浅谈我国生物肥料产业发展的现状及建议

詹巧春，周继鑫，张业成，杨涛，徐维烈

（武汉合缘绿色生物股份有限公司，湖北 武汉 430070）

1 什么是生物肥料

生物肥料是完全不同于化肥、有机肥的一种新型肥料。其主要特点是，生物肥料是以微生物的生命活动及其代谢产物为植物提供生长营养需要的生物制品[1]。生物肥料主要应用于农作物栽培，对土壤和农作物的作用方式、效果与常规肥料完全不同。将生物肥料施用到耕作土壤环境中，其表现出的肥料效应比一般性的化学肥料更加广泛，这是因为其肥料制品中含有大量的微生物。不同种类的微生物肥料施用于土壤环境中所表现出的功能与作用是不相同的，有的生物肥料施用后能够增加作物养分的供应量，有的生物肥料则能够直接促进作物生长，有的生物肥料因含有特殊的微生物类群，具有修复地力、净化耕作土壤环境的作用，有的生物肥料施用后能够提高农作物的免疫力，增强农作物的抗病性，还有的生物菌具有促进农业废弃物料分解腐熟的作用，将秸秆和畜禽粪便等废弃物处理成资源化利用的生物物料[2]。一般来讲不同的生物肥料制品因含有的微生物种类不同，所发挥出的功能与作用也是完全不相同的。

1.1 生物肥料产品研制与产业化进展

1.1.1 生物肥料制品研制进展

生物菌肥的核心关键技术是功能生物菌株、菌剂的复配方法，以及微生物发酵生产工艺技术与方法等。国外对生物肥料及其衍生产品的研究起步较早。20世纪80年代后，对生物菌剂及衍生产品的研究主要集中在促进作物出芽、抑制土传病害的生物调控等[2]。目前，世界上大多数国家都在推广和应用生物菌肥，并积极探索生物菌肥的研发技术[3]。印度研究人员发现，微生物可以促进水稻吸收养分，改良土壤，提高抗逆酶活性，显著提高水稻产量。韩国研究人员发现，地衣芽孢杆菌、藤仓镰刀菌可显著提高水稻植株高度，促进水稻生长，施用菜豆根瘤菌则能显著提高叶绿素含量，利于氮吸收。

2019 年初，美国国家科学院、工程院和医学院联合发布了题为《科学突破推动食品和农业研究到2023 年》的研究报告，描述了美国科学家眼中农业领域亟待突破的五大研究方向，其中第五大方向是“微生物组技术对认知和理解农业系统运行至关重要”。通过大量的研究报道，人类知道了人体微生物对身体健康的重要性。相比较而言，我们对农业中土壤、植物和动物的微生物组及其影响还不够了解。随着科学技术的不断进步，利用越来越复杂的工具探测农业微生物组，有望在未来十年实现突破性进展，建立农业微生物数据库，更好地理解土壤、植物和动物微生物组之间的相互作用，并通过改善土壤结构、提高饲料效率和养分利用率以及提高对环境和疾病的抵抗力等增强农业生产力，甚至彻底改变农业生产模式。

我国微生物菌肥研究是从豆科植物使用根瘤菌接种剂开始的，最初只有大豆和花生根瘤菌剂。20 世纪50 年代，我国从苏联引进自生固氮菌、磷细菌和硅酸盐细菌剂，称为细菌肥料；20 世纪60 年代又推广使用放线菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮蓝绿藻肥；20 世纪70 年代-80 年代中期，开始研究VA 菌根，以改善植物磷素营养条件和提高水分利用率；20 世纪80 年代中期-90 年代，农业生产中又相继应用联合固氮菌和生物钾肥作为拌种剂。近几年来主要扩大应用由固氮菌、解磷菌、解钾菌和有机肥复合制成的生物肥料作基肥施用[4]。这些微生物可定殖于作物根系，优先占领根际，产生抗生素、Fe 载体、诱导作物的系统抗性，产生HCN 等，产生拮抗根际病原菌和与非寄生性根际有害微生物，改善根际微生态环境，有效分解土壤有机质，改善作物的营养条件，促进养分释放和作物生长。

1.1.2 生物肥料产业化开发进展

目前，中国大陆境内从事微生物肥料研究与开发的企业有近千家，主要分布在江苏、河南、河北、湖南、湖北、四川、内蒙古自治区等省区，且大多数生物肥料企业规模都不大[5]。生物肥料企业又可分为专门从事生物菌剂研究与开发的企业、有机肥料生产企业以及复合微生物肥料生产企业。规模较大的生物肥料企业不仅自己能够筛选功能菌株、研发复合生物菌剂，研发生物菌发酵工艺与肥料生产技术，也能够从事复合微生物肥料的生产。

近些年来，随着国家对绿色农业、环保农业、耕地质量保护等方面工作力度的加大加强，政府组织实施了化肥农药减量、农田休耕等政策措施，部分过去专门从事化学肥料研发与生产的大型企业也拓展了生物肥料的产品生产。国内从事生物肥料生产的具有代表性的企业有：①山东中创亿丰肥料集团有限公司，该企业位于山东省潍坊市，主要从事生物肥料研发、生产、销售、服务，该公司年产生物菌肥30 万吨，微分子螯控肥20 万吨，微生物菌剂5 万吨，功能肥3 万吨。企业拥有自主进出口权，产品远销韩国、马来西亚、美国、印度等国家，以及非洲、南美洲的其他国家。②河北根力多生物科技股份有限公司，该公司位于河北省邢台市威县，是一家微生物肥料重点企业，公司研制开发的主要产品有生物蛋白缓控释肥、生物聚能肥、生物有机菌肥等微生物肥料，该企业有多项成果获得国家科技进步奖、河北省科技进步奖。③北京航天恒丰科技股份有限公司，该企业主要从事营养型微生物菌剂、抗病型微生物菌剂、土壤面源污染修复菌剂、单质元素改性菌剂、矿产资源生态修复菌剂、工业固废处理循环利用菌剂、有机废弃物处理菌剂、污水和油田处理菌剂等产品的研制与开发，打造了“微生物+”生态系统新模式。④漯河市盛粮生物科技有限公司，该企业位于河南省的漯河市，是一家专注微生物发酵及有机水溶肥料研发、生产、销售的高新技术企业。该公司主要生产微生物生防菌、土壤益生菌、微生物发酵植物刺激剂、大中微量水溶性矿物肥料以及液体有机生态肥这五类产品。⑤石家庄春丰生物科技有限公司，该企业位于河北省的石家庄市，主营产品为有机肥、生物有机肥、微生物菌肥、阿维菌素有机肥、果树专用肥、蔬菜专用肥等。⑥长沙泰莱生物科技有限公司，该企业位于长沙市，已开发各类农用有机肥发酵菌种、饲料发酵菌种、各类芽孢杆菌、微生态制剂等产品，主营产品有生物有机肥发酵剂、微生物饲料发酵剂、芽孢杆菌、微生态制剂等。⑦成都禾力宝生物肥料有限责任公司，该企业位于成都市，是一家有机固体废弃物肥料化的专业公司，企业建立了有机肥料生产基地和3个堆肥厂。主营产品为生物有机肥，复合微生物肥料和商品有机肥，年产生物肥料2 万吨。⑧江苏思威博生物科技有限公司，该公司位于江苏省南京市，是一家专业从事生物环保、种养殖业废弃物无害化处理及资源化利用的生物科技公司。该公司运用专利技术“生物+分子膜”静态堆肥好氧发酵技术，对种养殖业产生的菌菇渣、猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、甘蔗滤泥、厨余垃圾等进行无害化环保处理，相关技术与产品得到了广泛推广与应用。⑨武汉合缘绿色生物股份有限公司，该企业位于武汉市东湖高新区，在农用微生物资源开发、生物菌种的筛选和复配、菌剂高密度发酵生产工艺、生物菌肥产品研制技术、新型饲料添加剂的研发等方面处于国内同行业先进水平，部分研究工作与技术开发工作处于国际先进水平，该公司主营产品有合缘植宝露菌剂、合缘虾宝、合缘牌虾稻鑫复合微生物肥料等产品。

2 生物肥料产业开发中存在的主要问题

(1)我国是世界最大的化肥消费国，过量的化肥消费，给农田耕作、土壤环境带来了非常不利的影响。农业农村部公布的数据显示，我国农作物化肥用量为328.5 kg/hm2，远高于世界平均水平120 kg/hm2（农业农村部《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》）。长期大量施用化肥使土壤板结、酸化、结构变差，理化性状变劣，使土壤肥力下降。从20 世纪70 年代开始，中国的耕地肥力出现了明显下降，土壤有机质含量明显不足。化学肥料和农药过量施用，引起的环境污染和农产品质量安全事件层出不穷，严重制约了我国农业的可持续发展，需要大力发展绿色生物肥料。

(2)生物肥料菌种单一，菌剂复配技术及生物肥料发酵生产工艺亟待提高。目前国内生物菌肥普遍存在菌种单一，高效能生物菌种缺乏，生物菌株菌剂施用于土壤中定植力不强，功能性及功效性需要大力提高，菌剂复配技术需要创新研制等方面问题。多项研究和生产实践证明，农用生物菌肥产业发展趋势主要体现在以下几个方面：一是产品类型由单菌株剂型向多菌株复合剂型方向发展，由单纯微生物向有机-无机复混肥、大量中量及微量元素等多功能复合化方向发展；二是对微生物固氮、溶磷、解钾机理进行深入研究，确定功能基因的结构与位置，通过基因工程技术创造新的微生物固氮、溶磷、高效功能菌株菌剂；三是验证生物菌株进入土壤后，对物理、化学及生物环境的适应性，包括干旱、厌氧环境、高渗透压以及来自土壤微生物的竞争和对不同作物的适应能力；四是生物菌剂新产品研制；五是加强非微生物生态制剂的研究和开发。这些研究活动紧密结合市场需求和行业发展需要，将会加快对农用生物菌剂新技术、新剂型、新产品的开发及应用，形成完善的技术创新体系，促进微生物菌剂科技、产业化核心竞争力的提升。

3 大力发展生物肥料的建议

(1)大力发展生物肥料是保障农产品有效供给、保护生态环境的重要举措。“庄稼一枝花，全靠肥当家”，说明肥料在农业生产活动中的极端重要性。我国从“十三五”计划开始就提出了农业生产要实施减肥减药绿色发展的战略，如何做到既能够确保农产品的有效供给，又能够较好地保护生态环境是农业生产面临的现实问题[6]。大力发展菌种功能强、生物菌肥料施用效果好的生物菌肥产品是促进我国农业绿色发展的重要举措。高质量的生物肥料是促进环境友好，实现农业废弃物资源化利用的有效途径。我国是农业生产大国，年栽培农作物生产种植面积和畜禽养殖总量居世界前列，大量的农作物秸秆和畜禽粪便对生态环境造成了较为严重的污染，尤其是畜禽养殖废弃物粪水处理不当，不仅会污染社会生态环境，也会严重地影响动物养殖业的可持续发展。因此，大力发展生物肥料既能满足畜禽养殖业废弃物资源化利用的需要，也有利于确保我国畜禽等农产品持续、有效供给。

(2)大力发展生物肥料产业是保障国家粮食安全、社会生态环境安全、农业可持续发展的有效措施。中国有14亿人口，粮食安全与有效供给是我国的重大战略需求，也是国家安全稳定的重要基石。习近平总书记强调中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己的手中，饭碗主要装中国粮[7]。中国主要粮食作物有水稻、小麦、玉米和马铃薯等，其中水稻和小麦占据主导地位，相当数量的玉米作物被用作动物养殖饲料；油料作物主要有大豆、油菜和花生；经济作物主要有果树、蔬菜等。众多的栽培农作物需要大量的营养元素，以满足其生长发育的需求。过去几十年历史发展过程中，为了满足温饱需要，我国农产品生产施用了过量的化肥和农药，不仅带来了耕作土地质量变劣的不良后果，还造成了严重的环境污染。面源污染已成为环境污染的主要污染源。因此，在既要确保“米袋子”“菜篮子”有效供给的基础上，又要确保生态环境安全，解决日益严重的农业面源污染问题，促进农业可持续发展，大力发展生物肥料是最佳选择。

(3)发展生物肥料产业是促进美丽乡村建设重要抓手。绿色是农业的底色，加快生态低碳农业发展，推动农业生产、农村建设、乡村生活生态良性循环是新时期我国社会经济发展的战略需求。加强资源节约、环境友好两型农业建设是实现我国农业生产可持续发展的重要抓手。有机肥、生物有机肥及复合微生物肥料的主要成分来源于植物、动物的废弃物，如作物秸秆和畜禽粪便，利用生物菌发酵工艺生产制成生物肥料产品，施用于耕作土壤中，可以为农作物生长提供丰富的营养，既解决了生产废弃物污染环境问题，又为作物生产提供了营养来源。发展生物肥料产业不仅能够为我国广大农村美丽乡村建设提供重要技术支撑，也是实现美丽乡村建设的重要抓手。