光合细菌在农业生产上的应用分析研究进展

光合细菌在农业生产上的应用研究进展

摘要：光合细菌是一种优质的有机肥，在农业作物上施用具有独特的功效，与其他微生物肥料相比，更具综合效

应。概述了光合细菌的性质，同时对光合细菌在农业中的作用以及在不同作物上的应用效果进行了介绍和展望。

关键词：光合细菌；农业生产；应用

Recent Research on Application of Photosynthetic Bacteria on Agricultural Production

Abstract：

Photosynthetic bacteria is a kind of high-quality organic fertilizer in agricultural crops, with unique functions

and hare higher comprehensive effects compared with other microbial fertilizer. The character of photosynthetic bacteria

was summarized in this paper，meanwhile the functions of photosynthetic bacteria and the applied effects on agriculture

were described and expected in this paper.

Key words：

Photosynthetic bacteria；Agricultural production；Application

由于农业上大量使用无机肥料与化学农药，造成土壤残

留农药的毒害，土壤盐化、板结严重，土壤肥力趋于衰竭；与

此同时，随着人们保健及环保意识的增强，人们对食品的要

求不仅局限于数量和品种，更注重质量。针对此种现状，开

发绿色食品是解决环境污染、保持农业可持续发展和提高城

乡人民生活质量的根本途径。生产绿色食品的关键是生产

过程无污染，应避免农药、肥料等造成的环境内部污染，应利

用生物技术防治。光合细菌因其本身特有的生理生化性质，

使其既具有理论意义又具有实用价值，成为现代生物技术研

究的热点之一。

1 光合细菌的性质

光合细菌

最早出现、具有光能生物合成体系的原核生物

［1］

。光合细菌

虽然个体极小，约为小球藻的5％左右，但却是自然界中重

要的微生物类群，它与其他光合生物一起构成了自然界生态

系统中的原始生产者。在厌氧光照条件下，光合细菌以氢或

有机物为供氢体，固定二氧化碳进行光合作用，也利用低级

脂肪酸、醇、醣类及某些芳香族化合物作碳源进行光合作用；

同时光合细菌具有固氮、氧化分解硫化物和胺类等有毒物质

的生理生态特性。光合细菌在其所处环境的碳素循环和物

质的转化中起着重要作用，因此光合细菌在农业上的应用已

成为近年研究利用微生物资源的重要内容

［2-6］

。

2 光合细菌在农业生产中的作用

光合细菌在改善植物营养、增加土壤肥力和抑制病原微

生物生长等方面均有重要作用

［7］

。

2.1 增强作物的光合作用光合细菌在有光照缺氧的环境

中能进行光合作用，利用光能同化二氧化碳。这不仅为自身细胞生长提供了所需的碳源，而且通过食物链使这些碳源又被其它生物利用。同时光合细菌能刺激作物分泌氨基乙酰

丙酸物质，该物质是合成叶绿素的必需成分，大量氨基乙酰丙酸物质的形成促进了叶绿素的合成，增强了光合强度，提高了光合效率。而光合细菌所产生的许多促生长因子、维生素、辅酶Q和光合色素等，可激活植物细胞的活性，提高作物光合作用的能力。

2.2 提高作物的固氮能力光合细菌有固氮能力，在固氮

酶的催化作用下，能固定分子氮，生成氨。同时，光合细菌还能与其它根瘤菌联合固氮。菌体分泌的胞外组分有益于微

生物生长，对根瘤细菌有刺激作用，促进放线菌和固氮菌大量繁殖，固氮菌增多有利于产生更多的生理活性物质，增强根系的固氮作用，增进土壤生物固氮，提高土壤肥力。因而在氮素循环中，光合细菌起桥梁作用。

2.3 促进花芽形成、果实膨大和作物早熟光合细菌富含

脯氨酸和尿嘧啶，这些物质作用于作物的生殖生长期，能促进花芽形成，提高结实率，同时提高果实品质；光合细菌所含类胡萝卜素能使植物花、果实的颜色的色度相应增加；光合细菌大量繁殖使作物植株表面生态层中有益微生物的含量

巨增，大量有益微生物的活动，改善土壤盐化、板结，有利于根系发育，促使作物茎秆粗壮、根系发达、叶色浓绿；光合细2619 卷04期

菌的分泌物、代谢物和菌体分解产物能刺激作物根系对养分吸收，改善植物营养条件，促进生长，促进作物早熟。另外，光合细菌在黑暗条件下能分解许多有机化合物，促进土壤、肥料中某些养分有效化，从而在有机质矿质化过程中做出了贡献，改善了土壤结构和养分状况。

2.4 提高作物抗毒、抗病能力大量使用化肥和农药使土

壤出现残留毒性，抑制了根系的生长发育。光合细菌能有效降解或氧化土壤中的残留农药、硫化氢和胺类等有毒化合物，对土壤起一定解毒作用，从而避免或减少上述毒物在农作物中的积累，保证农副产品的质量。光合细菌的一些活性菌株还含有抗细菌、抗病毒的物质，它在光照及黑暗条件下均有钝化病毒致病的能力以及抑制病原菌的能力，可在一定

程度上起到抗植物病害的作用。光合细菌还改变土壤中的

微生物区系，使土壤中的固氮菌、放线菌、根瘤菌等增加，使土壤中的丝状真菌减少，固氮菌的增殖能增进土壤生物固氮、增加土壤中生长刺激素和病菌抑制物的含量，放线菌的增多有利于土壤中抗菌素和激素类物质的增加，有利于清除和防治由丝状真菌引起的植物病害，对各种病害起一定的抑制作用。另外，光合细菌还能促进作物对各种养分的吸收，从而使植物体中各种必需元素的含量增加，这些必需元素是植物体中各种酶的激活剂，它们的增加能促进蛋白质、纤维素等物质的合成，从而能提高作物的产量和抗病能力。

3 光合细菌在农业生产中的应用

光合细菌具有独特的特性，是一种新型的“药+肥”型农

用生物制品

［8-9］

，对发展无公害生态农业生产具有重要意义，

应在农业生产上大力提倡。

3.1 在蔬菜种植中的应用效果近年来，光合细菌在蔬菜

种植中得到广泛应用。施用光合细菌菌肥不仅能够促进植

株生长，还能提高植物产量和品质。谢修志等

［10］

在大田生产

条件下研究光合细菌对叶类蔬菜上海青、黑叶白、小白菜、菜心、芥菜和生菜品质的影响，结果表明，光合细菌菌剂能显著提高叶类蔬菜的可溶性糖和维生素C含量，降低对人体有害的硝酸盐含量。谷军等

［11］

的实验表明：施用光合细菌菌肥

<10mL/m

2

）使辣椒的平均株高增加10.5%，V

C

含量增加21%，

产量增加24%；而在早春番茄上施用光合细菌菌肥<用量

10mL/m

2

），株高比对照高11.4%，产量增加18.4%，果实硝酸

盐含量降低29%，维生素C含量增加35.4%，亚硝酸盐含量降低78%；另外果实口感好，含水量低。陈克等

［12］

将光合细菌

用于黄瓜实验，结果PSB处理的大田黄瓜植株在株高、茎粗、株幅、叶数上分别比对照增大 58.61％、38.27%、30.34%、29.57%。同时，PSB处理的黄瓜枯萎数少而座果数多。而在

大棚黄瓜实验中，PSB处理区的植株的茎粗、株幅、叶数分别