微生物在农业生产中的应用1 

微生物在农业生产中的应用

提 要: 详细介绍了微生物资源在现代农业中的应用, 主要包括微生物饲料, 微生物肥料, 微生物农药, 微生物食品, 微生物能源,微生物环境保护剂等方面。 并对其研究进展与前景作了简要探讨。

关键词: 微生物饲料; 微生物肥料; 微生物农药; 微生物食品; 微生物能源 微生物环境保护剂.

人类进入20 世纪以来，随着现代化工业的发展，大幅度的提高了生产力，增加了人类创造财富和改造环境的能力，扩大了人类的活动领域，丰富了人类的物质生活，但同时也带来了诸如人口剧增、环境污染、生态破坏等一系列问题 , 人类社会的发展应注重人口、经济、社会、环境和资源相互协调 ,走既能满足当 代人的需求、又对后代人的发展不构成威胁的可持续发展的道路。

开发利用微生物资源，发展微生物肥料、微生物农药、微生物食品等为核心的所谓“白色农业”将成为未来农业可持续发展的重要方向之一。微生物资源是在目前的社会经济技术条件下人类可以利用与可能利用的以菌类为主的微生物，所提供的物质,在人类生活和工业、农业、医药诸方面能发挥特殊的作用。 一、微生物的开发与持续利用微生物资源产业化的工业型新农业即白色农业。目前，农业微生物资源的开发利用已在六大领域呈现出美好前景。而白色农业已形成 6 大产业，我国对此的开发利用具有优势，已拥有一批优秀微生物研究人才。中国农业科学院设立的国家级“农业微生物菌种资源保藏中心” ，拥有微生物农药、微生物肥料、微生物能源和饲料酶制剂等一批自主知识产权的科研成果，并初具产业化规模。翟虎渠说，中国农科院重点支持的微生物领域，是其发展的9大学科群之一。中国农科院将以微生物发酵工程为基础，成立应用微生物研究所。翟虎渠表示，将从重点 学科、重点对象和重点项目上积极推动白色农业的国际交流与合作。来自英国、加拿大、澳大利亚等国家的数十位专家也表达了他们共同参与开发这一新兴领域的意愿。 目前，白色农业主要包括以下 6 个产业：(1)微生物饲料；(2)微生物肥料； (3)微生物食品；(4)微生物农药；(5)微生物能源；(6)微生物环境保护剂。 1.微生物饲料：这是我国当前白色农业的主体产业，是将某些有益微生物经人工大量培养支撑的生物肥料，又称菌肥。微生物饲料能够用于微生物饲料的生产及调制的微生物, 主要有细菌、 酵母菌、 担子菌及部分单细胞藻类微生物等。发酵饲料是利用人工接种微生物或饲料本身 存在的微生物，将青饲料、粗饲料以及少量的精饲料或其他废弃物之，在一定温度、湿度和通气条件下，通过微生物的作用，使饲料中不易消化吸收的成分，转化为容易消化、并适合家畜口味的营养料。微生物活菌剂是一种通过直接饲喂来 改善畜禽肠道微生物菌群平衡，而对动物肠道施加有利影响的微生物饲料添加 剂，它具有促生长、除疾病、除臭气等功效。饲用酶制剂饲料是通过微生物活细 胞所分泌的具有特殊能力的生物催化剂，将植物细胞壁破坏，增加动植物对植物细胞内营养物质的吸收；消除饲料中抗营养因子；并补充内源酶的不足，促进内源酶的分泌；促使生物化学反应，使饲料中难以消化吸收的大分子营养物质，分解为小分子，易于吸收，从而提高饲料的利用效率。 2.微生物肥料：我国微生物肥料的研究和应用正在热潮之中。其主要品种有：根瘤菌肥料类、固氮菌肥料类、硅酸盐细菌肥料、光合细菌肥料、微生物生长调节剂、复合微生物肥料类等。其原理是利用微生物的生命活动来增加土壤中氮素或有效磷、钾的含量，获奖土壤中一些作物不能直接利用的物质，转化成课被吸收利用的营养物质，或提供作物的生长刺激物质，或一致植物病原菌的活动，从而提高土壤肥力，改善作物的营养条件，提高作物产量。 农用抗生素是由细菌、真菌和放线菌等微生物在生长代谢过程中所产生的次级代谢产物, 此类物质能够抑制某些农作物有 害生物。 白僵菌、 黄僵菌、 绿僵菌等虫生真菌被用 作开发真菌杀虫剂, 目前我国已进入大规模应用 试验和工业化生产阶段。 此外, 微生物除草剂是利用杂草的病原微生物制剂大面积喷洒来防除杂草。 现代生物技术的进步, 使得

以生防菌为基因供体, 以农作物为受体的转基因技术得以实现。目前, 我国微生物农药的研究还不够深入, 主要表现为基础研究欠缺, 研究开发时间长, 剂型单一等。 下一步需要加大对微生物农药的基础研究的投入, 开发新型高水平剂型, 如水分散性粒剂 (W G ) , 加强对具有抗病、 草害的基因的筛选和克隆, 以及虫、转基因抗性植株的获得等研究。3.微生物农药：微生物农药是指应用生物活体及其代谢产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂, 也包括保护生物活体的助剂、保护剂和增效剂, 以及模拟某些杀虫毒素和抗生素的人工合成制剂现在应用的较多，有细菌、真菌、昆虫病毒等构成的微生物杀虫剂、农用抗生素、微生物除莠剂三大类。微生物杀虫剂均为有害昆虫的致病微生物，通过人工生产和施用这些微生物农药，是害虫感染疾病而死亡。微生物杀虫剂主要包括细菌制剂（如苏云杆菌）、放线菌制剂、真菌制剂、霉菌制剂和病毒 制剂等。农用抗生素主要是应用微生物的代谢产物，及提取其中的抗菌素来防治 农作物病害。如链霉素、土霉素、灰黄毒素等。微生物除莠菌的原理和微生物杀虫剂一样。我国微生物农药的产量或防治面积已占农药总产量或防治面积的 5% 以上，如冈霉素一个品种的常量就杀菌剂总产量的9%左右。微生物农药作为一 种高新技术产品，在保护环境、保障人类健康和无公害农业生产中，将发挥越来 越重要的作用。 4.微生物食品：在我国微生物食品中，食用菌分布最广、食用最普遍、历史最悠 久，香菇、木耳等就属于此类。微生物食品是利用有益微生物加工和生产出来的一类无害化营养保健类食品。利用微生物发酵酿酒、制醋、制酱等在我国已有很久的历史。利用野生真菌的某些特性和种类，来驯化或人工栽培生产可供人类食，用的菌类食品就是一类很好的农业实践。在医疗保健的微生物食品开发方面，也有较为广阔的发展前景。如利用真菌与昆虫间的寄生关系，生产冬虫夏草等名贵药材。5.微生物能源：我国微生物能源的应用主要是沼气。微生物在人畜粪便处理、城市污染和生活垃圾堆肥、沼气发酵等方面应用较广。该方面成熟的例证有很多， 如利用有机废物生产甲烷； 应用酵母和光合细菌进化高浓度有机无毒废水生产细胞蛋白等，同时生产饲料和饵料；利用木材废弃物所含非纤维素生产燃料乙醇；利用木材废弃物所含的半纤维素生产木糖及木糖醇等， 已成为废弃物能源化与资源化的有效途径。 6.微生物生态环境保护剂：我国微生物除臭剂的开发和应用具有广阔的发展空间。也称生物修复，是指利用微生物及其他生物，将土壤、地下水或海洋中的危 险性污染物现场降解成二氧化碳和水货转化成无害物质色工程技术系统。可以用来作为生物修复的微生物分为三大类：土著微生物、外来微生物、基因工程菌。生物修复技术的出现和发展反映了污染治理工作已从耗氧有机污染物深入到影响更为深远的有害有机污染物，并且从地表水扩展到土壤、地下水和海洋。他是一种对污染物进行原位修复的新兴技术，具有费用省，环境影响小，并且能最大限度的降低污染物浓度的特点。 而且生物修复技术能适应在其他技术难以应用的场地，并可同时处理受污染的土壤和地下水。

发展微生物农业有利于实现农产品 工厂化生产 ,有利于改善农业生态环境 ,可将微生物在农业生态系统中的被动、 隐性作用主动化、 显性化 ,从而形成地球生物圈的良性循环 ,有利于资源的永续利用 ,实现农业的可持续发展。