國(guó)內(nèi)微生物有機(jī)肥生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

李西強(qiáng)，劉延剛，宋國(guó)靜，崔愛華，宿剛愛，莊寧，秦彥凱，冷鵬*

（1.山東錦鴻源生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司，山東臨沂 276034；2.臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東臨沂 276012；3.臨沂市蘭山區(qū)園林管理辦公室，山東臨沂 276000；4.臨沂市蘭山區(qū)棗園鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東臨沂 276038）

有機(jī)肥含有豐富的腐植酸、氨基酸等有機(jī)養(yǎng)分，也含有氮、磷、鉀等無(wú)機(jī)養(yǎng)分，在我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中一直發(fā)揮著重要的作用[1]。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術(shù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大改變的同時(shí)，也為人類的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)[2,3]。特別是化肥的使用，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的效益，增加了農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)民收入[4,5]。然而，自20 世紀(jì)中期以來(lái)，由于化肥的大量施用，人們對(duì)有機(jī)肥的重視不夠，有機(jī)肥的施用面積和施用量逐漸減少，造成土壤退化、土地板結(jié)、有機(jī)質(zhì)和有益微生物減少、農(nóng)田生態(tài)環(huán)境失衡、產(chǎn)品品質(zhì)下降，農(nóng)業(yè)環(huán)境和地下水資源污染等不良后果，對(duì)人類的健康構(gòu)成了潛在的威脅[6-9]。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對(duì)綠色食品需求的不斷提高，使人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)尤其是果蔬產(chǎn)品提出了更高的要求。因此必需使用適量的、無(wú)害化、穩(wěn)定性高的有機(jī)肥料，補(bǔ)充作物從土壤帶走的物質(zhì)，培肥地力，才能達(dá)到生態(tài)、安全、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目標(biāo)。

微生物有機(jī)肥又稱接種劑、生物肥料、菌肥等，是指含有特定微生物活體的制品，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，通過(guò)其中所含微生物的生命活動(dòng)，增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)量或促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境[10-13]。微生物有機(jī)肥還具有制造營(yíng)養(yǎng)、協(xié)助作物吸收營(yíng)養(yǎng)，增進(jìn)土壤肥力，增強(qiáng)植物抗病和抗干旱能力，降低和減輕植物病蟲害，產(chǎn)生多種生理活性物質(zhì)刺激和調(diào)控作物生長(zhǎng)，減少化肥使用，促進(jìn)農(nóng)作物廢棄物、城市垃圾的開發(fā)利用恢復(fù)，土壤環(huán)境的凈化和修復(fù)作用、保護(hù)環(huán)境，以及提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和食品安全等多方面的功效，在可持續(xù)農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展中的地位日趨重要[14-17]。

1 國(guó)內(nèi)微生物有機(jī)肥生產(chǎn)現(xiàn)狀

關(guān)于微生物有機(jī)肥料的相關(guān)研究在我國(guó)起步較早，約始于20 世紀(jì)30 年代。50 年代，有學(xué)者以東北150 萬(wàn)hm2土地為研究對(duì)象，對(duì)豆根瘤菌接種劑進(jìn)行了大面積推廣試驗(yàn)，使大豆年平均產(chǎn)量增長(zhǎng)10%，加之前蘇聯(lián)微生物學(xué)者研究進(jìn)程的共同深入，我國(guó)微生物有機(jī)肥相關(guān)水平隨之不斷提升。目前，在微生物學(xué)與肥料學(xué)等研究工作的大力推動(dòng)下，微生物有機(jī)肥的生產(chǎn)研發(fā)與應(yīng)用等技術(shù)和成果均有了質(zhì)的飛躍[18-20]。與其他國(guó)家相比，我國(guó)的微生物有機(jī)肥具有品種多、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，龍其是在研制開發(fā)微生物與有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、微生物與無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)復(fù)合而成的新產(chǎn)品方面，處于領(lǐng)先地位。這些產(chǎn)品目前在我國(guó)已形成較大的生產(chǎn)規(guī)模，在降低化肥使用量、提高化肥利用率和減少因化肥過(guò)量使用所導(dǎo)致的環(huán)境污染等方面取得了較好的效果。

1.1 菌種種類不斷豐富，產(chǎn)品種類繁多

微生物有機(jī)肥所使用的菌種早已不限于根瘤菌，即使是根瘤菌，種類也有十幾種；其他的還有各種自生、聯(lián)合固氮微生物，如纖維素分解菌、PGPR 菌株等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前微生物有機(jī)肥中使用的菌種已達(dá)150 多種，包括細(xì)菌、真菌、放線菌等。

微生物有機(jī)肥的產(chǎn)品種類也日趨增加，在農(nóng)業(yè)部登記的有12 個(gè)，包括固氮菌劑、硅酸鹽菌劑、溶磷菌劑、光合菌劑、有機(jī)物料腐熟劑、復(fù)合菌劑、微生物產(chǎn)氣劑、農(nóng)藥殘留降解菌劑、水體凈化菌劑和土壤生物改良劑（或稱生物修復(fù)劑）、復(fù)合生物肥和生物有機(jī)肥類產(chǎn)品。

1.2 實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，質(zhì)檢體系初步形成

隨著我國(guó)微生物有機(jī)肥行業(yè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)逐步擴(kuò)大，已逐漸成為肥料家族中的重要成員。目前，全國(guó)約有6 068 個(gè)微生物有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)，遍布我國(guó)的30 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市，全國(guó)從事微生物肥料生產(chǎn)的人員10萬(wàn)多人；獲得農(nóng)業(yè)部登記證的產(chǎn)品近3 500 個(gè)，年產(chǎn)量達(dá)到1 200 萬(wàn)t 以上，年產(chǎn)值250 億元，微生物有機(jī)肥料年產(chǎn)量的近60%應(yīng)用在各級(jí)生態(tài)示范區(qū)、綠色和有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，成為這些地區(qū)的主要應(yīng)用肥料品種。

農(nóng)業(yè)部于1996 年將微生物有機(jī)肥納入國(guó)家登記管理范疇，對(duì)微生物有機(jī)肥的生產(chǎn)、銷售、應(yīng)用、宣傳等方面進(jìn)行監(jiān)管，初步構(gòu)建了部、省、企業(yè)三級(jí)質(zhì)檢體系。企業(yè)在生產(chǎn)微生物有機(jī)肥的同時(shí)進(jìn)行質(zhì)檢；企業(yè)對(duì)微生物有機(jī)肥進(jìn)行產(chǎn)品登記前的田間試驗(yàn)時(shí)，由?。▍^(qū)、市）級(jí)土肥質(zhì)檢機(jī)構(gòu)對(duì)企業(yè)提供的試驗(yàn)供試樣品進(jìn)行檢測(cè)，并出具檢測(cè)報(bào)告；產(chǎn)品登記前由農(nóng)業(yè)部微生物肥料和食用菌菌種質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心對(duì)提供的樣品進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)安全性作出評(píng)價(jià)。在農(nóng)業(yè)部和科技部等有關(guān)項(xiàng)目的支持下，我國(guó)的微生物肥料標(biāo)準(zhǔn)框架基本建成，核心企業(yè)群已經(jīng)形成，微生物肥料已成為生物產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。其標(biāo)志是構(gòu)建了由通用標(biāo)準(zhǔn)、菌種安全標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程5 個(gè)層面19 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組成的我國(guó)微生物肥料標(biāo)準(zhǔn)體系框架，這為微生物肥料行業(yè)的健康發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

1.3 效果逐漸被認(rèn)可

施用微生物有機(jī)肥不僅能增加作物產(chǎn)量，還能提高產(chǎn)品品質(zhì)、減少化肥的使用量、減輕病蟲害的發(fā)生、保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境等，應(yīng)用面積不斷擴(kuò)大。截止2017 年，全國(guó)累計(jì)達(dá)1350 多萬(wàn)hm2（包括蔬菜、果樹、中草藥、糧食等）。部分產(chǎn)品開始進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，主要是硅酸鹽菌劑產(chǎn)品、復(fù)合菌劑和生物有機(jī)肥產(chǎn)品出口到澳大利亞、泰國(guó)、印度等國(guó)家，每年近30 萬(wàn)t，經(jīng)試驗(yàn)、示范，增產(chǎn)效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益明顯，有利于恢復(fù)生態(tài)平衡，提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。

2 微生物有機(jī)肥生產(chǎn)存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，微生物有機(jī)肥生產(chǎn)逐漸形成規(guī)模，為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)等做出了重要貢獻(xiàn)[21,22]。但是仍然存在著很多問(wèn)題，如基礎(chǔ)研究落后于生產(chǎn)需求、應(yīng)用受限、產(chǎn)品質(zhì)量有待于進(jìn)一步提升等。

2.1 基礎(chǔ)研究落后于生產(chǎn)需求

微生物有機(jī)肥的研究已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間，但是仍然有一些技術(shù)問(wèn)題還沒(méi)有解決。如許多研究者只關(guān)注菌株分離、田間試驗(yàn)和生長(zhǎng)原因分析，對(duì)微生物本身的突變性、生物學(xué)特性和機(jī)理尚未深入研究。還有些研究者對(duì)根瘤菌固氮研究的較多，一些區(qū)域已經(jīng)達(dá)到分子水平，但缺乏對(duì)解磷、解鉀等細(xì)菌的深入研究，造成微生物有機(jī)肥品種的單一，應(yīng)用受到限制。

2.2 應(yīng)用受限

目前，微生物肥料產(chǎn)品仍存在效果不穩(wěn)定、成本和價(jià)格都較高及產(chǎn)品質(zhì)量審核不過(guò)關(guān)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)受到侵犯等問(wèn)題，影響了微生物有機(jī)肥的進(jìn)一步應(yīng)用。此外，國(guó)家對(duì)微生物有機(jī)肥的生產(chǎn)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)缺乏管理，微生物有機(jī)肥的宣傳力度有限，農(nóng)戶應(yīng)用的較少。因此，應(yīng)大力支持微生物有機(jī)肥的研發(fā)、推廣和應(yīng)用，促進(jìn)微生物有機(jī)肥行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量有待提升

由于微生物有機(jī)肥具有安全、無(wú)公害的特點(diǎn)，在市場(chǎng)上具有很大的潛力，雖然越來(lái)越多的企業(yè)生產(chǎn)微生物有機(jī)肥，但大多是小型企業(yè)，生產(chǎn)條件和技術(shù)落后，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不高。這些企業(yè)一般設(shè)備比較落后、工藝不成熟，導(dǎo)致產(chǎn)品中有很多的雜菌或菌株未檢出，甚至摻雜一些有害菌株，產(chǎn)品品質(zhì)不佳，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)負(fù)面影響，這是未來(lái)微生物有機(jī)肥發(fā)展的一個(gè)巨大障礙。

3 微生物有機(jī)肥研究的發(fā)展方向

微生物有機(jī)肥納入登記管理以來(lái)，產(chǎn)品質(zhì)量得到了保障，對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用，目前正處于一個(gè)良好的發(fā)展時(shí)期，但微生物有機(jī)肥的發(fā)展?jié)摿€沒(méi)有得到完全發(fā)揮，微生物有機(jī)肥未來(lái)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面。

3.1 加強(qiáng)菌株的篩選和聯(lián)合菌群的應(yīng)用

在深入了解有關(guān)微生物特性的基礎(chǔ)上，采用新的技術(shù)手段，根據(jù)用途把幾種菌種進(jìn)行恰當(dāng)、巧妙組合，使某種或幾種性能在原有水平的基礎(chǔ)上再提高一步，使復(fù)合或聯(lián)合菌群發(fā)揮互惠、協(xié)同、共生等作用，排除相互拮抗作用的發(fā)生。

3.2 改善生產(chǎn)條件，改進(jìn)生產(chǎn)工藝

加大在生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)開發(fā)上的投入，采用定向發(fā)酵調(diào)控、現(xiàn)代發(fā)酵工程和自控技術(shù)，應(yīng)用保護(hù)劑和新的包裝材料進(jìn)行生產(chǎn)，保證足夠量的有效活菌數(shù)，延長(zhǎng)菌劑尤其是液體菌型的保質(zhì)期。另外，在菌肥類產(chǎn)品生產(chǎn)中，要以微生物的特性為基礎(chǔ)，對(duì)菌種進(jìn)行科學(xué)合理的組合，使組合后的微生物肥料功效更明顯，保質(zhì)期更長(zhǎng)。

3.3 加強(qiáng)熱點(diǎn)產(chǎn)品的研發(fā)力度

目前熱點(diǎn)產(chǎn)品主要包括有機(jī)物料腐熟劑（或稱發(fā)酵劑）、根瘤菌劑、生物修復(fù)劑、促生菌劑以及生物有機(jī)肥等。

3.3.1 有機(jī)物料腐熟劑

有機(jī)物料腐熟劑作為接種菌劑可以使堆肥物料快速達(dá)到高溫，控制堆肥過(guò)程中臭氣的產(chǎn)生，縮短堆肥腐熟進(jìn)程；并可以有效殺滅病原體和降解有機(jī)污染物，提高堆肥質(zhì)量。有機(jī)物料腐熟劑雖然在促進(jìn)農(nóng)作物秸稈和殘茬的物質(zhì)轉(zhuǎn)化腐熟以及畜禽糞便除臭腐熟方面發(fā)揮了非常好的作用，但產(chǎn)品效果的穩(wěn)定性以及菌種組成的合理性方面還需要進(jìn)行深入的研究，需要開發(fā)出效果更穩(wěn)定、針對(duì)性更強(qiáng)的產(chǎn)品用于實(shí)際生產(chǎn)。

3.3.2 根瘤菌劑

根瘤菌劑作為微生物有機(jī)肥中的一類重要品種，在我國(guó)沒(méi)有得到普遍應(yīng)用，主要是由于科學(xué)普及不夠，農(nóng)民對(duì)根瘤菌的作用不了解所致。另外，根瘤菌菌劑產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、使用菌種有效性低、接種后在種子上存活時(shí)間短、結(jié)瘤效果差、產(chǎn)品保質(zhì)期短等問(wèn)題未得到很好的解決。因此，這方面需要加大投入，開展相關(guān)的研究，加快新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用。重點(diǎn)研究根瘤菌菌體高密度形成的條件和障礙因子，通過(guò)代謝調(diào)控等手段，實(shí)現(xiàn)菌體數(shù)量（或芽孢成率）以及其他功能性物質(zhì)的提高，并完成其放大和產(chǎn)業(yè)化。

4 結(jié)語(yǔ)

微生物有機(jī)肥的功效已得到人們的認(rèn)可，但其效果的穩(wěn)定性和科學(xué)性的評(píng)價(jià)問(wèn)題未根本解決，制約了我國(guó)微生物有機(jī)肥的進(jìn)一步推廣和普及。究其原因是微生物有機(jī)肥的作用受許多條件的制約，對(duì)一些制約因素不清楚或根本不了解，因而無(wú)法發(fā)揮其穩(wěn)定的功效。因此，需要國(guó)家的立項(xiàng)支持，開展微生物和作物及品種之間的關(guān)系，菌在載體上的存活，微生物進(jìn)入土壤后的存活，在根際的定殖、微生物之間的競(jìng)爭(zhēng)、以及其應(yīng)用方法等方面研究，為微生物有機(jī)肥的研究和應(yīng)用提供技術(shù)支撐，從而推進(jìn)我國(guó)的微生物有機(jī)肥的健康發(fā)展和廣泛應(yīng)用。從戰(zhàn)略高度來(lái)說(shuō)，發(fā)展微生物有機(jī)肥是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)的要求，也是我國(guó)目前無(wú)公害食品和綠色食品生產(chǎn)的迫切需要，更是減少化肥和農(nóng)藥用量、降低環(huán)境污染的必然選擇。