化肥的过量施用易造成肥料利用率低、生态环境恶化等一系列的问题。为提高化肥利用率、缓解环境压力，迫切需要研制一种新型有效安全的肥料代替部分化肥。生物有机肥是以固氮菌、解磷菌、解钾菌、分解菌等有益微生物，加入自然界中的有机物为基质和载体，经特殊工艺加工而成的有机肥料[1]。该肥料综合了有机肥和微生物肥料的优点，能够有效地提高肥料利用率，减少环境污染，改善土壤质量，增加作物产量。因此，合理开发施用生物有机肥料不仅是获得作物优质高产和提高土壤肥力的重要措施之一，也是保护生态环境、促进农业可持续发展的必然趋势。

1 生物有机肥的概念

生物有机肥料是指以畜禽粪便、秸秆、农副产品和食品加工的固体废物有机物料以及城市污泥等为原料，配以多种有益微生物菌剂加工而成的具有一定功能的肥料[2]。有益微生物分为发酵菌和功能菌。发酵菌一般由丝状真菌、芽孢杆菌、无芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、乳酸菌等组成，它们能在不同温度范围生长繁殖，能加快堆体升温，缩短发酵时间，减少发酵过程中臭气的产生，增加各种生理活性物质的含量，提高生物有机肥的肥效。功能菌一般由解钾菌、解磷菌、固氮菌、光合细菌、假单胞杆菌及链霉菌等组成，它们除了具有解钾、解磷、固氮等作用外，还具有提高植物抗病、抗旱等能力。

2 生物有机肥在农业生产中的作用机理

2.1 生物有机肥富含有机、无机养分

生物有机肥是有机物料通过添加微生物菌剂发酵腐熟而成，因此，富含微生物代谢产物如氨基酸、蛋白质、尿囊素等各种有机养分。同时含有大量元素（N、P、K）、中量元素（Ca、Mg、S）和微量元素（Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo）以及其他对作物生长有益的元素（Co、Se、Na）等无机养分，能为作物提供全面均衡养分[3]。

2.2 生物有机肥富含各种生理活性物质

生物有机肥中的微生物活动过程中产生的代谢产物如维生素、氨基酸、核酸、吲哚乙酸等生理活性物质，能促使植物根系生长、增强作物的新陈代谢能力，增加作物的生物量[4]。而代谢产物抗生素类物质能提高作物的抗病能力。此外，生物有机肥中的有机物料矿化及腐殖化时形成的腐殖酸能络合磷肥中的磷，从而防止土壤对磷的固定，且有机物质分解产生的草酸、柠檬酸、琥珀酸等小分子有机酸也能使土壤中难溶磷活化，进而有利于作物吸收[5]。另外，极易挥发的NH3 也能被腐殖酸及草酸、柠檬酸、琥珀酸等有机酸固定而增加作物利用氮素的效率[6]。

2.3 生物有机肥富含有益微生物菌群

生物有机肥中含有的发酵菌剂及功能菌剂除了能产生大量的生物活性物质外，还具有固氮、解磷、解钾及抑制植物根际病原菌的能力[7]。此外，有益微生物的大量繁殖使得土壤的微生物群落发生改变，在植物根际形成优势菌群，能有效地抑制其他有害微生物的生长，从而减少病原微生物侵染作物的机会。并且，有益微生物与作物根系形成互惠的共生关系，刺激作物根系的生长发育，增强作物的抗性，减少病害的发生[8]。同时，有益微生物的活动能够加快有机的矿化腐殖化，有助于土壤形成团粒结构，降低土壤容重，增加土壤通透性，提高土壤保水、保肥能力，从而改善土壤质量。

3 生物有机肥在农业生产中的作用效果

3.1 提高产量，改善品质

与无机化肥相比，生物有机肥的养分长效、全面、均衡，施用后既能提高作物产量，又能有效改善作物的品质。郭洁等研究生物有机肥对酿酒葡萄生长、养分吸收及产量品质的影响发现：生物有机肥在一定施用范围内，随施用量的增加, 酿酒葡萄叶绿素含量比对照提高，新稍长增加3.19% ～ 24.41%，百叶鲜质量增加2.91% ～ 13.26%， 而百叶干质量增幅为11.71% ～ 26.30%；施有机肥促进了叶部全氮、全磷、全钾含量的吸收，叶片全氮、全磷、全钾分别增加0.60% ～ 12.93%、46.94% ～ 82.65% 和6.94% ～ 17.14%； 叶柄全氮、全磷、全钾分别增加9.04% ～ 48.59%、112.50% ～ 226.14% 和5.87% ～ 40.47%， 有利于干物质合成， 从而比对照增产360.05% ～ 554.14%，果实总糖含量提高1.11 ～ 1.94 个百分点，总酸度下降0.18 ～ 0.27 个百分点，糖酸比增大10.04 ～ 16.13个百分点[9]。而孔祥波等关于生物有机肥对生姜生长及产量、品质的影响的研究结果表明：生物有机肥可以显著促进生姜植株的生长，使茎秆变粗，分枝数增多，茎叶生长量提高，产量增加。同等养分的生物有机肥与化肥配施处理生姜植株的茎粗、分枝数分别比纯施化肥处理增加13.6% 和18.58%，茎、叶鲜重分别增加16.67% 和32.52%，产量提高23.46%；等养分的普通有机肥与化肥配施处理的生姜长势也优于纯化肥处理，虽然其产量达60192 kg/hm2，较纯施化肥增加12.63%，但却比生物有机肥处理的生姜产量低8.77%。不仅如此，生物有机肥还可显著改善生姜品质，提高根茎干物质和挥发油等的含量，降低硝酸盐含量[10]。另外，张建国等对施用复合生物有机肥对烤烟产量和品质的效应研究表明：适量的复合生物有机肥与化肥配合施用效果明显优于单纯施用化肥，不仅可以促进烟株生长发育，增强抗病力，而且有效地提高了烟叶含钾量和干物质积累量，产量、品质都有较大幅度提高。与单纯施用化肥相比，产量增加了6.2% ～ 9.0%，产值增加了15.9% ～ 24.7%，经济效益显著[11]。

3.2 提高土壤肥力，改善土壤质量

生物有机肥施入土壤中后能增加土壤有机质，同时有机质经过矿化腐殖化形成的腐殖酸能促使土壤团粒结构增加，土壤容重减小，孔隙度增大，有利于土壤节水保肥。此外，生物有机肥中含有大量功能性微生物，进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、钾养分，进一步增加了肥力。同时，有些真菌分解土壤中的有机物质，释放出糖类，促进固氮菌的生长， 进一步提高了土壤养分有效性。胡诚等研究长期施用生物有机肥对土壤肥力及微生物生物量碳的影响结果表明：长期施用生物有机肥的土壤肥力明显提高。随着生物有机肥用量的提高，土壤有机质、全N、碱解氮、有效磷、速效钾、微生物量碳，与有机肥施用量呈显著正相关。施肥对土壤肥力和微生物量碳的影响趋势是：EM 堆肥> 传统堆肥> 化肥> 对照[12]。王立刚等通过7 年的生物有机肥试验表明：施用生物有机肥可以使作物保持良好的生长发展态势，促进干物质的积累；长期施用生物有机肥可以显著提高土壤有机质含量与土壤全氮、碱解氮的含量，提高土壤肥力[13]。

3.3 减少或降低植物病虫害的发生

生物有机肥能改善根际土壤微环境，在减少植物病虫方面发挥重要作用。这主要是由于生物有机肥施入土壤中后其功能性微生物大量繁殖生长，在作物根际形成优势菌群，从而抑制其他有害微生物的生长繁殖，甚至对有害病原菌产生抵抗作用，减少作物感染病虫害的机会，同时功能性微生物在生长繁殖过程产生的代谢产物能刺激作物生长，提高作物对不良环境的适应性，且功能性微生物的部分代谢产物能抑制土壤中病原微生物。同时，生物有机肥的养分全面均衡，有益于作物的吸收利用，作物生长健壮而增强抗病性，减少病害的发生。靳海波研究发现：施用生物有机肥料GSJ-1 后马铃薯土壤中疮痂病病原菌较之于连作土壤处理显著下降，根际下降了21.3% ～ 74.9%，距离主根2 ～ 15cm 近薯块区域下降了19.6% ～ 55%；非根际土壤下降了19.1% ～ 23.1%。另外，施用生物有机肥马铃薯粉痂病、黑痣病也有显著的防治效果，对粉痂病的防效为9%，对黑痣病的防效为38%[14]。

4 生物有机肥的发展趋势

4.1 由无芽孢菌转向芽孢菌种

与无芽孢杆菌不耐高温和干燥相比，芽孢杆菌抗逆性高、存储时间长，在剂型上能以多种形式存在，从而便于商品化。因此，生物有机肥今后的发展必然在剂型上有所革新，要求菌种更新换代，即应选用抗逆性高、存储时间长的芽孢杆菌属。

4.2 由单一微生物向复合微生物发展

从单一菌种向复合菌种方面发展，“如将固氮、磷细菌和钾细菌等复合施用”使生物有机肥同时供应多种营养元素；从单一功能生物有机肥向多功能生物有机肥发展，使生物有机能同时具有改良土壤、提高肥效、防治病虫害等多种功能。

4.3 根据不同土壤和不同作物研制专用型配方

我国地域辽阔，不同地区气候情况、土壤类型、作物品种差异较大，因此，须针对不同区域情况研发特定专一的生物有机肥。如气候较干旱的地区， 应选择抗逆性强的芽孢杆菌。土壤肥沃的地区，气候条件较好，土著菌种类复杂，又很活跃，可选育营养、抗病和促生的优势菌群，发挥菌株间的协同作用，有效促进作物生长，以便生物有机肥更好的研究应用。

4.4 生物有机肥与无机肥混配的研究

生物有机肥的养分全面稳定但含量低且缓效，而无机肥的养分含量高、速效。因此，生物有机肥与无机肥的混配研究（混配比例、方式、施用时间）具有广阔的前景。