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              國內酵素農業研發科技公司助力中國綠色農業發展

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              微生物農業:微生物肥料將迎來發展的新高潮
              文章作者:admin 更新時間:2023-09-05 14:53:19


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              近十年,中國微生物肥料產業整體上得到了快速、穩定發展,促進了產業規模的形成。多功能微生物肥料產品在農業上應用不斷拓展,其提高養分轉化利用率、維護土壤和植物健康、提質增產、減肥增效等功效日益彰顯,成為農業綠色發展中不可替代的生物投入品。下一步的微生物肥料技術創新跨越,必將迎來產業發展的新高潮。

              中國微生物肥料具有品種種類多、功能廣的特點。目前在農業農村部登記的產品有農用微生物菌劑、生物有機肥和復合微生物肥料三大類12個品種。在登記產品中,各種功能菌劑產品約占登記總數的40%左右,復合微生物肥料和生物有機肥類產品大約各占30%;使用的菌種超過170個,涵蓋了細菌、放線菌和真菌各大類別。中國微生物肥料產業快速發展的主要原因是國家綠色農業的需求以及微生物肥料在可持續農業中表現出的多功能效果和不可替代的作用。

              近十年的農業生產應用再次證實了微生物肥料的多功能效果。具體表現在以下5方面:一是維持和提高土壤肥力,消除土壤障礙問題、修復土壤生產力、保持土壤健康;二是加速秸稈等有機物料腐熟,促進有機物料資源化的高效利用;三是通過微生物固氮和養分轉化、提供養分和提高肥料利用率,從而實現減量施肥、高效施肥和經濟施肥;四是提升作物品質和克服作物連作障礙,實現高質量生產和可持續生產;五是提高作物抗旱、抗澇、抗寒和抗病能力。從微生物肥料的功能特點和綠色農業的特征可知,微生物肥料是中國綠色農業的首選投入品,發展綠色農業離不開微生物肥料,其市場現實需求和潛在需求巨大。

              目前,微生物肥料已成為設施蔬菜種植、果菜茶等經濟作物種植基地和名特優新特色農產品生產基地的主打必備投入品,每年應用面積累計超4億畝,取得了巨大的經濟效益和生態效益。近幾年,中央財政和地方財政通過購買、補貼等方式,引導和推動了微生物肥料的應用。其市場總價值已超400億元,且將不斷攀升。隨著微生物肥料技術產品研發創新與應用拓展,其在綠色農業發展中的不可替代地位將更加彰顯。

              未來的技術產品創新跨越 必將迎來微生物肥料發展的新高潮

              微生物肥料產業要滿足農業綠色發展需求,技術創新跨越是關鍵,尤其是新功能菌株選育及其組合、復合工藝、效應評價和知識產權保護等核心技術的突破。未來,中國微生物肥料產業需要在以下5個方面開展技術創新攻關:

              一是應用微生物培養組學、夾心平板法等新技術手段,篩選獲得新功能菌株,并研究菌株活性保持技術,從源頭上保證產品功效。如近幾年篩選獲得的貝萊斯芽孢桿菌、甲基營養型芽孢桿菌、阿氏芽孢桿菌、紡錘形賴氨酸芽孢桿菌、皮爾瑞俄類芽孢桿菌、拜賴青霉等優良功能菌株,其應用顯著提升了產品的效果。

              二是采用新的組合技術,實現功能菌株組合的“疊加”與“互補”。在功能上,選用促生與防病、腐熟與防病、土壤修復與促生、連作障礙消減與促生等組合;在構成上,采用細菌與真菌組合,發揮各自的特點,實現微生物產品功能提高與拓展。

              三是復合工藝技術亟須取得新的突破,將功能菌與氨基酸、腐植酸等營養物復合化,實現產品功能的提升與效果的穩定。如生產中需要的“專精特新”微生物肥料系列新技術產品。

              四是研究建立生物肥料的產品效果評價體系、生態效應評價體系、質量安全監督檢測體系和市場推廣體系。以上體系能滿足微生物肥料產品施用后對土壤生物效應、化學效應和物理效應影響的評價需要,保證產品的使用生態安全。

              五是研究建立功能菌株的知識產權保護政策。采用現代技術建立菌株編碼的唯一性系統,以維護新菌株選育者的權益,達到產權保護的目標。

              以上關鍵技術的研發跨越,必將使中國微生物肥料產業迎來發展新高潮,達成微生物肥料產業發展與應用的新目標。一是研發、應用和產業化進入國際前沿水平,行業技術產品進入“專精特新”的新業態發展階段;二是在規模、效果方面,繼續擴大規模,提升耕地質量及農產品品質,爭取占肥料總量的25%左右,年總產量達4000萬噸,應用面積在5億畝以上,化肥利用率提高8個百分點以上,滿足國家綠色農業發展的需求。

              植物、動物、微生物三物循環利用,是農業的本質特征,現代科技的介入,使農業對微生物的開發利用出現奇跡。僅以我國食用菌為例,改革開放以來產量增長了700多倍,產值一躍成為繼蔬菜、谷物、水果、中藥材之后的第五大農產品,如把中藥材中的靈芝、天麻、茯苓、蟲草、桑黃等分離出來加到食用菌中,它已穩居第四位。聯合國糧農組織已將菌菇作為廣義的糧食,參評世界糧食英雄,被稱為“菌菇院士”的李玉也因此獲得“糧食英雄”稱號。他概括食用菌具有五不爭的特性:不與人爭糧,不與糧爭地,不與地爭肥,不與農爭時,不與其他爭資源??v觀農業領域,這個看不見、摸不著的微生物更具有“無中生有,實現九增”的特點,開發潛力巨大,前景十分廣闊,是未來農業的新藍海、新風口。

              一是增鏈,拉長產業鏈

              隨著科技的發展,人類農業已經從傳統的中觀世界分別向宏觀世界和微觀世界延伸,在宏觀世界里探索太空種子、太空種養、火星地球化;在微觀世界里,開發利用微生物技術已經形成“三料二品一劑”六大領域,即:微生物飼料、微生物肥料、微生物能源燃料、微生物食品、微生物藥品、微生物清潔劑,六大領域都能各自開發諸多產品,生成諸多新產業,使農業產業鏈條不斷拉長、加寬、增厚。當前這六大領域技術研發已較為成熟,但是,由于公眾對微生物開發利用的認知度不高,其不可估量的經濟價值、社會價值、生態價值遠未形成社會共識,總體上社會應用面偏窄、開發深度偏低、效益偏小,微生物農業開發潛力尚待下大功夫挖掘。面向產業變革,微生物農業一馬當先。

              二是增能,開發能源鏈

              基辛格曾預言:誰控制了石油,誰就控制了所有國家;誰控制了貨幣,誰就控制了世界;誰控制了糧食,誰就控制了世界上所有的人。但是,以石油為代表的化石燃料污染環境且目前正在枯竭,解決經濟社會發展急劇增加的能源問題,需要風能、水能、太陽能、海洋能、微生物能等多種清潔能源并舉,尤其微生物能源來源廣、成本低,幾乎不受地理因素影響,更具優勢。目前利用生物技術分解開發能源鏈,已形成生物柴油、燃料乙醇、沼氣、制氫等四大領域,其中沼氣利用在我國已普及千村萬戶,生物質能源風頭正勁。利用微生物發酵技術將農作物秸稈分解轉化為能源燃料的新技術已經基本成熟,改變了以往化工工藝分解轉化、污染環境的弊端。據測算,此項技術推廣后,僅農作物秸稈就能為農民每畝增收500元,并且構建起一條鄉鎮初加工、企業出中間產品再到轉化為燃料乙醇、紡織品、制藥等各類終端產品的產業體系,不斷拉長產業鏈,提升價值鏈,拓展功能鏈。面向能源革命,微生物農業獨辟蹊徑。

              三是增綠,打通循環鏈

              在三物農業中,微生物將植物秸稈、動物糞便分解還原入土,有不少好處:一可清潔環境衛生,把動植物的殘渣廢料包括人畜糞便收集利用,無疑是對生產生活環境的凈化。二可改良土壤,針對長期過量施用化肥、農藥等造成的土壤八大病“板、饞、貧、淺、酸、咸、臟、雜”,具有良好的修復作用,從根本上改變土壤性狀,改善農作物生長環境。有研究表明,將微生物中的固氮菌使用到非豆科作物上(如水稻、蔬菜、果樹等),不僅減少了化肥使用量,提高化肥利用率,減少了對環境的污染,維護了生態平衡,更使作物產量增長5%-30%,并大大提高農產品的品質。三可構建被石油農業中斷的植物動物微生物三物循環鏈,沒有微生物的參與,綠色農業、有機農業、循環農業、生態農業都將是一句空話??梢?,微生物是守護綠水青山的衛士,是生態安全、糧食安全、食物安全的大功臣。美國的生物肥施用已占總用肥量的50%以上,我國僅10%左右。中央提出推進農業供給側結構性改革,就是要全面貫徹綠色發展的新理念,利用生物技術改良土壤,凈化水質,從源頭上保障農產品質量。面向生態文明,微生物農業不辱使命。

              四是增值,提升價值鏈

              新材料、新能源和生物技術是現代三大前沿科技,生物技術已與生命科學融合,成為最受社會關注的“顯學”。日本從香菇中提取的名為“天地欣”的治癌藥物,每毫克已賣到1600多元。據李玉院士測算,1000萬噸農作物秸稈加上1000萬噸牛糞,理論上可生產700萬噸雙孢菇,即使打一下折,也可生產400萬噸雙孢菇,即40萬噸干菇,干菇蛋白質含量按30%計算,也相當于生產出400萬噸牛奶,或92萬噸雞蛋,或60萬噸肉類。我國年產農作物秸稈約9億噸,畜禽糞便38億噸,即使利用10%的農作物秸稈加畜禽糞便生產食用菌,也是一個驚人的增值空間。這僅為微生物“三料二品一劑”六大開發領域中的食品藥品,其他領域也可由此窺斑見豹。尤其值得關注的是,這一增值是無中生有的增值,是點草成金、點糞成金、點廢成金的增值,是在傳統三物循環利用基礎上的額外增值,增值后的廢料再還田作為肥料參與三物循環,肥效不減,且能減少病蟲危害。隨著微生物研發技術的深入,小蘑菇不僅正成為高檔保健品、高檔飲品、食品、藥品,還能成奢侈的化妝品及紡織材料、裝飾材料、建筑材料。我國已成為世界上食用菌第一生產大國、消費大國,僅日產200噸以上的企業就有數十家。但種源短板嚴重制約發展,影響價值鏈的提升。

              五是增食物,拓展食物鏈

              人類食用菌的歷史悠久,食用菌是人類食物家族中的“老成員”,但今天它卻成了“新顯貴”,高檔盛宴,有“無菇不成席”的講究。在大食物觀指導下,“一葷一素一菇”健康膳食結構日益為人們所接受,越來越多的食用菌成為餐桌上的新顯貴,我國已公布115種食藥同源食物,珍稀食用菌如玉木耳、金耳、羊肚菌、蛹蟲草、紅托竹蓀等越來越受到歡迎和追捧。隨著老百姓食物需求更加多樣化,我們不光要向耕地草原森林海洋等平面空間要食物,還要向立體空間要食物;不光向看得見、摸得著的植物動物要食物,還要向看不見、摸不著的微生物要食物,不斷拓展食物鏈,以更多更優質的“菜糧”來滿足人民群眾舌尖上的幸福。

              六是增空間,構建多維鏈

              食用菌喜潮濕陰暗環境,不需要陽光,林下、草叢、荒灘荒地、防空洞都可生產,不與糧爭地,不與其他農作物爭空間。電視劇《山海情》利用沙漠、荒山種植菌草發展食用菌,構建了種草、養菌等多維產業鏈。歷史悠久的林下栽培、稻田種菇等,是食用菌立體種植、巧用空間的初始階段,隨著現代科技進步,食用菌進入立體化、工廠化、周年化階段。李玉院士團隊創造的智慧菇房,集成40余項專利技術,既適用于大型工廠化菌菇生產,又可以移動方艙形式擺放于農戶房前屋后和庭院、曬場,實現智能化立體生產。這種節地型智能設備,無異于增加了耕地空間資源。相較于糧食、油料、養殖和經濟作物,食用菌立體化工廠化技術最為成熟,效益也最為可觀,是守護耕地紅線、藏糧于地的有效措施。面向藏糧于地,微生物農業憑空造“地”。

              七是增健康,延長生命鏈

              在飲食領域,微生物食品是健康食品。食用菌生產不需要施用化肥農藥,含有豐富的蛋白質和人體必需的氨基酸、維生素和多種礦物質,尤其蛋白質含量超過魚肉禽蛋,高達19%-42%(除大豆外的糧食、水果、蔬菜蛋白質含量均在個位數以下),一公斤干菇相當于1.7公斤豬肉。它又橫跨綠色食品和生命健康兩大領域,適應了人們從“吃飽”到“吃好”、變“病從口入”為“病從口出”的高品質生活需要。在醫療領域,生物技術是延長人的生命鏈的利器。目前治療癌癥的四種途徑分別是手術、化療、放療和生物藥的靶向療法,有些癌癥應用靶向治療效果頗佳,可完全治愈。以基因工程藥物為主導的基因工程應用產業,現已成為全球發展最快的微生物藥物產業之一,發展前景非常廣闊。專門用于治療腫瘤的生物藥“腫瘤基因導彈”可有目的地尋找并殺死腫瘤,將使癌癥的治愈成為可能。面向健康中國,微生物農業居功至偉。

              八是增速度,加快產出鏈

              1978年我國食用菌產量僅5.7萬噸,產值不足一億元,到2021年,產量已達4000多萬噸,增長700多倍;產值3000多億元,增長3000多倍,世界上沒有哪個國家的哪種人類食物創造出如此高速增長的奇跡。食用菌與一般農產品相比,生產周期短、產量高,而且種植不受氣候、季節、地理環境等限制,有菌種就能種植,幾天就可以食用。遇到洪澇干旱等自然災害,錯過了作物播種農時,食用菌就是“救災神兵”。同時,它也可成為人類應對新型災難的救命作物,一旦突發動植物滅絕的災難,食用菌應急生產即可拯救生命。食用菌原料隨處可見,可以隨時生產,一年可生產三四茬,有的甚至五六茬,工廠化更是周年不斷,菌菇加工成干品后保質期在一年以上,是應對天災、疫情甚至戰爭條件下的食物可靠來源渠道。食用菌等微生物食品是優質蛋白的可靠來源,科學家認為這是未來食品的發展方向。在國內外對高蛋白需求日趨增長的背景下,重視食用菌等微生物食品的深度系列開發,加快食物產出速度和產出質量應成為當務之急。面向補救應急,微生物農業不可替代。

              九是增主動,創新科技鏈

              近些年,高科技開拓了微生物“三料二品一劑”六大領域,促進了農業自石油農業以來的封閉型二維結構向開放型三維結構轉變,使微生物主動參與農業三物循環,促進三物自然融合發展。微生物新品種、新產品、新技術、新產業、新業態噴涌而出,生物發酵、菌物工廠、生物育種、活性成分提取、食藥同源、生命科學等新事物層出不窮,讓人目不暇接,展現出“微生物,大產業”的無窮魅力。毫無疑問,科技主動作用于微生物世界,已結束人類“被動農業”的舊時代,開啟“主動農業”的新紀元,且日新月異的微生物科技鏈創新,將有力推動解決生態文明背景下三農領域需要解決的一系列重大問題,為我國農業高質量綠色發展增添強勁動力。面向主動融合,微生物農業跨界迭代。

              微生物農業是“養在深閨人未識”的新產業,其“九增五不爭”的鮮明特性,需要廣而告之,創造濃厚的社會氛圍,形成強烈的社會共識,使決策者納入規劃,著力推進發展;讓企業家爭相投資,傾心打造產業;令消費者心向往之,演繹時尚追捧。如此,微生物農業這片未來農業的新藍海才能藍光四射、活力無限,成為農業領域的勁旅。

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