农田“吃”上有益菌 作物重现生机

Earth Day

微生物

珍爱地球 人与自然和谐共生

□本报记者 左杉

土壤是农业生产的基础，每克土含有几亿至几十亿个微生物。这些肉眼无法看见的微生物，参与了农业生产各环节的养分循环和能量代谢，被称为庄稼的“厨师”和“药剂师”。

然而，随着现代集约农业的发展，人为因素对土壤生态系统的干扰，导致土壤的微生物种群结构、数量减少、生物多样性下降，影响土壤的可持续利用及农业的可持续发展。

微生物就是庄稼的“厨师”和“药剂师”

2018年，四川农业大学资源学院党委书记、土壤和微生物专家陈强教授，带领他的团队，从彭州市葛仙山镇山泉村等大蒜正常生长和大蒜病害严重的田块中，选取适量土壤样本，装入无菌自封袋并编号，带回实验室进行研究。

结果显示，所有发病大蒜的土壤中，pH 显著低于正常土壤；土壤细菌指数显著高于正常土壤。“这表明发病土壤中出现了细菌丰富度增加、多样性减少，真菌多样性和丰富度增加的现象。”陈强表示。

土壤中的细菌、真菌跟农业生产有什么关系呢？

陈强接着解释，土壤是农业生产的基础，数量巨大、种类繁多的微生物生存于土壤中，如：细菌、真菌、原生动物和显微藻类。这些肉眼无法看见的微生物，参与了农业生产各环节的养分循环和能量代谢。2013年，美国出版《How microbes can help feed the world（微生物如何帮助养活世界）》一书，国内也有译为“微生物可以养活世界”，指出开发有益微生物是实现利用更少资源生产更多食物目标的最有效途径。

简单来说，土壤微生物就是庄稼的“厨师”和“药剂师”，将土壤中一些不能被作物直接利用的物质转换成可利用的状态，促进植物生长。

举个例子，如果没有土壤微生物的加工，植物很难吸收“营养”。农田环境的作物秸秆、根系残体进入土壤后，一部分在微生物作用下分解成小分子有机物，最终转化为二氧化碳、水，无机养分元素被释放出来供植物生长所需；另一部分有机物在微生物作用下转化形成腐殖质，改善土壤理化性质。

“此外，空气中的氮气占78%，但植物不能直接利用。自然界存在着一种奇妙的现象，土壤的细菌通过自生固氮、联合固氮和共生固氮形式将大气中的氮气转化为氨，为植物的生长提供氮素营养，这一过程称为生物固氮。此外，大气中的氮气还可以通过闪电、人类的合成氨工业转化为氨气固定下来。生物固氮是自然界氮气固定的主要形式，约占全球总固氮量的65%以上。”陈强表示。

肉眼看不见的土壤微生物世界，存在着相互依存制约的关系。土壤中存在着许多有益细菌和病害真菌。当土壤中有益微生物受抑制、微生态功能出现异常时，有益细菌和有益真菌数量下降、病原菌数量增加，微生物群落结构失衡，常引起作物病害发生。

生物菌群失衡，蔬菜病害发生

如果不是省农科院园艺所蔬菜专家的亲自上门，种了20多年大蒜的宣政至今也不知道，自家地里大蒜莫名其妙“消失“究竟是什么原因。

家住葛仙山镇的蒜农宣政，世代以种植大蒜为生。“我承包了100亩地，种了川芎、蔬菜，最多的还是大蒜，一亩地收蒜薹和蒜种2000斤，行情好的时候，光种蒜每年收入可达 50 万元。”宣政说道。

可人算不如天算。随着土地耕种越发频繁，宣政的地里出现了奇怪的现象。蒜种刚种下去的第一个月，宣政的蒜苗从饱满的蒜种中吐出新叶子，长势还不错。但是到了第二个月，甚至第三个月，蒜苗逐渐枯萎，而且颜色变黄、植株枯萎，有的过不久就自然枯死了，没有枯死的蒜种开始发黑。

宣政和附近的村民，把这个蒜苗奇怪的事情叫做“回苗”。刚开始，大家以为是遭遇了病害。宣政依旧按照往常种蒜的经验，去市场上花了几十块钱，买了最好的农药化肥，均匀地洒在蒜田里，等待着“好消息”来临。可是并不奏效。到了大蒜收获的季节，宣政“患病”的蒜田，一亩减产20%左右，算下来每亩地要少赚上千元。

问题究竟出在哪里呢？“我国地域辽阔，气候差异大，在作物种植上存在着两年三熟，一年两熟，有些地区甚至一年三熟等熟制，主要与区域地理气候有关，也与当地社会经济状况密切相关。高强度复种、超量使用农药化肥现象时有发生，我国耕地面积占世界9%，但化肥消耗量占世界30% ，化 肥 利 用 率 不 到30%。化肥长期过量施用，带来的危害是土壤酸化加剧、物理结构变差、土壤功能衰减、土壤微生物区系破坏，造成了土壤生产力下降、农作物病害严重。”陈强通过科学实验发现，彭州大蒜“回苗”事件其实是大蒜根系无法正常生长，从而慢慢死掉而消失了。

“由于长期施用化肥带来的不利影响，表现在土壤普遍酸化，部分土壤甚至呈极强酸性（土壤pH＜4），部分作物出现生长障碍，如成都平原土壤出现的十字花科作物根肿病，彭州市和什邡市种植的大蒜出现的‘回苗’现象等，既造成蔬菜减产、品质降低，也影响了菜农增收，制约了蔬菜产业可持续发展。”陈强表示。

用养结合、增施有益菌，作物重焕新生

那么，应该如何拯救被破坏的土壤微生物群呢？

从 2018 年开始，四川省农科院园艺所蔬菜专家苗明军给宣政开出了药方：每亩地增施300-500斤有机肥，农药化肥量减半，增施有益菌——枯草芽孢杆菌。

“根据宣政的情况，他的蒜田已经连续耕作多年，化肥农药实用超量后，土壤中的有益菌减少，有害病菌增加。所以要进行土壤改良，使土壤当中的有益菌处于优势地位，才不会影响作物的长势。”苗明军认为，对土壤结构进行“调酸+土壤消毒+补充土壤有机质+调土壤微生物”改进，才是解决“回苗”的方案。

其实，增施有益菌、土壤改良，不仅是宣政的蒜田增产增收的良方，也是我国现代农业科学发展的方向。

陈强表示，近年来，我国政府高度重视土壤质量的提升，自2015年起，农业农村部已出台《耕地质量保护与提升行动方案》《到2020年化肥使用量零增长行动方案》、《到2020年农药使用量零增长行动方案》和《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》等系列政策，每年投入大量经费，持续推动秸秆还田、有机肥应用工作，其中重要内容是高度重视有益微生物的应用，充分发挥微生物肥料的功能。农业农村部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心已制定了微生物肥料相关标准 10 多个，为我国微生物肥料产业健康快速发展等提供了保障。

对于普通农户、农业种植企业来说，应该如何种植才能实现经济效益和土壤和谐共生的双发展？陈强认为，现代生态循环农业是我国种植业发展的必然选择，重视土壤的用养结合，充分依据测土配方施肥成果，实施轮作休耕，大力推广豆科绿肥接种根瘤菌技术，强化有机肥、生物有机肥和微生物菌剂的应用，保障和提高土壤质量，最终实现经济效益和土壤和谐共生。

眼下，正是蒜薹收获的季节。经过两年的土壤改良，宣政今年的蒜田得到了丰收：一亩地产出1270斤蒜薹，增产20%，按照现在每斤5元的价格计算，使用土壤改良方案的蒜田，每亩增收近2000多元。

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