土壤修复菌剂:创新应用微生物技术修复土壤,已在盐碱地治理显现独特优势

作者:肥料资质助手 2024/8/19 8:28:37
土壤修复菌剂是指富含胞外多糖等生物活性物质的菌剂,对重茬土壤、酸性土壤、盐碱土壤和次生盐渍化土壤能够有效修复,以及对土壤中的农药残留、土壤中的除草剂残留等能够高效降解。这类产品对修复土壤和维护土壤健康,及保证农产品安全起到重要作用。土壤修复菌剂登记情况及成功案例土壤修复菌剂是微生物肥料的一个全新品类,该类产品获批登记,是国家对微生物肥料行业发展的又一肯定,开启了微生物修复土壤的新篇章。土壤修复菌剂

土壤修復菌劑是指富含胞外多糖等生物活性物質的菌劑,對重茬土壤、酸性土壤、鹽堿土壤和次生鹽漬化土壤能夠有效修復,以及對土壤中的農藥殘留、土壤中的除草劑殘留等能夠高效降解。這類產品對修復土壤和維護土壤健康,及保證農產品安全起到重要作用。


土壤修復菌劑登記情況及成功案例


土壤修復菌劑是微生物肥料的一個全新品類,該類產品獲批登記,是國家對微生物肥料行業發展的又一肯定,開啟了微生物修復土壤的新篇章。土壤修復菌劑這個品類作為一類肥料產品進行登記是在2018年開始的,上海綠樂、神州漢邦、山東土秀才等公司獲得國家第一批″土壤修復菌劑″肥料產品登記證。


根據農業農村部官網公布的數據統計,從2018年起至今,在有效期內的土壤修復菌劑登記證共有133張,由境內58家企業持有。(圖1)


QQ20240816-102354.png

圖1 2018-2024上半年土壤修復菌劑產品登記變化


從圖1中我們可以看出,2018年至2020年土壤修復菌劑登記數量基本持平,趨于穩定。2021年和2022年登記數量大幅上漲,其原因分析大概是:一土壤修復菌劑研發技術的進步和應用;二是政府對土壤污染防治的資金支持。2023年到2024上半年土壤修復菌劑登記數量有所下降,通過分析近兩年土壤修復菌劑的登記政策,此類產品作為上會審批的產品,評審會專家對田間試驗和申請材料的要求越來越嚴格,導致了登記難度的增加。在今年(2024上半年)剛開完的微生物肥料評審會中,土壤修復菌劑產品共上會16個,通過9個,通過率只有56.3%。


QQ20240816-102510.png

圖2 2018-2024上半年土壤修復菌劑產品登記劑型


土壤修復菌劑產品的劑型包括粉劑、顆粒和液體。目前,已登記的土壤修復菌劑產品粉劑和顆粒類型居多,液體類型較少(圖2)。粉劑通常不需要經過高溫處理,?保持了菌種的活性,?優點是使用方便,?可以直接撒施或混合到土壤中。?顆粒劑型的優點是效果持久,?因為顆粒可以較長時間地保持在土壤中,?持續發揮其作用。而液體劑型雖然見效快,?但風險也大,?因為液體肥料容易流失,?且長期使用可能會導致土地板結,另外,液體劑型審查相對嚴格,登記難度比較大,所以登記數量相對較低。


?綜上所述,不管選擇哪種劑型的土壤修復菌劑主要還是取決于廣大種植戶具體的使用場景和需求。?粉劑適合快速且簡單的應用,?顆粒適合需要長期穩定作用的場景,?而液體則適合快速見效但需注意長期使用的風險,大家可根據自身情況進行選擇使用。


QQ20240816-102540.png

圖3 2018-2024上半年土壤修復菌劑產品有效菌種登記情況


土壤修復菌劑登記的技術指標主要是:有效活菌數、胞外多糖、有機質含量。從2018年到2024年上半年已登記的土壤修復菌劑的菌種數量來看,排在前10的菌種有:枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、側孢短芽孢桿菌、貝萊斯芽孢桿菌、哈茨木霉、淡紫紫孢菌以及多粘類芽孢桿菌。(圖3)其中,有效活菌數最高指標為25億/g,有機質最高指標為40.0%,胞外多糖最高為2.0mg/g;有效活菌數最低指標為2.0億/g,有機質最低指標為10.0%,胞外多糖最低為1.0mg/g。


QQ20240816-102614.png


障礙土壤是指受自然成土因素或人為因素的影響,而使植物生長產生明顯障礙或影響農產品質量安全的土壤。障礙因素主要包括質地不良、結構差或存在妨礙植物根系生長的不良土層、肥力低下或者營養元素失衡、酸化、鹽堿、土壤水分過多或不足、有毒物質污染等。


我們統計了近三年土壤修復菌劑適用的障礙土壤類型,共有4種。其中,調劑酸性土壤的最多,其次是鹽堿土壤和堿性土壤,最后是次生鹽漬化土壤。(表1)酸性土壤主要分布在我國的熱帶和亞熱帶地區,?這些地區因其高溫高濕的氣候條件,?形成了各種紅色或黃色的酸性土壤,?如磚紅壤、?赤紅壤、?紅壤、?黃壤和燥紅土等土類。堿性土壤主要分布在北方干旱、?半干旱地區,?尤以內蒙古、?寧夏、?甘肅、?青海和新疆為多。?華北平原和汾、?渭谷地也有零星分布。鹽堿土壤主要分布在華北、?東北、?西北地區。?這些地區由于特定的地理和氣候條件,?形成了含鹽量在0.1%-0.2%的鹽堿土壤。次生鹽漬化土壤主要分布在黃淮海平原、?東北平原西部、?黃河河套地區、?西北內陸地區、?東部沿海部分地區。?


QQ20240816-102646.png


再來看看2024上半年土壤修復菌劑的登記情況。共有9張土壤修復菌劑登記證獲批,由境內5家企業持有。其中,調節鹽堿土壤的登記證有6張,南京寧糧生物工程有限公司獲批2張,上海諾同農業科技有限公司獲批2張,江西和天然科技有限公司獲批2張。


由此可見,應用于鹽堿地障礙類型的土壤修復菌劑登記證數量居多,也說明修復鹽堿地土壤是目前的重點。中央財經委員會第二次會議指出,?要加強現有鹽堿耕地改造提升,?有效遏制耕地鹽堿化趨勢,?做好鹽堿地特色農業大文章。鹽堿地作為一種典型的土壤退化現象,長期困擾著農業生產和生態環境。傳統的治理方法如物理改良、水利改良和化學改良等,雖然在一定程度上能夠緩解鹽堿化問題,但往往成本高昂、效果有限,且可能帶來二次污染。近年來,土壤修復菌劑,因其是微生物技術的應用,?在鹽堿地治理中發揮著重要作用,?且隨著技術的進步和應用范圍的擴大,?它將成為未來土壤修復領域的重要發展趨勢。


QQ20240816-102710.png

土壤修復菌劑登記證成功案例


土壤修復菌劑的相關農業行業標準

土壤修復菌劑目前沒有行業標準或國家標準,產品登記是需要企業自己制定企業標準上會審批的。


相關檢測依據標準:NY/T 2321-2013《微生物肥料產品檢驗規程》


土壤修復菌劑和土壤調理劑的異同點


目前農業農村部登記的用于土壤修復的產品主要有土壤修復菌劑和土壤調理劑。土壤修復菌劑主要含有豐富且高價值的活性菌,?這些益生菌在土壤中能夠迅速繁殖并成為優勢菌群,?從而改善土壤微生態環境。而土壤調理劑是指加入土壤中用于改善土壤的物理、?化學和/或生物性狀的物料,?從而改良土壤結構等。那么,兩者具體有什么異同呢?我們從以下4個方面比較一下:

適用范圍:兩者的應用場景或適用范圍相同。都是用于改良障礙土壤,比如酸性土壤、堿性土壤、鹽漬化土壤等,用于提高土壤或農田質量。

作用機理:兩者的作用機理不太相同。土壤調理劑更多是通過產品本身的酸堿特性,通過酸堿中和反應起到改善土壤pH,達到修復的目的;而土壤修復菌劑,除此之外,由于包含微生物及其分泌物,通過微生物的生命活動進一步改善土壤微環境,對土壤更溫和,作用更持久。

生產原料:兩者的生產原料不同。調節酸性土壤的土壤調理劑,大多以非金屬礦物為主要原料,登記指標以鈣鎂硅為主,調節堿性土壤的土壤調理劑,大多以氨基酸或味精發酵尾液為主要原料,原料具有一定的局限性;而土壤修復菌劑,考察指標主要為有機質、胞外多糖、菌種、有效活菌數,生產輔料具有較高的可操作性。

市場前景:土壤修復市場上,從政府的政策導向上來看,這幾年對土壤修復菌劑的招標項目明顯增多。


由于土壤修復菌劑的登記指標主要為有機質、胞外多糖、菌種、有效活菌數,載體可以使用畜禽糞便,腐植酸,牡蠣殼和非金屬礦物等,這樣使得土壤修復菌劑具有復合修復效果,對土壤作用溫和。施用到農田中,既可以提升土壤有機質,又具有物理化學修復作用,同時有效活菌生命活動還可以改善土壤微環境,整體效果優于土壤調理劑。


土壤修復菌劑相關政策 


根據2023年11月份召開的第十屆肥料登記評審會第三次會議紀議定事項:明確土壤修復菌劑產品登記及田間試驗要求。評審委員會審議認為,申請登記的土壤修復菌劑產品,需進一步明確產品的功能性。同時,應按照NY/T 2271要求規范開展田間試驗,針對土壤障礙因素選擇有代表性的2個地點,提交連續3年(含)以上的試驗報告。具有修復鹽堿土壤功效的產品,田間試驗應在北方典型鹽堿土壤上開展;具有修復酸性土壤功效的產品,田間試驗應在有代表性的酸性土壤(pH≤5.5)上開展;具有修復次生鹽漬化土壤功效的產品,田間試驗應在蔬菜種植大棚等典型次生鹽漬化土壤上開展。具有修復其他障礙土壤功效的產品,也應針對土壤障礙特性開展田間試驗。


土壤修復菌劑發展前景


?從2024年上半年的肥料登記數據來看,?微生物類肥料產品的登記數量已經超過了化學類肥料,?而且微生物肥料的市場增長率也在逐年增加,?這表明微生物肥料在未來的市場推廣和使用中將越來越廣泛。?特別是土壤修復菌劑,?因其對土壤修復和作物增產增效的顯著效果,?特別是在鹽堿地治理方面的應用逐漸展現出獨特的優勢,受到了廣泛的關注。


2022年1月印發的《中共中央 國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》要求,″研究制定鹽堿地綜合利用規劃和實施方案。分類改造鹽堿地,推動由主要治理鹽堿地適應作物向更多選育耐鹽堿植物適應鹽堿地轉變。支持鹽堿地、干旱半干旱地區國家農業高新技術產業示范區建設。″2023年7月20日,習近平總書記主持召開二十屆中央財經委員會第二次會議,研究加強耕地保護和鹽堿地綜合改造利用等問題。2023年12月1日出版的第23期《求是》雜志上發表了習近平總書記的重要文章《切實加強耕地保護 抓好鹽堿地綜合改造利用》,文章強調,要深刻認識加強耕地保護的重要性和緊迫性。


從目前國家政策的積極出臺來看,再隨著國家″土壤三普″工作的深入推進,這幾年國家對土壤修復菌劑的政府采購項目也明顯增多,其中,泰安市金澤農業科技有限公司在新泰市農業農村局2022年高標準農田建設項目生物有機肥采購項目C包中中標(成交)金額為244.145萬元;山東邁科珍生物科技有限公司在東平縣2022年度高標準農田建設地力培肥采購項目-第四標段中中標(成交)金額為485.184萬元。


土壤是糧食生產的重要支柱,良好的土壤條件是保證植物生存的基礎。而鹽堿地中超過正常土壤耕作水平的含鹽量,會改變植物根系與土壤中水分的物質與能量交換,導致農作物無法正常生長。因此,鹽堿地改良和治理就變得越來越重要。鹽堿地的發生往往受多方面因素的影響,比如大尺度的構造運動、干旱的氣候、較大的蒸發量、低洼的地形條件、地下水的水位等等,都可能導致鹽堿地的產生和情況進一步惡化,而通過微生物技術治理鹽堿地是一種新興、重要的手段,具有廣闊的應用前景和巨大的發展潛力,土壤修復菌劑的潛在市場巨大。在實際應用中,微生物技術通過分解土壤中的有機物質,?產生腐殖質,?從而改善土壤的通氣性、?透水性和保水性。?此外,?一些特定的微生物還能與土壤中的鹽分反應,?將其轉化為無害或低毒物質,?有效降低土壤鹽分含量。?這些技術的應用不僅直接作用于改善土壤環境,?還為未來的農業生產和生態平衡提供了新的解決方案。我們相信不久的將來,土壤修復菌劑將在鹽堿地治理領域發揮更加重要的作用,為農業生產和生態環境的可持續發展作出更大的貢獻。