微生物肥料和农业可持续发展课件.ppt
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- 微生物 肥料 农业 可持续发展 课件
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1、微生物肥料与农业可持续发展微生物肥料与农业可持续发展v微生物肥料是农业可持续发展必然选择微生物肥料是农业可持续发展必然选择v微生物肥料发展现状微生物肥料发展现状v微生物肥料标准和登记管理微生物肥料标准和登记管理v微生物肥料作用机理微生物肥料作用机理v微生物肥料研发与产业发展趋势微生物肥料研发与产业发展趋势提提 纲纲v中国肥料行业现状中国肥料行业现状v我国化学肥料应用方面存在的问题我国化学肥料应用方面存在的问题v微生物肥料是农业可持续发展的必然选择微生物肥料是农业可持续发展的必然选择一、微生物肥料是农业可持续发展必然选择一、微生物肥料是农业可持续发展必然选择1、产能过剩产能过剩:目前产能6000
2、万吨;表现在国内氮肥、磷肥产品自给有余;氮肥产能过剩40;磷肥产能过剩60;钾肥自给率显著提高;复混肥产能已经过剩。2、肥料品种结构有一定的改善肥料品种结构有一定的改善:配方肥、有机无机复混肥的比例逐年提高,以微生物肥料微生物肥料等新型肥料品种不断得到发展壮大。3、主要技术装备实现国产化技术装备实现国产化。4、面临的主要问题面临的主要问题有:天然气资源紧张,高品位磷矿短缺,钾资源垄断;优惠政策可能逐步收紧,出口政策存在不确定性;环境保护政策日益严格等。国内肥料行业现状:生产和使用居世界第一国内肥料行业现状:生产和使用居世界第一1、肥料使用结构不合理肥料使用结构不合理:重化肥,轻有机肥和微生物肥
3、料微生物肥料;重氮肥轻磷钾肥、重大量元素轻中微量元素。2、肥料使用量大,是发达国家的肥料使用量大,是发达国家的50以上;施用技术粗放以上;施用技术粗放。3、肥料利用率低肥料利用率低。4、对环境造成污染对环境造成污染。我国化学肥料应用方面存在的问题:使用结我国化学肥料应用方面存在的问题:使用结构不合理、过量施用和利用率低构不合理、过量施用和利用率低氮肥利用率仅氮肥利用率仅1030%!磷肥当季的利用率不到磷肥当季的利用率不到10 我国用肥最高的200个县年施氮522kg/ha。(张维理张维理,2019),2019)菜地单季施化肥高达菜地单季施化肥高达569-569-2000kg/ha2000kg/
4、ha!肥料利用率低,施用量大肥料利用率低,施用量大 赤 潮微生物肥料是农业可持续发展的必然选择微生物肥料是农业可持续发展的必然选择中国农业面临的主要问题:中国农业面临的主要问题:1、人口增长的压力,粮食保障安全人口增长的压力,粮食保障安全:2、资源紧缺,持续供给能力资源紧缺,持续供给能力:耕地、能源、动植物、微生物资源减少、水资源短缺严重3、土壤环境污染,可持续发展能力土壤环境污染,可持续发展能力:土壤生产力下降,环境的恶化4、农产品质量安全忧患,人类健康、社会稳定和谐问题农产品质量安全忧患,人类健康、社会稳定和谐问题:品质下降、农残、除草剂、重金属、抗生素污染、毒害。供给不足,总量保障危机,
5、价格上涨。耕地土壤污染剧增,耕地土壤污染剧增,“定时炸弹定时炸弹”隐患多隐患多太湖流域太湖流域年排放量:年排放量:4545 kg N/km2;46.5 kg P/km2;1/3耕地受耕地受DDTs 和和HCHs 污染。污染。浙江浙江:万亩良田,万亩菜地,:万亩良田,万亩菜地,Cd/Pb/Hg/As/Cu/Zn 等复合污染,与农药、等复合污染,与农药、POPs复合污染复合污染江苏江苏:约约1700万亩耕地污染万亩耕地污染广、深、珠、中、佛广、深、珠、中、佛等郊区:等郊区:Cd/Hg/Zn 广州广州:Cd 82%,Hg 77%;佛山:佛山:73%,97%农药残留、农药残留、POPs土土:生存之根本
6、生存之根本耕地土壤中持久性毒害耕地土壤中持久性毒害物质不断积累,土壤中物质不断积累,土壤中残留的农药残留的农药不断增加,不断增加,农田和菜地农田和菜地重金属重金属污染污染突出突出我国被污染的土壤面积已达到我国被污染的土壤面积已达到1300 万万1600 万万hm2,经济损,经济损失达失达 数百亿元数百亿元之巨。之巨。我国农业必须走可持续发展的道路我国农业必须走可持续发展的道路1、保持稳定、持续增长的农业生产率。保持稳定、持续增长的农业生产率。2 2、保持稳定、持续的土壤肥力。、保持稳定、持续的土壤肥力。3 3、保持健康、协调的生态环境。、保持健康、协调的生态环境。4 4、保持资源与环境的持续利
7、用、保持资源与环境的持续利用平衡协调:动物、植物、平衡协调:动物、植物、微生物关系和谐微生物关系和谐国家对生物肥料产业日益重视,推进了产业的快速发展国家支持微生物肥料行业发展:u出台出台促进生物产业加快发展的若干政策促进生物产业加快发展的若干政策(国办(国办发发200945号)号)u实施实施绿色农用生物产品高技术产业化专项绿色农用生物产品高技术产业化专项(发(发改办高技改办高技2009536号;号;u国家高技术产业化示范工程项目(发改委)国家高技术产业化示范工程项目(发改委);u国家土壤有机质提升试点补贴项目(农业部):秸国家土壤有机质提升试点补贴项目(农业部):秸秆还田中,政府采购腐熟菌剂,
8、提供农民使用;秆还田中,政府采购腐熟菌剂,提供农民使用;u中小企业创新基金:中小企业创新基金:解读:解读:促进生物产业加快发展的若干政策促进生物产业加快发展的若干政策u该文共分该文共分10 部分、部分、33 条款。提出的条款。提出的总体目标总体目标是是“加快把生物产业培加快把生物产业培育成为高技术领域的支柱产业和国家的战略性新兴产业育成为高技术领域的支柱产业和国家的战略性新兴产业”;u明确了明确了4 个政策目标个政策目标:技术、人才、资金等资源向生物产业集聚;建:技术、人才、资金等资源向生物产业集聚;建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的产业技术创新体系、培立以企业为主体、市场为导向、产
9、学研相结合的产业技术创新体系、培育有自主知识产权的创新型中小生物企业;加强生物技术专利保护和物育有自主知识产权的创新型中小生物企业;加强生物技术专利保护和物种种质资源保护,以及保障生物安全;种种质资源保护,以及保障生物安全;u确立了确立了3 方面的方面的“加大财税政策支持力度加大财税政策支持力度”措施措施:实施税收优惠政策,:实施税收优惠政策,对被认定为高新技术企业的生物企业,按照税法规定减按对被认定为高新技术企业的生物企业,按照税法规定减按15%的税率征的税率征收企业所得税;收企业所得税;u强调国家建立、实施生物产品市场准入制度(即强化目前的登记管强调国家建立、实施生物产品市场准入制度(即强
10、化目前的登记管理制度)。理制度)。v微生物肥料名称与种类微生物肥料名称与种类v生物肥力提出生物肥力提出v微生物肥料行业现状:行业数字微生物肥料行业现状:行业数字二、微生物肥料发展现状v 微生物肥料(microbial fertilizer)在我国又被称为菌肥、生物肥料(biofertilizer),也有人(国外)将其称为接种剂(inoculant)、拌种剂、菌剂。v 近些年有人将单纯的微生物制剂称为菌剂、接种剂,此类制剂用量小,主要用于拌种。v 将微生物制剂和有机物(畜禽粪便等)或有机、无机(氮、磷、钾)混合,用量较大的,称为生物肥料,简称菌肥。v 存在名称上的不同,但在微生物肥料的内含上都含
11、有一定量的特定功能的微生物,是这类制品的共同特点。(一)名称与定义的问题微生物肥料定义v 中国科学院院士,我国土壤微生物学的奠基人、华中农业大学陈华癸教授就微生物肥料的含义问题指出,所谓微生物肥料,“是指一类含有活微生物的特定制品,应用于农业生产中,能够获得特定的肥料效应,在这种效应的产生中,制品中活微生物起关键作用,符合上述定义的制品均应归入微生物肥料”。u 目前目前“国家标准(国家标准(GB20287-2019)”的定义:微生物肥料的定义:微生物肥料(microbial fertilizer/biofertilizer)-含有特定微生物活体的制品,应含有特定微生物活体的制品,应用于农业生产
12、,通过其中所含微生物的生命活动,增加用于农业生产,通过其中所含微生物的生命活动,增加植物养分的供植物养分的供应量或促进植物生长应量或促进植物生长,提高,提高产量产量,改善农产品,改善农产品品质品质及及农业生态环境农业生态环境。微生物肥料定义的微生物肥料定义的发展发展/新提法新提法:国外:国外v 生物肥料是一种极为重要的有效生态营养系统,该系统主要与生物,特别是微生物过程有关。v 这种有效的生物营养过程是土壤中存活的某些(功能/特定)微生物活动的必然结果,它可为植物提供氮、磷、钾等营养和一些有用的化合物。微生物可以活化土壤、提高土壤肥力、并为作物和其他生物的持续发展起到原动力的作用。突出养分的有
13、效性转化和生态营养系统过程微生物肥料种类的三种分法v按其制品中特定的按其制品中特定的微生物种类微生物种类可分为:细菌菌剂可分为:细菌菌剂/肥料肥料(如根瘤如根瘤菌肥、固氮菌肥菌肥、固氮菌肥)、放线菌菌剂、放线菌菌剂/肥料肥料(如抗生菌肥料如抗生菌肥料)、真菌类、真菌类菌剂菌剂/肥料肥料(如菌根真菌如菌根真菌),复合微生物菌剂,复合微生物菌剂/肥料;肥料;v按其按其作用机理作用机理分:有根瘤菌菌剂分:有根瘤菌菌剂/肥料,固氮菌菌剂肥料,固氮菌菌剂/肥料肥料(自生自生或联合共生类或联合共生类),解磷菌类菌剂,解磷菌类菌剂/肥料,硅酸盐菌类菌剂肥料,硅酸盐菌类菌剂/肥料,肥料,等;等;v按其制品内按
14、其制品内组成组成分:含有单一的微生物肥料和复合分:含有单一的微生物肥料和复合(或复混或复混)微微生物肥料。复合生物肥料。复合(或复混或复混)微生物肥料又有菌、菌复合,也有菌微生物肥料又有菌、菌复合,也有菌和各种添加剂复合的。和各种添加剂复合的。n产品分为两个大类产品分为两个大类:微生物菌剂微生物菌剂(简称菌剂类产品简称菌剂类产品):9 9个品种个品种 微生物肥料类微生物肥料类(简称菌肥类产品简称菌肥类产品):2 2个品种个品种n菌剂类包括:根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、菌剂类包括:根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、光合细菌菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂有机物料腐
15、熟剂(秸秆、粪便)、促生菌剂、复(秸秆、粪便)、促生菌剂、复合菌剂、菌根菌剂和合菌剂、菌根菌剂和生物修复菌剂生物修复菌剂(农药残留降解、克服作物重(农药残留降解、克服作物重茬)茬)n 菌肥类包括:生物有机肥(菌菌肥类包括:生物有机肥(菌+有机质有机质/肥)和复合微生物肥料肥)和复合微生物肥料(菌(菌+无机养分)无机养分)菌菌 剂剂 类类 产产 品品l菌剂类产品菌剂类产品:指一种或一种以上的目标微生物经工业化生产扩指一种或一种以上的目标微生物经工业化生产扩繁后直接使用或仅与利于该培养物存活的载体吸附所形成的活繁后直接使用或仅与利于该培养物存活的载体吸附所形成的活体制品。它在单位面积上的用量少,一
16、般每公顷使用量不超过体制品。它在单位面积上的用量少,一般每公顷使用量不超过 50千克(每亩不多于千克(每亩不多于 5千克)。千克)。l具体种类具体种类:按产品中特定的微生物种类或作用机理又可分为:按产品中特定的微生物种类或作用机理又可分为:根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、光合细菌根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、光合细菌菌剂、菌剂、有机物料腐熟剂有机物料腐熟剂、促生菌剂、复合菌剂、菌根菌剂和、促生菌剂、复合菌剂、菌根菌剂和生生物修复菌剂物修复菌剂等。等。微生物菌剂微生物菌剂有机物料腐熟剂有机物料腐熟剂微生物肥料类产品微生物肥料类产品n微生物肥料类产品微生物肥料类产品:
17、指目标微生物经工业化生产扩繁后指目标微生物经工业化生产扩繁后与营养物质等复合(与营养物质等复合(/复混)而成的、含有该培养物活复混)而成的、含有该培养物活体的制品。它在单位面积上的用量较大,一般每公顷体的制品。它在单位面积上的用量较大,一般每公顷使用量超过使用量超过 450千克(每亩多于千克(每亩多于 30千克)。千克)。n具体品种有:复合微生物肥和生物有机肥。具体品种有:复合微生物肥和生物有机肥。生物有机肥生物有机肥复合微生物肥料复合微生物肥料含有功能微生物和速效含有功能微生物和速效养分;养分;25公斤以上的公斤以上的大包装,用量在每亩大包装,用量在每亩25公斤以上公斤以上v 要实现农业可持
18、续发展,保障土壤的持续生产力,认为土壤肥力仅由物理肥力和化学肥力构成,提出了质疑?:一是土壤养分含量增加,但化肥报酬急剧递减:1975年:年:2019年:年:25kg 谷粒谷粒/kg化肥化肥10谷粒谷粒/kg化肥化肥15kg 油料油料/kg化肥化肥7油料油料/kg化肥化肥10kg 棉花棉花/kg化肥化肥5棉花棉花/kg化肥化肥 30年递减年递减5060二是土壤物理结构的恶化:在2019年澳大利亚学者(Lynette K.Abbott and Daniel V.Murphy)提出了生物肥力(soil biological fertility)的概念(二)生物肥力提出的背景土壤生物肥力(土壤生物肥
19、力(soil biological fertility)概念与微生物肥料理论基础 v 土壤肥力包括土壤生物肥力、土壤化学肥力和土壤物理肥力三个组分。土壤微生物(组成、数量和功能)是土壤生物肥力的核心。v 土壤生物肥力概念:是指生活在土壤中的微生物、动物、植物根系等有机体为植物生长发育所需营养的贡献。同时,生物过程对土壤的物理、化学特性起到良好的促进和维持作用。v 关于微生物肥料的理论基础的问题,一直在研究和探索之中。这主要是因为土壤环境中各种养分的转化与物质循环均在微生物主导作用下的复杂过程的结果。近几年中国农大的学者提出“养分生物有效性”和“根际(层)养分调控技术”也肯定了微生物在其中的不可
20、或缺的作用。2019年澳大利亚学者L.K.Abbott等提出“土壤生物肥力(soil biological fertility)”概念和相关的评价体系,丰富了微生物肥料的理论内涵。土壤肥力与3个组分的概念与微生物肥料理论基础 土土壤壤肥肥力力及及其其组组成成成成分分 定定 义义 土土壤壤肥肥力力 土土壤壤为为植植物物生生长长发发育育提提供供所所需需的的物物理理、化化学学、生生物物需需求求的的能能力力。同同时时也也包包括括土土壤壤持持续续、安安全全方方面面的的能能力力。土土壤壤生生物物肥肥力力 生生活活在在土土壤壤中中的的微微生生物物、动动物物、植植物物根根系系等等有有机机体体为为植植物物生生长
21、长发发育育所所需需营营养养的的贡贡献献。同同时时,生生物物过过程程对对土土壤壤的的物物理理、化化学学特特性性起起到到良良好好的的促促进进和和维维持持作作用用。土土壤壤化化学学肥肥力力 土土壤壤为为植植物物生生长长发发育育提提供供所所需需的的化化学学养养分分的的能能力力。同同时时它它应应对对土土壤壤物物理理和和生生物物过过程程,以以及及养养分分循循环环具具有有促促进进作作用用。土土壤壤物物理理肥肥力力 土土壤壤为为植植物物生生长长发发育育提提供供所所需需的的物物理理条条件件的的能能力力。同同时时它它具具有有维维持持土土壤壤结结构构不不破破坏坏、不不被被侵侵蚀蚀和和流流失失的的能能力力,并并对对土
22、土壤壤生生物物和和化化学学过过程程起起到到促促进进作作用用。(三)微生物肥料行业现状:行业数字企业总数:企业总数:800个以上。可登录相关网站查询:一是中国农业信息个以上。可登录相关网站查询:一是中国农业信息网(网(agri.gov);二是);二是 登录登录“农业部微生物肥料质检中心网农业部微生物肥料质检中心网”(sfi.caas.ac/biotestlab)年年 产产 量:量:800万吨万吨农业部登记证产品:农业部登记证产品:1200个(截止个(截止2019年年12月)月)累积应用面积:超亿亩(包括粮食、蔬菜、果树、中草药)累积应用面积:超亿亩(包括粮食、蔬菜、果树、中草药)出口产品种类和数
23、量显著增加:出口产品种类和数量显著增加:20个产品、近个产品、近10万吨万吨/年年已成为已成为生物产业和生物经济生物产业和生物经济的重要组成部分的重要组成部分我国微生物肥料标准体系基本建成我国微生物肥料标准体系基本建成核心企业群已经形成:核心企业群已经形成:近近1515年微生物肥料行业的基本情况一览表年微生物肥料行业的基本情况一览表 三、微生物肥料标准和登记管理三、微生物肥料标准和登记管理v 微生物肥料标准体系微生物肥料标准体系v 登记管理登记管理微生物肥料行业标准一览表类 别标 准 名 称标准号通用标准1、微生物肥料术语NY/T 1113-20192、农用微生物产品标识要求NY 885-20
24、19菌种安全标准3、微生物肥料生物安全通用技术准则NY 1109-20194、硅酸盐细菌菌种NY 882-2019产品标准5、农用微生物菌剂GB 20287-20196、复合微生物肥料NY/T 798-20197、生物有机肥NY 884-2019方法标准8、肥料中粪大肠菌群值的测定GB/T19524.1-20199、肥料中蛔虫卵死亡率的测定GB/T19524.2-2019技术规程10、农用微生物菌剂生产技术规程NY/T 883-201911、微生物肥料实验用培养基技术条件NY/T 1114-201912、微生物肥料田间试验技术规程及肥效评价指南NY/T 1536-201913、微生物肥料使用准
25、则NY/T 1535-201914、根瘤菌生产菌株质量评价技术规范 NY/T1735-2009 15、微生物肥料菌种鉴定技术规范 NY/T1736-2009 16、微生物肥料生产菌株质量评价通用技术要求 NY/T1847-2019 17、微生物肥料生产菌株鉴别-PCR方法 制订中制订中18、微生物肥料检验技术规程制订中制订中农用微生物菌剂产品技术指标农用微生物菌剂产品技术指标项项 目目剂剂 型型液液 体体粉粉 剂剂颗颗 粒粒有效活菌数有效活菌数(cfu)a ,亿,亿/g(mL)2.02.01.0霉菌杂菌数,个霉菌杂菌数,个/g(mL)3.01063.01063.0106杂菌率,杂菌率,%10.
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