微生物资源在农业中的应用

微生物资源在农业中的应用(2012-04-22 20:51:29)转载▼标签：杂谈分类：作业~之类的

摘要：以科技为先导转变农业结构和机制是农业现代化必经之路，特别是生物技术在农业中的重要作用不可小视。生物技术包含分支繁多，其中的微生物工程及酶工程是最主要的分支之一，在农业应用中极为广泛，如微生物肥料、微生物饲料、微生物农药在农业生态中都有应用，并且仍有巨大的开发价值。

关键词：微生物肥料；微生物饲料；微生物农药；生态农业

The Factor of Microorganism Resource in Our Agriculture

Abstract:Science and technology is the most important factor to change the structure and mechanism of our agriculture,particularly biotechnology.Among lots of branches,microbial engineering and enzyme engineering are outstanding and spread in sort of agricultural field.

Key word:microbiological fertilizer；microbiological forage；microbiological pesticide；fermentation ecological agriculture

“我国要进行一次新的农业科技革命”，这是江泽民总书记于1996年9月26日果断做出的英明决策[1]。我国农村人口众多，可耕地面积相对较少，农业机械化程度不高，农产品深加工能力弱，农产品市场狭窄等方面的不足和困难给国家造成了沉重的负担。令人欣喜的是，生物技术等高新技术的发展使我国农业生产发生了巨大变化，令农民看到了转机。

在生物技术众多领域中，微生物（酶）工程技术是农业技术革新中的最主要力量之一[1]。我国拥有世界10%的生物资源，据不完全统计其中微生物种类有3万种[2]，意味着我国的微生物工程和酶工程研究具有很大的发展潜力。

1微生物肥料

微生物肥料是指一类含有活微生物的特定制品，应用于农业生产中，作物能够获得特定的肥料效应，在这种效应的产生中，制品中活微生物起关键作用。微生物肥料作为一种新型肥料，施入土壤后，通过特定菌株的快速繁殖，能固定大气中的氮素，释放土壤中固定态的磷、钾元素，使得环境的养分潜力得以充分发挥并为作物生长营造一个良好的土壤微生物环境，在减少化肥用量、降低环境污染、提高农作物品质等方面具有重要意义。尤其是集固氮、解磷解钾和作物生长刺激素于一身的复合微生物肥料的研发在农业可持续发展中有举足轻重的作用。

1.1微生物肥料的作用

1.1.1微生物在自然生态系统中的作用

微生物作为自然生态系统的基本组分，履行着主要分解者的作用，推动着自然界养分元素的生物化学循环过程，是大自然中元素的平衡者。

1.1.2 微生物对土壤肥力的特殊作用

在土壤—植物生态系统中，微生物对土壤肥力的作用至关重要。微生物一方面分解有机物质形成腐殖质并释放出养分，另一方面又转化土壤碳素和固定无机营养元素。土壤微生物对于系统中的养分循环和植物有效性主要有两方面的作用：一是微生物自身含有一定数量的C、N、P、S等，可看成一个有效养分的储备库；二是土壤微生物通过其新陈代谢推动着这些元素的转化与活动。

1.1.3 刺激和调控作物生长

许多用作微生物肥料生产的微生物种类在生长繁殖过程中产生对植物有益的代谢产物，如生长素、吲哚乙酸、维生素、氨基酸，能够刺激和调节作物生长，使植物生长健壮，营养状况改善，进而有增产效果。

1.1.4 减少或降低植物病（虫）害

研究证明，多种微生物可以诱导植物的过氧化物酶、苯甲氨酸解氨酶、脂氧合酶、葡聚糖酶等参与植物防御反应，利于防病抗病。有的微生物种类还能产生抗菌素类物质，有的则是由

于在植物根区形成优势种群，使病原微生物难以生长繁殖而降低了作物病虫害的发生。

1.2微生物肥料的种类

微生物肥料的种类较多，按照制品中特定的微生物种类可分为细菌肥料（如根瘤菌肥）、放线菌肥料（如抗生菌肥料）、真菌类肥料（如菌根真菌）；按其作用机理分为根瘤菌肥料、固氮菌肥料（自生或联合共生类）、解磷菌类肥料、硅酸盐菌类肥料；按其制品内含分为单一的微生物肥料和复合（或复混）微生物肥料。

除此以外，还有一些其他微生物肥料，有的正在研究，有的则由于多种原因其应用受到限制，例如：AM菌根真菌肥料，使用的菌种包括由内囊霉科多数属、种形成的泡囊一丛枝菌根。2微生物发酵饲料

2.1微生物发酵饲料分类及原料来源

微生物发酵饲料主要分为4大类：固态发酵饲料，即利用微生物的发酵作用来改变饲料原料的理化性状，或提高消化吸收率、延长贮存时间，或解毒脱毒，将有毒饼粕转变为无毒、低毒的饲料；利用微生物在液态基质中大量生长繁殖的菌体以及生产单细胞蛋白（SCP）如酵母饲料、细菌饲料以及菌体蛋白（MBP）；利用现代化的微生物工程，发酵积累微生物有用的中间代谢产物或特殊代谢产物，以此生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等；培养繁殖可以直接饲用的微生物，制备活菌制剂，又称微生态制剂、益生素等[3]。

最常见的发酵原料包括薯类、籽实类、糠麸类、渣粕类、秸杆类、粪便、动物下脚料等。2.2微生物发酵饲料常用的菌种及生长条件

我国微生物资源丰富，用于工业发酵的微生物主要包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。饲料工业常用的细菌包括枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌等，适宜生长温度为30~37℃，适宜pH为7.0~7.2；常用放线菌的适宜生长温度是25~30℃，适宜pH为7.0~7.2；常用酵母菌包括啤酒酵母、假丝酵母和红酵母，适宜生长温度是24~32℃，适宜pH为 3.0~6.0；常用霉菌包括黑曲霉、米曲霉、白地霉和木霉，适宜的生长温度是25~30℃，适宜pH为3.0~6.0。

3 微生物农药

微生物农药是目前生物农药的一个最主要的组成部分，走在整个生物农药研究领域的前列[4]。包括微生物杀虫剂、微生物杀菌剂和除草剂。

3. 1.微生物杀虫剂

微生物杀虫剂是应用昆虫病原体作为杀虫的制剂。目前国内外研究利用的主要是细菌杀虫、真菌杀虫和病毒杀虫3大类。

细菌杀虫剂是应用最早的微生物农药，主要从昆虫病体上分离得到的病原菌。目前，世界范围内研究最多、应用最广泛的是苏云金杆菌(B.t.)、球形芽孢杆菌、金龟子芽孢杆菌和缓死芽孢杆菌等。其作用对象主要是咀嚼式口器的害虫，如鳞翅和双翅目等农作物害虫。球形芽孢杆菌对蚊幼虫特别是库蚊具有高毒力，金龟子芽孢杆菌可以防治地下害虫。苏云金杆菌能产生由蛋白质组成的伴孢晶体。B.t.毒蛋白晶体又称原毒素，昆虫取食后，毒素与受体结合，可以使昆虫发生致命的“败血症”而死亡。

真菌杀虫剂是通过体壁接触感染诱发害虫流行病的一种触杀性杀虫剂，具有其他微生物农药所没有的广泛杀菌等特点。美国第一次利用白僵菌防治麦长蝽，从而把虫生真菌发展为一类微生物杀虫剂[4]。

病毒杀虫剂是生物防治的重要手段之一。目前已知的昆虫病毒有1600 多种，60%左右为杆状病毒，可引起1100多种昆虫和螨类发病，可控制近30%的粮食和纤维作物的主要病虫害。应用最多的是核型多角体杆状病毒（NPV）和颗粒病毒（GV）。

3. 2 微生物杀菌剂

这是一个相当活跃的领域，已经获得农药三证的品种有井岗霉素、公主岭霉素、春雷霉素、