一、生物肥料
生物肥料是一类含有有益微生物的制品，它能够通过微生物的生命活动，促进土壤和水质中的物质转化，促进作物对环境中营养的吸收，刺激和调控作物生长，同时可以防治病虫害，从而达到作物增产的目的，在为作物提供养分、调节有机质动态、增强土壤生物活性等方面起着至关重要的作用。
生物肥料有着微量高效、对环境无危害的特点，所用的微生物都是环境友好型的，不会出现化学肥料污染水源、破坏土壤质量等各种环境问题，因此，生物肥料是一种化学肥料的最佳替代品。
二、微藻生物肥
微藻是一类个体微小、结构简单、光合利用度高的低等自养生物，广泛分布于土壤、海洋、河流 和湖泊等不同生境，甚至生活在一些极端环境（南 北极、干旱和盐碱土壤等）。微藻种类繁多，地球上约有 3 万余种不同的微藻，占全球已知藻类的 70% 左右，其中包括原核生物，如蓝藻门种类， 也有真核生物，如绿藻门、硅藻门等。
微藻作为一种生物肥的优势
1.它可以通过缓慢释放氮、磷、钾来防止养分流失，满足植物的生长需求；
2.除了含有大量营养元素外，还含有微量元素和促进植物生长的物质，如植物激素、维生素、类胡萝卜素、氨基酸和抗真菌物质，这些物质能促进作物生长和提高土壤肥力；
3.微藻繁殖速度快，可规模化培养，其生物质可直接用于土壤接种，不会污染地下水和土壤等周边环境；
4.利用微藻净化养殖废水或城市污水后收获微藻生物来作为肥料，在净化水质的同时也极大地降低了生产成本；
5.能够修复被破坏的土壤，如荒漠化土壤和盐碱地等；
三、微藻肥料的生物特征
1.固氮作用：生物固氮是自然生态系统最主要的氮来源。 固氮蓝藻是地球上年固氮量仅次于豆科植物和根瘤菌共生结合体的固氮生物，是重要的可利用生物氮肥资源。固氮蓝藻通过异形胞将空气中的分子氮转化合成为氮素化合物，从而满足土壤中动植物的需要。同时，固氮蓝藻是目前唯一发现的可以同时进行光合作用和固氮作用的生物，它不与植物竞争对氮的需求，并且在生长繁殖过程中会不断分泌出氨基酸、糖类、多肽和少量激素等含氮化合物和活性物质，促进其他微生物的生长，提高 土壤中的有效氮的浓度。
2.固碳作用：近年来，化肥的使用增加了各种温室气体的排放，它们会以CO2、CH4 和 NO2 的形式从土壤中排出，对全球气候变暖具有重要影响。Lal报道了化学肥料中不同营养成分的碳排放量，估算了 N、P2O5、K2O 和 CaCO3 碳排放量分别 是 0.9~1.8、0.1~0.3、0.1~0.2 和 0.03~0.23 CE kg/kg。微藻是光养微生物，光合效率高，其固碳效率 是一般陆生植物的 10~50 倍。土壤中的藻类通过光合作用吸收空气中的 CO2，释放 O2 可以提高 土壤氧含量，为好氧微生物提供生存条件，改善土壤性质。
凌丽俐等研究发现在正常光照下， 藻类通过光合作用，能使土壤的有机质不断增加， 并且在藻类和微生物的共同作用下，能够将土壤中的难溶磷释放出来，为植物生长提供营养。Durall 等发现绿藻和蓝藻通过光合作用可以利用各种工业排放烟气中的 CO2 产生营养丰富的藻生物量， 收获藻生物质可以生产高附加值产品，如生物燃料、饲料和生物肥料等。藻类分泌的胞外多糖和土壤微生物在土壤表面形成的藻生物膜还有助于封存大气中的 CO2，并增加土壤中的有机碳。Wang 等报道，藻类生物肥料除了固定 CO2 和减少温室气体排放之外，藻细胞死亡后可以转化为有机肥，改善土壤结构，提高水稻产量和品质。
3.生物活性物质：土壤微藻除了进行固氮和固碳作用以外，还能够分泌多种生物活性物质，如类胡萝卜素、蛋白质、脂肪酸、植物激素、胞外多糖、维生素和抗生素等。其中，植物激素是一类小分子，是协调高等植物细胞活动的化学信使，在植物的生长发育中起着重要的作用；而胞外多糖能够为土壤微生物提供营养物质和增加土壤有机碳含量，进而对土壤 性质产生影响。Lu 等从基因组的代谢重建出发，认为现代高等植物激素生物合成途径起源于古代微藻，虽然其中的一些微藻激素信号通路尚不清楚，但这表明了微藻在植物激素合成和分泌过程中的重要性。微藻的细胞提取物和生长液中已被证明含有植物激素（如生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和水杨酸），在植物发育中起着至关重要的作用。Hussain 等研究了在实验室和田间条 件下，蓝藻菌株分泌激素刺激植物生长的能力。研究表明，蓝藻分泌的激素（细胞分裂素和生长素） 与植物生长参数如芽长、根长、穗长和种子重量之间存在正相关关系，植物中植物激素水平的增加可能是根际的蓝藻与植物相互作用的结果。胞外多糖是由微藻通过光合作用及代谢合成的另一种生物活性物质。许多绿藻和蓝藻都被证明在周围环境中产生和分泌胞外多糖。Chittapun 等从水稻田中分离出了两株念珠藻，它们能够分泌较高含量的胞外多糖和吲哚乙酸，胞外多糖能够提高土壤团聚体的稳定性，并且可以通过生物吸附作用降低重金属的毒性；吲哚乙酸则可以促进种 子萌发和植物生长。Issa 等研究发现绿藻和蓝藻产生的胞外多糖具有粘附性，有助于土壤颗粒的聚集，改善土壤结构，更大程度上防止土壤侵蚀。
4.微量元素：植物正常生长所需要的营养元素除大量元素氮、磷、钾外，还包括中量元素和微量元素，尤其 是微量元素对植物的正常生长和各项生理活动都起 着非常重要的作用。微量元素的缺乏与过剩和病虫危害一样，会威胁植物正常的生长发育，并且对作物的产量和品质造成一定的影响。微藻中含有 Cu、Fe、Se、Mn、Zn 等多种微量元素，在土壤中接种微藻后能够增加土壤中微量元素的含量，促进植物生长。Renuka 等报道了细菌与蓝藻和绿藻的共同作用能够强化植物根部微量元素 Cu、Mn、Fe 和 Zn 的富集。Simranjit 等在土壤中同时接种鱼腥藻和固氮菌，发现土壤 Zn、Mn、Cu 和 Fe 的有效浓度增加，叶片中叶绿素 a 含量提高了 51.13%。钙是细胞壁的重要组成部分，不仅可以促进新的生长点和根尖的形成，也可以增强细胞壁的弹性和膨胀，使生长点不会变得僵硬和脆弱。铁是几种必需酶的重要结构成分之一，铁缺乏会造成植物叶绿素难以形成，导致叶片黄化，植物光合作用降低等问题。藻类生物质中的锰含量也显著高于化学肥料，锰元素作为同化氮的酶活化剂，对叶绿素的合成至关重要。此外，参与生物质和酶系统合成的锌元素与具有提高种子苗期根系活力作用的硒元素在化学肥料中并未检测到，但是，它们对于叶绿素和碳水化合物的产生以及促进某些代谢反应是非常重要的。