中國農(nóng)用微生物菌肥登記情況及在草莓中的應(yīng)用進(jìn)展

李 輝，楊海霞，孫 燚，王彬娜，郝 羽，柴 靜，王金鳳

（1.北京市昌平區(qū)耕地保護(hù)站，北京 102299；2.北京市昌平區(qū)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，北京 102299；3.北京市昌平區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測站，北京 102442）

當(dāng)前形勢下，農(nóng)業(yè)面源污染問題作為農(nóng)業(yè)的負(fù)面產(chǎn)物，其對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的桎梏性日益凸顯，已為全社會高度重視。現(xiàn)有大量研究表明，過量使用化肥是現(xiàn)階段導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染問題的主要原因之一。當(dāng)前中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥使用強度已明顯超過國際公認(rèn)的化肥施用安全上線，嚴(yán)格控制、減少化肥使用量，防控化肥面源污染工作已勢在必行。

北京昌平區(qū)草莓是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，多年來逐漸發(fā)展壯大，現(xiàn)有草莓設(shè)施日光溫室13000 棟，2018 年草莓產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)種植達(dá)到3.25億元，隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大同時也存在一些問題，當(dāng)前，農(nóng)戶為提高產(chǎn)量，在草莓生產(chǎn)上施用化肥量不斷增多，同時草莓連年種植，不僅導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)減低，也引起土壤及水體生態(tài)環(huán)境的污染，威脅土壤健康導(dǎo)致土傳病害高發(fā)，甚至造成土壤次生鹽漬化，同時化肥釋放養(yǎng)分快，流失也很快，這與作物養(yǎng)分吸收特點并不一致，在作物生長前期，根系弱，吸收養(yǎng)分少，不需要大量養(yǎng)分時過多施肥形成了養(yǎng)分脅迫，而后期根系強，需求旺盛時養(yǎng)分卻因為流失而供應(yīng)不足。

農(nóng)用微生物菌劑是指目標(biāo)微生物（有效菌）經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)擴繁后加工制成的活菌制劑。它具有直接或間接改良土壤、恢復(fù)地力，維持根際微生物區(qū)系平衡，降解有毒、有害物質(zhì)等作用；應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，通過其中所含微生物的生命活動，增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)量或促進(jìn)植物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。與傳統(tǒng)肥料相比，微生物肥料在保護(hù)生態(tài)、農(nóng)業(yè)廢棄物資源利用、維護(hù)土壤健康、提高肥料利用率和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等方面具有優(yōu)勢。是中國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展不可或缺的產(chǎn)品，目前產(chǎn)業(yè)已步入良性循環(huán)，并向健康有序、持續(xù)方向發(fā)展?！睋?jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物肥料和食用菌菌種質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心主任李俊介紹，截至2020 年10 月底，中國已有微生物肥料企業(yè)2050 家、產(chǎn)能達(dá)到3000 萬t、登記產(chǎn)品6428 個、產(chǎn)值400 億元，微生物肥料已經(jīng)成為中國新型肥料中年產(chǎn)量最大、應(yīng)用面積最廣大的肥料。

中國微生物菌劑情況現(xiàn)狀

農(nóng)用微生物菌劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 20287-2006 《中國的農(nóng)用微生物菌劑標(biāo)準(zhǔn)》由中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2006 年5 月25 日發(fā)布，2006 年9 月1 日正式實施。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2321-2013《微生物肥料產(chǎn)品檢驗規(guī)程》是由國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物肥料和食用菌菌種質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心制定的，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了農(nóng)用微生物菌劑的術(shù)語和定義、產(chǎn)品分類、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標(biāo)識、運輸、貯存。并規(guī)定了產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，常用檢測培養(yǎng)基制定、常用染色體、稀釋法、和酶活的測定。微生物檢測其他相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 中國農(nóng)用微生物菌劑標(biāo)準(zhǔn)

微生物菌劑登記情況

在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物網(wǎng)站注冊登記的微生物肥料是由3106 個公司登記的8627 個產(chǎn)品。由圖1 中可以看出現(xiàn)有的微生物肥料從2000 年到2005 年中國微生物菌劑登記數(shù)量較少，多數(shù)在15 個以下；從2006～2010 年開始數(shù)量較多；2011～2017 年登記數(shù)量增長速度較快，2018 年到達(dá)峰值，呈幾何級增長，當(dāng)年增長數(shù)量3794 個。

圖1 2000～2020 年微生物肥料登記情況

微生物菌劑形態(tài)情況

粉劑4095 個，占比47.47%.顆粒2746 個，占比31.83%。液體1786 個，占比20.70%。通過分析可知微生物菌肥中形態(tài)以粉劑為主，占比47.47%。

微生物菌劑分類情況

按照微生物菌肥的微生物種類和功能特性分為根瘤菌菌劑、復(fù)合微生物菌劑、光合細(xì)菌菌劑、有機物料腐熟劑、生物有機肥、根瘤菌菌劑、生物修復(fù)菌劑、內(nèi)生菌根菌劑、土壤修復(fù)菌劑和微生物濃縮菌劑共十類。登記數(shù)量最高的是微生物菌劑4092 個，占比47.13%，其次為生物有機肥，占比為29.29%；復(fù)合微生物肥料1588個，占比18.41%;有機物料腐熟劑303 個，占比35.12%；根瘤菌菌劑39 個，占比0.45%。其余的菌劑登記數(shù)量較少（表2）。微生物菌劑中包括微生物菌肥和微生物濃縮制劑，微生物菌肥有效活菌數(shù)量≥0.20 億/g 或者0.20 億/mL，微生物濃縮制劑有效活菌數(shù)都≥200 億/g。生物有機肥和復(fù)合微生物菌肥是微生物和氮磷鉀肥料或有機肥的混合物。

表2 不同種類微生物肥料的登記數(shù)量

有效菌種

截至2021 年4 月，登記的8627 個微生物肥料產(chǎn)品中共有163 個有效菌種，包括60 個屬，菌種總應(yīng)用頻次為12446 次，表3 中可以看出芽孢桿菌屬是在微生物菌肥中應(yīng)用最廣泛的菌種，至少有66.52% 以上的微生物菌肥產(chǎn)品中含有芽孢桿菌屬。在應(yīng)用頻次最多菌種為枯草芽孢桿菌應(yīng)用率為 66.52%，其次為地衣芽孢桿菌應(yīng)用率20.82%、解淀粉芽孢桿菌應(yīng)用率18.25%、膠凍樣類芽孢桿菌應(yīng)用率17.00%、巨大芽孢桿菌應(yīng)用率4.95%。

表3 已登記微生物菌肥中應(yīng)用最多的前20 種菌種

草莓微生物菌肥現(xiàn)狀

草莓微生物肥料登記菌種情況

截至2021 年4 月有213 個為生物菌肥產(chǎn)品在草莓上適用，占登記產(chǎn)品的2.47%，其中，登記產(chǎn)品只在草莓上適用的產(chǎn)品有67 個，占生物菌肥產(chǎn)品的31.46%。在草莓上適用的菌種有44 個，占所有菌種類型的27%。

草莓上適用的微生物菌劑劑型情況

草莓上適用的微生物登記從劑型看，粉劑93 個，占比43.66%；液體66 個占比30.99%，顆粒53 個占比24.88%（圖2）。

圖2 草莓上適用微生物菌劑肥料劑型情況

草莓上適用的微生物菌劑類型

截至2021 年4 月登記的213 個在草莓上適用的微生物菌劑類型包括微生物菌劑、生物有機肥、復(fù)合微生物肥料、光合細(xì)菌菌劑、內(nèi)生根菌劑五種，其中數(shù)量最多的是微生物菌劑135種占全部微生物菌劑的3.30%、生物有機肥占全部有機肥種類的1.58%、復(fù)合微生物肥料占全部復(fù)合微生物肥料的2.02%、內(nèi)生根菌劑占全部內(nèi)生根菌劑的20%（表4）。

表4 草莓上適用的微生物菌劑類型

登記菌種在草莓上的應(yīng)用頻次

在草莓上應(yīng)用頻次前十的菌種由高到低包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、哈茨木霉、蘇云金芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、淡紫紫孢菌、多粘類芽孢桿菌、植物乳桿菌具體見表5。其中，最高的是枯草芽孢桿菌占全部枯草芽孢桿菌的2.23%；其次為地衣芽孢桿菌占全部的2.51%；第三為膠凍樣類芽孢桿菌，占全部的2.39%。

表5 草莓上適用的前十的微生物菌種類型

微生物肥料對草莓生長的影響

對草莓微生物活性的影響

毛寧等[1]的研究表明施用生物有機肥能提升土壤中細(xì)菌20% 以上，放線菌數(shù)量有所減少，說明草莓種植土壤中施用生物有機肥有利于土壤中碳、氮等元素循環(huán)利用，提高土壤質(zhì)量，恢復(fù)土壤微生活力，更有利于作物生長；生物菌肥處理草莓中 VC 含量和糖度均明顯高于未施用生物有機肥處理，能明顯提高草莓品質(zhì)。

微生物菌劑能有效防治草莓病害

董瓊娥等[2]的研究結(jié)果表明復(fù)合微生物菌劑、解淀粉芽孢桿菌培養(yǎng)物萃取液復(fù)合使用時復(fù)合微生物菌劑與解淀粉芽孢桿菌培養(yǎng)物萃取液混合后形成的復(fù)合微生物制劑對草莓白粉病的防治效果最好，使用5次后防效可達(dá)94.0%，且產(chǎn)量和商品果率最高，分別為3.53 t/667 m2和92.8% 比單獨使用復(fù)合微生物菌劑效果好，可廣泛推廣使用。在白粉病發(fā)病前或初期可單獨使用復(fù)合微生物菌劑進(jìn)行防治，以預(yù)防為主。姜莉莉等[3]的研究表明以生物有機肥完全或部分替代化學(xué)肥料可在一定程度上降低草莓枯萎病的發(fā)病率和病情指數(shù)。且生物有機肥對草莓枯萎病的防治效果隨著時間推移逐漸增加。草莓移栽后60 天，施用生物有機肥22.5 t/hm2后不施用任何肥料的情況下，草莓枯萎病的發(fā)病率為零，以生物有機肥部分替代化肥時，草莓枯萎病發(fā)病率是2.22%，此試驗表明施用生物有機肥能提升草莓的抗病性。

微生物菌劑對草莓生長指標(biāo)的影響

王貞等[4]的研究結(jié)果表明，施用NEM 微生物菌劑的情況下，施用一個月后，草莓的株高、冠徑、葉片長、葉柄長、花序梗長都有不同程度的增加，并且隨著菌劑用量越大而增大，同時菌劑處理后，一定程度上能改善果實風(fēng)味，果實酸味減輕，甜味增加，可溶性固形物含量也有所增加，但是此實驗還需要進(jìn)一步進(jìn)行研究已確定更好的微生物菌劑施用水平。同時，施用生物有機肥有利于草莓單果質(zhì)量和糖酸比的提高，同時可提高草莓的VC 含量和提高可溶性固形物含量7% 以上。

微生物菌劑對草莓產(chǎn)量的影響

曲貴偉等[5]的研究表明生物有機肥和化肥配合施用比單施生物有機肥提高產(chǎn)量4%，單獨施用有機肥也能在一定程度上提高產(chǎn)量，但是，比有機肥和化肥配合施用的產(chǎn)量低。張正球等[6]的研究表明微生物菌劑處理的草莓產(chǎn)量顯著高于常規(guī)處理的草莓產(chǎn)量，產(chǎn)量提高了17.33%。同時也高于施用大量元素水溶肥的產(chǎn)量。且施用微生物菌劑能有一定的節(jié)肥效益，能較少水分10.5%，能節(jié)省肥料投入90 元/hm2，合計節(jié)省成本60765 元/hm2。

微生物菌劑對草莓死苗和改良土壤的作用

杜朋潮等[7]的研究表明施用微生物菌劑能明顯降低植株的死苗率，且微生物菌劑能改善土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤容重，增加氣相比例，對有益生物群數(shù)量的增加提供了條件。