隨著全球?qū)G色農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的重視日益增強(qiáng)，木霉—這顆農(nóng)業(yè)微生物領(lǐng)域的潛力之星，正熠熠生輝。它以其獨(dú)特的空間營養(yǎng)競爭、重寄生作用等機(jī)制，展現(xiàn)出強(qiáng)大的植物病害防治能力，同時能促進(jìn)作物生長，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。面對技術(shù)瓶頸與應(yīng)用挑戰(zhàn)，木霉正蓄勢待發(fā)，解鎖更多潛能，**農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的新篇章。

一

木霉 , 農(nóng)業(yè)的隱形“超級英雄”

雖然與發(fā)達(dá)國家相比有一定的差距，但我國農(nóng)用微生物市場正處在快速上升期。我國微生物肥料企業(yè)從 20 世紀(jì) 90 年代的*有 100 多家，現(xiàn)增長至 2000 多家，遍布 31 個省區(qū)市。微生物菌肥也從功能單一的菌肥發(fā)展為復(fù)合型菌肥，如有機(jī)無機(jī)復(fù)合菌肥、基因工程菌肥等。“木霉菌是國際公認(rèn)的三大生防微生物之一，是創(chuàng)制生物農(nóng)藥和菌肥重要的微生物資源?！敝袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所研究員蔣細(xì)良表示。目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的木霉產(chǎn)品主要有木霉生物農(nóng)藥和木霉菌肥兩大類，近年木霉生物刺***產(chǎn)品在市場上也開始得到應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，木霉通過定殖土壤與植物直接抑制病菌侵染 ；通過定殖植物誘導(dǎo)植物免疫基因的表達(dá)，提高作物抗病和抗逆境能力；通過強(qiáng)大的土壤內(nèi)繁殖能力快速占領(lǐng)根際土壤，吸附重金屬、鹽漬化離子、降解農(nóng)化物殘留和作物殘體，提高土壤生態(tài)健康水平；通過產(chǎn)生植物生長刺***和營養(yǎng)物質(zhì)，提高作物營養(yǎng)利用效率，促進(jìn)作物生長。然而，與化學(xué)農(nóng)藥和化肥相比，木霉菌在應(yīng)用上確實存在起效時間較長，無法立即顯現(xiàn)***效果等問題?！澳久巩a(chǎn)生防病和促生等效果需要一定時間，不能像化學(xué)農(nóng)藥和化學(xué)肥料那樣***。”上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師陳捷表示。實際上，不僅是木霉菌是這樣，其他微生物產(chǎn)品均是如此。這就要求在應(yīng)用木霉菌的時候應(yīng)盡量早用，如整地時就開始應(yīng)用，或在病害發(fā)生早期使用。當(dāng)然，木霉菌劑的優(yōu)勢也是非常突出的。陳捷表示，如果堅持多年使用木霉，可從根本上或持效解決土壤健康的難題，并且沒有產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險。而且，木霉可跨生育期防治全株病害，持效性好，因為木霉定殖進(jìn)入植物體內(nèi)后可成為內(nèi)生菌，隨植物生長而伴隨定殖。不過，目前木霉類產(chǎn)品與化學(xué)農(nóng)藥和化學(xué)肥料使用水平相比存在較大差距，這與我們目前微生物肥料質(zhì)量還不夠理想、應(yīng)用重視程度不足有關(guān)。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用意識的提升，木霉類產(chǎn)品有望在農(nóng)用微生物市場中占據(jù)更加重要的地位。

二

物種豐富，但稀有種類挖掘不足

與其他常見***類似，過去 20 年，隨著分子生物學(xué)的普及以及木霉菌在人們生活中占據(jù)的地位的提高，木霉菌急劇轉(zhuǎn)變?yōu)槲锓N豐富的屬。目前國際上登記的木霉生物農(nóng)藥已有 400多種，且 70% 的生物肥料均有木霉成分。截至 2024 年 8 月，我國登記的木霉生物農(nóng)藥有 24 個（加上已過期的一共有 35 個），西安鼎盛生物、上海萬力華、德強(qiáng)生物、美國拜沃、成都特普、山東泰諾等企業(yè)均有證件登記。同時，國內(nèi)登記的含木霉的菌肥種類豐富，總計 618 種，其中單一木霉成分的為 115 種，復(fù)合菌肥則高達(dá) 503 種，特別值得注意的是，有10 種復(fù)合菌肥同時融合了 2 種木霉成分。

根據(jù)統(tǒng)計，木霉菌肥登記企業(yè)有 430 多家，其中慕恩生物有 11 個木霉菌肥的登記證，是擁有木霉類登記證**多的企業(yè)。此外上海大井生物、中農(nóng)綠康、拜肯生物、北京航天恒豐、廣西田園、海南金雨豐、江蘇輝豐、金正大、山東漢微等企業(yè)也都擁有 4 個以上的登記證。

目前，已知的木霉菌有 250 余種，其中哈茨木霉、長枝木霉、棘孢木霉、綠色木霉等占據(jù)主導(dǎo)地位，特別是哈茨木霉，其應(yīng)用范圍**為***。據(jù)統(tǒng)計，我國含有哈茨木霉的各類菌肥 465 種 （其中只含有哈茨木霉一種木霉的有 456 種），占總數(shù)的 75.24%。其中，單一哈茨木霉成分的菌肥有 87 種，而包含哈茨木霉成分的復(fù)合菌肥則達(dá)到378 種。

由上從側(cè)面表現(xiàn)出，具有新功能和適應(yīng)性強(qiáng)的木霉資源較少，稀有種類挖掘不足，導(dǎo)致產(chǎn)品的同質(zhì)性嚴(yán)重。另外，木霉菌劑產(chǎn)品類型較少，主要是粉劑、顆粒、液體，其中粉劑 493 個、顆粒 102 個、液體 23 個。適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求的產(chǎn)品類型更是稀缺，需要結(jié)合生物工程技術(shù)和新生物材料開發(fā)新劑型產(chǎn)品。

因此，不少企業(yè)在劑型方面也在努力創(chuàng)新。譬如今年慕恩生物國內(nèi)較早木霉油劑農(nóng)藥產(chǎn)品將獲登記。據(jù)了解，木霉油劑是可分散油懸浮劑型，對環(huán)境友好，使用便利，乳化性能好，同時菌株可在稀釋體系中均勻穩(wěn)定分散，展著性優(yōu)異，極易在植物靶標(biāo)或光滑的葉面黏附定殖，從而可充分發(fā)揮有效成分的藥效。進(jìn)一步分析復(fù)合菌肥的組成，我們不難發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌等芽孢桿菌是木霉常搭配的伙伴。盡管如此，相較于芽孢桿菌制劑，木霉菌劑在國內(nèi)的應(yīng)用仍顯不足。陳捷表示，目前我國木霉菌劑在使用上與芽孢桿菌相比有較大差距，這與芽孢桿菌制劑相對易生產(chǎn)和易保存有一定關(guān)系。同時，也與木霉菌劑使用方法的宣傳與培訓(xùn)不足有一定關(guān)系。因此，木霉菌劑，尤其是木霉菌肥應(yīng)用上升空間很大。只要我們適應(yīng)農(nóng)業(yè)多樣化的生產(chǎn)需求，有針對性地開發(fā)新產(chǎn)品系列，并深化木霉菌的專業(yè)化及協(xié)同化田間應(yīng)用技術(shù)研究與推廣，木霉菌有望在農(nóng)業(yè)微生物菌劑市場中占據(jù)更加重要的地位，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

三

產(chǎn)品開發(fā)與推廣面臨多重挑戰(zhàn)

木霉菌產(chǎn)品作為一種具有廣泛應(yīng)用潛力的生物制劑，其在商業(yè)化進(jìn)程中卻面臨著多重挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)一：貨架期短與保存條件苛刻木霉活菌產(chǎn)品實際貨架期一般*有 3—6 個月，厚垣孢子在室溫下保存半年活性會下降 3 個數(shù)量級，分生孢子同樣條件下保存半年活性會下降 5 個數(shù)量級。而且，木霉活菌產(chǎn)品對保存條件有著較高的要求。這極大地制約了其商業(yè)化應(yīng)用。盡管已有一些技術(shù)能夠延長貨架期，如微膠囊包埋技術(shù)、在培養(yǎng)基中添加甘油或殼糖等物質(zhì)、減少產(chǎn)品含水量至 10% 以下或?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行抽真空處理，但這些方法的提升效果有限。挑戰(zhàn)二：應(yīng)用效果不穩(wěn)定木霉活菌產(chǎn)品的應(yīng)用效果不穩(wěn)定，這也制約了其推廣。譬如木霉菌株的適生區(qū)會影響其在不同區(qū)域的應(yīng)用效果 ；對土壤鹽漬化離子脅迫的敏感性限制了其在連作土壤或鹽堿土壤中的應(yīng)用 ；化學(xué)農(nóng)藥和化肥會抑制木霉孢子和菌絲的活性，從而限制了其與農(nóng)化物質(zhì)的復(fù)配使用 ；不同地區(qū)紫外線強(qiáng)度、土壤溫濕度、pH 值和微生物區(qū)系的影響也限制了其地域廣譜性。挑戰(zhàn)三：輔助成分與制備工藝的復(fù)雜性目前，市面上很多木霉產(chǎn)品中加入的營養(yǎng)輔助劑成分較多，其與木霉之間的關(guān)系研究尚不深入，這些輔助成分也會與農(nóng)業(yè)應(yīng)用環(huán)境中的各種營養(yǎng)、肥料、農(nóng)藥和植物發(fā)生互作，從而影響應(yīng)用效果及穩(wěn)定性。同時，制備工藝也需要提升，以降低菌劑生產(chǎn)成本，并加強(qiáng)低損傷或低損耗加工技術(shù)或**設(shè)備的開發(fā)。挑戰(zhàn)四：用戶認(rèn)知與操作技術(shù)的不足用戶對如何正確或科學(xué)使用木霉菌認(rèn)識不清。由于依靠木霉本身不能解決所有問題，農(nóng)戶將木霉產(chǎn)品與其他農(nóng)化物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配是常態(tài)，但農(nóng)戶不清楚木霉可與哪些農(nóng)化物質(zhì)復(fù)配。有時木霉產(chǎn)品中已經(jīng)加了輔助營養(yǎng)成分，而農(nóng)戶并不清楚，當(dāng)與農(nóng)戶自用的肥料、微量元素等復(fù)配時，可能會出現(xiàn)肥料超量而引發(fā)肥害。同時，很多農(nóng)戶不清楚不同作物比較好使用濃度、比較好使用時期和部位，應(yīng)用上也有一定的盲目性。在實際應(yīng)用中，并不是木霉用量越高越好，濃度過高會出現(xiàn)藥害現(xiàn)象，尤其對種子萌發(fā)和出苗影響較大。木霉的施用濃度、施用生育期、施用部位差異可產(chǎn)生不同的應(yīng)用效果。而且，很多產(chǎn)品營銷宣傳與生產(chǎn)實際結(jié)合不夠緊密，泛泛的介紹較多，不同作物和栽培模式下的應(yīng)用技術(shù)宣傳不夠。針對這一類問題，企業(yè)其實已經(jīng)做了大量的工作。譬如，對于目標(biāo)作物，以木霉產(chǎn)品為**，大井生物提供全程作物解決方案，為草莓、辣椒、大姜、番茄、西瓜、土豆等作物預(yù)防土傳病害，解決連作障礙，起到***減藥等作用。目前，已經(jīng)有不少地區(qū)對于木霉的使用有了一定的認(rèn)知。但企業(yè)還要持續(xù)加強(qiáng)木霉菌劑在不同地區(qū)、不同種植模式、不同施肥和施藥模式下的田間應(yīng)用技術(shù)試驗和示范，讓農(nóng)戶了解木霉菌劑的實用技術(shù)要點。挑戰(zhàn)五：市場產(chǎn)品質(zhì)量的參差不齊市場上的一些木霉產(chǎn)品本身也存在一定問題。譬如貨架期達(dá)不到包裝所標(biāo)識的標(biāo)準(zhǔn)，活孢子數(shù)量嚴(yán)重不足 ；少數(shù)木霉生物農(nóng)藥產(chǎn)品存在隱性添加化學(xué)成分的問題；木霉菌肥添加的營養(yǎng)物質(zhì)成分比較復(fù)雜，但標(biāo)識不明確 ；菌肥產(chǎn)品成分定量標(biāo)識不清，當(dāng)其與其他肥料和微肥混用時易產(chǎn)生肥害 ；缺少有特色或?qū)ｉT化的木霉菌劑，產(chǎn)品的性質(zhì)和功能同質(zhì)化嚴(yán)重……因此，要推動木霉產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用，企業(yè)就得加大技術(shù)研發(fā)投入，提升產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性，同時加強(qiáng)市場推廣和用戶教育，提高用戶對木霉產(chǎn)品的認(rèn)知和正確使用能力?？蒲袡C(jī)構(gòu)和****也應(yīng)該提供更多的政策支持和科研資源，共同推動木霉菌產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用推廣。

四

打破技術(shù)障礙，市場前景更加廣闊

木霉產(chǎn)品的市場阻礙其實歸根到底是技術(shù)障礙。陳捷認(rèn)為只要打破技術(shù)上的障礙，木霉產(chǎn)品未來的市場前景廣闊，使用也會更加***，更加多元化?！伴_拓制備長貨架期和高適配性木霉源產(chǎn)品，需要關(guān)鍵性突破技術(shù)。”陳捷指出，要在產(chǎn)業(yè)化水平上克服木霉的“天生”弱點，開發(fā)木霉源代謝物制劑是目前解決這一難題的突破口，也是未來發(fā)展方向。據(jù)了解，木霉可產(chǎn)生初生和次生代謝物。初生代謝物主要有糖、蛋白、脂、氨基酸、核酸和有機(jī)酸，主要是為植物提供營養(yǎng)性物質(zhì)、誘導(dǎo)植物免疫、修復(fù)土壤污染。次生代謝物有千余種，與防病促生有關(guān)的主要有：非核糖體肽類（如***肽、嗜鐵素、多硫代二酮哌嗪）、聚酮類、萜烯類、吡喃酮類。此外，木霉還能產(chǎn)生吲哚乙酸、赤霉素、玉米素、水楊酸等植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，作用主要是拮抗病原菌、誘導(dǎo)抗性、促進(jìn)作物生長。目前已有不少企業(yè)在木霉代謝產(chǎn)物的開發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展。譬如，大井生物實現(xiàn)了木霉代謝物工廠化生產(chǎn)。大井生物總經(jīng)理楊從洲表示，他們開發(fā)的木霉菌代謝產(chǎn)物產(chǎn)品，如碧苗、沃泰寶、實力寶等，解決了活菌復(fù)配性差的難題，可以和除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、肥料復(fù)配。譬如，金雨豐的六康素是哈茨木霉在特殊條件下誘導(dǎo)產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，具有促生防病的良好效果。在展望未來產(chǎn)品的創(chuàng)新與發(fā)展趨勢時，陳捷強(qiáng)調(diào)了兩個**方向 ：產(chǎn)品的高度專門化與功能的深度綜合性。一是產(chǎn)品專門化。譬如開發(fā)出作物*****型（如葉用型、根用型、花用型、果用型等），作物種類**型（如糧食作物生物種衣肥、瓜果蔬菜生物灌根肥等），病原菌**型（如抑制腐霉菌、鐮孢菌等**生防肥），功能**型（如木霉源免疫蛋白疫苗、生物刺***等）。二是功能綜合性產(chǎn)品。隨著合成生物學(xué)和代謝預(yù)測數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用，不同功能特點菌株組合設(shè)計更為科學(xué)，開發(fā)綜合功能理想的合成菌群肥及合成代謝物肥成為可能，功能綜合性產(chǎn)品有望成為一個重要的新產(chǎn)品發(fā)展方向。陳捷認(rèn)為，未來木霉 - 芽孢桿菌合成菌群肥料、木霉與其他微生物共生代謝物肥料產(chǎn)品是重點發(fā)展方向。尤其木霉 - 木霉、木霉 - 芽孢桿菌共代謝液產(chǎn)品是未來重點的開發(fā)方向。