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菌中之王——枯草芽孢杆菌的前世今生

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2019.05.17
信息摘要:
前几天写的一篇文章《微生物菌剂为何如此“火”?》中,给大家简单介绍了常见菌种的主要作用。今天,向大家隆重介绍其中的菌中之王——枯草芽孢杆菌。…
前几天写的一篇文章《微生物菌剂为何如此“火”?》中,给大家简单介绍了常见菌种的主要作用。今天,向大家隆重介绍其中的菌中之王——枯草芽孢杆菌。此菌可称得上是现在微生物菌中的香饽饽,各路人马都在盯着他。那么他为何如此引人瞩目?跟着小编一起探寻他的前世今生。

前世篇

1941年
非洲战役被德国医疗军团从马和骆驼的粪便中分离出来;

1945年
Johnson等报道,枯草芽孢杆菌具有防治植物病害的作用;

1980年
Papavizas报道,枯草芽孢杆菌可以防治水稻等作物的多种土传真菌病害;

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1992年
Hwang等报道,用枯草芽孢杆菌可以防治豌豆的根腐病;

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2002年
Estevez等发现直接施用于土壤或拌种可以预防棉花、豆类和花生等由镰刀菌、曲霉属、链格孢属和丝核菌属所引起的根部和种子的真菌病害,其分泌的挥发性物质还能直接促进植物生长;

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2005年
蔡学清等研究证明辣椒内生枯草芽孢杆菌对辣椒苗有明显的促生作用,同时,该菌株还可诱导辣椒体内吲哚乙酸等促进植物生长的激素含量提高,并降低脱落酸等抑制植物生长激素的形成;

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2006年
Pujol等报道通过叶面施用能防治蔬菜、樱桃、葫芦、胡桃等多种作物的白粉病、烂根病、霜霉病、疫病、灰霉病等细菌和真菌引起的病害;

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2007年
张霞等在试验中发现经枯草芽孢杆菌处理后甘薯苗的发根数和根系生长都显著增加;

2009年
李晶等发现枯草芽孢杆菌可防治大豆根腐病、黄瓜枯萎病;
彭灯水报道枯草芽孢杆菌对玉米纹枯病防效显著;
曹春娜等研究发现枯草芽孢杆菌能防治黄瓜灰霉病的发生;
张成省研究发现枯草芽孢杆菌对防治烟草赤星病效果显著;
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2010年
张秀玉等发现枯草芽孢杆菌对烟草青枯病具有很好防治效果;

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原来枯草芽孢杆菌是从粪便中发现的啊!出身不好,幸好Johnson发现他有防病的作用,不然如何华丽转身,成为菌中之王啊。当然,这也离不开国内外学者的不断探索,让我们更加清楚的认识他。

今生篇

中文名:枯草芽孢杆菌
英文名:Bacillus subtilis
是芽孢杆菌属的一种,广泛分布在土壤及腐败的有机物中,易在枯草浸汁中繁殖,故名枯草芽孢杆菌。

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基本特性
1、革兰氏阳性杆状细菌,可产生内生芽孢,耐热抗逆性强,在土壤和植物的表面普遍存在,也是植物体内常见的一种内生菌,对人畜安全,环境友好。
2、制剂稳定,施用方便,储存期长,菌株生长速度快、营养需求简单,在植物表面易于存活、定殖与繁殖,无抗药性,是一种理想的生防微生物。
3、通过成功定植于植物根际、体表或体内与病原菌竞争植物周围营养,分泌抗菌物质抑制病原菌生长,诱导植物防御系统抵御病原菌入侵,同时促进植物生长。

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了解了他的基本特性,那么国内外学者专家花费这么大的精力和费用来研究他,到底发现他具有哪些功能呢?

功能特点

1、抗生作用
抗生作用是指拮抗微生物通过产生代谢产物在低浓度下就能够对病原微生物的生长和代谢产生抑制作用,从而来影响病原微生物的生存和活动。近半个世纪以来,人们从枯草芽孢杆菌不同菌株的代谢产物中分离纯化了多种有效的抗菌物质。

2、溶菌作用
枯草芽孢杆菌的溶菌作用主要表现在是通过吸附在病原菌的菌丝上,并随着菌丝生长而生长,而后产生溶菌物质造成原生质泄露使得菌丝体断裂;或者是产生抗菌物质通过溶解病原菌孢子的细胞壁或细胞膜,致使细胞壁穿孔、畸形等现象从而抑制孢子萌发。

3、诱导植物产生抗性及促进植物生长
诱导植物产生抗性作用是指枯草芽孢杆菌不但能够抑制植物病原菌,而且还能够诱发植物自身抗病机制从而增强植物的抗病性能的作用。
什么是PGPR?国际上把土壤中能促进植物生长的根际自生细菌通称为植物促生根圈细菌(Plantgrowth promoting rhizobaceria),简称为PGPR。
其中以枯草芽孢杆菌的抗逆性最强、功能最多、适应性最广、效果最稳定。枯草芽孢杆菌能够产生类似细胞分裂素、植物生长激素的物质,促进植物的生长使植物抵抗病原菌的侵害。

4、保护环境
枯草芽孢杆菌大量应用于生物肥料。当作用于作物或土壤时,能够在作物根际或体内定殖,并起到特定肥料效应。
目前,微生物肥料在培肥地力,提高化肥利用率,抑制农作物对硝态氮、重金属、农药的吸收,净化和修复土壤,降低农作物病害发生,促进农作物秸秆和城市垃圾的腐熟利用。提高农作物产品品质和食品安全等方面表现出了不可替代的作用。

5、枯草芽孢杆菌对土壤中的菲与苯并芘的吸附及生物降解功能
土壤与其相连的水环境称为土壤—水环境系统,其中存在着大量的土壤固有微生物,并在表面存在生物膜,因为生物膜形成了隔离层,有机污染物在接触到支撑生物膜的固体基底之前,必须首先到达并且穿过这个隔离层,这样就强烈地改变矿物颗粒或基底的吸附行为,对吸附作用有重要的影响。
近年的研究表明,由于受污染影响,导致土壤中含有多环芳烃(PAHs),沉积物中PAHs主要为原油污染以及工业或民用煤不完全燃烧所致,枯草芽孢杆菌对菲与苯并芘的吸附及生物降解研究。
研究表明以枯草芽孢杆菌为接种微生物,对菲与苯并芘都可进行吸附或生物降解,48h液相PAHs浓度达到平衡时,微生物对菲消除了98%,对苯并芘消除85%;接种的样品48h吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程;
在接种微生物情况下,沉积物与土壤对菲和苯并芘吸附特征均发生较大变化,对菲的吸附量增大约35倍,而对苯并芘的吸附量却降低了2/3左右;
未接种微生物的土壤和沉积物对菲解吸率为20%,接种的样品组为2.9%,而对苯并芘的解吸结果与菲相反,未接种的对照组为4%,接种的样品组为l3%。

6、枯草芽孢杆菌对土壤微生物的呼吸强度的影响
土壤呼吸强度作为土壤生物活性指标之一,能够在一定程度上反应土壤营养物的转化和供应能力,其呼吸速率变化及变化方向也反应了生态系统对胁迫的敏感程度和响应模式,是环境安全评价的一项重要指标,当土壤受到外来污染物污染时,微生物为了维持生存可能需要更多的能量,而使土壤微生物的代谢活性发生不同程度的响应。
研究表明各质量分数处理的枯草芽孢杆菌均表现为对土壤呼吸作用的刺激效应,并且土壤中枯草芽孢杆菌质量分数越大,对土壤呼吸强度的刺激作用越大,即刺激强度和施药质量分数呈正相关。

7、枯草芽孢杆菌对土壤脲酶活性的影响
应用土壤酶作为监测指标,评价农药的生态毒理效应已成为环境科学领域的研究热点之一。而脲酶属于土壤中研究得比较深入的一种水解酶类,是唯一对尿素在土壤中转化及尿素利用率有重大影响的酶。
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,不仅可使尿素水解减缓,令其水解产物更多地被土壤吸附而有效减少尿素水解产物氨的挥发损失,也可能相应减少水解产物NH4硝化作用潜势。
研究表明所有处理用枯草芽孢杆菌处理过的土壤对土壤脲酶均表现出刺激效应。其中最高质量分数处理(3200mg/kg干土)在第28天脲酶活性上升到最高,刺激率达到101.07%。
枯草芽孢杆菌对脲酶刺激的机理,可能是由于微生物农药的加人为微生物的生长提供了碳源和营养,从而使产生该种酶的微生物数量增长,活性增强,因而土壤中脲酶的活性也相应增强。

8、枯草芽孢杆菌对盐碱地的改良
土壤内盐分积累的危害土壤结构黏滞,通气性差,容重高,土温上升,好气性微生物活动差,养分释放慢,渗透系数低,毛细作用强等,导致表层土壤盐渍化进一步加剧,造成土壤冷、硬、板现象。
一般说来,当土壤表层或亚表层中的水溶性盐类累积累超过0.1%,或土壤碱化层的碱化度超过5%,就属于盐渍土。

——引起植物的生理干旱
过多的可溶性盐类,可提高土壤溶液的渗透压,引起植物的干旱。

——危害植物组织
干旱季节,表土层盐分过量积聚易伤下胚轴。在高pH值下,还会导致OH-对植物的直接毒害。植物组织内盐分过量积聚,会使原生质受害,蛋白质合成受阻,含氮的中间代谢产物积累,造成细胞中毒。

——影响植物正常营养吸收
由于交换性Na+的竞争,使植物对钾、磷和其他营养元素的吸收减少,磷的转移也会受到抑制,从而影响植物的营养状况。

——影响植物的气空开闭
在高浓度盐类作用下,气孔保卫细胞内的淀粉形成受到阻碍,使细胞不能关闭,植物容易干旱枯萎。
选择耐盐的巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌优势菌株,生产出生物有机肥,用于植物生产,在投入成本相同的情况下,植物生长发育良好,产量增加,而且盐碱地土壤理化性状得到改善,土壤微生物数量增多。

此外由于枯草芽孢杆菌无致病性,并可以分泌多种酶和抗生素, 而且还具有良好的发酵基础,所以用途十分广泛。

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看来枯草芽孢杆菌的功能十分强大,怪不得受到各路人马的追捧与青睐。目前,市场上枯草芽孢杆菌产品鱼目混杂,真正好的产品总是被假冒伪劣产品冲击,那么,枯草芽孢杆菌的优劣怎么判别呢?

1、看价格;
一分价钱一分货,价位便宜,一般是用一些调节物质或肥料来冒充,即完全当成肥料来卖的产品。

2、看效果;
“效果非常快,打上当天见效”为假,因为菌种繁殖与分泌代谢物是需要时间的,所以不要轻信“见效快”的谎言。微生物菌剂与化学农药对于病虫的防治可以比喻成“中药”与“西药”的差异。

总之,真正的枯草芽孢杆菌对作物、对土壤都有很好的生长调节作用,基本是多功能的,不可能只针对一点起作用,最重要的是它的使用效果是累加的,是单纯的肥料或调节物质达不到的。

2-微生物菌剂系列一181113

1-微生物菌剂系列181113

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