淺談我國生物肥料產業發展的現狀及建議

詹巧春，周繼鑫，張業成，楊濤，徐維烈

（武漢合緣綠色生物股份有限公司，湖北 武漢 430070）

1 什么是生物肥料

生物肥料是完全不同于化肥、有機肥的一種新型肥料。其主要特點是，生物肥料是以微生物的生命活動及其代謝產物為植物提供生長營養需要的生物制品[1]。生物肥料主要應用于農作物栽培，對土壤和農作物的作用方式、效果與常規肥料完全不同。將生物肥料施用到耕作土壤環境中，其表現出的肥料效應比一般性的化學肥料更加廣泛，這是因為其肥料制品中含有大量的微生物。不同種類的微生物肥料施用于土壤環境中所表現出的功能與作用是不相同的，有的生物肥料施用后能夠增加作物養分的供應量，有的生物肥料則能夠直接促進作物生長，有的生物肥料因含有特殊的微生物類群，具有修復地力、凈化耕作土壤環境的作用，有的生物肥料施用后能夠提高農作物的免疫力，增強農作物的抗病性，還有的生物菌具有促進農業廢棄物料分解腐熟的作用，將秸稈和畜禽糞便等廢棄物處理成資源化利用的生物物料[2]。一般來講不同的生物肥料制品因含有的微生物種類不同，所發揮出的功能與作用也是完全不相同的。

1.1 生物肥料產品研制與產業化進展

1.1.1 生物肥料制品研制進展

生物菌肥的核心關鍵技術是功能生物菌株、菌劑的復配方法，以及微生物發酵生產工藝技術與方法等。國外對生物肥料及其衍生產品的研究起步較早。20世紀80年代后，對生物菌劑及衍生產品的研究主要集中在促進作物出芽、抑制土傳病害的生物調控等[2]。目前，世界上大多數國家都在推廣和應用生物菌肥，并積極探索生物菌肥的研發技術[3]。印度研究人員發現，微生物可以促進水稻吸收養分，改良土壤，提高抗逆酶活性，顯著提高水稻產量。韓國研究人員發現，地衣芽孢桿菌、藤倉鐮刀菌可顯著提高水稻植株高度，促進水稻生長，施用菜豆根瘤菌則能顯著提高葉綠素含量，利于氮吸收。

2019 年初，美國國家科學院、工程院和醫學院聯合發布了題為《科學突破推動食品和農業研究到2023 年》的研究報告，描述了美國科學家眼中農業領域亟待突破的五大研究方向，其中第五大方向是“微生物組技術對認知和理解農業系統運行至關重要”。通過大量的研究報道，人類知道了人體微生物對身體健康的重要性。相比較而言，我們對農業中土壤、植物和動物的微生物組及其影響還不夠了解。隨著科學技術的不斷進步，利用越來越復雜的工具探測農業微生物組，有望在未來十年實現突破性進展，建立農業微生物數據庫，更好地理解土壤、植物和動物微生物組之間的相互作用，并通過改善土壤結構、提高飼料效率和養分利用率以及提高對環境和疾病的抵抗力等增強農業生產力，甚至徹底改變農業生產模式。

我國微生物菌肥研究是從豆科植物使用根瘤菌接種劑開始的，最初只有大豆和花生根瘤菌劑。20 世紀50 年代，我國從蘇聯引進自生固氮菌、磷細菌和硅酸鹽細菌劑，稱為細菌肥料；20 世紀60 年代又推廣使用放線菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮藍綠藻肥；20 世紀70 年代-80 年代中期，開始研究VA 菌根，以改善植物磷素營養條件和提高水分利用率；20 世紀80 年代中期-90 年代，農業生產中又相繼應用聯合固氮菌和生物鉀肥作為拌種劑。近幾年來主要擴大應用由固氮菌、解磷菌、解鉀菌和有機肥復合制成的生物肥料作基肥施用[4]。這些微生物可定殖于作物根系，優先占領根際，產生抗生素、Fe 載體、誘導作物的系統抗性，產生HCN 等，產生拮抗根際病原菌和與非寄生性根際有害微生物，改善根際微生態環境，有效分解土壤有機質，改善作物的營養條件，促進養分釋放和作物生長。

1.1.2 生物肥料產業化開發進展

目前，中國大陸境內從事微生物肥料研究與開發的企業有近千家，主要分布在江蘇、河南、河北、湖南、湖北、四川、內蒙古自治區等省區，且大多數生物肥料企業規模都不大[5]。生物肥料企業又可分為專門從事生物菌劑研究與開發的企業、有機肥料生產企業以及復合微生物肥料生產企業。規模較大的生物肥料企業不僅自己能夠篩選功能菌株、研發復合生物菌劑，研發生物菌發酵工藝與肥料生產技術，也能夠從事復合微生物肥料的生產。

近些年來，隨著國家對綠色農業、環保農業、耕地質量保護等方面工作力度的加大加強，政府組織實施了化肥農藥減量、農田休耕等政策措施，部分過去專門從事化學肥料研發與生產的大型企業也拓展了生物肥料的產品生產。國內從事生物肥料生產的具有代表性的企業有：①山東中創億豐肥料集團有限公司，該企業位于山東省濰坊市，主要從事生物肥料研發、生產、銷售、服務，該公司年產生物菌肥30 萬噸，微分子螯控肥20 萬噸，微生物菌劑5 萬噸，功能肥3 萬噸。企業擁有自主進出口權，產品遠銷韓國、馬來西亞、美國、印度等國家，以及非洲、南美洲的其他國家。②河北根力多生物科技股份有限公司，該公司位于河北省邢臺市威縣，是一家微生物肥料重點企業，公司研制開發的主要產品有生物蛋白緩控釋肥、生物聚能肥、生物有機菌肥等微生物肥料，該企業有多項成果獲得國家科技進步獎、河北省科技進步獎。③北京航天恒豐科技股份有限公司，該企業主要從事營養型微生物菌劑、抗病型微生物菌劑、土壤面源污染修復菌劑、單質元素改性菌劑、礦產資源生態修復菌劑、工業固廢處理循環利用菌劑、有機廢棄物處理菌劑、污水和油田處理菌劑等產品的研制與開發，打造了“微生物+”生態系統新模式。④漯河市盛糧生物科技有限公司，該企業位于河南省的漯河市，是一家專注微生物發酵及有機水溶肥料研發、生產、銷售的高新技術企業。該公司主要生產微生物生防菌、土壤益生菌、微生物發酵植物刺激劑、大中微量水溶性礦物肥料以及液體有機生態肥這五類產品。⑤石家莊春豐生物科技有限公司，該企業位于河北省的石家莊市，主營產品為有機肥、生物有機肥、微生物菌肥、阿維菌素有機肥、果樹專用肥、蔬菜專用肥等。⑥長沙泰萊生物科技有限公司，該企業位于長沙市，已開發各類農用有機肥發酵菌種、飼料發酵菌種、各類芽孢桿菌、微生態制劑等產品，主營產品有生物有機肥發酵劑、微生物飼料發酵劑、芽孢桿菌、微生態制劑等。⑦成都禾力寶生物肥料有限責任公司，該企業位于成都市，是一家有機固體廢棄物肥料化的專業公司，企業建立了有機肥料生產基地和3個堆肥廠。主營產品為生物有機肥，復合微生物肥料和商品有機肥，年產生物肥料2 萬噸。⑧江蘇思威博生物科技有限公司，該公司位于江蘇省南京市，是一家專業從事生物環保、種養殖業廢棄物無害化處理及資源化利用的生物科技公司。該公司運用專利技術“生物+分子膜”靜態堆肥好氧發酵技術，對種養殖業產生的菌菇渣、豬糞、牛糞、羊糞、雞糞、甘蔗濾泥、廚余垃圾等進行無害化環保處理，相關技術與產品得到了廣泛推廣與應用。⑨武漢合緣綠色生物股份有限公司，該企業位于武漢市東湖高新區，在農用微生物資源開發、生物菌種的篩選和復配、菌劑高密度發酵生產工藝、生物菌肥產品研制技術、新型飼料添加劑的研發等方面處于國內同行業先進水平，部分研究工作與技術開發工作處于國際先進水平，該公司主營產品有合緣植寶露菌劑、合緣蝦寶、合緣牌蝦稻鑫復合微生物肥料等產品。

2 生物肥料產業開發中存在的主要問題

(1)我國是世界最大的化肥消費國，過量的化肥消費，給農田耕作、土壤環境帶來了非常不利的影響。農業農村部公布的數據顯示，我國農作物化肥用量為328.5 kg/hm2，遠高于世界平均水平120 kg/hm2（農業農村部《到2020 年化肥使用量零增長行動方案》）。長期大量施用化肥使土壤板結、酸化、結構變差，理化性狀變劣，使土壤肥力下降。從20 世紀70 年代開始，中國的耕地肥力出現了明顯下降，土壤有機質含量明顯不足?；瘜W肥料和農藥過量施用，引起的環境污染和農產品質量安全事件層出不窮，嚴重制約了我國農業的可持續發展，需要大力發展綠色生物肥料。

(2)生物肥料菌種單一，菌劑復配技術及生物肥料發酵生產工藝亟待提高。目前國內生物菌肥普遍存在菌種單一，高效能生物菌種缺乏，生物菌株菌劑施用于土壤中定植力不強，功能性及功效性需要大力提高，菌劑復配技術需要創新研制等方面問題。多項研究和生產實踐證明，農用生物菌肥產業發展趨勢主要體現在以下幾個方面：一是產品類型由單菌株劑型向多菌株復合劑型方向發展，由單純微生物向有機-無機復混肥、大量中量及微量元素等多功能復合化方向發展；二是對微生物固氮、溶磷、解鉀機理進行深入研究，確定功能基因的結構與位置，通過基因工程技術創造新的微生物固氮、溶磷、高效功能菌株菌劑；三是驗證生物菌株進入土壤后，對物理、化學及生物環境的適應性，包括干旱、厭氧環境、高滲透壓以及來自土壤微生物的競爭和對不同作物的適應能力；四是生物菌劑新產品研制；五是加強非微生物生態制劑的研究和開發。這些研究活動緊密結合市場需求和行業發展需要，將會加快對農用生物菌劑新技術、新劑型、新產品的開發及應用，形成完善的技術創新體系，促進微生物菌劑科技、產業化核心競爭力的提升。

3 大力發展生物肥料的建議

(1)大力發展生物肥料是保障農產品有效供給、保護生態環境的重要舉措?！扒f稼一枝花，全靠肥當家”，說明肥料在農業生產活動中的極端重要性。我國從“十三五”計劃開始就提出了農業生產要實施減肥減藥綠色發展的戰略，如何做到既能夠確保農產品的有效供給，又能夠較好地保護生態環境是農業生產面臨的現實問題[6]。大力發展菌種功能強、生物菌肥料施用效果好的生物菌肥產品是促進我國農業綠色發展的重要舉措。高質量的生物肥料是促進環境友好，實現農業廢棄物資源化利用的有效途徑。我國是農業生產大國，年栽培農作物生產種植面積和畜禽養殖總量居世界前列，大量的農作物秸稈和畜禽糞便對生態環境造成了較為嚴重的污染，尤其是畜禽養殖廢棄物糞水處理不當，不僅會污染社會生態環境，也會嚴重地影響動物養殖業的可持續發展。因此，大力發展生物肥料既能滿足畜禽養殖業廢棄物資源化利用的需要，也有利于確保我國畜禽等農產品持續、有效供給。

(2)大力發展生物肥料產業是保障國家糧食安全、社會生態環境安全、農業可持續發展的有效措施。中國有14億人口，糧食安全與有效供給是我國的重大戰略需求，也是國家安全穩定的重要基石。習近平總書記強調中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己的手中，飯碗主要裝中國糧[7]。中國主要糧食作物有水稻、小麥、玉米和馬鈴薯等，其中水稻和小麥占據主導地位，相當數量的玉米作物被用作動物養殖飼料；油料作物主要有大豆、油菜和花生；經濟作物主要有果樹、蔬菜等。眾多的栽培農作物需要大量的營養元素，以滿足其生長發育的需求。過去幾十年歷史發展過程中，為了滿足溫飽需要，我國農產品生產施用了過量的化肥和農藥，不僅帶來了耕作土地質量變劣的不良后果，還造成了嚴重的環境污染。面源污染已成為環境污染的主要污染源。因此，在既要確?！懊状印薄安嘶@子”有效供給的基礎上，又要確保生態環境安全，解決日益嚴重的農業面源污染問題，促進農業可持續發展，大力發展生物肥料是最佳選擇。

(3)發展生物肥料產業是促進美麗鄉村建設重要抓手。綠色是農業的底色，加快生態低碳農業發展，推動農業生產、農村建設、鄉村生活生態良性循環是新時期我國社會經濟發展的戰略需求。加強資源節約、環境友好兩型農業建設是實現我國農業生產可持續發展的重要抓手。有機肥、生物有機肥及復合微生物肥料的主要成分來源于植物、動物的廢棄物，如作物秸稈和畜禽糞便，利用生物菌發酵工藝生產制成生物肥料產品，施用于耕作土壤中，可以為農作物生長提供豐富的營養，既解決了生產廢棄物污染環境問題，又為作物生產提供了營養來源。發展生物肥料產業不僅能夠為我國廣大農村美麗鄉村建設提供重要技術支撐，也是實現美麗鄉村建設的重要抓手。