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化肥的過量施用易造成肥料利用率低、生態環境惡化等一系列的問題。為提高化肥利用率、緩解環境壓力，迫切需要研制一種新型有效安全的肥料代替部分化肥。生物有機肥是以固氮菌、解磷菌、解鉀菌、分解菌等有益微生物，加入自然界中的有機物為基質和載體，經特殊工藝加工而成的有機肥料[1]。該肥料綜合了有機肥和微生物肥料的優點，能夠有效地提高肥料利用率，減少環境污染，改善土壤質量，增加作物產量。因此，合理開發施用生物有機肥料不僅是獲得作物優質高產和提高土壤肥力的重要措施之一，也是保護生態環境、促進農業可持續發展的必然趨勢。

1 生物有機肥的概念

生物有機肥料是指以畜禽糞便、秸稈、農副產品和食品加工的固體廢物有機物料以及城市污泥等為原料，配以多種有益微生物菌劑加工而成的具有一定功能的肥料[2]。有益微生物分為發酵菌和功能菌。發酵菌一般由絲狀真菌、芽孢桿菌、無芽孢桿菌、放線菌、酵母菌、乳酸菌等組成，它們能在不同溫度范圍生長繁殖，能加快堆體升溫，縮短發酵時間，減少發酵過程中臭氣的產生，增加各種生理活性物質的含量，提高生物有機肥的肥效。功能菌一般由解鉀菌、解磷菌、固氮菌、光合細菌、假單胞桿菌及鏈霉菌等組成，它們除了具有解鉀、解磷、固氮等作用外，還具有提高植物抗病、抗旱等能力。

2 生物有機肥在農業生產中的作用機理

2.1 生物有機肥富含有機、無機養分

生物有機肥是有機物料通過添加微生物菌劑發酵腐熟而成，因此，富含微生物代謝產物如氨基酸、蛋白質、尿囊素等各種有機養分。同時含有大量元素（N、P、K）、中量元素（Ca、Mg、S）和微量元素（Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo）以及其他對作物生長有益的元素（Co、Se、Na）等無機養分，能為作物提供全面均衡養分[3]。

2.2 生物有機肥富含各種生理活性物質

生物有機肥中的微生物活動過程中產生的代謝產物如維生素、氨基酸、核酸、吲哚乙酸等生理活性物質，能促使植物根系生長、增強作物的新陳代謝能力，增加作物的生物量[4]。而代謝產物抗生素類物質能提高作物的抗病能力。此外，生物有機肥中的有機物料礦化及腐殖化時形成的腐殖酸能絡合磷肥中的磷，從而防止土壤對磷的固定，且有機物質分解產生的草酸、檸檬酸、琥珀酸等小分子有機酸也能使土壤中難溶磷活化，進而有利于作物吸收[5]。另外，極易揮發的NH3 也能被腐殖酸及草酸、檸檬酸、琥珀酸等有機酸固定而增加作物利用氮素的效率[6]。

2.3 生物有機肥富含有益微生物菌群

生物有機肥中含有的發酵菌劑及功能菌劑除了能產生大量的生物活性物質外，還具有固氮、解磷、解鉀及抑制植物根際病原菌的能力[7]。此外，有益微生物的大量繁殖使得土壤的微生物群落發生改變，在植物根際形成優勢菌群，能有效地抑制其他有害微生物的生長，從而減少病原微生物侵染作物的機會。并且，有益微生物與作物根系形成互惠的共生關系，刺激作物根系的生長發育，增強作物的抗性，減少病害的發生[8]。同時，有益微生物的活動能夠加快有機的礦化腐殖化，有助于土壤形成團粒結構，降低土壤容重，增加土壤通透性，提高土壤保水、保肥能力，從而改善土壤質量。

3 生物有機肥在農業生產中的作用效果

3.1 提高產量，改善品質

與無機化肥相比，生物有機肥的養分長效、全面、均衡，施用后既能提高作物產量，又能有效改善作物的品質。郭潔等研究生物有機肥對釀酒葡萄生長、養分吸收及產量品質的影響發現：生物有機肥在一定施用范圍內，隨施用量的增加, 釀酒葡萄葉綠素含量比對照提高，新稍長增加3.19% ～ 24.41%，百葉鮮質量增加2.91% ～ 13.26%， 而百葉干質量增幅為11.71% ～ 26.30%；施有機肥促進了葉部全氮、全磷、全鉀含量的吸收，葉片全氮、全磷、全鉀分別增加0.60% ～ 12.93%、46.94% ～ 82.65% 和6.94% ～ 17.14%； 葉柄全氮、全磷、全鉀分別增加9.04% ～ 48.59%、112.50% ～ 226.14% 和5.87% ～ 40.47%， 有利于干物質合成， 從而比對照增產360.05% ～ 554.14%，果實總糖含量提高1.11 ～ 1.94 個百分點，總酸度下降0.18 ～ 0.27 個百分點，糖酸比增大10.04 ～ 16.13個百分點[9]。而孔祥波等關于生物有機肥對生姜生長及產量、品質的影響的研究結果表明：生物有機肥可以顯著促進生姜植株的生長，使莖稈變粗，分枝數增多，莖葉生長量提高，產量增加。同等養分的生物有機肥與化肥配施處理生姜植株的莖粗、分枝數分別比純施化肥處理增加13.6% 和18.58%，莖、葉鮮重分別增加16.67% 和32.52%，產量提高23.46%；等養分的普通有機肥與化肥配施處理的生姜長勢也優于純化肥處理，雖然其產量達60192 kg/hm2，較純施化肥增加12.63%，但卻比生物有機肥處理的生姜產量低8.77%。不僅如此，生物有機肥還可顯著改善生姜品質，提高根莖干物質和揮發油等的含量，降低硝酸鹽含量[10]。另外，張建國等對施用復合生物有機肥對烤煙產量和品質的效應研究表明：適量的復合生物有機肥與化肥配合施用效果明顯優于單純施用化肥，不僅可以促進煙株生長發育，增強抗病力，而且有效地提高了煙葉含鉀量和干物質積累量，產量、品質都有較大幅度提高。與單純施用化肥相比，產量增加了6.2% ～ 9.0%，產值增加了15.9% ～ 24.7%，經濟效益顯著[11]。

3.2 提高土壤肥力，改善土壤質量

生物有機肥施入土壤中后能增加土壤有機質，同時有機質經過礦化腐殖化形成的腐殖酸能促使土壤團粒結構增加，土壤容重減小，孔隙度增大，有利于土壤節水保肥。此外，生物有機肥中含有大量功能性微生物，進入土壤后能增加土壤微生物量、土壤酶活性，可有效活化被土壤固定的磷、鉀養分，進一步增加了肥力。同時，有些真菌分解土壤中的有機物質，釋放出糖類，促進固氮菌的生長， 進一步提高了土壤養分有效性。胡誠等研究長期施用生物有機肥對土壤肥力及微生物生物量碳的影響結果表明：長期施用生物有機肥的土壤肥力明顯提高。隨著生物有機肥用量的提高，土壤有機質、全N、堿解氮、有效磷、速效鉀、微生物量碳，與有機肥施用量呈顯著正相關。施肥對土壤肥力和微生物量碳的影響趨勢是：EM 堆肥> 傳統堆肥> 化肥> 對照[12]。王立剛等通過7 年的生物有機肥試驗表明：施用生物有機肥可以使作物保持良好的生長發展態勢，促進干物質的積累；長期施用生物有機肥可以顯著提高土壤有機質含量與土壤全氮、堿解氮的含量，提高土壤肥力[13]。

3.3 減少或降低植物病蟲害的發生

生物有機肥能改善根際土壤微環境，在減少植物病蟲方面發揮重要作用。這主要是由于生物有機肥施入土壤中后其功能性微生物大量繁殖生長，在作物根際形成優勢菌群，從而抑制其他有害微生物的生長繁殖，甚至對有害病原菌產生抵抗作用，減少作物感染病蟲害的機會，同時功能性微生物在生長繁殖過程產生的代謝產物能刺激作物生長，提高作物對不良環境的適應性，且功能性微生物的部分代謝產物能抑制土壤中病原微生物。同時，生物有機肥的養分全面均衡，有益于作物的吸收利用，作物生長健壯而增強抗病性，減少病害的發生。靳海波研究發現：施用生物有機肥料GSJ-1 后馬鈴薯土壤中瘡痂病病原菌較之于連作土壤處理顯著下降，根際下降了21.3% ～ 74.9%，距離主根2 ～ 15cm 近薯塊區域下降了19.6% ～ 55%；非根際土壤下降了19.1% ～ 23.1%。另外，施用生物有機肥馬鈴薯粉痂病、黑痣病也有顯著的防治效果，對粉痂病的防效為9%，對黑痣病的防效為38%[14]。

4 生物有機肥的發展趨勢

4.1 由無芽孢菌轉向芽孢菌種

與無芽孢桿菌不耐高溫和干燥相比，芽孢桿菌抗逆性高、存儲時間長，在劑型上能以多種形式存在，從而便于商品化。因此，生物有機肥今后的發展必然在劑型上有所革新，要求菌種更新換代，即應選用抗逆性高、存儲時間長的芽孢桿菌屬。

4.2 由單一微生物向復合微生物發展

從單一菌種向復合菌種方面發展，“如將固氮、磷細菌和鉀細菌等復合施用”使生物有機肥同時供應多種營養元素；從單一功能生物有機肥向多功能生物有機肥發展，使生物有機能同時具有改良土壤、提高肥效、防治病蟲害等多種功能。

4.3 根據不同土壤和不同作物研制專用型配方

我國地域遼闊，不同地區氣候情況、土壤類型、作物品種差異較大，因此，須針對不同區域情況研發特定專一的生物有機肥。如氣候較干旱的地區， 應選擇抗逆性強的芽孢桿菌。土壤肥沃的地區，氣候條件較好，土著菌種類復雜，又很活躍，可選育營養、抗病和促生的優勢菌群，發揮菌株間的協同作用，有效促進作物生長，以便生物有機肥更好的研究應用。

4.4 生物有機肥與無機肥混配的研究

生物有機肥的養分全面穩定但含量低且緩效，而無機肥的養分含量高、速效。因此，生物有機肥與無機肥的混配研究（混配比例、方式、施用時間）具有廣闊的前景。