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菌中之王——枯草芽孢桿菌的前世今生

作者: 編輯: 來源: 發布日期: 2019.05.17
信息摘要:
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。…
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
非洲戰役被德國醫療軍團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;

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1992年
Hwang等報道,用枯草芽孢桿菌可以防治豌豆的根腐病;

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2002年
Estevez等發現直接施用于土壤或拌種可以預防棉花、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,其分泌的揮發性物質還能直接促進植物生長;

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2005年
蔡學清等研究證明辣椒內生枯草芽孢桿菌對辣椒苗有明顯的促生作用,同時,該菌株還可誘導辣椒體內吲哚乙酸等促進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;

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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、灰霉病等細菌和真菌引起的病害;

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2007年
張霞等在試驗中發現經枯草芽孢桿菌處理后甘薯苗的發根數和根系生長都顯著增加;

2009年
李晶等發現枯草芽孢桿菌可防治大豆根腐病、黃瓜枯萎病;
彭燈水報道枯草芽孢桿菌對玉米紋枯病防效顯著;
曹春娜等研究發現枯草芽孢桿菌能防治黃瓜灰霉病的發生;
張成省研究發現枯草芽孢桿菌對防治煙草赤星病效果顯著;
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2010年
張秀玉等發現枯草芽孢桿菌對煙草青枯病具有很好防治效果;

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原來枯草芽孢桿菌是從糞便中發現的啊!出身不好,幸好Johnson發現他有防病的作用,不然如何華麗轉身,成為菌中之王啊。當然,這也離不開國內外學者的不斷探索,讓我們更加清楚的認識他。

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物中,易在枯草浸汁中繁殖,故名枯草芽孢桿菌。

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基本特性
1、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,也是植物體內常見的一種內生菌,對人畜安全,環境友好。
2、制劑穩定,施用方便,儲存期長,菌株生長速度快、營養需求簡單,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、體表或體內與病原菌競爭植物周圍營養,分泌抗菌物質抑制病原菌生長,誘導植物防御系統抵御病原菌入侵,同時促進植物生長。

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了解了他的基本特性,那么國內外學者專家花費這么大的精力和費用來研究他,到底發現他具有哪些功能呢?

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。

2、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。

3、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(Plantgrowth promoting rhizobaceria),簡稱為PGPR。
其中以枯草芽孢桿菌的抗逆性最強、功能最多、適應性最廣、效果最穩定。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。

4、保護環境
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,并起到特定肥料效應。
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。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。

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。

7、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,是唯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,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,令其水解產物更多地被土壤吸附而有效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出刺激效應。其中最高質量分數處理(3200mg/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。

8、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。

——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,表土層鹽分過量積聚易傷下胚軸。在高pH值下,還會導致OH-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。

——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。

——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。

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看來枯草芽孢桿菌的功能十分強大,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品魚目混雜,真正好的產品總是被假冒偽劣產品沖擊,那么,枯草芽孢桿菌的優劣怎么判別呢?

1、看價格;
一分價錢一分貨,價位便宜,一般是用一些調節物質或肥料來冒充,即完全當成肥料來賣的產品。

2、看效果;
“效果非常快,打上當天見效”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。微生物菌劑與化學農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節作用,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,是單純的肥料或調節物質達不到的。

2-微生物菌劑系列一181113

1-微生物菌劑系列181113

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