【微生物肥料设备:让农田减肥又增效】“微生物菌剂将秸秆变废为宝,节约了近20%的化肥农药,这是我们迫切需要的好技术。”近日,黑龙江省哈尔滨市巴彦县红光乡丰裕村党总支书记于云波感慨地看着眼前的玉米。
2022年中央农村工作会议强调,18亿亩耕地名副其实,必须是良田。然而,在过去很长一段时间里,化肥和植物保护产品的不科学使用导致土壤酸化、硬化、盐渍化、有机质减少、中微量元素失衡、微生物菌群缺乏等问题,使土地越来越多“瘦”。因此,微生物肥料具有改善土壤肥力、促进作物生长、提高农产品质量、经济环境效益等优点,越来越受到关注。
经济效益和环境效益
所谓的微生物肥料是一种通过微生物生命活动获得特定肥料效果的产品。它可以通过制造营养物质来帮助作物吸收营养物质或产生生长激素来刺激作物的生长。广义的微生物肥料不仅含有作物所需的营养物质,而且还含有微生物产品,可以取代化肥,提供作物生长发育所需的各种营养物质。
传统化肥只有一种或几种营养元素,经常使用会导致土壤硬化,使作物根微生物群单一,易发生病虫害等。
微生物肥料中的有益微生物可以产生糖,结合植物粘液、矿物胚胎和有机胶体,改善土壤颗粒结构,提高土壤物理性能,减少土壤颗粒的损失。在一定条件下,还可以参与腐殖质的形成,有利于提高土壤肥力。
此外,微生物肥料还可以作为城市生活垃圾的原料生产,也可以直接加工成微生物有机复合肥料;或向堆肥厂提供细菌剂,加快发酵过程,缩短堆肥周期,提高堆肥质量和成熟度。武汉大学博士生导师杨自文说:“中国每年生产40亿吨秸秆、粪便和加工有机废物。如果通过微生物定向发酵转化利用,真正意义上的废物可以变成宝藏,减肥减药。”
需求和产业规模不断增加
农药化肥的长期使用对作物和土壤的负面影响给了微生物肥料的发展空间。
近年来,对微生物肥料的需求迅速增加。据相关统计,2013年对微生物肥料的年需求仅为965万吨,至2020年已增加至1500万吨,表明市场对微生物肥料的认知度和接受度不断提高。与此同时,微生物肥料的市场份额也在继续上升。根据农业和农村事务部的统计数据,中国微生物肥料产品的累计注册数量从2007年的149个增加到2022年2月的990多个。随着我国微生物肥料产业的稳定发展和生产规模的不断扩大,微生物肥料的应用逐步得到推广。农业和农村事务部微生物肥料质量检验中心主任李军表示,中国微生物肥料年产量已达到3000万吨,年产值400亿元,累计应用面积超过5亿亩。
微生物肥料产业在中国的快速发展与国家的大力支持密不可分。2013年,国务院发布了《生物产业发展计划》,将微生物肥料列为高新技术产业和战略性新兴产业。国家发展和改革委员会将微生物肥料列为现代农业优先发展的技术之一。随着《化肥使用零增长行动计划》、《农药使用零增长行动计划》、《果蔬茶有机肥替代化肥行动计划》的实施,以及绿色农业生物产品的高科技产业化、耕地质量保护和改进,微生物肥料产业进入了快速发展的轨道。今年,国家发展和改革委员会发布了《“十四五”《生物经济发展规划》明确了功能性微生物等生物技术在土壤修复中的应用,这是国家对微生物肥料的再次肯定。
在国家政策的大力推动下,专家预测,“十四五”未来更长时间,微生物肥料产业规模每年将以10%左右的增速发展,“十四五”末微生物肥料的应用面积可达6亿亩以上。
微生物肥料迎来了重大发展机遇,也引发了该领域各龙头企业的布局。
以该领域龙头企业中化肥有限公司(以下简称中化肥)为例,自2016年起正式进入微生物领域。凭借雄厚的科技资源和强大的实力,迅速开辟了从研发到产业化的渠道,打造了微生物菌剂和微生物肥料的研发和产业化平台,重点加强菌株和代谢物的开发利用。基础研究的重拳加码带来了应用领域的全面开花。“我们拥有数百个微生物相关专利技术资源,拥有国内先进的菌肥耦合技术,建立了五个微生物产品体系。”中化肥微生物产品方向负责人刘杰介绍。
据悉,中化肥是先正达集团中国的子公司。近年来,先正达集团中国围绕中化肥微生物产品,在小麦、玉米、花生、水稻、土豆等作物上进行了大量示范和应用。2020-2021年10个省份10种作物42处试验结果显示,使用微生物肥料的作物使用微生物肥料的作物一般增产7%以上,抗病、提质效果显著。
微生物肥料技术攻关
“为了满足农业绿色发展的需要,微生物肥料产业的技术创新跨越是关键,特别是新功能菌株及其组合、复合技术等方面的突破。”李军认为,中国微生物肥料行业未来需要在以下几个方面进行技术创新。
首先,应用微生物培养组、三明治平板法等新技术手段,筛选新功能菌株,研究菌株活性维持技术,确保产品效果,如近年来筛选贝莱斯芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、阿氏芽孢杆菌等优良功能菌株,其应用显著提高了产品的效果。其次,采用新的组合技术来实现功能菌株的组合效果“叠加”与“互补”在功能方面,可以选择促生和疾病预防、腐烂和疾病预防、土壤修复和促生、连续障碍减少和促生;在组成方面,细菌和真菌可以结合起来,充分发挥各自的特点,实现微生物肥料功能的改进和扩展。同时,复合技术迫切需要取得新的突破,将功能菌与氨基酸、腐植酸等营养物质结合起来,实现产品功能的改进和效果的稳定。
此外,还应研究建立微生物肥料产品效果评价体系、生态效果评价体系、质量安全监督检测体系和营销体系。上述系统可以更好地评价微生物肥料对土壤生物效应、化学效应和物理效应的影响。
此外,还应研究和引入功能菌株的知识产权保护政策。现代技术可以建立菌株编码的唯一体系,以维护新菌株育种者的权益,实现产权保护的目标。