國際上有些國家已經實現了種植豆科不施用化學氮肥,而主要依賴根瘤菌的生物固氮作用產生的生物氮肥。比如美國、巴西和阿根廷的大豆種植,澳大利亞和加拿大的豆科牧草種植,接種根瘤菌劑而不施用化學氮肥已經成為基本農事措施。例如2011年巴西種植大豆不施氮肥,依靠接種優質的根瘤菌固氮,大豆平均單產達到207公斤/ 畝,畝產世界第一,產量相當於400kg純氮/公頃,年節約25億美元。但是我國豆科作物種植仍然依賴化學肥料,接種根瘤菌的面積微乎其微。
根據根瘤菌劑的形態不同,主要分為液體菌劑、固體菌劑、粉劑和顆粒菌劑。液體菌劑是國際上應用的主要菌劑類型。液體菌劑是根瘤菌液體發酵的直接產物,每毫升活菌數可達1010-11個菌體(10-100億個/ml),是所有菌劑類型中含活菌數最高的,使用時稀釋到適當濃度,可以在播種時噴施到播種溝內或者進行種子表面噴灑(也叫根瘤菌包衣,陰乾後播種),既適合大面積機械化液體噴施也適合小面積人工包衣播種,被認為是根瘤菌劑應用效果最好的類型;固體菌劑是將根瘤菌菌液和一些粉狀基質混拌均勻而成,草炭是過去常用的基質,現在草炭是國家自然保護資源,已經限制使用;另外,草炭等基質滅菌過程複雜,在根瘤菌拌種中容易被雜菌汙染,根瘤菌含量降低,無法保障菌劑質量;粉劑是將根瘤菌發酵液採用乾燥設備變成乾粉,技術複雜,成本高,在乾燥的過程中導致大量的根瘤菌死亡,使用前再用水稀釋成液體,優點就是乾粉便於運輸和保藏;顆粒菌劑是顆粒化的固體菌劑,其兼顧了固體菌劑和粉劑的優缺點。除液體菌劑外,其他類型的根瘤菌含量一般在每克含105-8個菌體(千萬個/克),遠遠低於液體菌劑活菌數。
大多數根瘤菌不耐乾旱、高溫、極酸鹼等極端環境,在溼潤的條件下容易存活和繁殖,因此使用液體根瘤菌劑才是發輝最佳效果的方式。而我國目前大多數地區豆科種子播種前基本都使用殺蟲劑和殺菌劑進行種子包衣(種衣劑),而我們的研究結果表明大多數農藥對根瘤菌有毒害作用,這就導致種子的根瘤菌劑包衣和農藥包衣相衝突;這也是當前根瘤菌劑廣泛應用的瓶頸問題。我國大豆和花生主要種植區基本實現了機械化播種,但是現有的播種機都沒有根瘤菌劑施用的配套裝置,導致液體根瘤菌劑隨播種時噴施也無法實施。如果在豆科播種機上加裝根瘤菌菌劑噴施系統,實現液體根瘤菌劑隨播種一起噴施入土壤中,既能解決當前根瘤菌劑應用的瓶頸問題,進而促進我國豆科作物綠色種植和可持續發展。
美國的花生根瘤菌液體菌劑產品圖片(來自網絡)
作者簡介:中國農業大學隋新華