有機(jī)肥和微生物菌劑是生物有機(jī)肥的組成部分，它們?cè)谵r(nóng)作物生長(zhǎng)過程中的作用是相輔相成的［14］，農(nóng)作物施用含有發(fā)酵菌和功能菌的有機(jī)肥后，功能微生物能夠利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行繁殖，以便有效地定殖和發(fā)揮促進(jìn)植物生長(zhǎng)和生物控制的作用［15］。生物有機(jī)肥的肥料效應(yīng)很大程度上取決于所選用功能菌的種類，一般腐熟的有機(jī)肥中含有酵母菌、乳酸菌、纖維素分解菌等有益微生物［16］，而添加有功能菌的生物有機(jī)肥還可能含有固氮菌、硅酸鹽細(xì)菌、溶磷微生物、假單胞菌及一些與植物生長(zhǎng)相關(guān)的有益菌［17］。添加有功能菌的生物有機(jī)肥含有豐富的維生素、氨基酸、核酸、吲哚乙酸、赤霉素、腐植酸及各種有機(jī)酸等生理活性物質(zhì)，這些物質(zhì)能刺激農(nóng)作物根系生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物的光合能力，使農(nóng)作物根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)健壯［18］。

生物有機(jī)肥料中添加的固氮微生物主要通過其分泌的固氮酶的作用，將空氣中的N2還原為可被農(nóng)作物吸收利用的NH4+，其固氮效率因土壤條件不同而有較大差異［19-21］；添加的溶磷微生物和硅酸鹽細(xì)菌施入土壤后經(jīng)增殖并與其他土壤微生物協(xié)同作用，可分解土壤中某些原生或次生礦物，并同時(shí)將這些礦物所固定的磷、鉀等養(yǎng)分釋放出來，把閉蓄態(tài)磷、鉀轉(zhuǎn)化成可供農(nóng)作物吸收利用的有效態(tài)養(yǎng)分（見圖1），從而提高土壤供肥能力［22］。PGPR（植物根際促生菌）菌株具有促生和抗病作用，一般通過一種或多種作用機(jī)制直接或間接實(shí)現(xiàn)，直接作用可通過固氮、溶磷、解鉀、產(chǎn)生鐵載體等生理活動(dòng)［23-24］，將土壤中礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化為植物可以吸收利用的營(yíng)養(yǎng)元素，以及產(chǎn)生一些植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（如植物激素、ACC（1-氨基環(huán)氧丙烷羧酸）脫氨酶、揮發(fā)性物質(zhì)等），進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育［25-26］；另外還可通過分泌拮抗物質(zhì)（如氨芐西林、吡咯烷酮、吩嗪類、氰化氫等）、競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分和生存空間、誘導(dǎo)農(nóng)作物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性等作用來改變農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境，間接促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)［27］。其促生能力主要取決于其在特定環(huán)境中優(yōu)勢(shì)的獲取和適應(yīng)不斷變化環(huán)境的能力［28］。

圖1 生物有機(jī)肥中功能微生物的作用機(jī)制

Fig.1 Action mechanism of functional microorganisms in bioorganic fertilizer

為了有效地應(yīng)用這些功能菌，建議將其富集在一些有機(jī)基質(zhì)中（如作為生物有機(jī)肥的形式）后施用，因?yàn)槲⑸�物在富含有機(jī)底物后在根際中存活更好［29］。TAN 等［30］研究發(fā)現(xiàn)，將5%解淀粉芽孢桿菌T-5 接種到菜粕和雞糞有機(jī)混合物堆肥中生產(chǎn)生物有機(jī)肥，施用后番茄根系分泌物中的有機(jī)酸可誘導(dǎo)番茄根際中生防菌T-5 對(duì)真菌病原體的局部和系統(tǒng)抗性以及對(duì)非生物脅迫的耐受性，從而保護(hù)根系免受感染，并表明抑制性是由根際土壤微生物群落組成變化觸發(fā)的，而不僅僅是引入生防菌株的豐度。這是由于根系分泌物中的有機(jī)酸可以以碳源的形式驅(qū)動(dòng)功能菌在農(nóng)作物根部定殖，同時(shí)防止病原菌的生長(zhǎng)［31］。