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                        我國微生物肥料的現狀和發展趨勢

                        發布時間:2019/05/08

                          微生物肥料又稱接種劑,生物肥料、菌肥等,是指含有特定微生物活體的制品,應用于農業生產,通過其中所含微生物的生命活動,增加植物養分的供應量或促進植物生長,提高產量,改善農產品品質及農業生態環境。它具有制造和協助作物吸收營養、增進土壤肥力、增強植物抗病和抗干旱能力、降低和減輕植物病蟲害、產生多種生理活性物質刺激和調控作物生長、減少化肥使用、促進農作物廢棄物、城市垃圾的腐熟和開發利用、土壤環境的凈化和修復作用、保護環境,以及提高農作物產品品質和食品安全等多方面的功效,在可持續農業戰略發展及在農牧業中的地位日趨重要。
                          一、國內外微生物肥料的發展現狀
                          (一)國外微生物肥料的發展概況
                          1、根瘤菌劑是最早研發的產品,已在全世界范圍推廣應用。
                          據統計,至少有70多個國家生產和應用豆科根瘤菌劑,生產應用規模較大的國家有美國、巴西、阿根廷、澳大利亞、新西蘭、日本、意大利、奧地利、加拿大、法國、荷蘭、芬蘭、泰國、韓國、印度、盧旺達等。在美國、巴西等大豆種植的主要國家,根瘤菌接種率達到了95%以上,澳大利亞、新西蘭等國家對豆科牧草的接種面積不斷擴大,種植的其他豆科作物也逐步擴大適宜的根瘤菌接種應用范圍。世界各國一直在研究與豆科作物及其品種相匹配的優良根瘤菌生產用菌株,根瘤菌劑產品在穩步提高。為保證根瘤菌劑的產品質量,各國制定了相應的標準,強化產品的監督管理。
                          2、固氮細菌、解磷細菌和解鉀細菌等的研究不斷深入,產品應用逐步擴大。
                          除根瘤菌以外,許多國家在其它一些有益微生物的研究和應用方面也做了大量的工作。前蘇聯及東歐一些國家的科研人員進行了固氮菌肥料和磷細菌肥料的研究和應用,代表性的菌種為圓褐固氮菌和巨大芽孢桿菌。他們和前捷克斯洛伐克、英格蘭及印度的研究固氮菌的工作者證實,這類細菌能分泌生長物質和一種抗真菌的抗生素,能促進種子發芽和根的生長。20世紀70年代末和80年代初,一些國家對固氮細菌和解磷細菌進行了田間試驗,所得結果之間迥異,引起科學家對其作用的爭議。更進一步的研究表明,固氮螺菌與禾本科作物聯合共生的效果顯著,已在許多國家推廣應用。總結20年來世界上一些國家的田間試驗結果證明,固氮螺菌接種在土壤和氣候不同的地區可以提高作物的產量,在60%~70%的試驗中可增產5%~30%;此類菌劑促進生長的主要機制是產生能促進植物生長的物質,具體表現在促進根毛的密度和長度、側根出現的頻率及根的表面積。
                          (二)我國微生物肥料的發展概況
                          我國微生物肥料的研究應用和國際上一樣,也是從豆科植物上應用根瘤菌接種劑開始的,并且在上世紀50—60年代期間,根瘤菌劑成為應用最為廣泛的微生物肥料產品,其中大豆、花生、紫云英及豆科牧草接種面積較大,增產效果明顯。紫云英根瘤菌在未種植過紫云英的地區應用,紫云英產草量可成倍增長。大豆接種根瘤菌每公頃可增產大豆 225~300kg,花生根瘤菌可使花生增產 10%~50%。豆科作物從根瘤菌中獲得的氮素約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為植物吸收利用。在保證作物產量穩步增長的同時,產品品質亦相應提高,環境效益更是不可估量。令人遺憾的是,由于根瘤菌菌劑質量與應用效果、生產成本等問題未能很好的解決,目前我國花生、大豆等作物的根瘤菌接種面積尚不足其播種面積的 1.0%。
                          其他的微生物肥料產品的研發應用也取得了一定的進展。在20世紀50年代,我國從原蘇聯引進自生固氮菌、磷細菌和硅酸鹽細菌劑(當時俗稱為細菌肥料),60年代又推廣使用制成的“5406” 放線菌抗生菌肥料和固氮藍綠藻肥;70~80年代中期,又開始研究VA 菌根(現也稱為AM菌根),在改善植物磷素營養條件和提高水分利用率方面,效果顯著;80年代中期至90年代,農業生產中又相繼應用聯合固氮菌和復合菌劑作為拌種劑;近幾年來又推廣應用由不同的菌劑與有機、無機復合的生物有機肥、復合微生物肥料做基肥施用。
                          二、我國微生物肥料的行業現狀
                          我國微生物肥料的研究、生產和應用已有60多年的歷史,其間經歷了3次大的起伏,目前正處在第4次發展階段。前幾次起伏原因主要是沒有行業標準,導致產品質量無法得到保證,另外一點是微生物肥料產品沒有納入肥料管理系統,以致每次發展的時間不長。目前,微生物肥料發展勢頭很好,該行業的總體情況可概括為:
                          1、基本形成了微生物肥料產業,約有500個企業,年產量達到400萬噸,己逐漸成為肥料家族中的重要成員。獲得農業部臨時登記證的產品近500個,其中已有200多個產品轉為正式登記。
                          2、產品種類繁多。在農業部登記的產品種類有12個,包括固氮菌劑、硅酸鹽菌劑、溶磷菌劑、光合菌劑、有機物料腐熟劑、復合菌劑、微生物產氣劑、農藥殘留降解菌劑、水體凈化菌劑和土壤生物改良劑(或稱生物修復劑)、復合生物肥和生物有機肥類產品。
                          3、微生物肥料使用菌種種類不斷擴大,所使用的菌種早已不限于根瘤菌,即使是根瘤菌種類也達10多種。其他的諸如各種自生、聯合固氮微生物,纖維素分解菌,PGPR菌株等,據統計,月前使用菌種已達到 100多種。
                          4、使用效果逐漸被農民等使用者認可。微生物肥料的應用效果不僅表現在產量增加上,而且表現在產品品質的改善、減少化肥的使用、降低病蟲害的發生、保護農田生態環境等方面,應用面積不斷擴大,累計達2,000多萬hm2。
                          5、質量意識開始深入人心,質檢體系初步形成。農業部于1996年將微生物肥料納入國家登記管理范疇,對微生物肥料的生產、銷售、應用、宣傳等方面進行監管。至今農業部微生物肥料質檢中心已舉辦了14期標準和技術培訓班,發表了有關標準、產品質量、應用誤區等文章,使社會各界的產品質量意識有了較大的提高。
                          6、少數產品開始進人國際市場,主要是硅酸鹽菌劑產品、復合菌劑和生物有機肥產品出口到澳大利亞、泰國、印度等國家。
                          7、國家產業政策對行業的發展給予了一定的重視和支持,在科研資金支持力度和產業化示范項目的建設上的立項都是空前的。
                          與其他國家相比,我國的微生物肥料具有品種種類多、應用范圍廣的特點,龍其是在研制開發微生物與有機營養物質、微生物與無機營養物質的復合而成的新產品方面,處于領先的地位。這些產品目前在我國已形成較大生產規模,在降低化肥使用量、提高化肥利用率和減少化肥過量使用導致環境污染方面已取得了較好的效果。
                          三、微生物肥料行業標準建設
                          縱觀我國微生物肥料幾十年來的興衰過程,究其原因,其中缺少國家或行業標準和質量監督檢驗機構是其主要的因素之一。雖然在1959年由中國農業科學院土壤肥料研究所提出過“商品菌肥質量標準要求”,但限于當時條件,這個質量標準不高也不夠全面,再者是學術單位提出的規定,沒有上升到標準層面,缺乏法律性,對微生物肥料生產很難起到監督和制約作用,致使一些質量低劣菌肥流入市場,盲目應用,不僅影響微生物肥料的使用,浪費人力、物力,甚至還有可能將某些病原菌作為菌肥生產使用,危害人民健康,污染環境,造成嚴重后果。
                          為了使我國微生物肥料生產走上健康發展的道路,杜絕偽劣產品進入農田。農業部于1992年開始將微生物肥料標準的制定納入議事日程,1994年5月31日農業部頒布了我國第一個微生物肥料標準(NY 227-1994 微生物肥料),是我國微生物肥料領域的第一個標準,填補了國內空白,其頒布實施對整頓我國微生物肥料市場、打擊假劣產品,保障微生物肥料健康發展起到了重要作用。
                          隨著微生物肥料行業的不斷發展,并且根據產品的實際檢測結果,在NY 227標準的基礎上,對其中的根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷細菌肥料和硅酸鹽細菌肥料部分進行了重新修訂,于2000年頒布了4種相應的菌劑產品標準,即《根瘤菌肥料》(NY 410-2000)、《固氮菌肥料》(NY 411-2000)、《磷細菌肥料》(NY 412-2000)和《硅酸鹽細菌肥料》(NY 413-2000)。這次修訂的4個產品標準中,主要是根據廣泛征求意見后得到的反饋,并結合產品的實際情況,重點是將產品的主要技術指標—有效活菌含量進行了針對性的調整,其它的理化指標也做了適當的修正。
                          十五期間,在農業部和科技部等有關項目的支持下,經過幾年的努力工作,初步構建了具有我國特色的微生物肥料標準體系。這一標準體系框架由通用標準、使用菌種安全標準、產品標準、方法標準和技術規程等5個方面構成,現已有19個行業標準頒布實施或起草中(見下表)。在十一五期間,除了繼續加強產品標準的制定工作外,同時要做好有關檢測新技術、新方法及使用菌種安全鑒定等方面的標準制定工作。
                          表一、微生物肥料行業標準一覽表
                          類 別 標 準 名 稱 標準號
                          通用標準 1、微生物肥料術語 NY/T 1109-2006
                          2、農用微生物產品標識要求 NY 885-2004
                          菌種安全標準 3、微生物肥料生物安全通用技術準則 NY 1105-2006
                          4、硅酸鹽細菌菌種 NY 882-2004
                          產品標準 5、根瘤菌肥料 NY 410-2000
                          6、固氮菌肥料 NY 411-2000
                          7、磷細菌能肥料 NY 412-2000
                          8、硅酸鹽細菌肥料 NY 413-2000
                          9、光合細菌菌劑 NY 527-2002
                          10、有機物料腐熟劑 NY 609-2002
                          11、復合微生物肥料 NY/T 798-2004
                          12、生物有機肥 NY 884-2004
                          13、農用微生物菌劑 今年以國標發布
                          方法標準 14、肥料中糞大腸菌群值的測定 GB/T19524.1-2004
                          15、肥料中蛔蟲卵死亡率的測定 GB/T19524.2-2004
                          技術規程 16、農用微生物菌劑生產技術規程 NY/T 883-2004
                          17、微生物肥料實驗用培養基技術條件 NY/T 1110-2006
                          18、微生物肥料田間試驗技術規程 已立項,起草中
                          19、微生物肥料使用準則 已立項,起草中
                          四、微生物肥料的發展趨勢
                          微生物肥料納入登記管理以來,產品質量得到了保障,對行業的發展起到了積極的促進作用,目前行業處于一個良好的發展時期,但微生物肥料的發展潛力還沒有得到完全發揮,以下幾個方面是微生物肥料今后發展的重點。
                          1、菌株的篩選和聯合菌群的應用。在深入了解有關微生物特性的基礎上,采用新的技術手段,根據用途把幾種所用菌種進行恰當、巧妙組合,使其某種或幾種性能從原有水平再提高一步,使復合或聯合菌群發揮互惠、協同、共生等作用,排除相互拮抗的發生。
                          2、生產條件的改善和生產工藝的改進。發酵條件、工藝流程、合適的載體、劑型、粘著劑的發展,尤其是在產品保質期方面需要開展深入的研究。
                          3、研發的熱點產品主要有:有機物料腐熟劑(或稱發酵劑)、根瘤菌劑、生物修復劑(微生物區系、解毒、重茬等)、促生菌劑,生物有機肥等。
                          有機物料腐熟劑作為接種菌劑可以使堆肥物料快速達到高溫、控制堆肥過程中臭氣的產生,縮短堆肥腐熟進程;可以有效殺滅病原體和降解有機污染物,提高堆肥質量。有機物料腐熟劑雖然在促進農作物秸稈和殘茬的物質轉化腐熟方面以及畜禽糞便除臭腐熟發揮了非常好的作用,但產品效果的穩定性以及菌種組成的合理性方面還需要開展深入的研究工作,需要開發出效果更穩定、針對性更強的產品應用在實際生產中。
                          根瘤菌劑作為微生物肥料中的一類重要品種,在我國卻沒有得到普遍應用,這主要是由于科學普及不夠,農民對根瘤菌的作用不了解所致。另外,存在的根瘤菌劑產品質量不穩定、使用菌種的有效性低、接種后在種子上存活時間短、結瘤效果差、產品保質期短等問題未很好的解決。因此,這方面需要國家加大投入,開展相關的研究,加快新產品的開發與應用。由于接種根瘤菌劑還能有效降低和減輕豆科作物重茬的病害,根瘤菌劑在我國具有十分良好的應用前景。
                          五、結語
                          微生物肥料的功效已得到人們的認可,但其效果的穩定性和科學的評價問題未根本解決,制約了我國微生物肥料的進一步推廣和普及。造成這種情況的原因是由于微生物肥料的作用受許多條件的制約,對一些制約因素不清楚或根本不了解,因而無法發揮其穩定的功效。因此,需要國家的立項支持,開展微生物和作物及品種之間的關系、菌在載體上的存活,微生物進入土壤后的存活、在根際的定殖、微生物之間的競爭、以及其應用方法等研究,為微生物肥料的研究和應用提供技術支撐,從而推進我國的微生物肥料的健康發展和廣泛應用。
                          從戰略高度來說,發展我國的微生物肥料產業是發展可持續農業、生態農業的要求,也是我國目前無公害食品和綠色食品生產現實需要,更是減少化肥和農藥用量、降低環境污染的必然選擇。

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