生物菌肥的功能

多粘类芽孢杆菌肥的功能

（一）多粘类芽孢杆菌作为PGPR的应用

多粘类芽孢杆菌是植物根际促生菌(plant growth- promoting rhizobacteria, PGPR), 并且在农业领域已得到广泛的应用。

PGPR可以促进植物生长、提高作物产量。研究表明, PGPR 的作用机制包括以下几个方面：

(1)作为微生物肥料。PGPR可通过生物固氮作用、解磷作用、解钾作用等促进植物对这些物质的吸收, 或者可促进有益微生物与植物的共生等;

(2)产生植物激素。一些PGPR菌株可以通过分泌植物激素以促进植物根部的生长及影响根部形态;

(3)诱导植物抗性(Induced Systemic Resistance,ISR)。植物本身对植物病原体存在着潜在的防御机制, 这种防御机制可被病原体或者PGPR菌株诱发;

(4)生物防治作用。PGPR通过竞争作用或拮抗作用来抑制植物病原菌的侵染或生长以促进植物生长, 其中以结抗作用为主。还有报道称某些PGPR菌株可修复受有机物污染的土壤环境, 以改善植物生长的环境从而促进植物生长。

研究表明，粘类芽孢杆菌是非常具有应用潜力的PGPR, 但是要实现商业化, 还必须加强高产菌株的选育、培养基及培养条件优化、制剂研制等方面的研究。

（二）多粘类芽孢杆菌产生的生物活性物质

2.1拮抗蛋白

多粘类芽孢杆菌产生的具有抗菌活性的蛋白质大多数为核糖体合成的细胞壁降解酶类, 如β-1,3-葡聚糖酶、几丁质酶等。

β-1,3-葡聚糖多聚物是大多数植物病原真菌细胞壁的主要成分, β-1,3-葡聚糖酶可水解β-1,3-葡聚糖中的β-1,3-糖苷键, 从而抑制植物病原真菌的生长与增殖。同时, β-葡聚糖酶还是一种极具经济价值的工业用酶。可溶性非淀粉多糖是饲料原料中主要的抗营养因子, 它可增加动物肠道的粘性从而阻碍对营养物质的吸收, 在饲料中添加β-葡聚糖酶可水解饲料中的可溶性非淀粉多糖。在啤酒生产中加入β-葡聚糖酶可解决β-葡聚糖引起的大麦难降解、黏度大的问题, 以提高啤酒的质量与稳定性。

几丁质是绝大多数真菌细胞壁的结构物质, 同时还是昆虫中肠围食膜的主要成分。几丁质酶可催化水解几丁质的β-1,4-糖苷键, 它在植物病虫害的防治方面, 以及在几丁质废物的转化和利用等方面都具有重要作用。Mavingui等从多粘类芽孢杆菌中分离获得了具有抗菌活性的几丁质酶。

多粘类芽孢杆菌还可以产生一些不具酶活性的拮抗蛋白，该抗菌蛋白对稻瘟病菌和丝核菌具有拮抗作用。在多粘类芽孢杆菌BRF-1(Paenibacillus polymyxa BRF-1)发酵液中分离纯化到一种对大豆立枯丝核菌具有拮抗活性的抗菌蛋白。

2.2植物激素

研究表明多粘类芽孢杆菌可产生植物激素，1988 年, Ho ll 等发现

一种可产生吲哚-3-乙酸的多粘类芽孢杆菌, 这种吲哚乙酸(IAA)类植物激素可促进大麦草等植物的生长。

（三）展望

传统农业中化学农药、化学肥料的过量使用不仅导致了许多作物病虫害的抗药性, 更造成了农业生态环境的日趋恶化。在这种情况下高效且对生态和环境安全的微生物农药、生物肥料受到越来越多的关注。多粘类芽孢杆菌产生的多肽类抗菌物质对植物病原真菌具有很好的拮抗活性, 且性质比较稳定, 因此, 多粘类芽孢杆菌是极具开发前景的生防细菌。同时, 可进一步通过氨基酸序列分析, 克隆其编码基因, 采用基因工程手段将这些抗性基因导入作物, 进行作物的抗病育种。多粘类芽孢杆菌作为PGPR用于微生物肥料也正在受到重视, 国内外已经报道有多株可作为PGPR的多粘类芽孢杆菌, 并且具有可商业化生产的潜力。

双效菌肥的功能

（一）提高土壤肥力方面

双效菌肥施入土壤以后，可以转化土壤及肥料中的氮、磷、钾元素，使那些不能被植物直接吸收利用的氮、磷元素，转变成可以直接吸收利用的状态。根据中国农业科学院原子能所及四川、、湖北等地对几十种不同的土壤类型进行试验证明：双效菌肥与本土对照相比，提高速效氮的能力在三倍以上，提高速效磷的能力在50%左右，提高速效钾的能力达1—2倍。但是转化能力的强弱，随土壤类型、酸碱程度、肥力高低、菌肥质量及外界条件的不同而异。

此外，双效菌肥害可以提高农作物对土壤及肥料中营养物质的吸收利用能力；改善土壤的物理性能，使有效团粒结构增加，空隙度、通气度增加，土壤容重降低，促进和加强根际土壤有益微生物的活动，提高其生理活动，抑制某些有害微生物的生长。

（二）刺激作物生长方面

在双效抗生菌的代谢产物中，含有不同类型的刺激物质。利用溶酶法及离子交换技术，已提出三种以上不同成分的刺激素。通过层析、红外光谱、质谱仪分析等手段，进一步证明其中有几种是已知成分，有一种则是到目前为止还未发现的新型植物激素，哪种物质是主要成分，目前还不能肯定，需要作深入研究。

（三）防病保苗方面

在双效抗生菌的代谢产物中及菌丝体内，存在有抗霉菌和抗细菌

等物质，能不同程度地抑制某些病原菌，增强作物的抗病能力。抗真菌物质存在于菌丝体内，在pH4—10之间比较稳定，对温度也有一定的适应能力，在50℃的烘烤箱中烘干2—4天仍有活性存在。抗细菌物质存在于发酵液中，它对温度特别敏感，在酸性条件下，受热破坏的程度稍微轻一些。

（四）提高作物的抗寒抗旱能力

近年来，在许多省大面积推广的双效菌肥对水稻、大小麦催芽壮秧壮苗的实践中，说明双效菌肥有抗寒效果。浙江金华地区及其他地区普遍发映，双效菌肥在低温阴雨，气候恶劣、推迟季节的情况下，对于迟播争早苗壮苗，有着特殊效果。

此外，、、、、、河南等地，还反映双效菌肥能增强作物的抗旱能力。表现在根数、根长明显增加，减轻了由于旱情引起的叶片干枯。究其原因可能是：因为施入双效菌肥以后，改善了土壤的物理性状，起到了保墒，增温，同时刺激作物根系生长，在干旱条件下，能吸收土壤深层的水分，供作物生长发育的需要。