生物肥料的现状和发展趋势.doc

我国微生物肥料的现状和发展趋势
沈德龙 姜 昕 李 俊
农业部微生物肥和食用菌菌种质量监督检验测试中心
微生物肥料又称接种剂，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。它具有制造和协助作物吸收营养、增进土壤肥力、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、城市垃圾的腐熟和开发利用、土壤环境的净化和修复作用、保护环境，以及提高农作物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及在农牧业中的地位日趋重要。
一、国内外微生物肥料的发展现状
（一）国外微生物肥料的发展概况
1、根瘤菌剂是最早研发的产品，已在全世界范围推广应用。
据统计，至少有70多个国家生产和应用豆科根瘤菌剂，生产应用规模较大的国家有美国、巴西、阿根廷、澳大利亚、新西兰、日本、意大利、奥地利、加拿大、法国、荷兰、芬兰、泰国、韩国、印度、卢旺达等。在美国、巴西等大豆种植的主要国家，根瘤菌接种率达到了95%以上，澳大利亚、新西兰等国家对豆科牧草的接种面积不断扩大，种植的其他豆科作物也逐步扩大适宜的根瘤菌接种应用范围。世界各国一直在研究与豆科作物及其品种相匹配的优良根瘤菌生产用菌株，根瘤菌剂产品在稳步提高。为保证根瘤菌剂的产品质量，各国制定了相应的标准，强化产品的监督管理。
2、固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等的研究不断深入，产品应用逐步扩大。
除根瘤菌以外，许多国家在其它一些有益微生物的研究和应用方面也做了大量的工作。前苏联及东欧一些国家的科研人员进行了固氮菌肥料和磷细菌肥料的研究和应用，代表性的菌种为圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌。他们和前捷克斯洛伐克、英格兰及印度的研究固氮菌的工作者证实，这类细菌能分泌生长物质和一种抗真菌的抗生素，能促进种子发芽和根的生长。20世纪70年代末和80年代初，一些国家对固氮细菌和解磷细菌进行了田间试验，所得结果之间迥异，引起科学家对其作用的争议。更进一步的研究表明，固氮螺菌与禾本科作物联合共生的效果显著，已在许多国家推广应用。总结２０年来世界上一些国家的田间试验结果证明，固氮螺菌接种在土壤和气候不同的地区可以提高作物的产量，在60％～70％的试验中可增产5％～30％；此类菌剂促进生长的主要机制是产生能促进植物生长的物质，具体表现在促进根毛的密度和长度、侧根出现的频率及根的表面积。
（二）我国微生物肥料的发展概况
我国微生物肥料的研究应用和国际上一样，也是从豆科植物上应用根瘤菌接种剂开始的，并且在上世纪50—60年代期间，根瘤菌剂成为应用最为广泛的微生物肥料产品，其中大豆、花生、紫云英及豆科牧草接种面积较大，增产效果明显。紫云英根瘤菌在未种植过紫云英的地区应用，紫云英产草量可成倍增长。大豆接种根瘤菌每公顷可增产大豆 225～300kg，花生根瘤菌可使花生增产 10%～50%。豆科作物从根瘤菌中获得的氮素约占其一生所需氮素的 30%～80%，而且豆科根瘤固定的氮素大部分可为植物吸收利用。在保证作物产量稳步增长的同时，产品品质亦相应提高，环境效益更是不可估量。令人遗憾的是，由于根瘤菌菌剂质量与应用效果、生产成本等问题未能很好的解决，目前我国花生、大豆等作物的根瘤菌接种面积尚不足其播种面积的 1.0%。
其他的微生物肥料产品的研发应用也取得了一定的进展。在20世纪50年代，我国从原苏联引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌剂（当时俗称为细菌肥料），60年代又推广使用制成的“5406” 放线菌抗生菌肥料和固氮蓝绿藻肥；70～80年代中期，又开始研究ＶＡ 菌根（现也称为AM菌根），在改善植物磷素营养条件和提高水分利用率方面，效果显著；80年代中期至90年代，农业生产中又相继应用联合固氮菌和复合菌剂作为拌种剂；近几年来又推广应用由不同的菌剂与有机、无机复合的生物有机肥、复合微生物肥料做基肥施用。
二、我国微生物肥料的行业现状
我国微生物肥料的研究、生产和应用已有60多年的历史，其间经历了3次大的起伏，目前正处在第4次发展阶段。前几次起伏原因主要是没有行业标准，导致产品质量无法得到保证，另外一点是微生物肥料产品没有纳入肥料管理系统，以致每次发展的时间不长。目前，微生物肥料发展势头很好，该行业的总体情况可概括为：
1、基本形成了微生物肥料产业，约有500个企业，年产量达到400万吨，己逐渐成为肥料家族中的重要成员。获得农业部临时登记证的产品近500个，其中已有200多个产品转为正式登记。
2、产品种类繁多。在农业部登记的产品种类有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。
3、微生物肥料使用菌种种类不断扩大，所使用的菌种早已不限于根瘤菌，即使是根瘤菌种类也达10多种。其他的诸如各种自生、联合固氮微生物，纤维素分解菌，PGPR菌株等，据统计，月前使用菌种已达到 100多种。
4、使用效果逐渐被农民等使用者认可。微生物肥料的应用效果不仅表现在产量增加上，而且表现在产品品质的改善、减少化肥的使用、降低病虫害的发生、保护农田生态环境等方面，应用面积不断扩大，累计达2,000多万hm2。
5、质量意识开始深入人心，质检体系初步形成。农业部于1996年将微生物肥料纳入国家登记管理范畴，对微生物肥料的生产、销售、应用、宣传等方面进行监管。至今农业部微生物肥料质检中心已举办了14期标准和技术培训班，发表了有关标准、产品质量、应用误区等文章，使社会各界的产品质量意识有了较大的提高。
6、少数产品开始进人国际市场，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。
7、国家产业政策对行业的发展给予了一定的重视和支持，在科研资金支持力度和产业化示范项目的建设上的立项都是空前的。
与其他国家相比，我国的微生物肥料具有品种种类多、应用范围广的特点，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的复合而成的新产品方面，处于领先的地位。这些产品目前在我国已形成较大生产规模，在降低化肥使用量、提高化肥利用率和减少化肥过量使用导致环境污染方面已取得了较好的效果。
三、微生物肥料行业标准建设
纵观我国微生物肥料几十年来的兴衰过程，究其原因，其中缺少国家或行业标准和质量监督检验机构是其主要的因素之一。虽然在1959年由中国农业科学院土壤肥料研究所提出过“商品菌肥质量标准要求”，但限于当时条件，这个质量标准不高也不够全面，再者是学术单位提出的规定，没有上升到标准层面，缺乏法律性，对微生物肥料生产很难起到监督和制约作用，致使一些质量低劣菌肥流入市场，盲目应用，不仅影响微生物肥料的使用，浪费人力、物力，甚至还有可能将某些病原菌作为菌肥生产使用，危害人民健康，污染环境，造成严重后果。
为了使我国微生物肥料生产走上健康发展的道路，杜绝伪劣产品进入农田。农业部于1992年开始将微生物肥料标准的制定纳入议事日程，1994年5月31日农业部颁布了我国第一个微生物肥料标准（NY 227-1994 微生物肥料），是我国微生物肥料领域的第一个标准，填补了国内空白，其颁布实施对整顿我国微生物肥料市场、打击假劣产品，保障微生物肥料健康发展起到了重要作用。
随着微生物肥料行业的不断发展，并且根据产品的实际检测结果，在NY 227标准的基础上，对其中的根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷细菌肥料和硅酸盐细菌肥料部分进行了重新修订，于2000年颁布了4种相应的菌剂产品标准，即《根瘤菌肥料》（NY 410-2000）、《固氮菌肥料》（NY 411-2000）、《磷细菌肥料》（NY 412-2000）和《硅酸盐细菌肥料》（NY 413-2000）。这次修订的4个产品标准中，主要是根据广泛征求意见后得到的反馈，并结合产品的实际情况，重点是将产品的主要技术指标—有效活菌含量进行了针对性的调整，其它的理化指标也做了适当的修正。
十五期间，在农业部和科技部等有关项目的支持下，经过几年的努力工作，初步构建了具有我国特色的微生物肥料标准体系。这一标准体系框架由通用标准、使用菌种安全标准、产品标准、方法标准和技术规程等5个方面构成，现已有19个行业标准颁布实施或起草中（见下表）。在十一五期间，除了继续加强产品标准的制定工作外，同时要做好有关检测新技术、新方法及使用菌种安全鉴定等方面的标准制定工作。
表一、微生物肥料行业标准一览表
类 别
标 准 名 称
标准号
通用标准
1、微生物肥料术语
NY/T 1109-2006
2、农用微生物产品标识要求
NY 885-2004
菌种安全标准
3、微生物肥料生物安全通用技术准则
NY 1105-2006
4、硅酸盐细菌菌种
NY 882-2004
产品标准
5、根瘤菌肥料
NY 410-2000
6、固氮菌肥料
NY 411-2000
7、磷细菌能肥料
NY 412-2000
8、硅酸盐细菌肥料
NY 413-2000
9、光合细菌菌剂
NY 527-2002
10、有机物料腐熟剂
NY 609-2002
11、复合微生物肥料
NY/T 798-2004
12、生物有机肥
NY 884-2004
13、农用微生物菌剂
今年以国标发布
方法标准
14、肥料中粪大肠菌群值的测定
GB/T19524.1-2004
15、肥料中蛔虫卵死亡率的测定
GB/T19524.2-2004
技术规程
16、农用微生物菌剂生产技术规程
NY/T 883-2004
17、微生物肥料实验用培养基技术条件
NY/T 1110-2006
18、微生物肥料田间试验技术规程
已立项，起草中
19、微生物肥料使用准则
已立项，起草中
四、微生物肥料的发展趋势
微生物肥料纳入登记管理以来，产品质量得到了保障，对行业的发展起到了积极的促进作用，目前行业处于一个良好的发展时期，但微生物肥料的发展潜力还没有得到完全发挥，以下几个方面是微生物肥料今后发展的重点。
1、菌株的筛选和联合菌群的应用。在深入了解有关微生物特性的基础上，采用新的技术手段，根据用途把几种所用菌种进行恰当、巧妙组合，使其某种或几种性能从原有水平再提高一步，使复合或联合菌群发挥互惠、协同、共生等作用，排除相互拮抗的发生。
2、生产条件的改善和生产工艺的改进。发酵条件、工艺流程、合适的载体、剂型、粘着剂的发展，尤其是在产品保质期方面需要开展深入的研究。
3、研发的热点产品主要有：有机物料腐熟剂(或称发酵剂)、根瘤菌剂、生物修复剂（微生物区系、解毒、重茬等）、促生菌剂，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；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方面以及畜禽粪便除臭腐熟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开展深入的研究工作，需要开发出效果更稳定、针对性更强的产品应用在实际生产中。
根瘤菌剂作为微生物肥料中的一类重要品种，在我国却没有得到普遍应用，这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，存在的根瘤菌剂产品质量不稳定、使用菌种的有效性低、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很好的解决。因此，这方面需要国家加大投入，开展相关的研究，加快新产品的开发与应用。由于接种根瘤菌剂还能有效降低和减轻豆科作物重茬的病害，根瘤菌剂在我国具有十分良好的应用前景。
五、结语
微生物肥料的功效已得到人们的认可，但其效果的稳定性和科学的评价问题未根本解决，制约了我国微生物肥料的进一步推广和普及。造成这种情况的原因是由于微生物肥料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、以及其应用方法等研究，为微生物肥料的研究和应用提供技术支撑，从而推进我国的微生物肥料的健康发展和广泛应用。
从战略高度来说，发展我国的微生物肥料产业是发展可持续农业、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现实需要，更是减少化肥和农药用量、降低环境污染的必然选择。
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