本文來自35斗微信公眾號，作者黃瀧健。
生物農業是近期行業熱點，其包括生物育種、生物農藥、生物肥料、生物飼料等多個細分領域，是生物產業的重要組成部分。其中，上述的每一個領域都可以再細分出多個研究方向，比如生物農藥又可以細分為植物源農藥、信息素、生物天敵等方向，微生物肥料可分為生物修復菌劑、根瘤菌菌劑、土壤修復菌劑等。35斗將陸續發布生物農業系列報告，這是該系列的第一篇，主要聚焦於微生物肥料方向。本文為報告節選，文末獲取完整報告。
一、微生物肥料的前世今生
早在2200多年前，西漢氾勝之的《氾勝之書》中就曾提到瓜類和小豆間作的種植方法｡北魏賈思勰的《齊民要術》中，特別強調以豆保谷､養地和用地相結合的豆類穀類作物輪作制｡長期以來，古代農民就知道把多年種過豆科植物的土壤移到新種植豆類的田裡去，以保證新種植豆類的良好生長｡用現代的觀念來解釋，這就是對豆科根瘤固氮菌的利用。而國外可以追溯到1895年，德國研製了名為「Nitragin」的根瘤菌接種劑，是世界上最早的微生物菌劑。
我國成規模、成體系地研究和應用微生物肥料，可以分為4個階段。
第一階段，1950-1980年，1958年我國農業發展綱要把微生物肥料列為一項重要的農業技術措施，極大地促進了微生物肥料的研究與應用。60年代後期至70年代，固氮藍綠藻肥、「5406」抗生菌肥、VA菌根肥、生物鉀肥等微生物肥料得到大面積推廣應用。
第二階段，1980年-1990年，研究重心在於利用微生物的特性提高土壤中主要營養元素的含量，尤其是氮素的含量。80 年代後期，為了適應農業發展需求，微生物肥料的研究從單一的固氮菌劑逐步向複合多功能菌劑、菌肥發展，衍生出生物有機肥、複合微生物肥料等。
第三階段，1990-2006年，1996年農業部將微生物肥料納入生產資料登記管理。2000年《肥料登記管理辦法》進一步規範肥料登記管理。該階段研究重心在於通過微生物的生命活動，分解土壤中難溶的磷或鉀、固定空氣中的氮等方式為農作物提供多種養分。
第四階段，2006-至今，研究重心在於克服化學農業對農業環境及農產品質里的脅迫作用，順應從「解決溫飽」轉向「營養多元」的新趨勢，開發具有「營養、調理、植保」三效合一的肥藥兼效型」複合微生物肥料。
二、微生物肥料的定義和特點
本報告中所提及微生物肥料是根據農業農村部制定的行業標準《NY/T 1113-2006微生物肥料術語》中的定義來解釋的：微生物肥料是含有特定微生物活體的製品，應用於農業生產，通過其中所含微生物的生命活動增加植物養分的供應量或促進植物生長，提高產量，改善農產品品質及農業生態環境。
一般而言，微生物肥料需具備以下4個特徵：其一，為作物生長提供有益微生物，形成具有生物活性的微生物群落，產生對於作物生長環境的正面影響作用，而不是為作物生長直接提供營養成分；其二，微生物肥料中的微生物群落無法用肉眼觀察；其三，應用微生物肥料對自然環境不產生污染；其四，微生物肥料的肥效易受外界環境的影響。
目前，微生物肥料的主要功能可以總結成以下4點：提高土壤養分周轉效率、優化土壤團聚體結構、增進植物健康、增產提質增效。根據這4點主要功能，可以得出微生物肥料主要應用的3個方向，分別是營養、生長調節和生態。其中，最為常見是營養方向，這一方向又可細分到固氮、溶磷、解鉀和腐熟等方面。
三、行業進入高速發展階段，市場規模破400億
根據下圖可以得出，2014年到2022年，國內微生物肥料市場增長141.4億元，年複合增長速率達5.25%。除因新冠疫情影響行業發展，2019-2021年增速放緩，其餘年份均能保持超過7%的市場增速。根據35斗的數據模型推測，到2027年，國內微生物肥料的市場份額將達到617.9億元。
另據35斗統計，截至2023年1月1日，約有7190款產品按照微生物菌劑、生物修復菌劑、光合細菌菌劑、土壤修復菌菌劑、根瘤菌菌劑、濃縮微生物製劑、內生菌菌劑和複合微生物肥料八大類產品完成登記備案。其中，微生物菌劑數量最多，占比71.64%；排行第二的複合微生物肥料，占比25.22%。生物修復菌劑登記產品最少，僅1款，登記時間為2006年。
根據下圖，我們也能發現微生物菌劑產品年登記數量最高，主力產品依舊是微生物菌劑和複合微生物肥料。在其他類型的產品中，土壤修復菌菌劑在2018年後出現在登記目錄中，而濃縮微生物製劑則在2019年之後出現在登記目錄當中。這兩款產品可以排在登記產品數量總數的第三和第四位，足以說明這兩款產品的潛力。
從下圖可以得出，從2018年開始微生物肥料登記數量暴增。其中，2018年以後登記的微生物肥料占現完成肥料登記總數的89.46%。其中，2018年數量最高，登記產品2570款，占比35.74%；2019年登記產品760款，占比10.57%；2020年登記產品1144款，占比15.91%；2021年登記產品1066款，14.83%；2022年登記產品892款，占比12.41%。
根據35斗統計，截至2023年1月1日，約有2728家企業在農業農村部完成產品登記。其中，僅登記1款產品的1062家，占全部企業數量38.93%；登記少於5款產品的2508家，占全部企業數量的92.94%。
其中有10家企業，登記數量超過23款產品，分別是：北京航天恆豐科技股份有限公司登記32款產品；南京軒凱生物科技股份有限公司登記29款產品；領先生物農業股份有限公司登記29款產品；北京中農富源集團有限公司登記29款產品；沃地豐生物肥料科技(山東)股份有限公司登記28款產品；黎昊源生物工程（山東）有限公司登記28款產品；天津開發區坤禾生物技術有限公司登記26款產品；江蘇輝豐生物技術有限公司登記26款產品；上海綠樂生物科技有限公司登記23款產品；雷邦斯生物技術（北京）有限公司登記23款產品。
從全國範圍來看，通過企查查數據查詢，經營範圍涉及微生物菌劑和複合微生物肥料的企業共有3076家。其中，河南、山東、黑龍江三省註冊的企業數量最多，分別達到602家、471家和387家。超過100家企業的省份還有河北、陝西、遼寧、湖北和廣東。根據企業區域分布可以得出結論，在農業較為發達的省份，微生物肥料企業的數量居多。
四、行業觀點
微生物肥料技術推廣中心主任孟慶偉
我認為微生物肥料在未來的推廣模式上，應當提高企業或生物技術人員的地位，從國家農業政策和土壤治理的角度出發，使微生物肥料起到更好的作用，實現農業經濟可持續發展，達到品牌作用。
中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員、農業農村部微生物肥料質檢中心主任李俊
首先，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，並研究菌株活性保持技術，從源頭上保證產品功效。其次，採用新的組合技術，實現功能菌株組合功效上的「疊加」與「互補」。在功能上，可選用促生與防病、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，可採用細菌與真菌組合，發揮各自的特點，實現微生物肥料功能的提高與拓展。此外，還應研究建立微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。
中國科學院微生物生態研究所李少傑研究員
人工接種病原真菌會干擾土壤微生物結構，並導致根系病害發生，土壤接種植物生長促進微生物，可改變土壤微生物結構。生物肥企業在菌種的選擇上要遵循科學、專業的原則。
中國農業科學院阮志勇研究員
化肥農藥過量使用嚴重損害農業生態環境。微生物資料的合理、科學開發利用，對於改善土壤生態環境，降低肥料投入，提高作物產量和品質有著重要作用。
五、破局——微生物肥料行業機遇在哪裡？
當前困境
（1）產品質量參差不齊
由於我國微生物肥料企業規模較小，集中度低，領軍企業少，企業創新能力不足，微生物肥料產品同質化嚴重，主要體現在菌種類型單一、組合重複等方面，而針對不同地區、不同作物的功能性產品缺乏。
（2）產品效果不穩定
對農業微生物產品效果的制約因素認識還不深入，是農業微生物產品使用效果不穩定的直接原因。微生物肥料的使用效果通常受土壤環境、氣候條件、作物種類等的影響，存在效果不佳或者不穩定的情況。
（3）農業微生物科技創新和產業發展的基礎研發投入不足
從產業格局看，大型跨國微生物製劑企業占據了農業微生物菌劑市場的主導地位，而我國企業產業集成度低、規模零散，國際市場競爭力不足。雖然社會資本已經進入農業微生物產業，但技術研發仍依賴政府投入。農業微生物高新技術研發未能實現市場化導向，這是造成技術創新不足、產業發展滯後的重要因素。
（4）社會認知和農民接受度低
受微生物特性影響，微生物肥料生產、運輸、儲存所需成本較高，同時由於微生物在土壤和根際的生長、見效慢，限制企業對微生物肥料生產和研發的積極性。受試驗示範展示不足、技術培訓不到位、宣傳引導不充分等因素影響，廣大農戶對微生物肥料存在認識有限或不信任等問題。
解決對策
（1）建設農業微生物產業的法律法規體系
加強微生物種業管理體系建設，明確微生物種業發展、菌種資源管理、微生物安全等級等方面的法律法規。行業協會、企業參與建立行業層面的倫理共識，明確行業中生物安全和倫理「紅線」，保障農業微生物產業和相關生物技術的良性發展。
（2）完善使用技術
微生物肥料的核心是有效的活菌，如何維持肥料產品在土壤中的有效活菌數，是保障微生物肥料使用效果的關鍵。根據產品功能、菌種生物學特性等特點，建立配套的運輸、儲存技術，結合使用區域環境氣候特點、作物種類和土壤類型等因素，進一步完善施用技術，並與各項農業生產技術有機結合，建立相應的技術模式。
（3）實施基礎研究和前沿關鍵技術突破，加強研學合作
開展農業微生物產品創新研究，突破從高性能菌株到高性能產品所需的關鍵技術。提升農業微生物產業技術創新能力，為農業可持續發展提供微生物技術層面的解決方案。
（4）加大微生物肥料的宣傳培訓
加強與企業、農業新型經營主體、社會化服務組織的合作，通過建立示範區，展示微生物肥料產品。基層農技推广部門要加大對廣大農民和新型農業經營主體的培訓。還應發揮好媒體的宣傳作用，通過對微生物肥料產品、技術的宣傳，擴大社會影響力。
參考文獻
【1】我國農業微生物產業發展研究_周楊
【2】我國微生物肥料行業發展狀況_周璇
【3】我國微生物肥料研究現狀及其在作物上的應用進展_王景超
【4】環境友好型肥料與農業綠色發展_方爽
【5】我國生物肥料的發展現狀與應用_元文霞
【6】中國農用微生物菌肥登記情況及在草莓中的應用進展_李輝
【7】微生物肥料研究領域發展現狀與趨勢_宋琪
報告作者：黃瀧健
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