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微生物肥料与农业可持续发展. 李 俊（ jli@caas.ac.cn 010-82106208 ） 农业部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心 中国农科院农业资源与农业区划所 ( 土肥所 ) 2011 ， 1 ， 7 广州. 提 纲. 微生物肥料是农业可持续发展必然选择 微生物肥料发展现状 微生物肥料标准和登记管理 微生物肥料作用机理 微生物肥料研发与产业发展趋势. 一、微生物肥料是农业可持续发展必然选择. 中国肥料行业现状 我国化学肥料应用方面存在的问题 微生物肥料是农业可持续发展的必然选择. 国内肥料行业现状：生产和使用居世界第一.
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微生物肥料与农业可持续发展 李 俊（jli@caas.ac.cn 010-82106208） 农业部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心 中国农科院农业资源与农业区划所(土肥所) 2011，1，7 广州
提 纲 • 微生物肥料是农业可持续发展必然选择 • 微生物肥料发展现状 • 微生物肥料标准和登记管理 • 微生物肥料作用机理 • 微生物肥料研发与产业发展趋势
一、微生物肥料是农业可持续发展必然选择 • 中国肥料行业现状 • 我国化学肥料应用方面存在的问题 • 微生物肥料是农业可持续发展的必然选择
国内肥料行业现状：生产和使用居世界第一 1、产能过剩：目前产能6000万吨；表现在国内氮肥、磷肥产品自给有余；氮肥产能过剩40％；磷肥产能过剩60％；钾肥自给率显著提高；复混肥产能已经过剩。 2、肥料品种结构有一定的改善：配方肥、有机无机复混肥的比例逐年提高，以微生物肥料等新型肥料品种不断得到发展壮大。 3、主要技术装备实现国产化。 4、面临的主要问题有：天然气资源紧张，高品位磷矿短缺，钾资源垄断；优惠政策可能逐步收紧，出口政策存在不确定性；环境保护政策日益严格等。
我国化学肥料应用方面存在的问题：使用结构不合理、过量施用和利用率低我国化学肥料应用方面存在的问题：使用结构不合理、过量施用和利用率低 1、肥料使用结构不合理：重化肥，轻有机肥和微生物肥料；重氮肥轻磷钾肥、重大量元素轻中微量元素。 2、肥料使用量大，是发达国家的50％以上；施用技术粗放。 3、肥料利用率低。 4、对环境造成污染。
肥料利用率低，施用量大 菜地单季施化肥高达569-2000kg/ha！ ——(张维理,2004) 我国用肥最高的200个县年施氮522kg/ha。 • 氮肥利用率仅10～30%！ • 磷肥当季的利用率不到10％
水华 蓝藻爆发 赤 潮 废水排放
微生物肥料是农业可持续发展的必然选择 中国农业面临的主要问题： 1、人口增长的压力，粮食保障安全： 2、资源紧缺，持续供给能力： 耕地、能源、动植物、微生物资源减少、水资源短缺严重 3、土壤环境污染，可持续发展能力： 土壤生产力下降，环境的恶化 4、农产品质量安全忧患，人类健康、社会稳定和谐问题： 品质下降、农残、除草剂、重金属、抗生素污染、毒害。供给不足，总量保障危机，价格上涨。
石油污染土壤 甲拌磷污染的土壤 除草剂的药害
土: 生存之根本 耕地土壤污染剧增，“定时炸弹”隐患多 耕地土壤中持久性毒害物质不断积累，土壤中残留的农药不断增加，农田和菜地重金属污染突出 太湖流域年排放量：4545 kg N/km2； 46.5 kg P /km2 ； 1/3耕地受DDTs 和HCHs 污染。 浙江：万亩良田，万亩菜地，Cd/Pb/Hg/ As/ Cu/ Zn 等复合污染，与农药、POPs复合污染 江苏: 约1700万亩耕地污染 广、深、珠、中、佛等郊区：Cd/Hg/Zn 广州: Cd 82%, Hg 77%;佛山：73%, 97% 农药残留、POPs 我国被污染的土壤面积已达到1300 万~1600 万hm2，经济损失达 数百亿元之巨。
我国农业必须走可持续发展的道路 1、保持稳定、持续增长的农业生产率。 2、保持稳定、持续的土壤肥力。 3、保持健康、协调的生态环境。 4、保持资源与环境的持续利用 平衡协调：动物、植物、微生物关系和谐
国家对生物肥料产业日益重视，推进了产业的快速发展国家对生物肥料产业日益重视，推进了产业的快速发展
国家支持微生物肥料行业发展： • 出台《促进生物产业加快发展的若干政策》（国办发〔2009〕45号） • 实施《绿色农用生物产品高技术产业化专项》（发改办高技[2009]536号； • 国家高技术产业化示范工程项目（发改委） ； • 国家土壤有机质提升试点补贴项目（农业部）：秸秆还田中，政府采购腐熟菌剂，提供农民使用； • 中小企业创新基金：
解读：《促进生物产业加快发展的若干政策》 • 该文共分10 部分、33 条款。提出的总体目标是“加快把生物产业培育成为高技术领域的支柱产业和国家的战略性新兴产业”； • 明确了4 个政策目标：技术、人才、资金等资源向生物产业集聚；建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的产业技术创新体系、培育有自主知识产权的创新型中小生物企业；加强生物技术专利保护和物种种质资源保护，以及保障生物安全； • 确立了3 方面的“加大财税政策支持力度”措施：实施税收优惠政策，对被认定为高新技术企业的生物企业，按照税法规定减按15%的税率征收企业所得税； • 强调国家建立、实施生物产品市场准入制度（即强化目前的登记管理制度）。
二、微生物肥料发展现状 • 微生物肥料名称与种类 • 生物肥力提出 • 微生物肥料行业现状：行业数字
（一）名称与定义的问题 • 微生物肥料(microbial fertilizer)在我国又被称为菌肥、生物肥料(biofertilizer)，也有人（国外）将其称为接种剂(inoculant)、拌种剂、菌剂。 • 近些年有人将单纯的微生物制剂称为菌剂、接种剂，此类制剂用量小，主要用于拌种。 • 将微生物制剂和有机物(畜禽粪便等)或有机、无机(氮、磷、钾）混合，用量较大的，称为生物肥料，简称菌肥。 • 存在名称上的不同，但在微生物肥料的内含上都含有一定量的特定功能的微生物，是这类制品的共同特点。
微生物肥料定义 • 中国科学院院士，我国土壤微生物学的奠基人、华中农业大学陈华癸教授就微生物肥料的含义问题指出，所谓微生物肥料，“是指一类含有活微生物的特定制品，应用于农业生产中，能够获得特定的肥料效应，在这种效应的产生中，制品中活微生物起关键作用，符合上述定义的制品均应归入微生物肥料”。 • 目前“国家标准（GB20287-2006）”的定义：微生物肥料( microbial fertilizer/biofertilizer)---含有特定微生物活体的制品，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境。
微生物肥料定义的发展/新提法：国外 • 生物肥料是一种极为重要的有效生态营养系统，该系统主要与生物，特别是微生物过程有关。 • 这种有效的生物营养过程是土壤中存活的某些（功能/特定）微生物活动的必然结果，它可为植物提供氮、磷、钾等营养和一些有用的化合物。微生物可以活化土壤、提高土壤肥力、并为作物和其他生物的持续发展起到原动力的作用。 突出养分的有效性转化和生态营养系统过程
微生物肥料种类的三种分法 • 按其制品中特定的微生物种类可分为：细菌菌剂/肥料(如根瘤菌肥、固氮菌肥)、放线菌菌剂/肥料(如抗生菌肥料)、真菌类菌剂/肥料(如菌根真菌)，复合微生物菌剂/肥料； • 按其作用机理分：有根瘤菌菌剂/肥料，固氮菌菌剂/肥料(自生或联合共生类)，解磷菌类菌剂/肥料，硅酸盐菌类菌剂/肥料，等； • 按其制品内组成分：含有单一的微生物肥料和复合(或复混)微生物肥料。复合(或复混)微生物肥料又有菌、菌复合，也有菌和各种添加剂复合的。
在登记管理上划分的微生物肥料种类 • 产品分为两个大类: 微生物菌剂(简称菌剂类产品)：9个品种 微生物肥料类(简称菌肥类产品)：2个品种 • 菌剂类包括：根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂（秸秆、粪便）、促生菌剂、复合菌剂、菌根菌剂和生物修复菌剂（农药残留降解、克服作物重茬） • 菌肥类包括：生物有机肥（菌+有机质/肥）和复合微生物肥料（菌+无机养分）
菌 剂 类 产 品 • 菌剂类产品:指一种或一种以上的目标微生物经工业化生产扩繁后直接使用或仅与利于该培养物存活的载体吸附所形成的活体制品。它在单位面积上的用量少，一般每公顷使用量不超过 50千克（每亩不多于 5千克）。 • 具体种类:按产品中特定的微生物种类或作用机理又可分为：根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂、促生菌剂、复合菌剂、菌根菌剂和生物修复菌剂等。
微生物肥料类产品 • 微生物肥料类产品:指目标微生物经工业化生产扩繁后与营养物质等复合（/复混）而成的、含有该培养物活体的制品。它在单位面积上的用量较大，一般每公顷使用量超过 450千克（每亩多于 30千克）。 • 具体品种有：复合微生物肥和生物有机肥。
复合微生物肥料 含有功能微生物和速效养分；25公斤以上的大包装，用量在每亩25公斤以上
（二）生物肥力提出的背景 • 要实现农业可持续发展，保障土壤的持续生产力，认为土壤肥力仅由物理肥力和化学肥力构成，提出了质疑？： 一是土壤养分含量增加，但化肥报酬急剧递减： • 1975年： 2005年： • 25kg 谷粒/kg化肥10谷粒/kg化肥 • 15kg 油料/kg化肥7油料/kg化肥 • 10kg 棉花/kg化肥5棉花/kg化肥 30年递减50％～60％ 二是土壤物理结构的恶化： 在2001年澳大利亚学者（Lynette K. Abbott and Daniel V. Murphy）提出了生物肥力(soil biological fertility)的概念
土壤生物肥力（ soil biological fertility）概念与微生物肥料理论基础 • 土壤肥力包括土壤生物肥力、土壤化学肥力和土壤物理肥力三个组分。土壤微生物（组成、数量和功能）是土壤生物肥力的核心。 • 土壤生物肥力概念：是指生活在土壤中的微生物、动物、植物根系等有机体为植物生长发育所需营养的贡献。同时，生物过程对土壤的物理、化学特性起到良好的促进和维持作用。 • 关于微生物肥料的理论基础的问题，一直在研究和探索之中。这主要是因为土壤环境中各种养分的转化与物质循环均在微生物主导作用下的复杂过程的结果。近几年中国农大的学者提出“养分生物有效性”和“根际（层）养分调控技术”也肯定了微生物在其中的不可或缺的作用。2003年澳大利亚学者L. K. Abbott等提出“土壤生物肥力（soil biological fertility）”概念和相关的评价体系，丰富了微生物肥料的理论内涵。
土壤肥力与3个组分的概念与微生物肥料理论基础土壤肥力与3个组分的概念与微生物肥料理论基础
（三）微生物肥料行业现状：行业数字 • 企业总数：800个以上。可登录相关网站查询：一是中国农业信息网（www.agri.gov.cn）；二是 登录“农业部微生物肥料质检中心网”（www.sfi.caas.ac.cn/biotestlab） • 年 产 量：800万吨 • 农业部登记证产品： 1200个（截止2010年12月） • 累积应用面积：超亿亩（包括粮食、蔬菜、果树、中草药） • 出口产品种类和数量显著增加：20个产品、近10万吨/年 • 已成为生物产业和生物经济的重要组成部分 • 我国微生物肥料标准体系基本建成 • 核心企业群已经形成：
三、微生物肥料标准和登记管理 • 微生物肥料标准体系 • 登记管理
微生物肥料田间试验技术规程及肥效评价指南 • 范围：本标准规定了微生物肥料田间试验的方案设计、试验实施、数据分析、效果评价和试验报告撰写。 • 术语和定义 常规施肥regular fertilizing 亦称习惯施肥，指当地前三年的平均施肥量（主要指氮、磷、钾肥）、施肥品种和施肥方法。 空白对照control 指无肥处理，用于确定肥料效应的绝对值，评价土壤自然生产力和计算肥料利用率等。 基质substrate 指不含目的微生物或目的微生物被灭活的物料。
微生物肥料的效果评价（1） • 产量效果评价 增产差异显著水平的试验点数达到总数的2/3以上者，判定该产品有增产效果。 • 品质效果评价 外观指标包括外形、色泽、口感、香气、单果重/千粒重、大小、耐储运性能等； 内在品质指标，如粮食作物测定淀粉及蛋白质含量；叶菜类作物测定硝酸盐含量、维生素含量；瓜果类作物主要以糖分、维生素、氨基酸等。
微生物肥料的效果评价（2） • 抗逆性效果评价 抗逆性包括抑制病虫害发生（病情指数记录）、抗倒伏、抗旱、抗寒及克服连作障碍等方面。 • 土壤改良效果评价 若经过同一地块两季以上的肥料施用，可测定土壤中的微生物种群与数量、有机质、速效养分、pH、土壤容重（团粒结构）等。 • 安全指标评价 对试验作物或土壤进行农药残留、重金属等监测，以评价产品是否具有降解和转化功能。
中国肥料管理体系： • 事前许可有： • 企业工商注册（工商局）:《公司法》和《企业法人登记管理条例》 • 产品登记（农业部门）: 《肥料登记管理办法》 • 复混肥产品等生产许可（质检/技术监督部门）: 《工业产品生产许可证管理条例》 • 事后监督：工商执法、农业执法、技术监督执法 投诉查处 《产品质量法》
目前的肥料管理特点： • 多部门分段式管理： • 工商部门负责肥料企业的工商注册及其市场监管； • 农业部门负责肥料的产品登记及其管理，指导使用； • 质检/技术监督部门负责复混肥产品等生产许可，肥料生产环节的监管； • 国家发改委负责肥料产业政策、价格调控，大项目审批，宏观调控。 • 存在问题： • 政出多门、管理混乱、重复执法、乱管滥罚现象突出； • 监管效率低、协调性差； • 企业负担过重。
肥料登记管理和生产许可管理的比较（1）： 肥料登记：由农业部负责实施管理。国外的通行做法。 主要从产品的有效性、安全性、适用性进行管理。主要是养分含量、养分配比、有毒有害元素限量等使用层面内容。 工业产品生产许可证：由国家质量监督检验检疫总局负责实施管理。 强调的是企业的生产条件和产品质量检验水平，考察的是企业是否具备持续生产合格产品的能力。 主要是企业的生产能力、检验能力、管理能力等生产层面内容。
肥料登记管理和生产许可管理的比较（2）： 肥料登记管理产品：包括复混肥料（复合肥料）、掺混肥料、有机无机复混肥料、有机肥料、各种水溶性肥料、微生物肥料、各种新型肥料、土壤调理剂、床土调酸剂、配方肥料。 工业产品生产许可证管理的产品：包括复混肥料（复合肥料）、掺混肥料、有机无机复混肥料、磷肥（过磷酸钙、钙镁磷肥等）。
(微生物)肥料登记管理 • 2000年农业部颁发的《肥料登记管理办法》是中国第一部也是目前唯一的一部关于肥料管理的规章文件。 • 目前国家计划启动起草《肥料管理条例》，填补我国在这方面法规空白。 《肥料管理条例》中仍将坚持登记为核心的管理方式
中国(微生物)肥料管理的方式:登记+监管 • 国家管理达到的目标：安全（无毒、无害）、有效 • 产品登记是微生物肥料产品进入市场的唯一通行证 • 国家实行强制性的登记管理制度：未经登记的微生物肥料产品不得进口、生产、销售和使用，不得进行广告宣传 • 按“一厂一品一证”进行登记管理 • 微生物肥料在1996年才开始实行登记，1997年批准颁发第一批登记产品。 • 监管：包括实行市场抽查、农业或生产资料的执法检查、消费者的投诉
微生物肥料产品安全性把关和有效性评价 • 安全性把关：NY1109 -2006《微生物肥料生物安全通用技术准则》 ① 菌种安全监督---- 4 级管理； ② 产品的无害化指标（环保指标）。 • 有效性（效果/肥效）评价： NY/T 1536 -2007《微生物肥料田间试验技术规程及肥效评价指南》 • 规范田间试验全规程：对“田间试验设计要求、具备条件、试验实施、效果评价和试验报告撰写”作了规定； • 效果评价 6 个方面：产量，品质，抗逆性（抑制病害、连作障碍等）、土壤改良，安全评价（农残、重金属）；促进腐熟（有机物料腐熟剂）。
