【CIS特肥会】波兰Lidia Sas Paszt教授:创新型生物肥料提高园艺和土壤肥力的质量
波兰国家园艺研究所微生物学和根际系主任 Lidia Sas Paszt教授
定义:生物肥料是基于有机原料的制剂,包含氨基酸、糖类、维生素、植物激素、酶以及宏微量元素,并富含有益微生物及其代谢产物(如菌根真菌、溶磷菌等)。其核心作用为提高矿物质的吸收效率、促进光合作用、改善根际生物化学过程,并提升作物产量与健康品质。
分类
微生物类:硝化细菌、溶磷菌(如芽孢杆菌属)、菌根真菌(如丛枝菌根真菌AMF)及微生物联合体。
有机副产品类:植物/动物水解物、壳聚糖衍生物、堆肥与蚯蚓粪产品。
腐殖酸类:从褐煤或泥炭中提取的腐殖酸和富里酸,改善土壤吸附能力与微生物活性。
市场前景:
全球规模:2021年有机肥料市场规模达591亿美元,预计2028年增至881亿美元(年复合增长率6.9%);生物肥料细分市场2021年为99.5亿美元,2028年预计达221.3亿美元(年增长率12.1%)。
受欧盟化肥使用限制政策驱动,欧洲占全球生物肥料市场的30%,2024年市场规模预计达25亿美元。
菌种资源:波兰国家园艺研究所构建的“SYMBIO BANK”土壤有益微生物菌种库包含:
菌根真菌孢子:草莓根际18000个、苹果树10500个、梨树14000个等,总计53000个孢子。
功能细菌:荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)700株、溶磷菌550株、固氮菌300株等,总计3,500株。
菌剂开发与应用:
菌根真菌:与植物根系共生,扩大养分吸收面积。例如,AMF菌丝与苹果树根系结合后,木质部维管束直径增加,根皮层细胞淀粉积累量显著提升。
溶磷菌与固氮菌:芽孢杆菌(Bacillus subtilis)使胡萝卜与燕麦增产48.3%;假单胞菌(Pseudomonas sp.)使甜菜增产4-8吨/公顷。
联合菌群:微生物联合体(如假单胞菌与菌根真菌)通过协同作用提升抗逆性。例如,施用联合菌群的‘Elkat’草莓植株匍匐茎数量与长度增加20%-30%。
生物炭的作用机制:
固碳与土壤改良:生物炭增加土壤有机质含量、吸附能力与持水性,减缓气候变化。
微生物活性:富含微生物的生物炭显著提高根际细菌与真菌数量。。
有机肥料的应用案例:
堆肥与蚯蚓粪:富含纤维素的堆肥改善土壤结构,蚯蚓粪提取液抑制茎基腐病。
氨基酸肥料:植物源氨基酸(如蛋氨酸)增强抗寒与抗旱能力。秋季施用氨基酸的苹果树越冬存活率提高40%,春季霜冻耐受性增强。
腐殖酸制剂:与微生物复配后,腐殖酸减少除草剂药害,提升光合效率。
田间试验成果:
苹果与桃树:施用生物炭与菌剂的‘Ariwa’苹果树根系生长参数提升65%-179%;‘Meredith’桃树果实平均重量增加30%,最大果实来自生物炭与Florovit NPK联用组。
胡萝卜与黄瓜:菌根接种物使‘Nipomo’胡萝卜可销售产量增加25%;微生物富集腐殖酸使‘Adam’黄瓜菌根频率(F%)提高40%。
未来发展方向:
精准施肥技术:根据作物营养需求优化生物肥料剂量与施用频率,例如结合氮肥与叶面有机肥(如海藻提取物)。
废弃物资源化:利用酒糟、鸡粪等农业废弃物开发生物刺激剂,降低环境污染。
微生物-生物炭复合技术:进一步开发适应不同土壤条件的微生物-生物炭配方,提升土壤修复与作物抗逆能力。
从菌种资源库到田间应用,生物肥料技术通过微生物与有机材料的协同效应,显著提升土壤肥力与作物质量。其环境友好性与高效性为可持续农业提供了科学路径,未来在精准农业与生态修复领域潜力巨大。