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部分微生物菌種在農業上的應用

化學肥料在農業生產上的大量應用使土壤板結、土壤微生物區系發生變化、土壤質量嚴重退化,環境受到嚴重的污染。隨著農業科學技術的進步,人們越來越重視安全、有效的生物防治手段。微生物菌劑是指一類含有特定微生物活體的制品,可通過其所含微生物的生命活動,增加植物養分的供應量或促進植物生長,提高產量,改善農產品品質及農業生態環境[1]。研究表明,微生物菌劑的施入可使土壤中微生物量顯著增加,而增加的這些微生物的活動又可以促進土壤酶活性的增強并且可以使土壤難溶性礦物養分得到分解并釋放,與此同時這些微生物還能分泌植物激素,從而促進作物生長[2]。 
微生物菌劑的使用大大減少了化肥的用量及減少污染,而且可以通過微生物之間或與植物之間的互作來增強植物的抗病與抗逆能力,這對于提高農作物品質及產量、延長農產品的采收期和自然保鮮期有著重要意義。本文概括總結了蠟質芽孢桿菌菌劑、多粘類芽孢桿菌菌劑、哈茨木霉菌劑和5406菌劑,這4種微生物菌劑的來源、作用機理及防治效應,闡述了不同種類的微生物菌劑在農業生產上優劣勢。 
1 蠟質芽孢桿菌在農業生產上的應用 
蠟質芽孢桿菌是一種兼性厭氧菌[3],可作為微生物源殺菌劑使用,它低毒、低殘留,且不污染環境,使用安全。主要用來防治土壤傳播的細菌性病害,對姜瘟病、茄子和辣椒的青枯病等常見病害有良好的防治效果。王勇等研究結果表明:蠟質芽孢桿菌對辣椒青枯病的溫室防治效果可高達73.31%,使辣椒植株干重增加22.3%,并可顯著提高超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)的活力[4]。作物在遇到病菌和逆境危害時,自身的抗逆機制作用時會產生一些損害作物體的游離態的氧,一些防御保護酶可以清除這些氧,SOD酶便是其中一種防御酶。蠟質芽孢桿菌能釋放這種酶,從而提高作物清除這些氧的能力,調節作物細胞的微生態環境,維護細胞正常的生理代謝以及生化反應, 提高其抗逆能力,進而提高作物產量和品質[5]。 
2 多粘類芽孢桿菌在農業生產上的應用 
多粘類芽孢桿菌原名多粘芽孢桿菌, 細胞呈桿狀。在臨床醫學上,多粘類芽孢桿菌是少數能夠產生具有臨床應用價值的抗生素的細菌之一,在農業領域上,它是重要的植物生以防治細菌和植物根際促生菌。 
迄今,已發現能固氮的芽孢桿菌有3種,多粘芽孢桿菌(多粘類芽孢桿菌)就是其中之一。我國學者也從毛竹等作物根際土壤中分離得到多粘類芽孢桿菌并發現其有較高的固氮活性[6,7]。另外,多粘類芽孢桿菌對由細菌引起的青枯病和枯萎病有極好的防治效果。徐玲等研究發現,多粘類芽孢桿菌HY96-2對番茄青枯病的田間可達81.8%[8]。張中鴿等從寧夏春麥全蝕病等土傳病害土樣中分離獲得生防菌株多粘類芽孢菌B48,對棉花黃萎、炭疽病菌、玉米全蝕病菌、水稻白葉枯病菌、花生青枯病菌、馬鈴薯軟腐病菌等均具有強的抑制作用[9]。 
3 哈茨木霉菌在農業生產上的應用 
近年來,在植物病害的生物防中,研究者越來越重視具有拮抗性的微生物的應用,其中最有希望的生物防治因子公認是木霉菌,在多個國家的生物防治課題中,大部分是有關于木霉的研究運用,而其中被最為廣泛應用的木霉則為哈茨木霉[10]。哈茨木霉是一種重要生防菌種,可寄生于多種植物病原菌中[11]。研究發現,哈茨木霉田間防治的效果可高達70%以上,中藥材最多可增產24.5%,對番茄的灰霉病、葉霉病、枯萎病等有良好的控制效果,對禾谷鐮孢病原菌和葡萄胞菌等植物的病原菌有明顯的抑制作用[12-14]。 
哈茨木霉菌對植物病原菌的拮抗作用的主要作用機制有:競爭、重寄生以及抗生作用等。競爭作用主要表現在土壤中的微生物對于生存空間和所需營養的競爭,哈茨木霉相對于土壤中其他病原菌來說,對環境適應能力較強,繁殖速度快,它在植物的根圍迅速搶占表面位點進而形成一個保護罩,以此達到阻止病原真菌接觸植物根系的目的,從而保護植物根部免受病原菌的侵染,使植株健康成長;哈茨木霉對病原菌的重寄生作用過程較為復雜,它通過識別、接觸、纏繞、穿透等一系列復雜過程,附著于病原菌上并分泌胞外酶來溶解細胞壁,穿透菌絲,吸取營養,進而將病原菌殺死,這是哈茨木霉的生防機制中最為本質也最為重要的作用;哈茨木霉的抗生作用則表現為:它可分泌部分抗生素,這些抗生素可以抑制并殺死病原菌并阻止它們生長定植,從而減輕病原菌對植物的危害[15]。 
4 紅黃鏈霉菌在農業生產上的應用 
紅黃鏈霉菌是一種放線菌,是一種多功能菌種。一是可加速有機物的分解,進而釋放作物所必須的各種營養物質。研究發現,其轉化有效氮的效率為5%~13%,有效磷可達到7%~15%,有效鉀的效率高達8%~16%;二是增強光合作用和誘發抗逆基因表達,提高作物對干旱,雨澇,低溫等不良環境的抗病、抗逆能力;三是可以在一定程度上改善土壤的結構,這是由于它可以分泌一種有利于土壤團粒結構形成的膠性物質,使土壤疏松、透氣、保水,進而增強土壤肥力。 

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