收稿日期:2022-11-09作者简介:陈晓燕(1968 ),女,湖南昭阳人,研究生,高级工程师,从事农用微生物菌剂研制开发生产,E-mail:961234669@㊂文献著录格式:陈晓燕.微生物肥料有效菌登记现状[J].浙江农业科学,2023,64(6):1412-1416.DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.20221133微生物肥料有效菌登记现状陈晓燕(漳州三炬生物技术有限公司,福建漳州㊀363601)㊀㊀摘㊀要:有效菌是微生物肥料登记的主要技术指标,是产品发挥生物功能的重要成分,了解应用广泛的菌种及其组合,为产业发展提供基础数据㊂通过梳理2020 2022年6月的微生物肥料的有效菌登记现状,统计分析菌种类别㊁有效菌类别㊁新增菌种及其登记数量㊂共有9980个微生物肥料有效登记证,有效菌以细菌为主,其次是真菌㊁放线菌,极少使用藻类植物㊂有效菌涉及42个菌属㊁157个菌种㊁3个藻属㊁6个藻种,由1~6及8个菌(藻)种组合成567类有效菌,复合菌类别以三菌(209类)㊁双菌(180类)㊁单菌(85类)为主,78个菌(藻)种仅用于复合菌,未以单菌登记㊂从登记产品的数量来看,约50%产品的有效菌是单菌,约40%是双菌,约90%含有芽孢杆菌和类芽孢杆菌,约70%使用枯草芽孢杆菌,约10%使用枯草芽孢杆菌+地衣芽孢杆菌,是登记数量最多的复合菌㊂2018年后新增的55个菌种登记212个产品,其中球孢白僵菌被54家企业登记63个产品,是应用最广泛的新菌种㊂当前,微生物肥料应用最广泛的单菌是枯草芽孢杆菌,复合菌是枯草芽孢杆菌+地衣芽孢杆菌,近年新增菌种中球孢白僵菌应用最多,主要用于生物防治㊂关键词:微生物肥料;登记证;有效菌;菌种中图分类号:S144㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:0528-9017(2023)06-1412-05㊀㊀微生物肥料是一类以微生物生命活动及其产物使农作物得到特定肥料效应的微生物活体制品,与其他肥料的本质区别是含有一定数量的特定功能的微生物[1]㊂可依据实际生产需要选择不同功能的菌种,生产不同功能的微生物肥料产品㊂微生物肥料产业近年发展迅速,截至2022年6月,我国共登记9980个微生物肥料产品,以微生物菌剂㊁生物有机肥㊁复合微生物肥料3大类为主,还有土壤修复菌剂㊁有机物料腐熟剂㊁根瘤菌菌剂㊁光合细菌菌剂㊁根瘤菌菌剂㊁内生菌根菌剂㊁微生物浓缩制剂,有粉剂㊁水剂㊁颗粒三种剂型㊂微生物种类繁多,具有特定的生物功效,‘微生物肥料生产菌种质量评价通用技术要求“(NY /T 1847 2010)[2]将菌种功能归纳为:提供或活化养分功能㊁产生促进作物生长活性物质能力㊁促进有机物料腐熟功能㊁提高作物品质功能㊁提高作物抗逆性能力㊁改良和修复土壤功能㊂可见,菌种决定了产品的生物功能,是微生物肥料生产的关键㊂当前,微生物肥料的有效菌登记日趋复杂,菌种涉及多个属,复合菌形式多样,然而对于登记现状未有详尽报道㊂该研究基于 农业农村部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验中心 发布的微生物肥料登记产品信息,统计分析截至2022年6月的有效菌登记数据,可更清晰地了解当前微生物肥料菌种应用情况,为生物农业探究㊁产品研发㊁行业发展提供基础数据㊂1 菌种登记情况分析1.1㊀登记菌种类别㊀㊀由表1可知,微生物肥料登记的有效菌涵盖45个属的163个种,其中菌类42个属㊁157个种,藻类3个属㊁6个种㊂菌类中:细菌21个属㊁78个种,真菌16个属㊁49个种,放线菌5个属㊁30个种㊂163个种共登记16037计次,细菌登记最多,为14349计次,占89.47%;真菌登记1491计次,占9.30%;放线菌登记184计次,占1.15%;藻类登记13次,占0.08%㊂芽孢杆菌㊁类芽孢杆菌㊁短芽孢杆菌㊁木霉㊁拟青霉㊁酵母㊁曲霉㊁乳杆菌㊁链霉菌㊁假单胞菌㊁白僵菌㊁根瘤菌㊁青霉菌等13个菌属的117个菌种登记频次均在40计次以上,共登记15897㊀㊀表1㊀微生物肥料登记菌种类别菌属菌种数/个登记计次菌株细菌芽孢杆菌1711643阿氏芽孢杆菌㊁贝莱斯芽孢杆菌㊁地衣芽孢杆菌㊁短小芽孢杆菌㊁纺锤形赖氨酸芽孢杆菌㊁甲基营养型芽孢杆菌㊁坚强芽孢杆菌㊁解淀粉芽孢杆菌㊁巨大芽孢杆菌㊁枯草芽孢杆菌㊁凝结芽孢杆菌㊁球形芽孢杆菌㊁沙福芽孢杆菌㊁嗜热脂肪地芽孢杆菌㊁苏云金芽孢杆菌㊁萎缩芽孢杆菌㊁蕈状芽孢杆菌类芽孢杆菌51901多黏类芽孢杆菌㊁固氮类芽孢杆菌㊁胶冻样类芽孢杆菌㊁克里布所类芽孢杆菌㊁皮尔瑞俄类芽孢杆菌短芽孢杆菌3401侧孢短芽孢杆菌㊁短短芽孢杆菌㊁茹氏短芽孢杆菌乳杆菌12196布氏乳杆菌㊁德氏乳杆菌㊁德氏乳杆菌保加利亚亚种㊁干酪乳杆菌㊁类干酪乳杆菌㊁类谷糠乳杆菌㊁乳酸乳杆菌㊁瑞士乳杆菌㊁嗜酸乳杆菌㊁酸鱼乳杆菌㊁希氏乳杆菌㊁植物乳杆菌假单胞菌778恶臭假单胞菌㊁绿针假单胞菌㊁球形红假单胞菌㊁施氏假单胞菌㊁嗜酸红假单胞菌㊁荧光假单胞菌㊁沼泽红假单胞菌(血红红假单胞菌)根瘤菌957大豆根瘤菌㊁弗氏中华根瘤菌㊁花生根瘤菌㊁基瘤固氮根瘤菌㊁绿豆根瘤菌㊁苜蓿根瘤菌㊁三叶草根瘤菌㊁豌豆根瘤菌㊁紫云英根瘤菌其他15个属细菌2573瓦恩兰德固氮菌㊁盐居固氮菌㊁圆褐固氮菌(褐球固氮菌)㊁菠萝泛菌㊁成团泛菌㊁保加利亚乳杆菌㊁发酵乳酸杆菌㊁鼠李糖乳杆菌㊁固氮红细菌㊁荚膜红细菌㊁类球红细菌㊁球形红杆菌㊁乳酸乳球菌(乳酸链球菌)㊁植物内微球菌㊁戊糖片球菌㊁谷氨酸棒杆菌㊁仁诺吉伯克霍尔德氏菌㊁真菌伯克霍尔德氏菌㊁罗氏甲基杆菌㊁扭托甲基杆菌㊁深红红螺菌㊁嗜硫小红卵菌㊁巴西固氮螺菌㊁埃氏慢生根瘤菌㊁嗜热链球菌小计217814349真菌木霉11561贵州木霉㊁哈茨木霉㊁棘孢木霉㊁加纳木霉㊁橘绿木霉㊁康宁木霉㊁里氏木霉㊁绿色木霉㊁拟康氏木霉㊁深绿木霉㊁长枝木霉拟青霉1302淡紫紫孢菌酵母16267巴斯德毕赤酵母(巴斯德驹田氏酵母)㊁产朊假丝酵母(杰丁毕赤酵母㊁杰丁塞伯林德纳氏酵母)㊁东方伊萨酵母㊁费比恩毕赤酵母㊁粉状毕赤酵母㊁果生梅奇酵母㊁解脂假丝酵母(解脂耶罗威亚酵母)㊁扣囊复膜孢酵母㊁膜醭毕赤酵母㊁膜瞨毕赤酵母㊁酿酒酵母㊁啤酒酵母㊁葡萄牙棒孢酵母㊁乳酸可鲁维酵母㊁少孢酵母㊁乙醇假丝酵母曲霉4202黑曲霉㊁米曲霉㊁温特曲霉㊁帚状曲霉白僵菌163球孢白僵菌青霉546拜赖青霉㊁产紫青霉㊁光孢青霉(常现青霉)㊁皮落青霉㊁平山正青霉其他10个属真菌1150厚孢轮枝霉㊁嗜热性侧孢霉(嗜热毁丝霉)㊁金龟子绿僵菌㊁白地霉㊁米根霉㊁根内根孢囊霉㊁丛植菌根㊁球孢囊霉门真菌(Glomeromycota)㊁黄孢原毛平革菌㊁粉红螺旋聚孢霉(粉红粘帚霉)㊁伊朗球囊霉小计16491491放线菌链霉菌26180阿维菌素链霉菌(除虫链霉菌)㊁白黑链霉菌㊁白浅灰链霉菌㊁白色链霉菌㊁不吸水链霉菌㊁淡紫褐链霉菌㊁淡紫灰链霉菌㊁弗氏链霉菌㊁橄榄色链霉菌㊁硅链霉菌㊁灰螺链霉菌㊁灰略红链霉菌㊁灰肉红链霉菌㊁灰色链霉菌㊁金色链霉菌㊁泾阳链霉菌㊁酒红土褐链霉菌㊁可可链霉菌㊁娄彻氏链霉菌㊁密旋链霉菌㊁热紫链霉菌㊁唐德链霉菌㊁天青链霉菌㊁微白黄链霉菌㊁细黄链霉菌㊁纤维素链霉菌其他4个属放线菌44速生短杆菌㊁沟诺卡氏菌㊁烟草节杆菌㊁甘蔗兰希氏菌小计530184藻类鱼腥藻35多变鱼腥藻㊁固氮鱼腥藻㊁水华鱼腥藻小球藻25蛋白核小球藻㊁小球藻单歧藻13小单歧藻小计3613总计4516316037计次,占总频次的99.12%㊂芽孢杆菌和类芽孢杆菌包含多种根际促生细菌㊁溶磷细菌㊁硅酸盐细菌[3],在微生物肥料行业应用最广泛,共有8939个登记证,占总登记量的89.57%㊂另外,从表1和图1可知,17种芽孢杆菌登记11643计次,占72.60%;5种类芽孢杆菌登记1901计次,占11.85%㊂木霉属可分解有机物料㊁抗菌抗病,具有繁殖能力强㊁环境适应性广㊁抗菌谱广等特点[4],是微生物肥料登记频次排名第三的菌属, 11种木霉菌登记561计次,占3.50%㊂拟青霉仅有淡紫拟青霉,因其对根结线虫卵侵染率达60%~ 70%[5],在农林作物的生物防治线虫病害中发挥重要作用[6-9],近年登记量渐增,达到302计次,占1.88%,排名第四㊂酵母和曲霉可降解纤维素㊁半纤维素,一般用于有机物料腐熟剂[10-11],16种酵母菌登记267计次,4种曲霉菌登记202计次㊂虽然登记了30种放线菌,但应用率不高,仅登记180计次㊂图1㊀不同菌属登记频次占比1.2㊀主要菌种登记情况㊀㊀表2是登记频次较多的11个菌种,应用最多的是枯草,组成307类有效菌,获得6833个登记证;其次是地衣㊁解淀粉㊁胶冻样,分别组成160㊁144㊁121类有效菌,获得2153㊁1839㊁1664个登记证㊂表2㊀主要菌种登记情况排名菌种登记计次单菌登记量/个复合菌登记量/个单菌ʒ复合菌组成有效菌类别量/个1枯草6833321436191ʒ1.1307 2地衣215331918341ʒ5.7160 3解淀粉183973011051ʒ1.5144 4胶冻样166412410391ʒ8.4121 5巨大470513981ʒ7.872 6哈茨木霉401923091ʒ3.467 7侧孢392753171ʒ4.266 8淡紫拟青霉302892131ʒ2.451 9多粘223441791ʒ4.150 10酿酒酵母22232191ʒ73.066 11苏云金21662101ʒ35.036㊀㊀注:芽孢杆菌㊁类芽孢杆菌㊁短芽孢杆菌出现频次较高,省略菌种属名㊂其中枯草㊁地衣㊁解淀粉㊁巨大㊁苏云金为芽孢杆菌,胶冻样㊁多粘为类芽孢杆菌,侧孢为短芽孢杆菌㊂㊀㊀从 单菌ʒ复合菌 一列来看,各菌种主要以复合菌登记,尤其是地衣㊁胶冻样㊁巨大㊁酿酒酵母㊁苏云金㊂1.3㊀登记菌种安全性㊀㊀按照‘微生物肥料生物安全通用技术准则“(NY/T1109 2017)[12]的 菌种安全分级目录 ,登记菌种安全等级见表3㊂第一级是安全菌种,共60个;第二级是有毒性风险的菌种,共42个;第三级是有致病风险的菌种,共3个,分别为成团泛菌㊁沟诺卡氏菌㊁真菌伯克霍尔德氏菌㊂58个菌(藻)种未列入NY/T1109 2017,安全等级未知㊂表3㊀登记菌种安全等级安全等级等级性质菌种数/个第一级免做毒理学试验的菌种60第二级需做急性经口毒性(LD50)试验的菌种42第三级需做致病性试验的菌种3第四级禁用菌种0未知未列入NY/T1109 2017的菌种582 有效菌登记情况分析有效菌由1~6及8个菌种组成,登记量从多到少为:单菌>双菌>三菌>四菌>五菌>六菌>八菌,单菌和双菌占总登记量的九成,其中单菌登记5092个,占比51.0%,双菌登记3916个,占比39.2%㊂共有567类有效菌,类别数从多到少的复合菌数量为:三菌>双菌>单菌>四菌>五菌>六菌>八菌㊂三菌类别最多209个,但应用率不高,仅登记824个,代表有效菌是枯草+解淀粉+地衣㊁枯草+胶冻样+地衣㊂双菌类别180个,登记3916个,是登记数量最多的复合菌,代表菌种枯草+地衣㊁枯草+胶冻样㊂有85个单菌登记,代表菌种枯草㊁解淀粉㊁地衣㊁胶冻样㊂八菌仅登记1个,产品为土壤修复菌剂㊂共有78个菌(藻)种仅登记了复合菌㊂68个菌(藻)种为企业独家登记(表4)㊂表4㊀有效菌组成复合菌类别登记量/个占比/%有效菌类别量/个类别占比/%代表有效菌及登记数量单菌509251.008515.0枯草3214个;解淀粉730个;地衣319个;胶冻样124个双菌391639.2018031.7枯草+地衣1016个;枯草+胶冻样919个三菌8248.3020936.9枯草+解淀粉+地衣73个;枯草+胶冻样+地衣71个四菌107 1.106812.0枯草+胶冻样+解淀粉+地衣9个五菌360.3622 3.9枯草+解淀粉+地衣+胶冻样+侧孢7个六菌30.0320.4枯草+解淀粉+地衣+绿色木霉+米曲霉+酿酒酵母2个八菌20.0210.2枯草+地衣+解淀粉+胶冻样+巨大+侧孢+哈茨木霉+阿维菌素链霉菌1个总计99801005671003 新增有效菌分析2018年起微生物肥料登记数量剧增,进入快速发展阶段,解读该阶段新登记有效菌可了解我国微生物肥料产业近年发展情况,为肥料企业研发产品明确方向㊂2018年1月 2022年6月,新增55个菌种(表5),获得212个登记证㊂其中,2022年1至6月新增2个菌种㊂从表6可知,新增菌种中, 热门新菌 排名首位的是球孢白僵菌,组成27类有效菌,由54家企业获得63个登记证,登记最多的有效菌是:多粘类芽孢杆菌+球孢白僵菌㊁苏云金芽孢杆菌+球孢白僵菌,分别9个㊂其他 热门新菌 是贝莱斯芽孢杆菌㊁密旋链霉菌和厚孢轮枝霉,分别获得18㊁13㊁12个登记证㊂表5㊀新增菌种(2018年1月至2022年6月)年份菌种数/个新增菌种201830德氏乳杆菌保加利亚亚种㊁发酵乳酸杆菌㊁纺锤形赖氨酸芽孢杆菌㊁根内根孢囊霉㊁固氮红细菌㊁固氮鱼腥藻㊁贵州木霉㊁果生梅奇酵母㊁厚孢轮枝霉㊁灰略红链霉菌㊁灰色链霉菌㊁加纳木霉㊁坚强芽孢杆菌㊁金龟子绿僵菌㊁可可链霉菌㊁类谷糠乳杆菌㊁密旋链霉菌㊁膜瞨毕赤酵母㊁皮尔瑞俄类芽孢杆菌㊁葡萄牙棒孢酵母㊁球孢白僵菌㊁茹氏短芽孢杆菌㊁沙福芽孢杆菌㊁深红红螺菌㊁深绿木霉㊁萎缩芽孢杆菌㊁小单歧藻㊁烟草节杆菌㊁伊朗球囊霉㊁乙醇假丝酵母20196阿氏芽孢杆菌㊁产紫青霉㊁橄榄色链霉菌㊁金色链霉菌㊁瓦恩兰德固氮菌㊁希氏乳杆菌20206贝莱斯芽孢杆菌㊁菠萝泛菌㊁扭托甲基杆菌皮落青霉㊁速生短杆菌㊁植物内微球菌202111埃氏慢生根瘤菌㊁丛植菌根㊁多变鱼腥藻㊁谷氨酸棒杆菌㊁橘绿木霉㊁克里布所类芽孢杆菌㊁罗氏甲基杆菌㊁啤酒酵母㊁仁诺吉伯克霍尔徳氏菌㊁酸鱼乳杆菌㊁小球藻20222淡紫褐链霉菌㊁绿针假单胞菌总计55212个登记证表6㊀部分新菌登记情况新增菌种登记量/个登记企业/家有效菌类别量/个代表有效菌球孢白僵菌635427多粘类芽孢杆菌+球孢白僵菌:9个苏云金芽孢杆菌+球孢白僵菌:9个贝莱斯芽孢杆菌181111枯草芽孢杆菌+地衣芽孢杆菌+贝莱斯芽孢杆菌:3个贝莱斯芽孢杆菌:3个密旋链霉菌1357解淀粉芽孢杆菌㊁密旋链霉菌:5个厚孢轮枝霉12127多粘类芽孢杆菌+厚孢轮枝霉:4个球孢白僵菌㊁厚孢轮枝霉:3个4 结论与展望微生物肥料有效菌主要使用细菌,其次是真菌㊁放线菌,极少使用藻类㊂细菌主要使用芽孢杆菌㊁类芽孢杆菌㊁乳杆菌㊁假单胞菌㊁根瘤菌,因为芽孢杆菌㊁类芽孢杆菌能够产生抗逆性极强的休眠体,在环境条件适宜时可长期保持活性,可制成货架期长㊁性能稳定的产品,因此,被多数微生物肥料企业青睐[1]㊂应用较多的细菌为枯草㊁地衣㊁解淀粉㊁胶冻样,分别获得6833㊁2153㊁1839㊁1664个登记证㊂真菌主要使用木霉㊁拟青霉㊁酵母菌㊁曲霉㊁白僵菌㊁青霉,应用较多的菌种为哈茨木霉㊁淡紫拟青霉㊁酿酒酵母㊁米曲霉㊁球孢白僵菌,其中球孢白僵菌是近年防治生物病害的 热门 新菌,其是经生物发酵生产与加工而获得的分生孢子粉剂,经萌发侵入目标害虫体内,破坏害虫组织并产生毒素,是防治多种害虫的真菌杀虫剂[13]㊂虽然放线菌的菌种达30种,但登记数不多,应用较少,放线菌能产生抗逆性较强的孢子[14],定殖土壤后分泌抗生素,具有生物防治功能,且种类资源丰富,在生物防治中具有广阔的开发前景[15]㊂登记证中约五成是单菌,双菌是应用最多的复合菌,三菌类别最丰富但应用不多,四菌以上登记甚少,我国微生物肥料产品菌种的使用正逐步从单一菌种向复合菌种转化,由单一功能向复合功能转化[16],利用不同菌种优势结合增强肥效,但在复合菌种研发过程中需注意不同菌种间的拮抗作用,避免拮抗达不到预期效果㊂枯草㊁地衣㊁胶冻样㊁巨大㊁酿酒酵母㊁苏云金主要以复合菌登记,此类在复合菌应用率较高的菌种可能具有以下特点之一:菌数高且稳定,用于稳定有效菌,如枯草㊁地衣㊁解淀粉;功效全或认可度高,菌数不高且不稳定,需借助其他菌种稳定有效菌,如胶冻样类芽孢杆菌;功效单一,需组合其他菌种丰富功能,如酿酒酵母㊁苏云金㊂第三级安全等级的菌种有3种,分别为成团泛菌㊁沟诺卡氏菌㊁真菌伯克霍尔德氏菌,该类菌种有引起人和动物感染致病风险,应谨慎使用㊂随着微生物肥料行业发展,菌种选用范围逐渐加大,应加强菌种准入监管,保证微生物肥料使用安全性㊂虽然登记菌种达100多种,但企业受限于资金㊁设备㊁人才短缺,或是急于求成,在优势菌株开发上投入较少,部分企业直接从商品菌粉中筛选菌株,造成肥料市场菌株雷同化问题普遍,优势菌株的开发利用是微生物肥料行业发展的机遇与挑战㊂参考文献:[1]㊀李俊,姜昕.微生物肥料生产应用技术百问百答[M].北京:中国农业出版社,2019.[2]㊀中华人民共和国农业部.微生物肥料生产菌株质量评价通用技术要求:NY/T1847 2010[S].北京:中国农业出版社,2010.[3]㊀郑立伟,闫洪波,张丽,等.微生物肥料发展及作用机理综述[J].河北省科学院学报,2020,37(1):61-67. 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