土壤是作物赖以生长的基地，而作物所需的营养元素主要是依靠土壤中生活的、每克土以亿计的微生物的作用。然而，目前的土壤问题让人担忧。

　　在粮食十一连增的背后，化肥、农药的使用量不断提升，牲畜粪便、秸秆等废弃物也大量增加，已造成了农村和农田的广泛面源污染和土壤肥力下降等严重问题，恶化了生态和城乡人民的生活环境。

　　中国农业在未来发展中面临着既要保持高产，又要减少面源污染之时，迫切需要可行的技术方案来降低农业生产中对化肥、农药的依赖，提高其使用效率。而如何提高其使用效率？

　　在此种情况下，发展新型肥料，增强土壤活力，以可持续提高作物产量显得尤为重要。

　　农业部微生物产品质量安全评估实验室和农业部微生物肥料质检中心主任李俊曾向记者介绍过，微生物肥料已成为植物营养与肥料中的重要组成部分，在提高养分转化利用率、维护植物健康成长、增产提质和保证可持续生产能力等方面具有不可替代的作用。

　　近年来，我国微生物肥料增长速度比较快，“每年有20%的增长，但总量还是偏小，不到肥料总量的3%。”

　　而欧美及南美的巴西、阿根廷等国家这一比例要高得多，“这与我国对微生物肥料的重视及我国农业可持续发展对微生物肥料的需要不匹配，尤其是在国家关注农业‘减肥减药’的新形势下。”

　　农业生产上的化肥不合理使用，化肥过多会掩盖甚至抑制微生物的肥效，使农民认为微生物肥料效果不好，导致恶性循环。

　　此外，目前市场上微生物肥料所使用菌种性状不好，企业在研发时，对微生物肥料的核心要素——菌种的选育投入少，菌种来源杂乱，“造成微生物肥料产品质量参差不齐，影响了微生物肥料的推广。”

　　根际微生物：植物的第二基因组

　　如何研究和开发新型肥料，并合理使用，成为我国农业发展的重要课题。

　　“对根际微生物和植物根系互作的研究，可以为微生物肥料开发中菌种的选择及提高微生物应用效果提供理论指导。”

　　据了解，根际微生物对宿主植物类似于肠道微生物对人体的重要性，根际微生物在养分转化吸收、植物促生、污染物降解、有机质分解、土传病原菌抑制和植物健康维护、协助植物抵抗逆境等方面发挥重要作用。充分发挥根际微生物的有益作用是减少农用化学品投入（减肥减药）、支撑农业可持续发展的有效途径。

　　国际上目前倡导的农业“常绿革命”是对过去几十年“绿色革命”的进一步提升，绿色革命的主要特征是依靠育种技术和农用化学品投入增加粮食产量，而常绿革命倡导通过充分利用植物和微生物的有益互作促进作物增产，并提高产品品质。

　　目前微生物肥料普遍面临的共性问题是大田应用效果不稳定，其主要原因是环境因素复杂多样，对施入土壤中的微生物肥料菌株的存活、竞争、定殖及功能发挥影响巨大。

    优良菌种是微生物肥料的基础，由于土着微生物的竞争和土壤环境的复杂，微生物功能的发挥会受到影响，“在菌种筛选收集时，土壤适应性和宿主植物的匹配性要成为考虑因素。”

　　事实上，微生物肥料菌株在植物根际的竞争定殖能力是微生物肥料功能稳定发挥的保障，所以对不同植物要选育在该植物根际竞争定殖能力强的菌株研发微生物肥料，比如利用某种植物的根系分泌物作为营养，生长速度快。

　　求突破重推广

　　如何通过农业措施调控根际微生物群落，使其结构组成和功能发挥更能满足植物营养和健康需要，这些都是比较重要而具有挑战性的课题，“但目前已经有了很多有益的探索”。

　　据介绍，国际上对根际微生物研究非常活跃，已经通过高通量测序等技术探索根际微生物群落组成；宏基因组和转录组也应用于对根际微生物功能基因表达时空特征的描述；还有对根际微生物组成与植物根系分泌物组分的关联等研究，期望找到能诱导有益微生物到植物根际的根系分泌物组分，然后将其开发成“调控剂”；对根际微生物与植物互作的分子机制及信号也研究得非常深入。

　　在我国，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所是我国微生物肥料研究的主要机构之一，上世纪七八十年代研制出很多国内广泛应用的微生物肥料产品，获得了多项国家奖励。

　　“我也从事多年根际微生物与微生物肥料研究，收集建立了根际促生菌菌种资源库，尤其是在增强促生菌根际定殖以及微生物与根系互作的机理与调控机制上做了很多工作。”张瑞福说，希望能找到增强促生菌根际定殖的调控信号，开发成微生物肥料的“增效剂”。