沈德龍  姜昕   李俊

農(nóng)業(yè)部微生物肥和食用菌菌種質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心

　　微生物肥料是指含有特定微生物活體的制品，有接種劑，生物肥料、菌肥等種類。該肥應用于農(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)分的供應量或促進植物生長，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。它具有制造和協(xié)助作物吸收營養(yǎng)，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(chǎn)生多種生理活性物質(zhì)刺激和調(diào)控作物生長，減少化肥使用，促進農(nóng)作物廢棄物、城市垃圾的腐熟和開發(fā)利用，土壤環(huán)境的凈化和修復作用而保護環(huán)境，以及提高農(nóng)作物產(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)展及在農(nóng)牧業(yè)中的地位日趨重要。

一、國內(nèi)外微生物肥料的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國外微生物肥料的發(fā)展狀況

1、根瘤菌劑是最早研發(fā)的產(chǎn)品，已在全世界范圍推廣應用。

　　據(jù)統(tǒng)計，至少有70多個國家生產(chǎn)和應用豆科根瘤菌劑，生產(chǎn)應用規(guī)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(yōu)良根瘤菌生產(chǎn)用菌株，根瘤菌劑產(chǎn)品質(zhì)量在穩(wěn)步提高。為保證根瘤菌劑的產(chǎn)品質(zhì)量，各國制定了相應的標準，強化產(chǎn)品的監(jiān)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(chǎn)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(lián)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(zhì)和一種抗真菌的抗生素，能促進種子發(fā)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(jié)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(lián)合共生的效果顯著，已在許多國家推廣應用。總結(jié)２０年來世界上一些國家的田間試驗結(jié)果證明，固氮螺菌接種在土壤和氣候不同的地區(qū)可以提高作物的產(chǎn)量，在60％～70％的試驗中可增產(chǎn)5％～30％；此類菌劑促進生長的主要機制是產(chǎn)生能促進植物生長的物質(zhì)，具體表現(xiàn)在促進根毛的密度和長度、側(cè)根出現(xiàn)的頻率及根的表面積。

（二）我國微生物肥料的發(fā)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(chǎn)品，其中大豆、花生、紫云英及豆科牧草接種面積較大，增產(chǎn)效果明顯。紫云英根瘤菌在未種植過紫云英的地區(qū)應用，紫云英產(chǎn)草量可成倍增長。大豆接種根瘤菌每公頃可增產(chǎn)大豆225～300kg，花生根瘤菌可使花生增產(chǎn)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(chǎn)量穩(wěn)步增長的同時，產(chǎn)品品質(zhì)亦相應提高，環(huán)境效益更是不可估量。令人遺憾的是，由于根瘤菌菌劑質(zhì)量與應用效果、生產(chǎn)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(chǎn)品的研發(fā)應用也取得了一定的進展。在20世紀50年代，我國從原蘇聯(lián)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(xiàn)也稱為AM菌根），在改善植物磷素營養(yǎng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中又相繼應用聯(lián)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(yè)現(xiàn)狀

　　我國微生物肥料的研究、生產(chǎn)和應用已有60多年的歷史，其間經(jīng)歷了3次大的起伏，目前正處在第4次發(fā)展階段。前幾次起伏原因主要是沒有行業(yè)標準，導致產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保證，另外一點是微生物肥料產(chǎn)品沒有納入肥料管理系統(tǒng)，以致每次發(fā)展的時間不長。目前，微生物肥料發(fā)展勢頭很好，該行業(yè)的總體情況可概括為：

　　1、基本形成了微生物肥料產(chǎn)業(yè)，約有500個企業(yè)，年產(chǎn)量達到400萬噸，己逐漸成為肥料家族中的重要成員。獲得農(nóng)業(yè)部臨時登記證的產(chǎn)品近500個，其中已有200多個產(chǎn)品轉(zhuǎn)為正式登記。

　　2、產(chǎn)品種類繁多。在農(nóng)業(yè)部登記的產(chǎn)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(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(或稱生物修復劑)、復合生物肥和生物有機肥類產(chǎn)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(lián)合固氮微生物，纖維素分解菌，PGPR菌株等，據(jù)統(tǒng)計，目前使用菌種已達到100多種。 

　　4、使用效果逐漸被農(nóng)民等使用者認可。微生物肥料的應用效果不僅表現(xiàn)在產(chǎn)量增加上，而且表現(xiàn)在產(chǎn)品品質(zhì)的改善、減少化肥的使用、降低病蟲害的發(fā)生、保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境等方面，應用面積不斷擴大，累計達2,000多萬hm²。

 　　5、質(zhì)量意識開始深入人心，質(zhì)檢體系初步形成。農(nóng)業(yè)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(chǎn)、銷售、應用、宣傳等方面進行監(jiān)管。至今農(nóng)業(yè)部微生物肥料質(zhì)檢中心已舉辦了14期標準和技術(shù)培訓班，發(fā)表了有關(guān)標準、產(chǎn)品質(zhì)量、應用誤區(qū)等文章，使社會各界的產(chǎn)品質(zhì)量意識有了較大的提高。

　　6、少數(shù)產(chǎn)品開始進人國際市場，主要是硅酸鹽菌劑產(chǎn)品、復合菌劑和生物有機肥產(chǎn)品出口到澳大利亞、泰國、印度等國家。

　　7、國家產(chǎn)業(yè)政策對行業(yè)的發(fā)展給予了一定的重視和支持，在科研資金支持力度和產(chǎn)業(yè)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(fā)微生物與有機營養(yǎng)物質(zhì)、微生物與無機營養(yǎng)物質(zhì)的復合而成的新產(chǎn)品方面，處于領(lǐng)先的地位。這些產(chǎn)品目前在我國已形成較大生產(chǎn)規(guī)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(huán)境污染方面已取得了較好的效果。

三、微生物肥料行業(yè)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(yè)標準和質(zhì)量監(jiān)督檢驗機構(gòu)是其主要的因素之一。雖然在1959年由中國農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所提出過“商品菌肥質(zhì)量標準要求”，但限于當時條件，這個質(zhì)量標準不高也不夠全面，再者是學術(shù)單位提出的規(guī)定，沒有上升到標準層面，缺乏法律性，對微生物肥料生產(chǎn)很難起到監(jiān)督和制約作用，致使一些質(zhì)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(chǎn)使用，危害人民健康，污染環(huán)境，造成嚴重后果。

　　為了使我國微生物肥料生產(chǎn)走上健康發(fā)展的道路，杜絕偽劣產(chǎn)品進入農(nóng)田。農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)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(lǐng)域的第一個標準，填補了國內(nèi)空白，其頒布實施對整頓我國微生物肥料市場、打擊假劣產(chǎn)品， 保障微生物肥料健康發(fā)展起到了重要作用。

　　隨著微生物肥料行業(yè)的不斷發(fā)展，并且根據(jù)產(chǎn)品的實際檢測結(jié)果，在NY 227標準的基礎(chǔ)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(chǎn)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(chǎn)品標準中，主要是根據(jù)廣泛征求意見后得到的反饋，并結(jié)合產(chǎn)品的實際情況，重點是將產(chǎn)品的主要技術(shù)指標—有效活菌含量進行了針對性的調(diào)整，其它的理化指標也做了適當?shù)男拚?/span>

　　十五期間，在農(nóng)業(yè)部和科技部等有關(guān)項目的支持下，經(jīng)過幾年的努力工作，初步構(gòu)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(chǎn)品標準、方法標準和技術(shù)規(guī)程等5個方面構(gòu)成，現(xiàn)已有19個行業(yè)標準頒布實施或起草中（見下表）。在十一五期間，除了繼續(xù)加強產(chǎn)品標準的制定工作外，同時要做好有關(guān)檢測新技術(shù)、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(yè)標準一覽表

四、微生物肥料的發(fā)展趨勢

　　微生物肥料納入登記管理以來，產(chǎn)品質(zhì)量得到了保障，對行業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進作用，目前行業(yè)處于一個良好的發(fā)展時期，但微生物肥料的發(fā)展?jié)摿€沒有得到完全發(fā)揮，以下幾個方面是微生物肥料今后發(fā)展的重點。 

　　1、菌株的篩選和聯(lián)合菌群的應用。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(lián)合菌群發(fā)揮互惠、協(xié)同、共生等作用，排除相互拮抗的發(fā)生。

　　2、生產(chǎn)條件的改善和生產(chǎn)工藝的改進。發(fā)酵條件、工藝流程、合適的載體、劑型、粘著劑的發(fā)展，尤其是在產(chǎn)品保質(zhì)期方面需要開展深入的研究。

　　3、研發(fā)的熱點產(chǎn)品主要有：有機物料腐熟劑(或稱發(fā)酵劑)、根瘤菌劑、生物修復劑（微生物區(qū)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(chǎn)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(zhì)量。有機物料腐熟劑雖然在促進農(nóng)作物秸稈和殘茬的物質(zhì)轉(zhuǎn)化腐熟方面以及畜禽糞便除臭腐熟發(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開展深入的研究工作，需要開發(fā)出效果更穩(wěn)定、針對性更強的產(chǎn)品應用在實際生產(chǎn)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(nóng)民對根瘤菌的作用不了解所致。另外，存在的根瘤菌劑產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、使用菌種的有效性低、接種后在種子上存活時間短、結(jié)瘤效果差、產(chǎn)品保質(zhì)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(guān)的研究，加快新產(chǎn)品的開發(fā)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(jié)語

　　微生物肥料的功效已得到人們的認可，但其效果的穩(wěn)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(fā)揮其穩(wěn)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(guān)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(shù)支撐，從而推進我國的微生物肥料的健康發(fā)展和廣泛應用。

　　從戰(zhàn)略高度來說，發(fā)展我國的微生物肥料產(chǎn)業(yè)是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)的要求，也是我國目前無公害食品和綠色食品生產(chǎn)現(xiàn)實需要，更是減少化肥和農(nóng)藥用量、降低環(huán)境污染的必然選擇。