生物(wù)有(yǒu)机肥是指特定功能(néng)微生物(wù)与主要以动植物(wù)残體(tǐ)（如畜禽粪便、农作物(wù)秸秆等）為(wèi)来源并经无害化处理(lǐ)、腐熟的有(yǒu)机物(wù)料复合而成的一类兼具微生物(wù)肥料和有(yǒu)机肥效应的肥料。生物(wù)有(yǒu)机肥对实现资源节约型、环境友好型社会具有(yǒu)重要意义，是实现农业可(kě)持续发展的必然选择。

1 生物(wù)有(yǒu)机肥的研究背景

1．1 中國(guó)肥料行业现状

肥料是重要的农业生产资料，农业的持续稳定发展离不开肥料。化肥因其速效养分(fēn)含量丰富，增产效果显著，在生产中被广泛应用(yòng)。目前，中國(guó)的化肥生产量和使用(yòng)量位居世界第一。在生产方面，除氯化钾外，其他(tā)主要化肥品种均已呈现过剩状态。在应用(yòng)方面，存在肥料使用(yòng)结构不合理(lǐ)，过量施用(yòng)和利用(yòng)率低的问题，具體(tǐ)表现為(wèi)农民(mín)在生产过程中只注重化肥的使用(yòng)，对有(yǒu)机肥和微生物(wù)肥料则十分(fēn)轻视，且為(wèi)了获得更好的肥效，盲目加大化肥的施用(yòng)量。当前世界农作物(wù)化肥施用(yòng)量為(wèi) 120 kg／hm 2 ， 中國(guó)农作物(wù)化肥施用(yòng)量為(wèi) 328．5 kg／hm 2 ，遠(yuǎn)高于世界平均水平。化肥过量施用(yòng)、盲目施用(yòng)带来了成本的增加、环境的污染、土壤的退化等一系列问题。

土壤是一个國(guó)家最重要的自然资源。沈其荣认為(wèi)土壤基础地力是实现作物(wù)产量潜力的关键因素， 就每千克化肥在不同作物(wù)上的平均增产效果而言， 1975 年為(wèi) 25 kg 谷粒 ／kg化肥、 15 kg 油料 ／kg 化肥、 10 kg 棉花(huā) ／kg化肥； 2008 年為(wèi) 8～9 kg 谷粒 ／kg化肥、 6～7 kg 油料 ／kg 化肥、 5～6 kg 棉花(huā) ／kg化肥。 化肥报酬的急剧下降表明，随着化肥的長(cháng)期使用(yòng)，土壤的基础地力正在逐渐减弱， 而土壤基础地力的减弱已成為(wèi)影响中國(guó)农业可(kě)持续发展和农作物(wù)高产、稳产的重要限制因素。随着民(mín)众对环境问题和土壤循环利用(yòng)认知的逐步提高，传统的化肥已不能(néng)满足农业发展的需要，為(wèi)实现农产品可(kě)持续发展，发展高效环保肥料势在必行。

1．2 中國(guó)农业废弃物(wù)基本状况

农业废弃物(wù)是指在整个农业生产过程中被丢弃的有(yǒu)机类物(wù)质，主要包括农作物(wù)秸秆和畜禽粪便等。中國(guó)是农业大國(guó)，农业废弃物(wù)数量巨大。这些废弃物(wù)既是宝贵的资源，又(yòu)是严重的污染源，若不经妥善处理(lǐ)进入环境，将会造成环境污染和生态恶化。中國(guó)是秸秆资源最為(wèi)丰富的國(guó)家之一，根据专家的估计，每年可(kě)产生 9 亿多(duō) t 的秸秆。 然而，秸秆的资源化利用(yòng)率并不高，每年约有(yǒu) 20％ 的秸秆腐烂或焚烧，不仅造成了资源的浪费，而且给环境造成了极大的危害。

随着中國(guó)畜禽养殖业的快速发展，畜禽粪便的产生量也在迅速增加。研究表明，中國(guó)畜禽粪便产生量 1980 年超过了 14 亿 t ， 2011 年达 21．21 亿 t ，预计到 2020 年和 2030 年将分(fēn)别达到 28．75 亿 t 和37．43 亿 t 。 然而，现阶段绝大部分(fēn)畜禽粪便得不到充分(fēn)利用(yòng)。调查表明，目前中國(guó)大型畜禽养殖场的畜禽粪便无害化处理(lǐ)技术和能(néng)力不足， 再加之主观上也不想因处理(lǐ)粪便和废液增加更多(duō)的生产成本，致使养殖场所产生的畜禽粪便和废水多(duō)為(wèi)直接排放，给环境带来了极大的负面影响， 威胁着人类的安全与健康。

因此，积极探索农业废弃物(wù)资源化利用(yòng)的方式，使其化害為(wèi)利、变废為(wèi)宝，对中國(guó)农业的可(kě)持续发展具有(yǒu)重要意义。

1．3 生物(wù)有(yǒu)机肥是农业可(kě)持续发展的必然选择

基于目前化肥使用(yòng)和农业废弃物(wù)现状，积极寻求高效环保的化肥替代品，积极探索农业废弃物(wù)资源化利用(yòng)的方式，已成為(wèi)國(guó)内外农业研究的热点。在此背景下，生物(wù)有(yǒu)机肥以其独特的优势為(wèi)农业废弃物(wù)和作物(wù)生長(cháng)搭建起一座桥梁，开辟出一条以“农业废弃物(wù) － 生物(wù)有(yǒu)机肥 － 作物(wù)”為(wèi)循环模式的可(kě)持续发展道路。

首先，施用(yòng)生物(wù)有(yǒu)机肥是提高土壤基础地力、改善农产品品质的重要途径。生物(wù)有(yǒu)机肥研制和生产的初衷是集有(yǒu)机肥料和生物(wù)肥料优点于一體(tǐ)，既有(yǒu)助于提高作物(wù)产量，又(yòu)能(néng)培肥土壤、调控土壤微生态平衡、减少无机肥料用(yòng)量，从根本上改善农产品品质，符合中國(guó)农业可(kě)持续发展和绿色农产品生产的方向 。

其次，生产生物(wù)有(yǒu)机肥是农业废弃物(wù)资源化利用(yòng)的重要手段。农业废弃物(wù)中含有(yǒu)丰富的作物(wù)生長(cháng)必需的营养元素和有(yǒu)机养分(fēn)，将其资源化利用(yòng)制成生物(wù)有(yǒu)机肥，通过微生物(wù)的作用(yòng)使有(yǒu)机物(wù)矿质化、腐殖化和无害化，以供作物(wù)吸收利用(yòng)，不仅可(kě)以缓解农业废弃物(wù)对环境的压力，也可(kě)以变废為(wèi)宝，获得一定的经济效益。

综上所述，生物(wù)有(yǒu)机肥作為(wèi)一种高效无污染环保型产品，是农业可(kě)持续发展的必然选择。

2 生物(wù)有(yǒu)机肥的优势与作用(yòng)机理(lǐ)

2．1 生物(wù)有(yǒu)机肥的优势

生物(wù)有(yǒu)机肥是在堆肥的基础上，向腐熟物(wù)料中添加功能(néng)性微生物(wù)菌剂进行二次发酵而制成的含有(yǒu)大量功能(néng)性微生物(wù)的有(yǒu)机肥料。它与其他(tā)肥料相比具有(yǒu)培肥土壤、改善产品品质等优势。与化肥相比，生物(wù)有(yǒu)机肥的营养元素更為(wèi)齐全，長(cháng)期使用(yòng)可(kě)有(yǒu)效改良土壤，调控土壤及根际微生态平衡，提高作物(wù)抗病虫能(néng)力，提高产品质量；与农家肥相比，生物(wù)有(yǒu)机肥的根本优势在于：生物(wù)有(yǒu)机肥中的功能(néng)菌对提高土壤肥力、促进作物(wù)生長(cháng)具有(yǒu)特定功效，而农家肥属自然发酵生成，不具备优势功能(néng)菌的特效；与生物(wù)菌肥相比，生物(wù)有(yǒu)机肥包含功能(néng)菌和有(yǒu)机质，有(yǒu)机质除了能(néng)改良土壤，其本身就是功能(néng)菌生活的环境，施入土壤后功能(néng)菌容易定殖并发挥作用(yòng)；而生物(wù)菌肥只含有(yǒu)功能(néng)菌，且其中的功能(néng)菌可(kě)能(néng)不适合有(yǒu)的土壤环境，无法存活或发挥作用(yòng)。另一方面，生物(wù)有(yǒu)机肥比生物(wù)菌肥价格更為(wèi)便宜。

2．2 生物(wù)有(yǒu)机肥的作用(yòng)机理(lǐ)

2．2．1 发酵菌和功能(néng)菌的作用(yòng)

作物(wù)施用(yòng)生物(wù)有(yǒu)机肥后，其中的发酵菌和功能(néng)菌大量繁殖，对改良土壤、促进作物(wù)生長(cháng)、减轻作物(wù)病害具有(yǒu)显著效果。主要原因在于： ① 肥料中的有(yǒu)益微生物(wù)会在土壤中大量定殖形成优势种群， 抑制其他(tā)有(yǒu)害微生物(wù)的生長(cháng)繁殖，甚至对部分(fēn)病原微生物(wù)产生拮抗作用(yòng)，以减少其侵染作物(wù)根际的机会。 ② 功能(néng)菌发挥功效增进土壤肥力，比如施用(yòng)含固氮微生物(wù)的肥料，可(kě)以增加土壤中的氮素来源；施用(yòng)含解磷、解钾微生物(wù)的肥料，其中的微生物(wù)可(kě)以将土壤中难溶的磷、钾分(fēn)解出来，以便作物(wù)吸收利用(yòng)。 ③ 肥料中的许多(duō)微生物(wù)菌种在生長(cháng)繁殖过程中会产生对作物(wù)有(yǒu)益的代謝(xiè)产物(wù)，能(néng)够刺激作物(wù)生長(cháng)，增强作物(wù)的抗病抗逆能(néng)力。

2．2．2 生理(lǐ)活性物(wù)质的作用(yòng)

生物(wù)有(yǒu)机肥富含多(duō)种生理(lǐ)活性物(wù)质，比如维生素、氨基酸、核酸、吲哚乙酸、赤霉素等生理(lǐ)活性物(wù)质，具有(yǒu)刺激作物(wù)根系生長(cháng)、提高作物(wù)光合作用(yòng)的能(néng)力，使作物(wù)根系发达，生長(cháng)健壮；比如各种有(yǒu)机酸和酶类，可(kě)以分(fēn)解转化各种复杂的有(yǒu)机物(wù)和快速活化土壤养分(fēn)，使有(yǒu)效养分(fēn)增加，供作物(wù)吸收利用(yòng)；比如其中的抗生素类物(wù)质，能(néng)提高作物(wù)的抗病能(néng)力。

2．2．3 有(yǒu)机无机养分(fēn)的作用(yòng)

生物(wù)有(yǒu)机肥中既含有(yǒu)氨基酸、蛋白质、糖、脂肪等有(yǒu)机成分(fēn)，还含有(yǒu) N 、 P 、K 以及对作物(wù)生長(cháng)有(yǒu)益的中量元素（ Ca 、 Mg 、 S 等）和微量元素（ Fe 、 Mn 、 Cu 、 Zn 、 Mo 等）。 这些养分(fēn)不仅可(kě)以供作物(wù)直接吸收利用(yòng)， 还能(néng)有(yǒu)效改善土壤的保肥性、保水性、缓冲性和通气状况等，為(wèi)作物(wù)提供良好的生長(cháng)环境。

3 生物(wù)有(yǒu)机肥的发展现状

3．1 生物(wù)有(yǒu)机肥的生产现状

3．1．1 生产企业 南京农业大學(xué) 沈其荣教授 在2014 年底的一次访谈节目中提到，目前中國(guó)生物(wù)肥或生物(wù)有(yǒu)机肥企业 300 多(duō)家，登记产品 2 058 个，平均每个企业年生产量较小(xiǎo)。 其中大部分(fēn)企业没有(yǒu)菌种生产条件，而且各厂家的生产条件、技术水平及生产工艺不尽相同，产品质量参差不齐

3．1．2 生产用(yòng)菌种 生物(wù)有(yǒu)机肥质量的优劣主要取决于其中所含益生菌的作用(yòng)强度和活菌数量， 目前生物(wù)有(yǒu)机肥的生产中通常使用(yòng)活性强且耐高温、高渗、干旱等抗逆性较强的菌种，且在生产过程中要考虑各种菌剂之间的相互作用(yòng)，不可(kě)随意混合。 根据微生物(wù)在生产中的作用(yòng)可(kě)分(fēn)為(wèi)发酵菌和功能(néng)菌。 发酵菌多(duō)由复合菌系组成，具有(yǒu)促进物(wù)料分(fēn)解、腐熟、除臭的功能(néng)，常用(yòng)菌种有(yǒu)酵母菌、光合细菌、乳酸菌、放線(xiàn)菌、青霉、木(mù)霉、根霉等；功能(néng)菌是指能(néng)在产品中发挥特定的肥料效应的微生物(wù)，以固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌等為(wèi)主，在物(wù)料腐熟后加入。

3．1．3 生产工艺 生物(wù)有(yǒu)机肥的生产主要包括发酵菌促进物(wù)料腐熟过程、 添加功能(néng)菌二次发酵过程和成品加工过程。 通过发酵使物(wù)料完全腐熟是整个生产的关键环节，在发酵腐熟阶段，多(duō)数企业采用(yòng)槽式堆置发酵法。 水分(fēn)、 C/N 比、温度、 pH 、通风情况等过程参数直接影响物(wù)料腐熟的程度和发酵周期。 待物(wù)

料完全腐熟后，添加固氮菌、溶磷菌、解钾菌等复合功能(néng)菌群进行二次发酵，通过控制发酵条件提高产品中的有(yǒu)益活菌数，从而达到增强生物(wù)有(yǒu)机肥肥效的目的。发酵结束后，為(wèi)了提高产品的商(shāng)品性和保证产品中有(yǒu)益微生物(wù)的存活率，成品加工多(duō)以圆盘造粒后低温烘干工艺為(wèi)佳。

3．2 生物(wù)有(yǒu)机肥的应用(yòng)现状现阶段， 國(guó)内种植户施用(yòng)生物(wù)有(yǒu)机肥的积极性不高，生物(wù)有(yǒu)机肥使用(yòng)率相对较低，主要在蔬菜、水果、中草(cǎo)药、烟草(cǎo)等附加值较高的经济作物(wù)上应用(yòng)。但随着人们消费水平和安全意识的提高， 对绿色有(yǒu)机农产品的需求日益增强， 生物(wù)有(yǒu)机肥将会成為(wèi)农业生产的必然选择。目前，生物(wù)有(yǒu)机肥在一些生态示范區(qū)、绿色和有(yǒu)机农产品基地应用(yòng)取得了较好的效果， 这对生物(wù)有(yǒu)机肥今后的推广应用(yòng)起到良好的示范作用(yòng)。

3．2．1 生物(wù)有(yǒu)机肥对作物(wù)产量的影响 与施用(yòng)等价的化肥相比，施用(yòng)生物(wù)有(yǒu)机肥可(kě)使西瓜、番茄、大白菜、 菜心分(fēn)别增产 25．5％ 、 35．9％ 、 41．6％ 、 50．6％ ，达到极显著水平，对辣椒、花(huā)菜、棉花(huā)、水稻等也有(yǒu)显著

的增产效果（表 1 ）。 据夏飚报道，与施用(yòng)等价的磷酸二铵相比， 施用(yòng)阿姆斯生物(wù)有(yǒu)机肥可(kě)使花(huā)生增产33%。

3．2．2 生物(wù)有(yǒu)机肥对作物(wù)品质的影响 与单施化肥相比， 生物(wù)有(yǒu)机肥的施用(yòng)可(kě)显著增加大白菜和西瓜的直径、单株（果）质量；还可(kě)改善番茄、辣椒的品质，使番茄和辣椒中维生素 C 及还原糖的含量增加 。通过研究不同施肥方式对生菜品质的影响， 发现施用(yòng)阿姆斯生物(wù)有(yǒu)机肥可(kě)使生菜维生素 C 含量增加，总酸降低，糖酸比显著增加，同时可(kě)显著降低易诱发癌症的硝酸盐含量（表 2 ），在改善生菜口感、提高产品安全性方面具有(yǒu)重要作用(yòng)。

3．2．3 生物(wù)有(yǒu)机肥对土传病害的防治效果 國(guó)内外大量研究表明， 施用(yòng)生物(wù)有(yǒu)机肥可(kě)以有(yǒu)效防治土传病害。 利用(yòng)对枯萎病有(yǒu)拮抗作用(yòng)的多(duō)黏类芽孢杆菌制成的生物(wù)有(yǒu)机肥， 其田间防治效果达到 73％。由枯草(cǎo)芽孢杆菌 Ⅱ－36 和 Ⅰ－23 分(fēn)别制成的茄子专用(yòng)生物(wù)肥 BIO－36 和 BIO－23 ， 经盆栽试验验证，这两种肥料均能(néng)有(yǒu)效抑制茄子青枯病， 防病率分(fēn)别為(wèi)96％ 和 91％ ［ 16 ］ 。目前，生物(wù)有(yǒu)机肥在防治蔬菜、水果、烟草(cǎo)等作物(wù)土传病害方面效果十分(fēn)显著， 是防治土传病害的一条重要且有(yǒu)效的生态调控防病途径。

4 生物(wù)有(yǒu)机肥的发展趋势

4．1 发展对策

目前世界各國(guó)对农业的可(kě)持续发展问题高度关注，不断加大对生物(wù)有(yǒu)机肥的开发、生产及应用(yòng)力度。中國(guó)生物(wù)有(yǒu)机肥产业虽然有(yǒu)了一定的发展，但由于多(duō)方面的原因，仍存在一些不足和亟待改进完善的地方。未来，中國(guó)生物(wù)有(yǒu)机肥的发展还需从以下3 个方面进行努力

4．1．1 提高产品质量 提高生物(wù)有(yǒu)机肥产品质量，主要从菌种选育、 工艺优化和开发新(xīn)产品 3 个方面入手。在菌种选育方面，应加大对促进根系生長(cháng)、转化

土壤养分(fēn)、防控土传病害、消减与钝化根际有(yǒu)毒有(yǒu)害物(wù)质等特定功能(néng)的农业微生物(wù)菌种资源的挖掘与利用(yòng)。另外，為(wèi)保证产品在加工、运输、储存等过程仍保持较高的生物(wù)活性，应加强对抗逆性强的芽孢杆菌属的应用(yòng)。

在工艺优化方面，研发与建立不同固體(tǐ)有(yǒu)机废弃物(wù)堆肥资源化利用(yòng)技术与工艺，根据不同来源的废弃物(wù)，建立配套工艺与技术，以满足变化多(duō)端的有(yǒu)机废弃物(wù)资源化利用(yòng)产业需求。同时，优化工艺参数，进而提高产品质量、缩短生产周期、降低生产成本。在开发新(xīn)产品方面，结合生产实际，加大创新(xīn)力度。沈其荣教授在 2014 山(shān)东微生物(wù)肥料发展高峰论坛上提到， 未来应加强对新(xīn)型肥料产品—— — 全元生物(wù)有(yǒu)机肥的研发生产力度。 全元生物(wù)有(yǒu)机肥指的是集有(yǒu)机肥、化肥（包括速效化肥、控缓释化肥、稳定性化肥）、生物(wù)肥為(wèi)一體(tǐ)的新(xīn)型生物(wù)有(yǒu)机肥料。简单说，就是含有(yǒu)无机养分(fēn)、 功能(néng)菌和有(yǒu)机质 3 种养分(fēn)的肥料。它既可(kě)以给当季作物(wù)提供足够的养分(fēn)，还能(néng)為(wèi)土壤中增加有(yǒu)益菌和有(yǒu)机质， 改良土壤中的微生物(wù)區(qū)系，使得原来有(yǒu)病害的土壤、养分(fēn)转换慢的土壤，逐

渐变成健康的土壤、养分(fēn)转化快的土壤。未来应加强对新(xīn)型全元生物(wù)有(yǒu)机肥的复配技术与工艺的研发，生产出适合不同土壤、不同作物(wù)和不同气候条件的新(xīn)型全元生物(wù)有(yǒu)机肥料产品。

4．1．2 规范产品管理(lǐ) 目前市场上生物(wù)有(yǒu)机肥产品品种繁多(duō)，包装丰富多(duō)样，质量良莠不齐，针对这些问题， 相关行业管理(lǐ)部门应加强对产品的检测和监管，对于市场上的假冒伪劣行為(wèi)，必须严厉打击，严惩不贷。

4．1．3 加大推广力度 政府、 企业和相关农业技术部门应合力加强对生物(wù)有(yǒu)机肥的宣传、推广，可(kě)通过示范、讲解、现场指导等方式，向农民(mín)展示生物(wù)有(yǒu)机肥的应用(yòng)效果， 让农民(mín)从根本上了解生物(wù)有(yǒu)机肥的经济效益和生态效益， 提高农民(mín)使用(yòng)生物(wù)有(yǒu)机肥的积极性。

4．2 展望

生物(wù)有(yǒu)机肥的开发应用(yòng)不仅能(néng)為(wèi)绿色农业、有(yǒu)机农业的发展创造条件，还能(néng)将有(yǒu)机废弃物(wù)“变废為(wèi)宝”实现资源化利用(yòng)，具有(yǒu)较高的经济效益、生态效益和社会效益，是实现农业可(kě)持续发展的有(yǒu)力保障。未来生物(wù)有(yǒu)机肥必将成為(wèi)肥料行业生产和农资消费的热点，具有(yǒu)广阔的发展前景。