上海交通大學農業與生物學院行業導師 殷波

農業微生物主要產品開發現狀

農業微生物肥料的登記與生產：截至2021年底，微生物肥料企業2300家、產能達3000萬噸、登記產品9414個、產值429.2億元的產業規模。年均復合增長率為5.22%。（微生物肥料主要有農用微生物菌劑，國標要求有效活菌數cfu液體2.0億/ml,粉劑2.0億/g，顆粒劑1.0億/g，也包括有機物料腐熟劑和生物有機肥，生物有機肥菌量要求較低，有效活菌數cfu不少于2千萬/g，同時又有機質含量要求≥40%）

2021年中國微生物肥料產量約為1568萬噸，需求量約為1536萬噸。

微生物農藥登記現狀：

截至2021年11月，我國全部農藥登記品種共727種，其中生物化學農藥38種，微生物農藥54種，植物源農藥30種，分別占總的農藥登記品種總數的5%、7%、4%。以農藥制劑產品的登記數量測算，全部農藥產品總數43281個，其中生物化學農藥624個，占比1.4%；微生物農藥542個，占比1.3%；植物源農藥283個，占比0.7%。2021 年新生物農藥品種數量與 2020 年同比增長了 114% 。

生物農藥主要包括了微生物農藥，植物源農藥和生化農藥三類，其中微生物農藥占總登記品種的7%，占總登記數量的1.3%。

全球微生物肥料和農藥開發非常活躍，生物防控相關領域在發達國家和發展中國家的研究都相當活躍，根際微生物尤為受到關注。

微生物肥料和微生物農藥應用技術中存在的問題：

產品實際有效活菌數低、功能性代謝物成分無定量標識。目前國微生物肥料和微生物農藥只標識活菌數，有些產品活菌數少，但可能產生的代謝物多。

產品全溶性和適配性差，較難與化學農藥和化肥一體化施用。微生物肥料和微生物農藥缺少可溶性載體。

微生物肥料或微生物農藥與農化物質混用不科學：農藥-菌劑相互影響；化肥-菌劑的相互影響；農化物質-作物-菌株相互影響；混用或混合后質量再評價。

不同微生物肥料和微生物農藥混用存在盲目性：木霉與芽孢桿菌混用普遍，但缺少科學混用和混用后監測評價。防病菌劑與防蟲菌混用普遍，但缺少對同靶標作用的影響評價

微生物肥料和生物農藥輔助營養成分定量化標識不清，易生產意外藥害或肥害：微生物肥料已混有微量元素或復合化肥，但無標識，如再與微肥混用，易產生藥害

微生物肥料或微生物農藥缺少精準施用技術：根據不同應用目的、作物、生育期，確定不同應用方法。

在應用環節中的解決途徑：1.延長有效活菌數的儲運方式，從貯運到應用的時間控制3個月內。2.微生物肥料或微生物農藥與農化物質科學混用：查閱相關專業文獻信息，減少混用不科學的風險：提前進行擬混用菌劑混合后的保濕培養，以單一菌劑為對照，觀察混劑樣品表面的菌物生長情況。

微生物肥料和農藥在實際應用中存在的問題主要表現在質量標準和應用問題上。質量問題主要是存放一定貨架期后的實際活菌數低，以及對于活菌以外的代謝產物無標識；使用中水溶性差在現代農業應用如滴灌、飛防應用比較困難；對于不同作物，適配不同化肥、化學農藥等效果不明確，缺乏混用后的質量評價。

不同微生物菌劑混用也存在相互影響，實際應用中缺少相關評價，如木霉芽孢混用，防病菌劑和防蟲菌劑混用等常見搭配的效果評價；此外微生物肥料和生物農藥常含有輔助的營養成分，標識不清如和微量元素肥料等混用易引發肥害藥害；最后很重要的是配合微生物農藥和肥料產品的精準施用技術，對于不同作物不同應用目的（如不同靶標病蟲害，或促生抗逆效果）的最佳的施用時機，確定具體的應用方案；

改善上述問題在應用端要求縮短儲運-應用時間，最好控制在三個月內，微生物肥料和微生物農藥與農化物質科學混用，需要專業的文獻或產品說明信息，對于不明確的也可以采用保濕培養等方式進行預實驗確認混配對微生物的安全性。

農業微生物菌劑應用技術

農業微生物菌劑的應用技術，主要從與微生物菌劑間的混配，與其他生物農藥、有機肥的混配以及現代農業施用方式上展開說明。

農業微生物：細菌、真菌和其他微生物(如卵菌）目前雖多有開發，相對成熟實現規模化商業應用的是細菌類的芽孢桿菌和真菌類的木霉，劑型上以真菌分生孢子、細菌芽孢粉劑居多。

木霉菌劑-芽孢桿菌劑復合使用技術：木霉定植根表和土壤和芽孢定植根際區域，木霉持續發揮誘導抗性和保護作用，芽孢則具有較強的抗生作用，可以實現時空和作用的互補；但是芽孢桿菌會抑制木霉的萌發和生長，因此可以采用時間上錯位，先通過苗床處理、移栽時蘸根、土壤處理等方式施用木霉，再加施入芽孢桿菌菌劑，或在混合菌劑中增加木霉的比例；

木霉菌劑-白僵菌/綠僵菌劑復合使用技術：木霉菌劑和綠僵菌白僵菌等防蟲真菌的復合使用，可以同時發揮木霉防病促生和防蟲真菌的功效；這里的問題則是木霉生長較快會占據優勢，需要適當調節比例，相對加大綠僵菌、白僵菌的用量。

不同微生物菌劑與殼寡糖復合使用技術：微生物菌劑也可以與殼寡糖等生物刺激素類的誘抗物質聯用，如木霉與殼寡糖（幾丁聚糖）聯用對葡萄灰霉病防治效果顯著，甚至好于單獨的化學農藥施用的防效。

木霉+芽孢桿菌+植物源生物農藥全程應用: 木霉、芽孢桿菌和植物源生物農藥在整個種植周期聯用，取得了良好的效果；微生物菌劑復合土壤處理，育苗期和移栽期施用木霉、灌根補充木霉、加上地面噴霧植物源農藥，實現了空間錯位互補，全面防護病蟲害，促進作物生長的多功能效果；缺點主要是應用成本，包括增加的人力成本.

木霉+芽孢桿菌+生物化學農藥協同應用：微生物菌劑和親和性良好的生物化學農藥可以混用，如棘孢木霉和井崗霉素混用，木霉菌劑和蛋白農藥混用等。

生防木霉與有機肥應用技術結合：微生物菌劑和有機肥同時施用處理土壤是一直是比較推薦的搭配方式，如有機肥與木霉混用，有機肥中的營養可以促進木霉繁殖，而木霉也可以有效降解或吸附有機肥中可能殘留的有害物質或抑制有害微生物；與農家肥等同時施用存在一些混料上的困難，但是土壤處理效果明顯。

生防木霉與化肥復合應用技術結合：木霉等微生物菌劑可以顯著提高化肥的利用效率：木霉刺激植株生長，根表面積增大，吸收氮肥能力增強；木霉產生磷酸酶、磷酸酯酶和植酸酶增加難溶磷和鉀的溶解；木霉產生有機酸促進土壤中鉀的釋放；通過顆粒劑土壤處理就可以取得良好效果，但是需注意混配親和性，如尿素混用會抑制木霉生長。

微生物菌劑無人機噴施技術：微生物菌劑也可以結合入現代的無人機飛防，作用于上部葉片，且提高施用效率，降低施用成本；但是活菌菌劑附著葉片難，可溶性問題可能影響無人機的霧化噴撒應用。

利用炭基材料提升木霉菌劑功能：改進載體改善菌劑應用中的穩定性，如采用生物炭（Biochar）作為載體，可以改善貨架期和應用穩定性的問題，同時發揮炭基材料土壤處理上的綜合發揮促生等功效；當然具體基質仍需要通過親和性和安全性檢驗，部分生物炭產品可能存在堿性高，重金屬等有害物質超標的問題。

2015年起,我國主要以“生物炭固定微生物”“生 物 炭-微生物復合材料”等為目標,開展炭基微生物肥料的研究工作，易芽孢桿菌復配為主，取得了較好的應用成果。

農業微生物未來展望——木霉菌劑應用技術發展方向

木霉生物防治原理：木霉直接（競爭、抗生、重寄生）或間接方式防治植物病害，促進作物生長。促進植物生長（通過分泌植物激素，促進植物根系發育，解磷解鉀提高肥料利用率等），誘導植物免疫（代謝產物誘導植物產生對生物、非生物脅迫抗性）

木霉菌劑應用技術瓶頸：1.木霉菌劑孢子數量在貯運過程中很難長時間。2.木霉對化學殺菌劑敏感，不易混合使用。3.木霉對無機氮肥敏感，不易混合使用。4.單一木霉菌株作用譜不夠廣。

攻克技術瓶頸的途徑

延長貨架期：改進劑型：采用液體發酵方式誘導木霉產生休眠體厚垣孢子，其抗逆性要遠好于體積小數量大的繁殖體分生孢子，有利于延長貨架期和增加不同應用條件下產品的穩定性。

提高與農化物質適配性：木霉代謝產生的活性素具有與農化物質適配性。活菌和農化物質復配存在原理上的困難，而木霉的部分功能，尤其是誘導抗性和促生作用是由其代謝產物介導的，因此可以通過直接利用受農化物質影響活性較低的代謝產物改善適配性。

木霉活性素，是通過液體發酵等方式，通過底物和環境誘導木霉產生的具有促進植物生長、誘導增強植物對生物、非生物脅迫抗性的代謝物的總稱。經過發酵、分離純化、濃縮制劑、穩定復配后的木霉活性素產品不僅可以改善適配性，也可以相對活菌的起到相對速效的效果，可以優勢互補協同使用。活性素屬于生物化學分子其活性受化農藥和化肥影響較小

拓展作用譜：構建多木霉株的共生菌群制劑，共生菌群產生大量游離氨基酸。為了克服單菌株功能上的局限性，可以采用構建不同菌株的木霉復合的方式，這既可以是成品制劑環節不同菌株活性素或孢子的混合，也可以更進一步在培養階段采用共培養(co-culture)，通過親和的菌群體系，可以提高游離氨基酸等有效成分的豐度。

總結：協同增效（活菌+活性素、活性素+農化物質），進一步開發木霉代謝產物，如提純濃縮等有制備蛋白農藥的潛力；木霉多菌株、木霉和其他微生物菌群建立，多重微生物復合應用擴寬作用譜；木霉配合新載體新材料，改善貨架期和穩定性。

通過各種技術路徑，綜合利用木霉等農業微生物及其代謝產物，進行可持續的農田管理，通過復合微生物菌群或復合代謝物，實現“促生-抑病-抗逆”復合功能，能提高作物在復雜環境逆境因素下的韌性。

同一個世界，同一個健康。現今植物健康面對氣候環境、食品安全等多方面的挑戰和要求，離不開木霉等優秀的農用微生物。