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(yàn)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(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，通過其中所含微生物的生命活動(dòng)，增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)量或促進(jìn)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(jìn)土壤肥力，增強(qiáng)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(jìn)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(fù)作用而保護(hù)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?fàn)顩r

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(yīng)用。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，至少有70多個(gè)國家生產(chǎn)和應(yīng)用豆科根瘤菌劑，生產(chǎn)應(yīng)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(dá)等。在美國、巴西等大豆種植的主要國家，根瘤菌接種率達(dá)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(kuò)大，種植的其他豆科作物也逐步擴(kuò)大適宜的根瘤菌接種應(yīng)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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化產(chǎn)品的監(jiān)督管理。

2、固氮細(xì)菌、解磷細(xì)菌和解鉀細(xì)菌等的研究不斷深入，產(chǎn)品應(yīng)用逐步擴(kuò)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(yīng)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(jìn)行了固氮菌肥料和磷細(xì)菌肥料的研究和應(yīng)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(shí)，這類細(xì)菌能分泌生長物質(zhì)和一種抗真菌的抗生素，能促進(jìn)種子發(fā)芽和根的生長。20世紀(jì)70年代末和80年代初，一些國家對固氮細(xì)菌和解磷細(xì)菌進(jìn)行了田間試驗(yàn)，所得結(jié)果之間迥異，引起科學(xué)家對其作用的爭議。更進(jìn)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(yīng)用?？偨Y(jié)２０年來世界上一些國家的田間試驗(yàn)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(yàn)中可增產(chǎn)5％～30％；此類菌劑促進(jìn)生長的主要機(jī)制是產(chǎn)生能促進(jìn)植物生長的物質(zhì)，具體表現(xiàn)在促進(jìn)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(yīng)用和國際上一樣，也是從豆科植物上應(yīng)用根瘤菌接種劑開始的，并且在上世紀(jì)50—60年代期間，根瘤菌劑成為應(yīng)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(yīng)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(shí)，產(chǎn)品品質(zhì)亦相應(yīng)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(yīng)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(yīng)用也取得了一定的進(jìn)展。在20世紀(jì)50年代，我國從原蘇聯(lián)引進(jìn)自生固氮菌、磷細(xì)菌和硅酸鹽細(xì)菌劑（當(dāng)時(shí)俗稱為細(xì)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(lán)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(yīng)用聯(lián)合固氮菌和復(fù)合菌劑作為拌種劑；近幾年來又推廣應(yīng)用由不同的菌劑與有機(jī)-無機(jī)復(fù)合的生物有機(jī)肥、復(fù)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保證，另外一點(diǎn)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(shí)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(gè)企業(yè)，年產(chǎn)量達(dá)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(shí)登記證的產(chǎn)品近500個(gè)，其中已有200多個(gè)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(gè)，包括固氮菌劑、硅酸鹽菌劑、溶磷菌劑、光合菌劑、有機(jī)物料腐熟劑、復(fù)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(fù)劑)、復(fù)合生物肥和生物有機(jī)肥類產(chǎn)品。

　　3、微生物肥料使用菌種種類不斷擴(kuò)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(dá)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(jì)，目前使用菌種已達(dá)到100多種。 

　　4、使用效果逐漸被農(nóng)民等使用者認(rèn)可。微生物肥料的應(yīng)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(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境等方面，應(yīng)用面積不斷擴(kuò)大，累計(jì)達(dá)2,000多萬hm²。

 　　5、質(zhì)量意識(shí)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(yīng)用、宣傳等方面進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)培訓(xùn)班，發(fā)表了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品質(zhì)量、應(yīng)用誤區(qū)等文章，使社會(huì)各界的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)有了較大的提高。

　　6、少數(shù)產(chǎn)品開始進(jìn)人國際市場，主要是硅酸鹽菌劑產(chǎn)品、復(fù)合菌劑和生物有機(jī)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(xiàng)目的建設(shè)上的立項(xiàng)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(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，龍其是在研制開發(fā)微生物與有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)、微生物與無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的復(fù)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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

　　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(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)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(xué)院土壤肥料研究所提出過“商品菌肥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求”，但限于當(dāng)時(shí)條件，這個(gè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不高也不夠全面，再者是學(xué)術(shù)單位提出的規(guī)定，沒有上升到標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用，不僅影響微生物肥料的使用，浪費(fèi)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(yán)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(jìn)入農(nóng)田。農(nóng)業(yè)部于1992年開始將微生物肥料標(biāo)準(zhǔn)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(gè)微生物肥料標(biāo)準(zhǔn)（NY 227-1994 微生物肥料），是我國微生物肥料領(lǐng)域的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，其頒布實(shí)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(shí)際檢測結(jié)果，在NY 227標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對其中的根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷細(xì)菌肥料和硅酸鹽細(xì)菌肥料部分進(jìn)行了重新修訂，于2000年頒布了4種相應(yīng)的菌劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，即《根瘤菌肥料》（NY 410-2000）、《固氮菌肥料》（NY 411-2000）、《磷細(xì)菌肥料》（NY 412-2000）和《硅酸鹽細(xì)菌肥料》（NY 413-2000）。這次修訂的4個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際情況，重點(diǎn)是將產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)—有效活菌含量進(jìn)行了針對性的調(diào)整，其它的理化指標(biāo)也做了適當(dāng)?shù)男拚?/span>

　　十五期間，在農(nóng)業(yè)部和科技部等有關(guān)項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)體系。這一標(biāo)準(zhǔn)體系框架由通用標(biāo)準(zhǔn)、使用菌種安全標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程等5個(gè)方面構(gòu)成，現(xiàn)已有19個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施或起草中（見下表）。在十一五期間，除了繼續(xù)加強(qiáng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定工作外，同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)制定工作。

表一、微生物肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)作用，目前行業(yè)處于一個(gè)良好的發(fā)展時(shí)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(gè)方面是微生物肥料今后發(fā)展的重點(diǎn)。 

　　1、菌株的篩選和聯(lián)合菌群的應(yīng)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(jìn)行恰當(dāng)、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(fù)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(jìn)。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(diǎn)產(chǎn)品主要有：有機(jī)物料腐熟劑(或稱發(fā)酵劑)、根瘤菌劑、生物修復(fù)劑（微生物區(qū)系、解毒、重茬等）、促生菌劑，生物有機(jī)肥等。

　　有機(jī)物料腐熟劑作為接種菌劑可以使堆肥物料快速達(dá)到高溫、控制堆肥過程中臭氣的產(chǎn)生，縮短堆肥腐熟進(jìn)程；可以有效殺滅病原體和降解有機(jī)污染物，提高堆肥質(zhì)量。有機(jī)物料腐熟劑雖然在促進(jìn)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(qiáng)的產(chǎn)品應(yīng)用在實(shí)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(yīng)用，這主要是由于科學(xué)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(shí)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(yīng)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(yīng)用前景。

五、結(jié)語

　　微生物肥料的功效已得到人們的認(rèn)可，但其效果的穩(wěn)定性和科學(xué)的評價(jià)問題未根本解決，制約了我國微生物肥料的進(jìn)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(xiàng)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(jìn)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(yīng)用方法等研究，為微生物肥料的研究和應(yīng)用提供技術(shù)支撐，從而推進(jìn)我國的微生物肥料的健康發(fā)展和廣泛應(yīng)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(shí)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。