微生物肥料产业需求与技术创新论文_莫意雯

微生物肥料产业需求与技术创新论文_莫意雯

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摘要:在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品,必将在新时代迎来更好的发展机遇。本文在分析我国微生物肥料行业现状与标准体系特点基础上,阐述了微生物肥料具备的多功能、主动响应、信号调控、绿色环保等方面特征,提出了下一步发展的技术创新与新产品名录。

关键词:微生物肥料;产业需求;技术创新

引言:

在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,对微生物肥料产业提出了新的要求,研发新产品、新菌种、新工艺、新功效等已成为新时期产业发展目标。本文在重点对近几年我国微生物肥料行业现状分析的基础上,提出下一步发展的新产品与技术方向等产业发展需求,尤其是围绕实现产业发展目标,需要重视和加速推进创新力度,为产业发展提供强大的原动力,进而推动产业健康稳定和可持续发展。

1我国的微生物肥料特点

一是产品种类多,使用菌种达170多种,登记产品超过6 000个。研发应用的菌剂产品种类多,尤其是在研制开发微生物与有机营养物质、微生物与无机营养物质的复合而成的新产品方面,处于领先的地位。其次是我国微生物肥料应用面积广,每年应用面积累计2.7×107 hm2以上,几乎在所有作物上都有应用,在提高化肥利用率、降低化肥使用量和减少化肥过量使用导致环境污染,净化和维护土壤健康,提升作物品质等方面已取得了较好的效果。三是我国微生物肥料行业生产规模大,产能3 000万t以上,但需通过技术创新,突破新的功能菌种选育、生产工艺优化、货架期延长等关键技术难题,进一步提高产品质量,降低生产成本,稳定应用效果,为我国微生物肥料产业下一个黄金发展时期提供坚实的技术基础。

2微生物肥料产业需求

2.1微生物肥料产业发展总体情况

微生物肥料因其培肥地力、节本增效、绿色环保等特点受到广泛关注,已成为绿色生态农业发展的不可替代的制胜法宝之一。近年来,国家通过各种措施推动了微生物肥料的应用与发展,在颁布实施的《生物产业发展规划》中,将微生物肥料纳入到“农用生物制品发展行动计划”;2015年原农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》,明确“有机肥替代化肥”的技术路径;近年又提出“一控两减三基本”的目标,力争实现农药化肥的零增长。微生物肥料的作用将越来越凸显,对实现“藏粮于地、藏粮于技”战略指导思想,保障国家粮食安全、农产品质量安全和农业生态安全具有十分重要的意义。

2.2微生物肥料标准体系助力产业健康持续发展

相关标准体系涉及了产品质量要求、检测方法、安全评估、生产规程、应用效果评价等各个方面,在产品生产、登记、销售、流通等各个环节被政府部门采用,为行业健康持续发展提供了技术支撑及法规依据,实现了政府监管有法可依,企业生产有章可循,行业发展有规可矩[1]。以当前产业发展和市场需求为切入点,大力开展复合型微生物肥料菌株的相互作用、复合发酵工艺优化、货架期延长技术、微生物包衣技术,以及土壤生物修复等关键技术研究,制定“复合型微生物肥料生产质量控制技术规程”、“土壤修复菌剂”、“微生物包衣技术规程”等相关标准,并针对微生物肥料产品中广泛使用的芽孢杆菌等,研制含量和功能定量的微生物制剂标准样品,以进一步丰富和完善微生物肥料标准体系,促进产业的健康、快速发展。

2.3微生物产业的跨越发展急需技术产品的创新

尽管我国微生物肥料的研发应用历经数10年,并在近10年来取得了快速发展,但是仍存在整体水平参差不齐、功能机理不明、菌株与产品同质化严重、生产工艺欠合理、技术创新不足、效果稳定性差、菌种产品产权保护不力等制约我国微生物肥料行业发展的问题[2]。这些与研究基础薄弱、研发投入少、行业起步晚等密切相关。在我国微生物肥料迎来快速发展新时代的今天,行业技术产品创新不足成为主要的制约因素。

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3微生物肥料产业技术创新

3.1选育新功能菌种是研发新一代微生物肥料的核心

目前,微生物肥料距离“智能化”产品目标尚有差距,其主要原因是功能菌株及其组合达不到要求,仅能满足“智能化”的部分要求,尤其是主动响应的互作性和系统调控的稳定性方面存在不足。菌种创新是微生物肥料产业发展的核心内容,包括新功能菌种的筛选技术和评价技术。针对优良菌种“六性”要求,即功能性、生产性、互作性、协同性、生态适应性、安全性,急需建立对应的技术方法,实现优良菌株的科学评价,并且加强与土壤环境的耦合评价技术,明确功能菌种应用后对土壤理化性质和生物肥力的影响[3]。同时,应重视菌种活性保持技术,采用回归应用环境、添加植物或土壤浸提物等措施进行复壮,防止菌种退化。此外,也急需肥料管理部门在下一步的肥料管理法规中,确立新研发功能菌株的知识产权保护政策,采用现代技术建立菌株编码的唯一性系统,维护新菌株选育者的权益,达到产权保护和菌种溯源的目标。

3.2未来数年内的新技术产品及其特征

微生物肥料优良生产菌株筛选及发酵工艺技术、微生物农田土壤净化修复技术、共生固氮微生物应用新技术、微生物种子包衣技术、有机资源综合利用微生物转化新技术、作物秸秆快速腐解还田微生物及其配套技术、新型复合配套技术。其对应的重点研发应用产品分别为:根瘤菌剂、有机物料腐熟菌剂、土壤修复菌剂、溶磷菌剂、生物有机肥、复合微生物肥料等。这些新产品应具备的特征如下:

3.2.1土壤修复菌剂

对蔬菜、果树、草药、烟草等重茬土壤、酸性土壤、盐碱土壤和次生盐渍化土壤的有效修复,以及对土壤中的农药残留、土壤中的除草剂残留等高效降解。该产品对修复土壤和维护土壤健康,及在保证农产品安全中不可缺少。

3.2.2固氮及根瘤菌剂

应具备与作物亲和性强、固氮高效、环境适应广、竞争性或定殖能力强的特征。主要的根瘤菌菌剂包括大豆根瘤菌剂、花生根瘤菌剂、紫云英根瘤菌剂、苜蓿根瘤菌剂。该产品对化学氮肥减施,实现豆科与禾本科粮食作物轮作效应,以及农业种植结构调整,均有非凡意义。

3.2.3高效溶磷菌剂

对土壤中的难溶性磷具有持续、高效的活化作用。优先研发真菌溶磷制剂,对活化土壤磷素养分,提高磷肥利用效率,改善土壤养分均衡供应等效果彰显,经济生态效益巨大[4]。

3.2.4微生物种子包衣制剂

将功能微生物包裹在作物种子表面,发挥促生作用,构建优良根系微生物的独特功效;将扩大微生物肥料产品的使用范围;当前主要是研发应用新一代的根瘤菌大豆种衣制剂。该产品潜在市场大,对减肥减药效果不可估量。

结束语

实现新一代的微生物肥料研发与应用目标,必须突破新功能菌株的选育、不同功能菌株的组合、菌株在产品中的活性保持及其在应用环境中的定殖与互作等关键技术,方能达到“智能化”的微生物肥料功效。需要全行业树立“创新发展是未来立足之本”的理念,加大技术和产品创新力度,实现我国微生物肥料的产业升级,发挥其在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中的独特地位与作用。

参考文献:

[1]王玉霞,沙长青,张介驰,刘霄明,张严,张先成,于德水.黑龙江省微生物肥料行业的现状及发展建议探究[J].黑龙江科学,2017,8(15):9-10+13.

[2]马常宝,史梦雅.我国微生物肥料产业发展状况[J].中国农技推广,2016,32(02):13-18.

[3]许景钢,孙涛,李嵩.我国微生物肥料的研发及其在农业生产中的应用[J].作物杂志,2016(01):1-6.

[4]周法永,卢布,顾金刚,张晓霞,李建国.我国微生物肥料的发展阶段及第三代产品特征探讨[J].中国土壤与肥料,2015(01):12-17.

论文作者:莫意雯

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/22

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