国内微生物有机肥生产现状与发展趋势
作者：中国有机肥协会整理 李西强等
2023/7/13 14:28:15
有机肥含有丰富的腐植酸、氨基酸等有机养分，也含有氮、磷、钾等无机养分，在我国农业发展过程中一直发挥着重要的作用。随着现代农业科学技术的发展，农业技术为农业生产带来巨大改变的同时，也为人类的发展做出了巨大贡献。特别是化肥的使用，给农业生产带来了巨大的效益，增加了农作物产量和农民收入。然而，自20 世纪中期以来，由于化肥的大量施用，人们对有机肥的重视不够，有机肥的施用面积和施用量逐渐减少，造
有机肥含有丰富的腐植酸、氨基酸等有机养分，也含有氮、磷、钾等无机养分，在我国农业发展过程中一直发挥着重要的作用。随着现代农业科学技术的发展，农业技术为农业生产带来巨大改变的同时，也为人类的发展做出了巨大贡献。特别是化肥的使用，给农业生产带来了巨大的效益，增加了农作物产量和农民收入。然而，自20 世纪中期以来，由于化肥的大量施用，人们对有机肥的重视不够，有机肥的施用面积和施用量逐渐减少，造成土壤退化、土地板结、有机质和有益微生物减少、农田生态环境失衡、产品品质下降，农业环境和地下水资源污染等不良后果，对人类的健康构成了潜在的威胁。市场经济的发展和人们对绿色食品需求的不断提高，使人们对农产品品质尤其是果蔬产品提出了更高的要求。因此必需使用适量的、无害化、稳定性高的有机肥料，补充作物从土壤带走的物质，培肥地力，才能达到生态、安全、高产、优质、高效的目标。微生物有机肥又称接种剂、生物肥料、菌肥等，是指含有特定微生物活体的制品，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境。微生物有机肥还具有制造营养、协助作物吸收营养，增进土肥力，增强植物抗病和抗干旱能力，降低和减轻植物病虫害，产生多种生理活性物质刺激和调控作物生长，减少化肥使用，促进农作物废弃物、城市垃圾的开发利用恢复，土壤环境的净化和修复作用、保护环境，以及提高农产品品质和食品安全等多方面的功效，在可持续农业战略发展中的地位日趋重要。关于微生物有机肥料的相关研究在我国起步较早，约始于 20 世纪 30 年代。50 年代，有学者以东北 150 万hm 2 土地为研究对象，对豆根瘤菌接种剂进行了大面积推广试验，使大豆年平均产量增长 10%，加之前苏联微生物学者研究进程的共同深入，我国微生物有机肥相关水平随之不断提升。目前，在微生物学与肥料学等研究工作的大力推动下，微生物有机肥的生产研发与应用等技术和成果均有了质的飞跃。与其他国家相比，我国的微生物有机肥具有品种多、应用范围广等特点，龙其是在研制开发微生物与有机营养物质、微生物与无机营养物质复合而成的新产品方面，处于领先地位。这些产品目前在我国已形成较大的生产规模，在降低化肥使用量、提高化肥利用率和减少因化肥过量使用所导致的环境污染等方面取得了较好的效果。微生物有机肥所使用的菌种早已不限于根瘤菌，即使是根瘤菌，种类也有十几种；其他的还有各种自生、联合固氮微生物，如纤维素分解菌、PGPR 菌株等。据统计，目前微生物有机肥中使用的菌种已达 150 多种，包括细菌、真菌、放线菌等。微生物有机肥的产品种类也日趋增加，在农业部登记的有 12 个，包括固氮菌剂、硅酸盐菌剂、溶磷菌剂、光合菌剂、有机物料腐熟剂、复合菌剂、微生物产气剂、农药残留降解菌剂、水体净化菌剂和土壤生物改良剂（或称生物修复剂）、复合生物肥和生物有机肥类产品。随着我国微生物有机肥行业的快速发展，市场逐步扩大，已逐渐成为肥料家族中的重要成员。目前，全国约有 6 068 个微生物有机肥生产企业，遍布我国的 30 个省、自治区、直辖市，全国从事微生物肥料生产的人员 10万多人；获得农业部登记证的产品近 3500 个，年产量达到 1200 万 t 以上，年产值 250 亿元，微生物有机肥料年产量的近 60%应用在各级生态示范区、绿色和有机农业生产基地，成为这些地区的主要应用肥料品种。农业部于 1996 年将微生物有机肥纳入国家登记管理范畴，对微生物有机肥的生产、销售、应用、宣传等方面进行监管，初步构建了部、省、企业三级质检体系。企业在生产微生物有机肥的同时进行质检；企业对微生物有机肥进行产品登记前的田间试验时，由省（区、市）级土肥质检机构对企业提供的试验供试样品进行检测，并出具检测报告；产品登记前由农业部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心对提供的样品进行检测，并对安全性作出评价。在农业部和科技部等有关项目的支持下，我国的微生物肥料标准框架基本建成，核心企业群已经形成，微生物肥料已成为生物产业和生物经济的重要组成部分。其标志是构建了由通用标准、菌种安全标准、产品标准、方法标准和技术规程 5 个层面 19 个标准组成的我国微生物肥料标准体系框架，这为微生物肥料行业的健康发展提供了强有力的技术支撑。施用微生物有机肥不仅能增加作物产量，还能提高产品品质、减少化肥的使用量、减轻病虫害的发生、保护农田生态环境等，应用面积不断扩大。截止 2017年，全国累计达1350 多万hm2 （包括蔬菜、果树、中草药、粮食等）。部分产品开始进入国际市场，主要是硅酸盐菌剂产品、复合菌剂和生物有机肥产品出口到澳大利亚、泰国、印度等国家，每年近 30 万 t，经试验、示范，增产效果显著，经济效益明显，有利于恢复生态平衡，提高了农产品的产量和品质。经过几十年的发展，微生物有机肥生产逐渐形成规模，为我国农业生产、农业可持续发展及环境保护等做出了重要贡献。但是仍然存在着很多问题，如基础研究落后于生产需求、应用受限、产品质量有待于进一步提升等。微生物有机肥的研究已经有很长一段时间，但是仍然有一些技术问题还没有解决。如许多研究者只关注菌株分离、田间试验和生长原因分析，对微生物本身的突变性、生物学特性和机理尚未深入研究。还有些研究者对根瘤菌固氮研究的较多，一些区域已经达到分子水平，但缺乏对解磷、解钾等细菌的深入研究，造成微生物有机肥品种的单一，应用受到限制。目前，微生物肥料产品仍存在效果不稳定、成本和价格都较高及产品质量审核不过关、知识产权受到侵犯等问题，影响了微生物有机肥的进一步应用。此外，国家对微生物有机肥的生产和检验标准缺乏管理，微生物有机肥的宣传力度有限，农户应用的较少。因此，应大力支持微生物有机肥的研发、推广和应用，促进微生物有机肥行业的持续稳定发展。由于微生物有机肥具有安全、无公害的特点，在市场上具有很大的潜力，虽然越来越多的企业生产微生物有机肥，但大多是小型企业，生产条件和技术落后，导致产品质量不高。这些企业一般设备比较落后、工艺不成熟，导致产品中有很多的杂菌或菌株未检出，甚至掺杂一些有害菌株，产品品质不佳，对农业生产带来负面影响，这是未来微生物有机肥发展的一个巨大障碍。微生物有机肥纳入登记管理以来，产品质量得到了保障，对行业的发展起到了推动作用，目前正处于一个良好的发展时期，但微生物有机肥的发展潜力还没有得到完全发挥，微生物有机肥未来产品生产的发展趋势有以下几个方面。在深入了解有关微生物特性的基础上，采用新的技术手段，根据用途把几种菌种进行恰当、巧妙组合，使某种或几种性能在原有水平的基础上再提高一步，使复合或联合菌群发挥互惠、协同、共生等作用，排除相互拮抗作用的发生。加大在生产设备和技术开发上的投入，采用定向发酵调控、现代发酵工程和自控技术，应用保护剂和新的包装材料进行生产，保证足够量的有效活菌数，延长菌剂尤其是液体菌型的保质期。另外，在菌肥类产品生产中，要以微生物的特性为基础，对菌种进行科学合理的组合，使组合后的微生物肥料功效更明显，保质期更长。目前热点产品主要包括有机物料腐熟剂（或称发酵剂）、根瘤菌剂、生物修复剂、促生菌剂以及生物有机肥等。有机物料腐熟剂作为接种菌剂可以使堆肥物料快速达到高温，控制堆肥过程中臭气的产生，缩短堆肥腐熟进程；并可以有效杀灭病原体和降解有机污染物，提高堆肥质量。有机物料腐熟剂虽然在促进农作物秸秆和残茬的物质转化腐熟以及畜禽粪便除臭腐熟方面发挥了非常好的作用，但产品效果的稳定性以及菌种组成的合理性方面还需要进行深入的研究，需要开发出效果更稳定、针对性更强的产品用于实际生产。根瘤菌剂作为微生物有机肥中的一类重要品种，在我国没有得到普遍应用，主要是由于科学普及不够，农民对根瘤菌的作用不了解所致。另外，根瘤菌菌剂产品质量不稳定、使用菌种有效性低、接种后在种子上存活时间短、结瘤效果差、产品保质期短等问题未得到很好的解决。因此，这方面需要加大投入，开展相关的研究，加快新产品的开发与应用。重点研究根瘤菌菌体高密度形成的条件和障碍因子，通过代谢调控等手段，实现菌体数量（或芽孢成率以及其他功能性物质的提高，并完成其放大和产业化。微生物有机肥的功效已得到人们的认可，但其效果的稳定性和科学性的评价问题未根本解决，制约了我国微生物有机肥的进一步推广和普及。究其原因是微生物有机肥的作用受许多条件的制约，对一些制约因素不清楚或根本不了解，因而无法发挥其稳定的功效。因此，需要国家的立项支持，开展微生物和作物及品种之间的关系，菌在载体上的存活，微生物进入土壤后的存活，在根际的定殖、微生物之间的竞争、以及其应用方法等方面研究，为微生物有机肥的研究和应用提供技术支撑，从而推进我国的微生物有机肥的健康发展和广泛应用。从战略高度来说，发展微生物有机肥是发展可持续农业、生态农业的要求，也是我国目前无公害食品和绿色食品生产的迫切需要，更是减少化肥和农药用量、降低环境污染的必然选择。转载请注明：作者：李西强，刘延刚 ，宋国静等发表自《中国果菜》，整理：中国有机肥协会。
