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枯草芽孢桿菌對改善土壤、提高農作物品質的作用機理
時間:2012-08-07 16:53 來源:群林生物 作者:群林生物 點擊:

枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)的簡介 革蘭氏陽性桿狀細菌,可產生內生芽孢,耐熱抗逆性強,在土壤和植物的表面普遍 存在。 是植物體內常見的一種內生菌,對人畜無毒無害,不污染環境。生長速度快、營養 需求簡單,在植物的表面易于存活、定殖與繁殖, 生產工藝簡單,制劑穩定,施用方便,儲存期長。因此是一種生防微生物。

1、生防機制 對植物病菌的作用機制和方式是多樣的,主要包括競爭作用、抗生作用、溶菌作用和 促進植物生長等幾個方面。 

1.1 競爭作用 競爭方式:主要包括營養競爭和位點競爭。 營養和空間位點的競爭是指存在于同一微小生物環境中的兩個或兩個以上微生物之 間爭奪這一環境內的空間、營養、氧氣等的現象。枯草芽抱桿菌具有較強的競爭和定殖能力,從而搶占病原菌的侵染位點,消耗其周 圍養分,阻止和干擾病原菌對植物葉面和其他器官的侵染,起到防病抑菌的作用。 

1.2 抗生作用 抗生作用是指拈抗微生物通過產生代謝產物在低濃度下就能夠對病原微生物的生長和 代謝產生抑制作用,從而來影響病原微生物的生存和活動。近半個世紀以來,人們從枯草 芽孢桿菌不同菌株的代謝產物中分離純化了多種有效的抗菌物質。

1.3 溶菌作用 枯草芽孢桿菌的溶菌作用主要表現在是通過吸附在病原菌的菌絲上,并隨著菌絲生長 而生長,而后產生溶菌物質造成原生質泄露使得菌絲體斷裂;或者是產生抗菌物質通過溶 解病原菌孢子的細胞壁或細胞膜,致使細胞壁穿孔、畸形等現象從而抑制孢子萌發。 

1.4 誘導植物產生抗性及促進植物生長 誘導植物產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 發植物自身抗病機制從而增強植物的抗病性能的作用。 什么是 PGPR 國際上把土壤中能促進植物生長的根際自生細菌通稱為植物促生根圈細菌 (Plant growth promoting rhizobaceria),簡稱為 PGPR。 其中以枯草芽孢桿菌的抗逆性強、功能多、適應性廣、效果穩定。枯 草芽孢桿菌能夠產生類似細胞分裂素、植物生長激素的物質,促進植物的生長使植 物抵抗病原菌的侵害。 枯草芽孢桿菌大量應用于生物肥料。 當作用于作物或土壤時. 能夠在作物根際或體內定 殖,并起到肥料效應。目前,微生物肥料在培肥地力,提高化肥利用率,抑制農作物對 硝態氮、重金屬、農藥的吸收,凈化和修復土壤,降低農作物病害發生,促進農作物秸稈和 城市垃圾的腐熟利用 
   

2、保護環境。 以及提高農作物產品品質和食品安全等方面表現出了不可替代的作用。 
2.1枯草芽孢桿菌對土壤中的菲與苯并[a]芘的吸附及生物降解功能 土壤與其相連的水環境稱為土壤-水環境系統,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,必須首先到達并且穿過這個隔離層,這樣就強烈地改變礦物顆粒 或基底的吸附行為,對吸附作用有重要的影響 .近年的研究表明 ,由于受污染影 響,導致土壤中含有多環芳烴(PAHs) ,沉積物中 PAHs 主要為原油污染以及工業或 民用煤不完全燃燒所致. 枯草芽孢桿菌對菲與苯并[a]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[a]芘都可進行吸附或生物 降解,48h 液相 PAHs 濃度達到平衡時,微生物對菲消除了 98% ,對苯并[a]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[a]芘吸附特征均發生較大變化,對菲的吸附量 增大約 35 倍,而對苯并[a]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[a]芘的解吸結果與菲 相反,未接種的對照組為 4% ,接種的樣品組為 l3% . 
   

2.2 枯草芽孢桿菌對土壤微生物的呼吸強度的影響 土壤呼吸強度作為土壤生物活性指標之一, 能夠在一定程度上反應土壤營養物的轉 化和供應能力,其呼吸速率變化及變化方向也反應了生態系統對脅迫的敏感程度和響 應模式,是環境安全評價的一項重要指標,當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生不同程度的響應。 研究表明各質量分數處理的枯草芽孢桿菌均表現為對土壤呼吸作用的刺激效應,并且 土壤中枯草芽孢桿菌質量分數越大,對土壤呼吸強度的刺激作用越大,即刺激強度和 施藥質量分數呈正相關。 

2.3 枯草芽孢桿菌對土壤脲酶活性的影響 應用土壤酶作為監測指標, 評價農藥的生態毒理效應已成為環境科學領域的研究熱 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, 是惟一對尿素在土壤中轉 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,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,令其水解產物更多 地被土壤吸附而減少尿素水解產物氨的揮發損失, 也可能相應減少水解產物 NH 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出刺激 效應。其中高質量分數處理(3200 mg/kg 干土)在第 28 天脲酶活性上升到最高,刺激 率達到 101.07%。 枯草芽孢桿菌對脲酶刺激的機理, 可能是由于微生物農藥的加人為微 生物的生長提供了碳源和營養,從而使產生該種酶的微生物數量增長,活性增強,因而 土壤中脲酶的活性也相應增強。 
   
2.4 枯草芽孢桿菌對鹽堿地的改良 土壤內鹽分積累的危害 土壤結構黏滯,通氣性差,容重高,土溫上升,好氣性微生物活動差,養分釋 放慢,滲透系數低,毛細作用強等,導致表層土壤鹽漬化進一步加劇,造成土壤冷、 硬、板現象。一般說來,當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。 鹽堿地對植物的危害
    a、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。
    b、危害植物組織。干旱季節,表土層鹽分過量積聚 易傷下胚軸。在高 pH 值下,還會導致 OH 一對植物的直接毒害。植物組織內鹽分過量積聚,會使原生質受害,蛋 白質合成受阻,含氮的中間代謝產物積累,造成細胞中毒。
    c、影響植物正常營養吸收。由于交換性 Na+的競爭,使植物對鉀、磷和其他營養元素 的吸收減少,磷的轉移也會受到抑制,從而影響植物的營養狀況。
    d、 影響植物的氣空開閉。 在高濃度鹽類作用下, 氣孔保衛細胞內的淀粉形成受到阻礙, 使細胞不能關閉,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勢菌株,生產出生物有機肥,用于植物 生產,在投入成本相同的情況下,植物生長發育良好,產量增加,而且鹽堿地土壤 理化性狀得到改善,土壤微生物數量增多。 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酵 基礎,所以用途十分廣泛。在醫藥、農業、科研方面都有重要的應用。

群林枯草芽孢桿菌:http://www.xebhng.live/a/cp/scl/2010/0530/277.html



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