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微生物新型农业的发展前景

作者:董祯轶  来源:上海师范大学 
评论: 更新日期:2022年11月16日

摘要:   本文介绍了微生物在土壤中的具体作用,阐述了微生物肥料对土壤肥力提高的作用,通过肥料的田间试验分析了微生物肥料及微生物农药的引进和运用,包括它所存在的潜在的推广时会出现的问题和利用前景来进一步微生物新型农业和其在我国的发展趋势。

关键词:微生物肥料、微生物农药、肥料的田间试验、土壤肥力。

引言:邓小平同志曾指出:“将来农业问题的出路,最终要由生物工程来解决,要靠尖端技术”。用生物工程解决农业出路,这一科学论断,与当前国内外科技界的论点一致。本世纪生物科技革命的主战场在大农业。开展新农业科技革命,应以生物工程为中心,改革传统农业,创建新型农业。微生物新型农业的开发是生物工程技术推动农业发展的主要体现。发展微生物新型农业,由植物、动物资源为主组成的“二维结构”传统农业,调整为植物种植业、动物养殖业和微生物发酵转化业的“三维结构”的新农业,这是一个产业结构健全、资源节约型农业。通过引进新物种,开发挖掘潜在生态位,增加多功能循环链,提高系统综合生产力。微生物肥料、食用菌和沼气菌的引入,填补了农业生态系统中的一些潜在生态位;微生物肥料和微生物农药的应用,可以减少能源、资源消耗,减轻环境污染,实现农业动植安全生产和生态环境保护。新型微生物农业的崛起,标志着我国新的农业科技革命的到来,它符合生态大农业的发展要求,必将使我国的农业发展走上一条高效和可持续发展之路[1]。在此篇论文中,我将结合肥料的田间试验和微生物肥料及微生物农药的引进和运用,分析包括它所存在的潜在的推广时会出现的问题和利用前景来进一步说明我所理解的微生物新型农业和其在我国的发展趋势,对我国在发展农业经济上的作用。

1. 肥料的田间试验[2]

还记得在本学期初的时候,我们做的第二个微生物的实验就是《微生物细胞数的计数》,当时我们所运用的原材料就是校区内土壤,可见,土壤在微生物中起着十分重要的作用。接下来我要介绍另一种实验,也是和土壤有关——肥料的田间试验,通过这个试验,我们可以了解肥料对土壤肥力的特殊作用,同时可以使我们掌握许多种对待不同土壤时所采用的不同的实验方法;了解在实际的农业中,土壤实验进行的程序。

1.1 名词解释:

微生物肥料[3]:是以微生物的生命活动导致作物得到特定肥料效应的一种制品,是农业生产中使用肥料的一种。其在我国已有近50年的历史,从根瘤菌剂--细菌肥料--微生物肥料,从名称上的演变已说明我国微生物肥料逐步发展的过程。

微生物农药:是21世纪农药工业的新产业,代表着植物保护的方向,其最大的优势在于能克服化学农药对生态环境的污染和减少在农副产品中农药残留量,同时在示范推广微生物农药应用的过程中,农副产品的品质和价格将大幅度上升,有利地促进农村经济增长和农民增收,社会效益不可估量。

1.2 试验任务及要求:

田间试验是在田间条件下进行,其基本任务是在一定的自然环境和生产条件下,研究土壤、作物和肥料三者的关系及其调控措施,为不断培肥土壤、合理施肥提高产量和品质提供科学依据。田间试验的结果能较客观地反映大田的真实情况,可以直接知道生产。 田间试验必须符合下列要求:试验条件要有代表性,选择有代表性地块,采用典型的农业技术措施使试验结果在适合的条件下推广和应用;试验结果要可靠,只有可靠的试验结果,才能从中得出正确的结论,指导农业生产。要想使试验结果可靠,在试验全过程中,必须避免发生人为的差错和尽量减少试验误差,特别要注意试验条件的一致性,即除了试验因素不同外,其它条件及一切管理措施都应尽可能一致,只有这样,才能分析出试验因素的真实差异;试验结果要有重演性,也称重现性,就是在相类似的条件下,重复相同试验,应该得到与原来试验相类似的结果。这对于推广和应用农业科技成果极为重要。要保证试验的重演性,除了试验条件的代表性和试验结果的可靠性外,同时要适时地对整个试验过程作好详细而完善的记载。另外,还应考虑季节变异的特点,将试验进行2~3年。

1.3 试验方案设计:

试验处理有以下几种类型:

1.3.1 属作物地上部分施用的(包括喷施、浸种、拌种、粘根)新肥料处理,即施用新肥料——新肥料兑水喷施、浸种或新肥料掺少量细土拌种、粘根;对照——等量清水喷施、浸种或等量细土拌种、粘根。

1.3.2 作物地下部分施用的新肥料处理,即施用新肥料;施用等养分的氮、磷、钾单质肥料。

1.3.3 微生物肥料(菌剂)处理,即施用活性微生物肥料——兑水喷施、浸种或掺少量细土拌种、粘根;灭活后的微生物肥料即基质;等量清水或细土对照。

1.4 试验布置:

小区面积在20—50M2,呈长方形,长宽比例2-3:1,随机排列,重复次数3次。

1.5 试验点数:

单个作物的田间试验点数必需不少于3个,总数不少于6个。

1.6 田间操作要求:

1.6.1 试验作物至少3种以上,其中包括一种主要粮食作物,试验年限一般在2—3年。

1.6.2 选择有代表性、肥力相近的田块进行。

1.6.3 田间管理遵循“最适”和“一致”的原则并详细。

2. 结果与讨论:(数据分析和肥料评价[4])

2.1 数据分析:

采用方差分析,如差异显著,进一步用新复极差法进行多重比较,表示各处理间的差异显著性。

2.2 肥力评价

新肥料的肥效评价主要通过肥料与空白处理间产量指标差异来表示:

2.2.1 田间试验结果总平均增产5%以上;

2.2.2 增产5%以上的试验点占试验点总数的2/3以上;

2.2.3 小区试验单因子差异达显著水平的试验点占试验点总数的3/1以上;

2.2.4 明显改善作物品质;

2.2.5 保护和改善生态环境。

3. 结论:

通过以上我所介绍的这个试验,我们了解了多种土壤试验的方法,掌握了对待不同土壤所需的不同手段,知道了土壤试验的基本程序。如果试验可以完全按照其要求进行的话,我想我们可以从中获得相当大的利润,同时对微生物肥料及微生物农药在实际生产过程中的应用是十分有帮助的。我们可以从中总结微生物肥料和微生物农药的不足,看见微生物肥料对土壤肥力的特殊作用和其在推广中可能存在的潜在的问题,并且预知它们的发展应用前景,也为在我国实现农业的可持续发展奠定了坚实的基础。

3.1   微生物对土壤肥力的特殊作用:

从本学期我们所学的知识来看我们知道微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。土壤是地下微生物的“容器”和活动场所,其生长着大量具有适应性和活性的生物类群,这些生物对于养分元素的转换、储存和释放具有特殊的功能作用。倘若把土壤中的生物全部消灭,土壤便会变成没有活力的“死寂”或“老朽”土壤[5]。

在土壤—植物生态系统中,微生物对土壤肥力的作用至关重要。微生物一方面分解有机物质形成腐殖质并释放出养分,另一方面又转化土壤碳素和固定无机营养元素[6]。[7]土壤微生物对于系统中的养分循环和植物有效性主要有两方面的作用:一是微生物自身含有一定数量的C、N、P、S等,可看成一个有效养分的储备库,土壤生物量(包括土壤微生物量和土壤动物生物量)本身就是一个养分贮藏库,具有“源与汇”的调控功能,它对土壤养分具有贮存和调节作用;二是土壤微生物通过其新陈代谢推动着这些元素的转化与活动[8]。

3.2   微生物肥料推广应注意的问题:

微生物肥料提供的是能固氮、解磷、解钾等有益微生物。这些活的微生物能在植物根际生长、繁殖,可以带来许多好处,但在其大量推广时往往会出现以下几个问题:微生物肥料菌剂有效活菌数≥2亿/克,大肥有效活菌数≥2000万/克,而且应该有40%的富余。如果达不到这一标准,说明质量达不到要求,那么就不能推广使用;存放时间超过有效期的微生物肥料不宜使用。由于技术水平的限制,目前我国绝大多数微生物肥料的有效菌成活时间超过一年的不多,所以必须在有效期内尽快使用,越早越好,过期的微生物肥料效果肯定有影响;存放条件和使用方法须严格按规定办。微生物肥料中很多有效活菌不耐高低温和强光照射,不耐强酸碱,不能与某些化肥和杀菌剂混合,所以,推广应用微生物肥料必须按产品说明书进行科学保存和使用[9]。我觉得在微生物肥料被推广的时候,这些问题是十分有必要值得注意的,否则它的推广不但不能带来经济的效益和利润,反而会平白的为有关部门增添许多不必要的工作和麻烦。

3.3   微生物肥料的发展前景:

利用微生物的生命活动及代谢产物的作用,改善作物养分供应,为农作物提供营养元素、生长物质、调控生长、增强抗逆性,达到提高产量、改善品质、减少化肥使用、提高土壤肥力。微生物肥料的使用可减少化肥用量、减少能源资源消耗[10]。

微生物在农业上的作用已逐渐被人们所认识。我国目前已有250家企业年产约数十万吨微生物肥料应用于生产。这虽与同期化肥产量和用量不能相比,但确已开始在农业生产中发挥作用,取得了一定的经济效益和社会效应,已初步形成正规工业化生产阶段。随着研究的深入和应用的需要不断扩大新品种的开发。

1997年,在意大利洛克菲勒基金会中心召开的生物固氮:全球挑战与未来需求国际讨论会上,各国著名科学家制定了一个到对21世纪生物固氮增加需求的行动计划,其中就包括发展微生物肥料以增加豆科和非豆科产量,我国也在微生物肥料发展形势下加大了研究力度。相信随着科学的进步,研究和生产发展的需要及监督制度的完善,微生物肥料一定能健康有序地发展,为农业增收发挥其应有的作用,前景将是非常广阔的[11]。在我国,拥有十几亿人口的大国家,发展与研究微生物肥料更是相当重要的,这样才可以大力发展农业,取得最终利益。

3.4   微生物农药应用前景:

随着科学技术的不断发展进步,减少使用化学农药,保护人类生存环境的呼声日益高涨,且早已引起人们的高度重视。研究开发利用有益微生物及其代谢产物防治作物病虫害已取得了较为理想的效果。目前微生物农药主要开发有微生物杀虫剂、微生物杀菌剂、微生物除草剂及利用微生物代谢分泌的有效活性物质制成的农用抗生素杀虫、杀菌剂[12]。农药的好坏直接关系到是否能发展农业的关键之关键。所以好好利用微生物农药可以带来的前景也是十分必要的。

3.5   总结:

我国政府已经充分认识到发展无公害微生物农药和微生物肥料的重要意义,并把加强农业环境保护和食物的安全生产作为我国21世纪农业科技发展的重要方向之一。微生物农药和微生物肥料的广泛应用为农业环境保护和动植物安全生产将发挥越来越重要的作用。我国已加入WTO,农业将面临新的发展机遇和空间,农副产品出口市场更加广阔,提高我国农产品的国际市场竞争力的重要因素之一是降低农产品有毒物质的残留量,而微生物农药将为农产品优质安全生产和降低有毒物质残留量提供技术和物质保障。微生物农药研究与发展,将有效地实现农产品的优质安全生产,提升农产品的经济附加值,扩大我国农副产品外销市场,推进绿色产业的发展,这些均对发展农村经济、增加农民收入、促进农村繁荣具有重要的推进作用。

微生物农药作为无公害农副产品生产的必要生产资料之一,在未来的农作物病虫害防治方面将有巨大的市场需求,因此,进一步加快微生物农药的研制、产业化和推广应用进程,降低农药在农副产品中的残留和对农田生态环境的污染,实现农作物重大病虫害可持续控制,满足我国无公害农产品产业化生产对农业科技的重大需求,必将产生巨大的社会、经济和生态效益。

我觉得只要好好利用我们现有的科学技术,充分发挥微生物在新型农业中的作用,我们一定可以实现农业的可持续发展的。

参考文献:

[1] 陈方,微生物新型农业的发展前景,生物网,http://bio.stlib.gb.cn

[2] 王华英,肥料田间试验技术规程,广东省土壤肥料信息网 ,http://www.gdtf.com.cn (2003-4-28)

[3] 陈婉华、李元芳,微生物肥料定义,微生物肥料及其发展前景,中华网

[4] 袁方,肥料田间试验数据分析和肥料评价,广东省土壤肥料信息网 , http://www.gdtf.com.cn,(2003-4-28)

[5] 周群英等,环境工程微生物学(第二版),高等教育出版社,北京,2000,p120~p130

[6] 王敬国,植物营养的土壤化学,中国农业大学出版社,北京 ,1995, p87~p89

[7] 姚槐应等,红壤微物量在土壤-黑麦草与系统肥力意 [J]应用生态学报,1999-10,p39

[8] 章家恩等,微生物资源的开发利用与农业可持续发展,土壤与环境,2001,15,72-77

[9] 常江,微生物肥料推广应注意的问题,辽宁日报网站,

[10] 朱江,微生物肥料,人民教育出版网站,

[11] 陈婉华、李元芳,微生物肥料及其发展前景,中华

[12 ] 王洪斌,生物技术世界,教育出版社,北京,2005,p122

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