生物農(nóng)業(yè)是近期行業(yè)熱點，其包括生物育種、生物農(nóng)藥、生物肥料、生物飼料等多個細(xì)分領(lǐng)域，是生物產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。其中，上述的每一個領(lǐng)域都可以再細(xì)分出多個研究方向，比如生物農(nóng)藥又可以細(xì)分為植物源農(nóng)藥、信息素、生物天敵等方向，微生物肥料可分為生物修復(fù)菌劑、根瘤菌菌劑、土壤修復(fù)菌劑等。35斗將陸續(xù)發(fā)布生物農(nóng)業(yè)系列報告，這是該系列的第一篇，主要聚焦于微生物肥料方向。本文為報告節(jié)選，文末獲取完整報告。

早在2200多年前，西漢氾勝之的《氾勝之書》中就曾提到瓜類和小豆間作的種植方法?北魏賈思勰的《齊民要術(shù)》中，特別強調(diào)以豆保谷?養(yǎng)地和用地相結(jié)合的豆類谷類作物輪作制?長期以來，古代農(nóng)民就知道把多年種過豆科植物的土壤移到新種植豆類的田里去，以保證新種植豆類的良好生長?用現(xiàn)代的觀念來解釋，這就是對豆科根瘤固氮菌的利用。而國外可以追溯到1895年，德國研制了名為“Nitragin”的根瘤菌接種劑，是世界上最早的微生物菌劑。

我國成規(guī)模、成體系地研究和應(yīng)用微生物肥料，可以分為4個階段。

第一階段，1950-1980年，1958年我國農(nóng)業(yè)發(fā)展綱要把微生物肥料列為一項重要的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，極大地促進了微生物肥料的研究與應(yīng)用。60年代后期至70年代，固氮藍(lán)綠藻肥、“5406”抗生菌肥、VA菌根肥、生物鉀肥等微生物肥料得到大面積推廣應(yīng)用。

第二階段，1980年-1990年，研究重心在于利用微生物的特性提高土壤中主要營養(yǎng)元素的含量，尤其是氮素的含量。80 年代后期，為了適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，微生物肥料的研究從單一的固氮菌劑逐步向復(fù)合多功能菌劑、菌肥發(fā)展，衍生出生物有機肥、復(fù)合微生物肥料等。

第三階段，1990-2006年，1996年農(nóng)業(yè)部將微生物肥料納入生產(chǎn)資料登記管理。2000年《肥料登記管理辦法》進一步規(guī)范肥料登記管理。該階段研究重心在于通過微生物的生命活動，分解土壤中難溶的磷或鉀、固定空氣中的氮等方式為農(nóng)作物提供多種養(yǎng)分。

第四階段，2006-至今，研究重心在于克服化學(xué)農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)里的脅迫作用，順應(yīng)從“解決溫飽”轉(zhuǎn)向“營養(yǎng)多元”的新趨勢，開發(fā)具有“營養(yǎng)、調(diào)理、植?！比Ш弦坏姆仕幖嫘汀睆?fù)合微生物肥料。

本報告中所提及微生物肥料是根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《NY/T 1113-2006微生物肥料術(shù)語》中的定義來解釋的：微生物肥料是含有特定微生物活體的制品，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增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)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。

一般而言，微生物肥料需具備以下4個特征：其一，為作物生長提供有益微生物，形成具有生物活性的微生物群落，產(chǎn)生對于作物生長環(huán)境的正面影響作用，而不是為作物生長直接提供營養(yǎng)成分；其二，微生物肥料中的微生物群落無法用肉眼觀察；其三，應(yīng)用微生物肥料對自然環(huán)境不產(chǎn)生污染；其四，微生物肥料的肥效易受外界環(huán)境的影響。

目前，微生物肥料的主要功能可以總結(jié)成以下4點：提高土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)效率、優(yōu)化土壤團聚體結(jié)構(gòu)、增進植物健康、增產(chǎn)提質(zhì)增效。根據(jù)這4點主要功能，可以得出微生物肥料主要應(yīng)用的3個方向，分別是營養(yǎng)、生長調(diào)節(jié)和生態(tài)。其中，最為常見是營養(yǎng)方向，這一方向又可細(xì)分到固氮、溶磷、解鉀和腐熟等方面。

根據(jù)下圖可以得出，2014年到2022年，國內(nèi)微生物肥料市場增長141.4億元，年復(fù)合增長速率達5.25%。除因新冠疫情影響行業(yè)發(fā)展，2019-2021年增速放緩，其余年份均能保持超過7%的市場增速。根據(jù)35斗的數(shù)據(jù)模型推測，到2027年，國內(nèi)微生物肥料的市場份額將達到617.9億元。

數(shù)據(jù)來源：公開網(wǎng)站

另據(jù)35斗統(tǒng)計，截至2023年1月1日，約有7190款產(chǎn)品按照微生物菌劑、生物修復(fù)菌劑、光合細(xì)菌菌劑、土壤修復(fù)菌菌劑、根瘤菌菌劑、濃縮微生物制劑、內(nèi)生菌菌劑和復(fù)合微生物肥料八大類產(chǎn)品完成登記備案。其中，微生物菌劑數(shù)量最多，占比71.64%；排行第二的復(fù)合微生物肥料，占比25.22%。生物修復(fù)菌劑登記產(chǎn)品最少，僅1款，登記時間為2006年。

根據(jù)下圖，我們也能發(fā)現(xiàn)微生物菌劑產(chǎn)品年登記數(shù)量最高，主力產(chǎn)品依舊是微生物菌劑和復(fù)合微生物肥料。在其他類型的產(chǎn)品中，土壤修復(fù)菌菌劑在2018年后出現(xiàn)在登記目錄中，而濃縮微生物制劑則在2019年之后出現(xiàn)在登記目錄當(dāng)中。這兩款產(chǎn)品可以排在登記產(chǎn)品數(shù)量總數(shù)的第三和第四位，足以說明這兩款產(chǎn)品的潛力。

數(shù)據(jù)來源：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植司

從下圖可以得出，從2018年開始微生物肥料登記數(shù)量暴增。其中，2018年以后登記的微生物肥料占現(xiàn)完成肥料登記總數(shù)的89.46%。其中，2018年數(shù)量最高，登記產(chǎn)品2570款，占比35.74%；2019年登記產(chǎn)品760款，占比10.57%；2020年登記產(chǎn)品1144款，占比15.91%；2021年登記產(chǎn)品1066款，14.83%；2022年登記產(chǎn)品892款，占比12.41%。

數(shù)據(jù)來源：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植司

根據(jù)35斗統(tǒng)計，截至2023年1月1日，約有2728家企業(yè)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部完成產(chǎn)品登記。其中，僅登記1款產(chǎn)品的1062家，占全部企業(yè)數(shù)量38.93%；登記少于5款產(chǎn)品的2508家，占全部企業(yè)數(shù)量的92.94%。

其中有10家企業(yè)，登記數(shù)量超過23款產(chǎn)品，分別是：北京航天恒豐科技股份有限公司登記32款產(chǎn)品；南京軒凱生物科技股份有限公司登記29款產(chǎn)品；領(lǐng)先生物農(nóng)業(yè)股份有限公司登記29款產(chǎn)品；北京中農(nóng)富源集團有限公司登記29款產(chǎn)品；沃地豐生物肥料科技(山東)股份有限公司登記28款產(chǎn)品；黎昊源生物工程（山東）有限公司登記28款產(chǎn)品；天津開發(fā)區(qū)坤禾生物技術(shù)有限公司登記26款產(chǎn)品；江蘇輝豐生物技術(shù)有限公司登記26款產(chǎn)品；上海綠樂生物科技有限公司登記23款產(chǎn)品；雷邦斯生物技術(shù)（北京）有限公司登記23款產(chǎn)品。

從全國范圍來看，通過企查查數(shù)據(jù)查詢，經(jīng)營范圍涉及微生物菌劑和復(fù)合微生物肥料的企業(yè)共有3076家。其中，河南、山東、黑龍江三省注冊的企業(yè)數(shù)量最多，分別達到602家、471家和387家。超過100家企業(yè)的省份還有河北、陜西、遼寧、湖北和廣東。根據(jù)企業(yè)區(qū)域分布可以得出結(jié)論，在農(nóng)業(yè)較為發(fā)達的省份，微生物肥料企業(yè)的數(shù)量居多。

微生物肥料技術(shù)推廣中心主任孟慶偉

我認(rèn)為微生物肥料在未來的推廣模式上，應(yīng)當(dāng)提高企業(yè)或生物技術(shù)人員的地位，從國家農(nóng)業(yè)政策和土壤治理的角度出發(fā)，使微生物肥料起到更好的作用，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，達到品牌作用。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物肥料質(zhì)檢中心主任李俊

首先，應(yīng)用微生物培養(yǎng)組學(xué)、夾心平板法等新技術(shù)手段，篩選獲得新功能菌株，并研究菌株活性保持技術(shù)，從源頭上保證產(chǎn)品功效。其次，采用新的組合技術(shù)，實現(xiàn)功能菌株組合功效上的“疊加”與“互補”。在功能上，可選用促生與防病、腐熟與防病、土壤修復(fù)與促生、連作障礙消減與促生等組合；在構(gòu)成上，可采用細(xì)菌與真菌組合，發(fā)揮各自的特點，實現(xiàn)微生物肥料功能的提高與拓展。此外，還應(yīng)研究建立微生物肥料的產(chǎn)品效果評價體系、生態(tài)效應(yīng)評價體系、質(zhì)量安全監(jiān)督檢測體系和市場推廣體系。

中國科學(xué)院微生物生態(tài)研究所李少杰研究員

人工接種病原真菌會干擾土壤微生物結(jié)構(gòu)，并導(dǎo)致根系病害發(fā)生，土壤接種植物生長促進微生物，可改變土壤微生物結(jié)構(gòu)。生物肥企業(yè)在菌種的選擇上要遵循科學(xué)、專業(yè)的原則。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院阮志勇研究員

化肥農(nóng)藥過量使用嚴(yán)重?fù)p害農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。微生物資料的合理、科學(xué)開發(fā)利用，對于改善土壤生態(tài)環(huán)境，降低肥料投入，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要作用。

當(dāng)前困境

（1）產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊

由于我國微生物肥料企業(yè)規(guī)模較小，集中度低，領(lǐng)軍企業(yè)少，企業(yè)創(chuàng)新能力不足，微生物肥料產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，主要體現(xiàn)在菌種類型單一、組合重復(fù)等方面，而針對不同地區(qū)、不同作物的功能性產(chǎn)品缺乏。

（2）產(chǎn)品效果不穩(wěn)定

對農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)品效果的制約因素認(rèn)識還不深入，是農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)品使用效果不穩(wěn)定的直接原因。微生物肥料的使用效果通常受土壤環(huán)境、氣候條件、作物種類等的影響，存在效果不佳或者不穩(wěn)定的情況。

（3）農(nóng)業(yè)微生物科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)研發(fā)投入不足

從產(chǎn)業(yè)格局看，大型跨國微生物制劑企業(yè)占據(jù)了農(nóng)業(yè)微生物菌劑市場的主導(dǎo)地位，而我國企業(yè)產(chǎn)業(yè)集成度低、規(guī)模零散，國際市場競爭力不足。雖然社會資本已經(jīng)進入農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)，但技術(shù)研發(fā)仍依賴政府投入。農(nóng)業(yè)微生物高新技術(shù)研發(fā)未能實現(xiàn)市場化導(dǎo)向，這是造成技術(shù)創(chuàng)新不足、產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后的重要因素。

（4）社會認(rèn)知和農(nóng)民接受度低

受微生物特性影響，微生物肥料生產(chǎn)、運輸、儲存所需成本較高，同時由于微生物在土壤和根際的生長、見效慢，限制企業(yè)對微生物肥料生產(chǎn)和研發(fā)的積極性。受試驗示范展示不足、技術(shù)培訓(xùn)不到位、宣傳引導(dǎo)不充分等因素影響，廣大農(nóng)戶對微生物肥料存在認(rèn)識有限或不信任等問題。

解決對策

（1）建設(shè)農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的法律法規(guī)體系

加強微生物種業(yè)管理體系建設(shè)，明確微生物種業(yè)發(fā)展、菌種資源管理、微生物安全等級等方面的法律法規(guī)。行業(yè)協(xié)會、企業(yè)參與建立行業(yè)層面的倫理共識，明確行業(yè)中生物安全和倫理“紅線”，保障農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)和相關(guān)生物技術(shù)的良性發(fā)展。

（2）完善使用技術(shù)

微生物肥料的核心是有效的活菌，如何維持肥料產(chǎn)品在土壤中的有效活菌數(shù)，是保障微生物肥料使用效果的關(guān)鍵。根據(jù)產(chǎn)品功能、菌種生物學(xué)特性等特點，建立配套的運輸、儲存技術(shù)，結(jié)合使用區(qū)域環(huán)境氣候特點、作物種類和土壤類型等因素，進一步完善施用技術(shù)，并與各項農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)有機結(jié)合，建立相應(yīng)的技術(shù)模式。

（3）實施基礎(chǔ)研究和前沿關(guān)鍵技術(shù)突破，加強研學(xué)合作

開展農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)品創(chuàng)新研究，突破從高性能菌株到高性能產(chǎn)品所需的關(guān)鍵技術(shù)。提升農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供微生物技術(shù)層面的解決方案。

（4）加大微生物肥料的宣傳培訓(xùn)

加強與企業(yè)、農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營主體、社會化服務(wù)組織的合作，通過建立示范區(qū)，展示微生物肥料產(chǎn)品?；鶎愚r(nóng)技推廣部門要加大對廣大農(nóng)民和新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體的培訓(xùn)。還應(yīng)發(fā)揮好媒體的宣傳作用，通過對微生物肥料產(chǎn)品、技術(shù)的宣傳，擴大社會影響力。

參考文獻

【1】我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究_周楊

【2】我國微生物肥料行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r_周璇

【3】我國微生物肥料研究現(xiàn)狀及其在作物上的應(yīng)用進展_王景超

【4】環(huán)境友好型肥料與農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展_方爽

【5】我國生物肥料的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用_元文霞

【6】中國農(nóng)用微生物菌肥登記情況及在草莓中的應(yīng)用進展_李輝

【7】微生物肥料研究領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢_宋琪

來源 | 35斗（ID：vcearth） 作者 | 黃瀧健