中國(guó)用占世界9%的耕地養(yǎng)活了全球近20%的人口，這一奇跡背后是化肥的“汗馬功勞”。然而，長(zhǎng)期過量施肥導(dǎo)致的土壤酸化、鹽堿化、有機(jī)質(zhì)流失等問題，正成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“攔路虎”。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)耕地退化面積占比超40%，土壤平均pH值在過去的45年間下降了0.5~1個(gè)單位，南方部分農(nóng)田土壤的pH值已逼近作物生長(zhǎng)的極限。
“農(nóng)業(yè)的命脈在土壤，土壤的命脈在有機(jī)質(zhì)?！敝袊?guó)工程院院士沈其榮一針見血。作為我國(guó)生物有機(jī)肥領(lǐng)域的開拓者，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深耕40余年，從傳統(tǒng)堆肥工藝革新到攻克哈茨木霉菌產(chǎn)業(yè)化難題，走出了一條“以有機(jī)養(yǎng)無機(jī)、以生物促生態(tài)”的土壤修復(fù)之路。近日，《農(nóng)資導(dǎo)報(bào)》與沈其榮院士交流了相關(guān)情況，聆聽他對(duì)土壤危機(jī)、技術(shù)突圍與產(chǎn)業(yè)未來的深度思考。
土壤危機(jī)：亟須生物有機(jī)肥的反哺
20世紀(jì)80年代后，農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移，傳統(tǒng)農(nóng)家肥逐漸被“省事高效”的化肥取代。種植戶為追求短期增產(chǎn)而盲目施肥，尤其是過量施用氮肥，導(dǎo)致土壤酸化加速。長(zhǎng)江以南原本偏酸性的紅黃壤地區(qū)（pH值4~5）pH值再降1個(gè)單位，將直接引發(fā)大面積減產(chǎn)；北方石灰性土壤（pH值8~8.5）若持續(xù)酸化，也會(huì)威脅糧食安全。
“土壤不是無限索取的對(duì)象，它需要被‘反哺’?！鄙蚱錁s指出，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)田有機(jī)質(zhì)含量?jī)H1.5%~1.8%，而歐美發(fā)達(dá)國(guó)家普遍達(dá)2.5%以上?！巴寥馈疇I(yíng)養(yǎng)不良’，如何扛起14億人的飯碗？”
2015年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部啟動(dòng)“化肥零增長(zhǎng)行動(dòng)”，十年間化肥用量從峰值的6000萬噸（氮磷鉀養(yǎng)分）降至5200萬噸。但對(duì)比歐美，我國(guó)單位面積化肥用量仍高出近一倍，而糧食產(chǎn)量增幅卻逐年收窄。
“化肥減量不能‘一刀切’，必須與土壤培肥同步推進(jìn)?！鄙蚱錁s解釋，我國(guó)提出用30~50年將化肥養(yǎng)分總量降至3500萬噸，這個(gè)1700萬噸養(yǎng)分實(shí)際上是由有機(jī)類肥料填補(bǔ)?！斑@需要每年新增3億~4億噸商品化有機(jī)肥產(chǎn)能?！?br/>
“中華農(nóng)耕文明五千年，靠的就是‘取之于田、還之于田’的循環(huán)智慧。”沈其榮以南京浦口農(nóng)田試驗(yàn)為例：連續(xù)5年施用生物有機(jī)肥的水稻田，有機(jī)質(zhì)含量從1.2%提升至2.1%，水稻增產(chǎn)12%，稻米食味值顯著提高。“秸稈、畜禽糞便、廚余垃圾……這些‘放錯(cuò)位置的資源’，正是土壤修復(fù)的‘良藥’?！?/p>
技術(shù)突圍：哈茨木霉菌產(chǎn)業(yè)化破局
“如果說芽孢桿菌是土壤生態(tài)的‘建筑師’，那么哈茨木霉菌就是‘特種兵’。”沈其榮形象地比喻，“木霉真菌與芽孢桿菌的差異非常大，就相當(dāng)于在籃球場(chǎng)上姚明與我的差異，姚明相當(dāng)于哈茨木霉菌，而我呢，就相當(dāng)于芽孢桿菌?！?br/>
據(jù)他介紹，哈茨木霉菌能促進(jìn)根系生長(zhǎng)、抑制病原菌、修復(fù)土壤微生態(tài)，但規(guī)?；a(chǎn)長(zhǎng)期受困于雜菌污染難題。
“過去20年，我國(guó)有機(jī)肥和生物有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。我們市場(chǎng)上流通的生物有機(jī)肥，大部分都是芽孢桿菌生物有機(jī)肥，因?yàn)樗鄬?duì)容易生產(chǎn)，而市場(chǎng)上為什么沒有哈茨木霉真菌生物有機(jī)肥呢？主要是這個(gè)哈茨木霉真菌不太好生產(chǎn)?！?沈其榮娓娓道來。
傳統(tǒng)發(fā)酵需在無菌環(huán)境下進(jìn)行，成本高昂。2010年起，沈其榮團(tuán)隊(duì)篩選數(shù)千株菌種，最終發(fā)現(xiàn)哈茨木霉菌的耐酸特性（存活pH值2~2.5）。“我們將發(fā)酵基質(zhì)的pH值調(diào)至2.5，雜菌無法存活，木霉菌卻能‘獨(dú)占鰲頭’?！边@項(xiàng)突破使開放式大規(guī)模生產(chǎn)成為可能，成本降低30%。2017年，該技術(shù)落地根力多生物科技股份有限公司，建成國(guó)內(nèi)首條萬噸級(jí)哈茨木霉菌生產(chǎn)線。歷經(jīng)八年“長(zhǎng)征”，沈其榮院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了哈茨木霉菌從“實(shí)驗(yàn)室”到“生產(chǎn)線”的跨越。
“根力多股份這幾年下了很大功夫，對(duì)哈茨木霉菌技術(shù)工藝進(jìn)行生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，我相信這對(duì)我國(guó)木霉菌生物有機(jī)肥這個(gè)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)很大的推動(dòng)，而哈茨木霉菌對(duì)作物生產(chǎn)及我國(guó)農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)也會(huì)很快顯現(xiàn)出來?！?沈其榮笑著說。
沈其榮院士在田間查看實(shí)驗(yàn)效果
據(jù)沈其榮介紹，在南京江寧大棚黃瓜種植區(qū)，使用含木霉菌生物有機(jī)肥的地塊，作物根系長(zhǎng)度增加1.8倍，霜霉病發(fā)病率下降70%，畝均增產(chǎn)25%?！澳久咕堋棥鲆粡埍Ｗo(hù)網(wǎng)，讓病原菌無從下手?！鄙蚱錁s展示了一組顯微照片：木霉菌絲纏繞在作物根毛上，形成物理屏障，同時(shí)分泌幾丁質(zhì)酶溶解病原菌細(xì)胞壁。
“生物有機(jī)肥不是簡(jiǎn)單‘菌+肥’，而需‘菌——肥——土壤——作物’四者協(xié)同。所以要從認(rèn)知上實(shí)現(xiàn)從‘單兵作戰(zhàn)’到‘系統(tǒng)集成”的轉(zhuǎn)變?！鄙蚱錁s分析說。
沈其榮團(tuán)隊(duì)開發(fā)出“功能菌定向馴化”技術(shù)：針對(duì)鹽堿地篩選耐鹽菌株，針對(duì)連作障礙田選用生防菌株，甚至為不同作物定制專屬菌群?！拔覀?cè)趯幭柠}堿地種植枸杞，施用耐鹽堿菌肥后，果實(shí)多糖含量提升15%?！?/p>
產(chǎn)業(yè)困局：低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)、技術(shù)斷層與認(rèn)知局限
其次是企業(yè)短板：從“作坊”到“工廠”的蛻變之痛?！霸S多企業(yè)連測(cè)pH值的操作都不規(guī)范?！鄙蚱錁s提到某次調(diào)研經(jīng)歷：一家有機(jī)肥廠車間氨氣濃度超標(biāo)，一走進(jìn)去就被熏得淚流滿面，卻不知用廢硫酸噴霧中和?！拔覀兣嘤?xùn)企業(yè)用‘百克肥+五百克水’靜置測(cè)pH值，竟被當(dāng)作‘高新技術(shù)’。所以有機(jī)肥企業(yè)的科研能力亟待提高，科技短板亟待補(bǔ)齊。”
最后就是農(nóng)戶認(rèn)知：短期效益與長(zhǎng)期主義的博弈。“小農(nóng)戶算的是當(dāng)季賬，規(guī)?；r(nóng)場(chǎng)算的是十年賬?！鄙蚱錁s以云南咖啡種植園為例介紹，連續(xù)3年施用生物有機(jī)肥的莊園，土壤疏松度顯著改善，咖啡豆每千克溢價(jià)2~3元，但前期投入增加讓散戶望而卻步?！氨仨毥ⅰ畠?yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)’機(jī)制，讓農(nóng)民看到長(zhǎng)效收益。”他建議推廣“有機(jī)肥+品牌農(nóng)產(chǎn)品”模式，如五常大米、贛南臍橙等，通過產(chǎn)業(yè)鏈延伸提升附加值。
沈其榮院士指導(dǎo)無人機(jī)噴灑哈茨木霉菌劑
未來圖景：有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)的“黃金三十年”
其次是技術(shù)融合，未來的肥料產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是“有機(jī)+無機(jī)+微生物”三位一體?！拔磥矸柿弦欢ㄊ菑?fù)合功能型?！鄙蚱錁s團(tuán)隊(duì)正研發(fā)“智能緩釋有機(jī)肥”，通過包膜技術(shù)控制養(yǎng)分釋放速率，搭配功能菌群動(dòng)態(tài)調(diào)控土壤環(huán)境。在東北黑土地保護(hù)性耕作區(qū)，這類肥料使玉米氮肥利用率從30%提升至55%，畝均減少投入成本100元。
此外就是有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)需要產(chǎn)業(yè)升級(jí)，從“小而散”到“大而強(qiáng)”。沈其榮呼吁培育行業(yè)龍頭，通過兼并重組形成區(qū)域性大型企業(yè)，配套智能化發(fā)酵槽、菌種擴(kuò)繁車間等設(shè)施。他特別點(diǎn)贊根力多股份投資1.7億元建成亞洲最大木霉菌生產(chǎn)線，其產(chǎn)品將覆蓋全國(guó)20余個(gè)省份。
“土壤是有生命的，它需要呼吸、需要營(yíng)養(yǎng)、需要微生物的陪伴。從‘求溫飽’到‘求生態(tài)’，中國(guó)農(nóng)業(yè)正在經(jīng)歷歷史性轉(zhuǎn)折。這條路或許要走30年、50年，但只要方向正確，‘慢’即是‘快’?！?br/>
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