前幾天寫的一篇文章《微生物菌劑為何如此“火”,?》中,給大家簡單介紹了常見菌種的主要作用,。今天,向大家隆重介紹其中的菌中之王——枯草芽孢桿菌,。此菌可稱得上是現(xiàn)在微生物菌中的香餑餑,,各路人馬都在盯著他。那么他為何如此引人矚目,?跟著小編一起探尋他的前世今生,。
前世篇
1941年
非洲戰(zhàn)役被德國醫(yī)療軍團(tuán)從馬和駱駝的糞便中分離出來;
1945年
Johnson等報道,,枯草芽孢桿菌具有防治植物病害的作用,;
1980年
Papavizas報道,枯草芽孢桿菌可以防治水稻等作物的多種土傳真菌病害;
1992年
Hwang等報道,,用枯草芽孢桿菌可以防治豌豆的根腐?。?
2002年
Estevez等發(fā)現(xiàn)直接施用于土壤或拌種可以預(yù)防棉花,、豆類和花生等由鐮刀菌,、曲霉屬、鏈格孢屬和絲核菌屬所引起的根部和種子的真菌病害,,其分泌的揮發(fā)性物質(zhì)還能直接促進(jìn)植物生長,;
2005年
蔡學(xué)清等研究證明辣椒內(nèi)生枯草芽孢桿菌對辣椒苗有明顯的促生作用,同時,該菌株還可誘導(dǎo)辣椒體內(nèi)吲哚乙酸等促進(jìn)植物生長的激素含量提高,并降低脫落酸等抑制植物生長激素的形成;
2006年
Pujol等報道通過葉面施用能防治蔬菜,、櫻桃,、葫蘆、胡桃等多種作物的白粉病,、爛根病,、霜霉病、疫病,、灰霉病等細(xì)菌和真菌引起的病害,;
2007年
張霞等在試驗中發(fā)現(xiàn)經(jīng)枯草芽孢桿菌處理后甘薯苗的發(fā)根數(shù)和根系生長都顯著增加;
2009年
李晶等發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可防治大豆根腐病,、黃瓜枯萎?。?
彭燈水報道枯草芽孢桿菌對玉米紋枯病防效顯著,;
曹春娜等研究發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌能防治黃瓜灰霉病的發(fā)生,;
張成省研究發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌對防治煙草赤星病效果顯著;
2010年
張秀玉等發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌對煙草青枯病具有很好防治效果,;
原來枯草芽孢桿菌是從糞便中發(fā)現(xiàn)的?。〕錾聿缓?,幸好Johnson發(fā)現(xiàn)他有防病的作用,,不然如何華麗轉(zhuǎn)身,成為菌中之王啊,。當(dāng)然,,這也離不開國內(nèi)外學(xué)者的不斷探索,讓我們更加清楚的認(rèn)識他,。
今生篇
中文名:枯草芽孢桿菌
英文名:Bacillus subtilis
是芽孢桿菌屬的一種,,廣泛分布在土壤及腐敗的有機(jī)物中,易在枯草浸汁中繁殖,,故名枯草芽孢桿菌,。
基本特性
1,、革蘭氏陽性桿狀細(xì)菌,可產(chǎn)生內(nèi)生芽孢,,耐熱抗逆性強(qiáng),,在土壤和植物的表面普遍存在,也是植物體內(nèi)常見的一種內(nèi)生菌,,對人畜安全,,環(huán)境友好。
2,、制劑穩(wěn)定,,施用方便,儲存期長,,菌株生長速度快,、營養(yǎng)需求簡單,在植物表面易于存活,、定殖與繁殖,,無抗藥性,是一種理想的生防微生物,。
3,、通過成功定植于植物根際、體表或體內(nèi)與病原菌競爭植物周圍營養(yǎng),,分泌抗菌物質(zhì)抑制病原菌生長,,誘導(dǎo)植物防御系統(tǒng)抵御病原菌入侵,同時促進(jìn)植物生長,。
了解了他的基本特性,,那么國內(nèi)外學(xué)者專家花費這么大的精力和費用來研究他,到底發(fā)現(xiàn)他具有哪些功能呢,?
功能特點
1,、抗生作用
抗生作用是指拮抗微生物通過產(chǎn)生代謝產(chǎn)物在低濃度下就能夠?qū)Σ≡⑸锏纳L和代謝產(chǎn)生抑制作用,從而來影響病原微生物的生存和活動,。近半個世紀(jì)以來,,人們從枯草芽孢桿菌不同菌株的代謝產(chǎn)物中分離純化了多種有效的抗菌物質(zhì)。
2,、溶菌作用
枯草芽孢桿菌的溶菌作用主要表現(xiàn)在是通過吸附在病原菌的菌絲上,,并隨著菌絲生長而生長,而后產(chǎn)生溶菌物質(zhì)造成原生質(zhì)泄露使得菌絲體斷裂,;或者是產(chǎn)生抗菌物質(zhì)通過溶解病原菌孢子的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜,致使細(xì)胞壁穿孔,、畸形等現(xiàn)象從而抑制孢子萌發(fā),。
3、誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性及促進(jìn)植物生長
誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性作用是指枯草芽孢桿菌不但能夠抑制植物病原菌,而且還能夠誘發(fā)植物自身抗病機(jī)制從而增強(qiáng)植物的抗病性能的作用,。
什么是PGPR,?國際上把土壤中能促進(jìn)植物生長的根際自生細(xì)菌通稱為植物促生根圈細(xì)菌(Plantgrowth promoting rhizobaceria),簡稱為PGPR,。
其中以枯草芽孢桿菌的抗逆性最強(qiáng),、功能最多、適應(yīng)性最廣,、效果最穩(wěn)定,。枯草芽孢桿菌能夠產(chǎn)生類似細(xì)胞分裂素,、植物生長激素的物質(zhì),,促進(jìn)植物的生長使植物抵抗病原菌的侵害。
4,、保護(hù)環(huán)境
枯草芽孢桿菌大量應(yīng)用于生物肥料,。當(dāng)作用于作物或土壤時,能夠在作物根際或體內(nèi)定殖,,并起到特定肥料效應(yīng),。
目前,微生物肥料在培肥地力,,提高化肥利用率,,抑制農(nóng)作物對硝態(tài)氮、重金屬,、農(nóng)藥的吸收,,凈化和修復(fù)土壤,降低農(nóng)作物病害發(fā)生,,促進(jìn)農(nóng)作物秸稈和城市垃圾的腐熟利用,。提高農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)和食品安全等方面表現(xiàn)出了不可替代的作用。
5,、枯草芽孢桿菌對土壤中的菲與苯并芘的吸附及生物降解功能
土壤與其相連的水環(huán)境稱為土壤—水環(huán)境系統(tǒng),,其中存在著大量的土壤固有微生物,并在表面存在生物膜,,因為生物膜形成了隔離層,,有機(jī)污染物在接觸到支撐生物膜的固體基底之前,必須首先到達(dá)并且穿過這個隔離層,,這樣就強(qiáng)烈地改變礦物顆?;蚧椎奈叫袨椋瑢ξ阶饔糜兄匾挠绊?。
近年的研究表明,,由于受污染影響,,導(dǎo)致土壤中含有多環(huán)芳烴(PAHs),沉積物中PAHs主要為原油污染以及工業(yè)或民用煤不完全燃燒所致,,枯草芽孢桿菌對菲與苯并芘的吸附及生物降解研究,。
研究表明以枯草芽孢桿菌為接種微生物,對菲與苯并芘都可進(jìn)行吸附或生物降解,,48h液相PAHs濃度達(dá)到平衡時,,微生物對菲消除了98%,對苯并芘消除85%,;接種的樣品48h吸附等溫線均呈線形,,能較好地符合線性方程;
在接種微生物情況下,,沉積物與土壤對菲和苯并芘吸附特征均發(fā)生較大變化,,對菲的吸附量增大約35倍,而對苯并芘的吸附量卻降低了2/3左右,;
未接種微生物的土壤和沉積物對菲解吸率為20%,,接種的樣品組為2.9%,而對苯并芘的解吸結(jié)果與菲相反,,未接種的對照組為4%,,接種的樣品組為l3%。
6,、枯草芽孢桿菌對土壤微生物的呼吸強(qiáng)度的影響
土壤呼吸強(qiáng)度作為土壤生物活性指標(biāo)之一,,能夠在一定程度上反應(yīng)土壤營養(yǎng)物的轉(zhuǎn)化和供應(yīng)能力,其呼吸速率變化及變化方向也反應(yīng)了生態(tài)系統(tǒng)對脅迫的敏感程度和響應(yīng)模式,,是環(huán)境安全評價的一項重要指標(biāo),,當(dāng)土壤受到外來污染物污染時,微生物為了維持生存可能需要更多的能量,,而使土壤微生物的代謝活性發(fā)生不同程度的響應(yīng),。
研究表明各質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理的枯草芽孢桿菌均表現(xiàn)為對土壤呼吸作用的刺激效應(yīng),并且土壤中枯草芽孢桿菌質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,,對土壤呼吸強(qiáng)度的刺激作用越大,,即刺激強(qiáng)度和施藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)。
7,、枯草芽孢桿菌對土壤脲酶活性的影響
應(yīng)用土壤酶作為監(jiān)測指標(biāo),,評價農(nóng)藥的生態(tài)毒理效應(yīng)已成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一。而脲酶屬于土壤中研究得比較深入的一種水解酶類,,是唯一對尿素在土壤中轉(zhuǎn)化及尿素利用率有重大影響的酶,。
尿素施人土壤后,在脲酶的催化作用下,,迅速分解成二氧化碳和氨,,所以土壤脲酶活性的降低,,不僅可使尿素水解減緩,令其水解產(chǎn)物更多地被土壤吸附而有效減少尿素水解產(chǎn)物氨的揮發(fā)損失,,也可能相應(yīng)減少水解產(chǎn)物NH4硝化作用潛勢。
研究表明所有處理用枯草芽孢桿菌處理過的土壤對土壤脲酶均表現(xiàn)出刺激效應(yīng),。其中最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理(3200mg/kg干土)在第28天脲酶活性上升到最高,,刺激率達(dá)到101.07%。
枯草芽孢桿菌對脲酶刺激的機(jī)理,,可能是由于微生物農(nóng)藥的加人為微生物的生長提供了碳源和營養(yǎng),,從而使產(chǎn)生該種酶的微生物數(shù)量增長,活性增強(qiáng),,因而土壤中脲酶的活性也相應(yīng)增強(qiáng),。
8、枯草芽孢桿菌對鹽堿地的改良
土壤內(nèi)鹽分積累的危害土壤結(jié)構(gòu)黏滯,,通氣性差,,容重高,土溫上升,,好氣性微生物活動差,,養(yǎng)分釋放慢,滲透系數(shù)低,,毛細(xì)作用強(qiáng)等,,導(dǎo)致表層土壤鹽漬化進(jìn)一步加劇,造成土壤冷,、硬,、板現(xiàn)象。
一般說來,,當(dāng)土壤表層或亞表層中的水溶性鹽類累積累超過0.1%,,或土壤堿化層的堿化度超過5%,就屬于鹽漬土,。
——引起植物的生理干旱
過多的可溶性鹽類,,可提高土壤溶液的滲透壓,引起植物的干旱,。
——危害植物組織
干旱季節(jié),,表土層鹽分過量積聚易傷下胚軸。在高pH值下,,還會導(dǎo)致OH-對植物的直接毒害,。植物組織內(nèi)鹽分過量積聚,會使原生質(zhì)受害,,蛋白質(zhì)合成受阻,,含氮的中間代謝產(chǎn)物積累,,造成細(xì)胞中毒。
——影響植物正常營養(yǎng)吸收
由于交換性Na+的競爭,,使植物對鉀,、磷和其他營養(yǎng)元素的吸收減少,磷的轉(zhuǎn)移也會受到抑制,,從而影響植物的營養(yǎng)狀況,。
——影響植物的氣空開閉
在高濃度鹽類作用下,氣孔保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)的淀粉形成受到阻礙,,使細(xì)胞不能關(guān)閉,,植物容易干旱枯萎。
選擇耐鹽的巨大芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌優(yōu)勢菌株,,生產(chǎn)出生物有機(jī)肥,,用于植物生產(chǎn),在投入成本相同的情況下,,植物生長發(fā)育良好,,產(chǎn)量增加,而且鹽堿地土壤理化性狀得到改善,,土壤微生物數(shù)量增多,。
此外由于枯草芽孢桿菌無致病性,并可以分泌多種酶和抗生素,, 而且還具有良好的發(fā)酵基礎(chǔ),,所以用途十分廣泛。
看來枯草芽孢桿菌的功能十分強(qiáng)大,,怪不得受到各路人馬的追捧與青睞,。目前,市場上枯草芽孢桿菌產(chǎn)品魚目混雜,,真正好的產(chǎn)品總是被假冒偽劣產(chǎn)品沖擊,,那么,枯草芽孢桿菌的優(yōu)劣怎么判別呢,?
1,、看價格;
一分價錢一分貨,,價位便宜,,一般是用一些調(diào)節(jié)物質(zhì)或肥料來冒充,即完全當(dāng)成肥料來賣的產(chǎn)品,。
2,、看效果;
“效果非常快,,打上當(dāng)天見效”為假,,因為菌種繁殖與分泌代謝物是需要時間的,所以不要輕信“見效快”的謊言,。微生物菌劑與化學(xué)農(nóng)藥對于病蟲的防治可以比喻成“中藥”與“西藥”的差異,。
總之,真正的枯草芽孢桿菌對作物,、對土壤都有很好的生長調(diào)節(jié)作用,,基本是多功能的,不可能只針對一點起作用,,最重要的是它的使用效果是累加的,是單純的肥料或調(diào)節(jié)物質(zhì)達(dá)不到的,。