施肥是农业生产中保证作物高产、稳产必不可少的重要手段。近年来,随着化肥施用量的增加,也出现了土壤结构破坏、有机质含量下降等现象,并在部分地区出现了诸如江河湖泊的富营养化、农产品质量下降等一系列较为严重的生态环境问题。如何解决这些矛盾,关系到我国农业和农村经济可否持续发展;生物肥料也正是在这种严峻态势下推出来的具有产业化前景的新型肥料种类之一。
生物肥料是微生物类肥料的简称。生物肥料实际上是利用微生物的有关性质,如对氮素的固定、对土壤中有机质和矿物态养分的分解、对作物生长的刺激等作用,提供作物生长所需要的氮素养分或提高土壤中难利用态养分的有效性,从而促进作物对养分的吸收和生长,提高其产量和品质。大力发展生物肥料具有重要的意义:
首先,生物肥料有效地利用了大气中的氮素或土壤中的养分资源。据有关资料估计,全球每年生物固氮作用所固定的氮素大约为130×109kgN/年,而工业和大气的固氮量则少于50×109kgN/年,即依靠生物所固定的氮素是工业和大气固氮(如雷电对氮素的固定等)量之和的2.6倍,因此,开发和利用固氮生物资源,是充分利用空气中氮素的一个重要方面。另外,作物对土壤中磷、钾等矿质养分的利用能力较差,且磷、钾等肥料的利用率也较低,磷肥的当季作物利用率大多不到20%,钾肥的当季作物利用率一般亦在40%以下。从我国目前情况来看,磷钾资源严重不足,特别是钾肥大量依靠进口,所以,如何将土壤中的无效态磷、钾转化成可供作物吸收利用的有效态养分,一直为广大研究者所关注,生物肥料的应用,无疑为其提供了前提条件。
其次,发展生物肥料可以降低肥料生产成本。用哈伯氏制氨法合成氨时,每制造含1kg纯氮的肥料并输送到用户,其所消耗的燃油约为1.5kg,而固氮生物能直接或间接利用光能生产氨,且这种生产是就地发生的,不仅节约了肥料生产所需的能源和劳动力,而且又不必花费将所生产的肥料运往田间撒布的代价,同时亦节省了建造化工厂的费用等,可谓是一举多得。开采磷、钾矿不仅需要花费大量的劳动力,也要耗费大量能源,酸制法生产磷肥还要消耗大量的硫酸等,并占用很大的场地,在肥料的搬运中亦将消耗掉大量能量。上述结果,使得农民每施用1kg纯氮、P2O5和K2O,就分别约需花费4.00元、4.50元和4.00元,同时,农民将肥料买回家后,还必须花大量的劳动力将其运到田间并施入农田中。相对而言,生物肥料充分利用微生物的某种特征,以增加土壤中有效养分为目的,其施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,且施用生物肥料的同时还可减少化肥的施用量,因而节约了施肥成本。当然,由于生物肥料中微生物的活动需要大量的能量,如自生固氮菌每固定27kg氮素就需要消耗100kg碳,共生固氮菌更是每消耗100kg碳只能固定1kg氮素,所以,生物肥料必须是在施足有机肥和适量化肥的基础上才能发挥出其增产效果,或者说生物肥料只能是作为辅助肥料,而不能代替化肥和有机肥。
