夠抓牢土壤的植物；另外人們的過度開荒及對(duì)植物水肥管理的不恰當(dāng)導(dǎo)致我國(guó)土地荒漠化與土地流失情況急劇增加。治理方法為，微生物肥料的使用，結(jié)合活性微生物對(duì)土壤中的物質(zhì)、肥力進(jìn)行搬運(yùn)、轉(zhuǎn)化，確保土壤生態(tài)系統(tǒng)能夠保持自身的穩(wěn)定性[7]。當(dāng)土壤肥力被恢復(fù)后，在土壤中便能夠進(jìn)行植物、樹木的栽植，其植物的根系將避免土壤出現(xiàn)水土流失，荒漠化情況隨即減少。

將含有黃孢原毛平革菌以及蘇云金芽孢桿菌的有機(jī)肥料作用于種植的煙田中，可以最大程度地促進(jìn)土壤中速效鉀及全鉀含量的提高，在此過程中速效鉀含量可以達(dá)到25%～40%左右，在此基礎(chǔ)上還可以實(shí)現(xiàn)煙草植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的良好吸收[8]。

5 結(jié)束語

總而言之，微生物肥料雖然對(duì)于農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)恢復(fù)治理工作有著較好的作用，但是并未得到廣泛應(yīng)用及深層次的研究。因此，為從根本上解決土壤污染問題，我國(guó)應(yīng)對(duì)相關(guān)研究加以重視，并通過研究選擇出較為合適且抗污染能力強(qiáng)的菌群、菌種，結(jié)合重金屬、有機(jī)污染物、土壤鹽漬化及荒漠化的具體問題作出分析，根據(jù)微生物的實(shí)際種類、作用等將微生物肥料推廣至全國(guó)范圍內(nèi)并將其廣泛使用，使得我國(guó)土壤生態(tài)治理與修復(fù)工作得到進(jìn)一步發(fā)展。