微生物有關(guān)知識

微生物飼料,微生物肥料,微生物農(nóng)藥，微生物食品,微生物能源，微生物改良劑都在農(nóng)業(yè)方面有廣泛的應(yīng)用前景。
1 微生物飼料
能夠用于微生物飼料的生產(chǎn)及調(diào)制的微生物,主要有細(xì)菌、酵母菌、擔(dān)子菌及部分單細(xì)胞藻
類微生物等。其主要產(chǎn)品是:單細(xì)胞蛋白(SCP),發(fā)酵飼料,微生物添加劑,酶制劑,賴氨酸等。乳酸菌廣泛用作微生物飼料添加劑及飼料發(fā)酵劑,它是動物腸道內(nèi)寄生的一類正常有益菌

,在動物腸道內(nèi)和飼料中,乳酸本身既是營養(yǎng)物質(zhì),又有抑制其他致病性微生物和腐敗微生物的作用。SCP不但蛋白質(zhì)含量豐富,而且還含有脂肪、糖、核酸、維生素和無機(jī)元素,因此

是一種具有較高價值的多功能食品或飼料,在飼料生產(chǎn)中,主要由微型藻類及一些富含蛋白質(zhì)的微生物產(chǎn)生。但是由于SCP核酸含量較高,核酸在畜體內(nèi)消化后形成尿酸,而家畜無尿酸

酶,尿酸分解,隨血液循環(huán)在家畜的關(guān)節(jié)處沉淀或結(jié)晶,引起痛風(fēng)癥或風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。為此應(yīng)發(fā)展脫核酸技術(shù),生產(chǎn)脫核酸SCP ,未脫核酸SCP在使用時應(yīng)控制添加量。用于生產(chǎn)發(fā)酵飼

料的菌種有纖維素分解菌、霉菌及酵母菌等。微生物飼料添加劑主要由芽孢桿菌屬、乳酸菌屬、鏈球菌屬,另外還包括酵母、雙歧桿菌屬及部分霉菌等菌種產(chǎn)生,其在動物體內(nèi)的作

用主要有改善倡導(dǎo)微生態(tài)環(huán)境,提高飼料轉(zhuǎn)化率,免疫刺激等。用細(xì)菌、霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的淀粉酶、纖維素酶和蛋白酶等酶制劑參與生物體內(nèi)各種反應(yīng),提高酶促反應(yīng)的速度,有利于飼

料養(yǎng)分的吸收。在飼料中由微生物產(chǎn)生的賴氨酸,可提高豬禽的增重,并改善胴體品質(zhì),提高瘦肉率。
今后微生物飼料的研究方向有:
(1)飼用微生物的生理功能的研究。飼用微生物具有龐大的生物酶系,參與各種代謝活動,對機(jī)
體的營養(yǎng)狀態(tài)、生理功能、免疫反應(yīng)等都有作用。因此,飼用微生物應(yīng)引起研究工作者的重視,通過對這類微生物的基礎(chǔ)研究,開發(fā)出對宿主生長發(fā)育、消化吸收、免疫調(diào)節(jié)等作用更

顯著的新菌種。
(2)優(yōu)良菌種的篩選。運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)手段不斷發(fā)掘新的微生物飼料菌種和改良現(xiàn)有的菌
種,使產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、效益等方面有更好的提高,如重組工程菌等。
(3)加大對微生物飼料添加劑安全性的研究。由于其潛在致病性,攜帶和轉(zhuǎn)移抗生素抗性基因
的可能性等因素，微生物飼料添加劑在使用時,應(yīng)充分考慮到受體動物安全、消費(fèi)者安全、環(huán)境安全等幾方面因素,在進(jìn)行嚴(yán)格的科學(xué)實驗證明無害后,才可推廣使用。
2 微生物肥料
微生物肥料種類主要有:根瘤菌肥料、固氮菌肥料、硅酸鹽細(xì)菌肥料、光合細(xì)菌肥料、微生物生長調(diào)節(jié)劑及其它一些種類。從成品性狀看,微生物肥料的劑型主要分為液體和固體兩

種。液體是由發(fā)酵液直接裝瓶,固體主要以草炭為載體,分粉劑、顆粒兩種劑型。還有用發(fā)酵液濃縮后冷凍干燥的制品。從內(nèi)含物看,有單菌株制劑、多菌株制劑,也有微生物加增效

物(如化肥、微量元素和有機(jī)物等)根瘤菌肥料可以將空氣中的氮元素固定成氨,沒有環(huán)境污染,且吸收率相當(dāng)高,使用過程無氮流失,而傳統(tǒng)的施用化學(xué)氮肥流失率達(dá)50%以上,且長期

施用會造成土壤酸化等問題。因此根瘤菌肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益等越來越受到重視。硅酸鹽細(xì)菌肥料和磷解細(xì)菌肥料能分解土壤中難溶性的硅酸鹽和磷等

礦物,并把它們轉(zhuǎn)化成易溶性的礦質(zhì)化合物,幫助植物對這些礦質(zhì)元素吸收。紅螺菌、紫硫菌等被用于生產(chǎn)光合細(xì)菌肥料。微生物生長調(diào)節(jié)劑主要是一些微生物產(chǎn)生的激素類產(chǎn)品,如

生長素、赤霉素等。這類微生物肥料在施用后,可刺激和調(diào)控植物的生長,起到了單施化肥所達(dá)不到的促進(jìn)植物生
長代謝的作用。此外,某些芽孢桿菌制劑和抗生菌肥料等對某些植物的病原菌具有拮抗作用,能防治植物病害,從而促進(jìn)植物的生長發(fā)育。
    目前,我國微生物肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速,其種類、數(shù)量和應(yīng)用范圍等方面均處于世界領(lǐng)先地位。微生物肥料對促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn),發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)以及實施農(nóng)業(yè)的可持

續(xù)發(fā)展起到了重要推動作用。但目前我國微生物肥料生產(chǎn)中存在著產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、品種少、抗逆性差、生產(chǎn)工藝較差、成本和價格較高等問題。因此在以后的研究和開發(fā)利用中,

應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究,如菌株的篩選、多功能工程菌的構(gòu)建等,不斷開發(fā)新的微生物肥料品種,同時開發(fā)和研制微生物肥料專用機(jī)械設(shè)備,大力發(fā)展微生物肥料加工業(yè),復(fù)合菌的生產(chǎn)使

用上要注意菌與菌之間的拮抗問題。微生物肥料開發(fā)對我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,研究和生產(chǎn)技術(shù)將進(jìn)一步提高,微生物肥料產(chǎn)業(yè)一定能夠健康有序地

發(fā)展,為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)發(fā)揮其更大的作用。
3 微生物農(nóng)藥
微生物農(nóng)藥是指應(yīng)用生物活體及其代謝產(chǎn)物制成的防治作物病害、蟲害、雜草的制劑,也包括保護(hù)生物活體的助劑、保護(hù)劑和增效劑,以及模擬某些殺蟲毒素和抗生素的人工合成制

劑。目前主要品種有細(xì)菌殺蟲劑、農(nóng)用抗生素、病毒殺蟲劑和真菌殺蟲劑以及微生物除草劑。
Bt(蘇云金芽孢桿菌)殺蟲劑是細(xì)菌殺蟲劑中研究最深入,應(yīng)用最廣泛的微生物殺蟲劑。
       由Berliner于1911年首先從德國的帶蘇云金桿病毒的地中海粉螟中分離得到該菌[7]。其作用機(jī)理是依靠其所含有的伴孢晶體、外毒素及卵磷脂等致病物質(zhì)引起昆蟲腸道等

病癥而使昆蟲致死。目前,Bt殺蟲劑被廣泛用于防治農(nóng)、林、貯藏害蟲和醫(yī)學(xué)昆蟲。病毒殺蟲劑的研究和開發(fā)利用起步較晚,其基本原理是由病毒感染種群并引發(fā)病毒流行病傳播,使

害蟲持續(xù)感病死亡,達(dá)到調(diào)節(jié)害蟲種群數(shù)量、減輕危害的目的[8]。農(nóng)用抗生素是由細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物在生長代謝過程中所產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物,此類物質(zhì)能夠抑制某些農(nóng)

作物有害生物。白僵菌、黃僵菌、綠僵菌等蟲生真菌被用作開發(fā)真菌殺蟲劑,目前我國已進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用試驗和工業(yè)化生產(chǎn)階段。此外,微生物除草劑是利用雜草的病原微生物制劑

大面積噴灑來防除雜草?，F(xiàn)代生物技術(shù)的進(jìn)步,使得以生防菌為基因供體,以農(nóng)作物為受體的轉(zhuǎn)基因技術(shù)得以實現(xiàn)。例如,人們利用遺傳工程將Bt的殺蟲基因移植到棉花、煙草的原生

質(zhì)體中,并獲得了具有抗蟲基因的新植株。由于化學(xué)農(nóng)藥的殘留嚴(yán)重污染環(huán)境,影響人們的身體健康,在使用中也將大量的害蟲天敵和有益生物殺死,嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡。為了保護(hù)環(huán)

境,維護(hù)生態(tài)平衡和人類健康安全,開發(fā)和使用微生物農(nóng)藥成了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個方向。目前,我國微生物農(nóng)藥的研究還不夠深入,主要表現(xiàn)為基礎(chǔ)研究欠缺,研究開發(fā)時間長,劑型

單一等。下一步需要加大對微生物農(nóng)藥的基礎(chǔ)研究的投入,開發(fā)新型高水平劑型,如水分散性粒劑(WG),加強(qiáng)對具有抗病、蟲、草害的基因的篩選和克隆,以及轉(zhuǎn)基因抗性植株的獲得

等研究。
4 微生物食品
現(xiàn)代微生物技術(shù)使得人們可以不受土地、季節(jié)、氣候限制,短期內(nèi)在工廠里生產(chǎn)出“天然、營養(yǎng)、保健”的食品,即微生物食品。其不僅能為人們提供賴以生存的蛋白質(zhì)、脂肪、碳

水化合物、維生素、礦物質(zhì)等生理活性物質(zhì),而且具備生理保健功能,參與機(jī)體調(diào)節(jié),改善體內(nèi)微環(huán)境。
微生物食品主要包括食用菌、微型藻食品、微生態(tài)食品、微生物食品添加劑等。食用菌是一種優(yōu)質(zhì)微生物食品,其含有豐富的蛋白質(zhì)和多糖,具有較高的營養(yǎng)和食療價值。食用菌蛋

白質(zhì)的氨基酸含量豐富,種類齊全,幾乎所有菇類都含有人體所必需的氨基酸;多糖作為食用菌主要有效成分,具有的抗腫瘤、抗病毒、增強(qiáng)免疫、降低血糖、抗衰老、抗輻射等功效,

越來越受到人們的關(guān)注。因此,食用菌已被國際食品界列為21世紀(jì)八大營養(yǎng)保健食品之一。螺旋藻是最具典型的微型藻食品,其蛋白質(zhì)含量豐富,占干重的50%以上,甚至可達(dá)70%,同時

含
維生素和礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分,因此螺旋藻最有希望成為人們未來食品的主要來源。酸奶、干酪、紅茶菌等食用活菌制品被稱為微生態(tài)食品,目前,我國的微生態(tài)制品產(chǎn)業(yè)欣欣向榮

,開發(fā)利用的菌類已從傳統(tǒng)的乳酸菌、酵母菌發(fā)展到非病原菌的大腸桿菌、光合細(xì)菌等。隨著生物技術(shù)的進(jìn)步,微生物食品添加劑,包括發(fā)酵劑、保鮮劑、防腐劑等的開發(fā)研究也取得

了新的進(jìn)展,但其使用的安全問題也引起人們的重視,例如,食品中添加防腐劑雖然能夠延長保質(zhì)期,但對人們的健康不利。人口激增、耕地銳減、糧食匱乏等問題成為制約人類發(fā)展

的嚴(yán)重問題,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式最終不受土地的束縛,單純動植物源食品不能滿足人們的營養(yǎng)需求。因此,發(fā)展微生物食品勢在必行。
5 微生物能源
農(nóng)業(yè)微生物能源應(yīng)用最多的是沼氣,即由農(nóng)用廢棄物或家畜糞便經(jīng)發(fā)酵而產(chǎn)生的可燃性氣
體,其主要成分是甲烷。沼氣可用于照明、炊事、生產(chǎn)供能等,發(fā)展沼氣在我國農(nóng)村不僅是一項能源建設(shè),而且是一項有效的環(huán)保和生態(tài)建設(shè)。此外,利用農(nóng)作物秸稈經(jīng)發(fā)酵制燃料酒

精也是一項比較有前途的技術(shù)。農(nóng)作物秸稈含有豐富的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等,先對其進(jìn)行預(yù)處理,以破環(huán)半纖維素、木質(zhì)素的保護(hù)作用,然后再進(jìn)行酸水解和纖維素酶水解產(chǎn)

生葡萄糖,即而進(jìn)行酒精發(fā)酵。酒精發(fā)酵通常采用釀酒酵母或卡爾酵母。燃料酒精是一種潛力巨大的生物能源,農(nóng)作物秸稈具有來源廣泛、成本低廉、可再生等優(yōu)點,因此,用農(nóng)作物

秸稈制燃料酒精具有其他淀粉原料不可比擬的優(yōu)勢。但是,轉(zhuǎn)化過程中纖維素酶的成本過高、發(fā)酵工藝的不完善等問題,值得我們進(jìn)一步的研究解決。
6.微生物土壤改良劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
   微生物有機(jī)肥含有豐富的有機(jī)質(zhì)，它的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)40%，采用國際先進(jìn)的發(fā)酵工藝和原菌，保證了肥料發(fā)酵很高的成熟度和活性。微生物有機(jī)肥中氮、磷、鉀含量合計大于 8%

，含有植物成長必需的鎂、鈣、鋅等中量及微量營養(yǎng)成分。 微生物有機(jī)肥無毒，無公害，使用方便，易保存，是一種安全可靠的綠色肥料，適宜于一切作物。
   微生物土壤改良劑的作用機(jī)理
（1）改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)土壤生態(tài)平衡。本肥料不僅能夠有效地改良土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，疏松活化土壤，提高土壤的保水、保肥、透氣能力，提高作物的抗
病、抗逆和抗重茬能力。
（2）減少化肥流失，提高化肥利用率。有益微生物菌群中多種高效菌株聯(lián)合作用，具有固氮、解磷、解鉀的作用，同時增加土壤孔隙度，提高常規(guī)肥料中氮、磷、鉀的有效利用
率。
本肥料料微生物有益菌在土壤中大量繁殖，能夠抑制有害病菌的生長傳播，并能分解化肥、農(nóng)藥的殘留物質(zhì)，有效預(yù)防根腐病、枯萎病、黃萎病、小麥全蝕病，減少蔬菜、果樹等

根瘤線蟲、腐霉菌與立枯絲核菌的發(fā)生，減少植物根部病害，本品提高土壤的免疫力，使土壤更健康，更具有活力。
             注意事項
（1）施用微生物肥，就不能夠再施用殺菌劑，以免將有益活菌殺死，此肥有藥肥合一的作用，沒有必要使用殺菌劑。
（2） 要適時澆水，保持一定濕度，以充分發(fā)揮微生物的功效。
（3）不能與未經(jīng)腐熟的有機(jī)肥同時使用，以免造成燒苗現(xiàn)
象。
（4）建議農(nóng)戶不要再用不腐熟的雞糞，以免造成土壤的污染。
7.展望
農(nóng)業(yè)微生物資源的開發(fā)利用對促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的變革具有明顯的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義,
其必將成為世界各國政府和科技部門研究的重點。在以后的研究中,我們應(yīng)充分重視基礎(chǔ)理論研究,同時利用先進(jìn)的生物技術(shù)手段,開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的菌株與產(chǎn)品,為人類生活水平的提高,

為人類的可持續(xù)發(fā)展提供保證。