枯草芽孢桿菌在農(nóng)業(yè)領域的應用研究進展

張潔　朱仁勝　王春芳　千淋兆　馮夢喜　許鵬

摘要 ? ?本文綜述了近年來枯草芽孢桿菌在農(nóng)業(yè)中的應用研究進展，包括提高作物抗性、促進作物生長、改良土壤、改良作物品質(zhì)等方面內(nèi)容，以期為枯草芽孢桿菌未來在農(nóng)業(yè)上的應用提供一定的參考。

關鍵詞 ? ?枯草芽孢桿菌;作物生長;土壤改良

中圖分類號 ? ?S154.3 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）13-0163-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

枯草芽孢桿菌是一種植物根際促生細菌，于1872年由Cohn正式命名[1]，其廣泛存在于自然界中，便于篩選分離，其所需營養(yǎng)成分簡單、生長繁殖速度快、適應性及抗逆性極強，利于大量培養(yǎng)?？莶菅挎邨U菌能夠分泌多種蛋白類和激素類活性物質(zhì)，天然無毒害，是一種高效、經(jīng)濟、環(huán)保的微生物“工具”。近年來，枯草芽孢桿菌在提高作物抗性、促進作物生長、改良土壤、改良作物品質(zhì)4個方面的研究不斷深入，筆者對此進行了綜述。

1 ? ?提高作物抗性

枯草芽孢桿菌通過降低作物病害、增加作物抗逆境能力以及克服作物連作障礙等3個方面綜合提高作物的抗逆性?？莶菅挎邨U菌具備定殖能力，可以在作物根、莖、葉內(nèi)部和土壤中成功定殖，定殖量均可達到104 CFU/g以上的水平[2-3]，從而搶占空間與營養(yǎng)，阻礙病原菌對作物的侵染與傷害。同時，枯草芽孢桿菌在定殖后可以產(chǎn)生抗生素[4]、抗菌蛋白等活性物質(zhì)使菌絲發(fā)生扭曲、腫脹和變形[5]，進而抑制病原菌的生長，實現(xiàn)對病害的防治。鄭小亮[6]通過分級沉淀，獲得一種新的抗菌粗蛋白，可使菌絲生長的形態(tài)畸形、底端膨大并抑制孢子的萌發(fā)，實現(xiàn)對禾谷鐮刀菌的抑制。

枯草芽孢桿菌還可以誘導作物在逆境中產(chǎn)生抗性，經(jīng)枯草芽孢桿菌GB03菌液浸泡處理后的紫花苜蓿種子，發(fā)芽勢與發(fā)芽率均顯著提高，株高、根長和生物量在不同鹽濃度處理下，均有不同程度提升[7]。尹漢文等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在1 g/L NaCl脅迫下，添加枯草芽孢桿菌增加了苜蓿株高與葉面積，苜蓿產(chǎn)量較未添加菌劑處理增加18%且在一定程度上提高了苜蓿的耐鹽性。

枯草芽孢桿菌能夠降低土壤中真菌數(shù)量，提高連作土壤中蔗糖酶、脲酶等的活性，在一定程度上緩解連作障礙，促使作物生長。劉麗英等[9]利用固態(tài)發(fā)酵制備枯草芽孢桿菌SNB-86菌肥，可以顯著增加連作條件下平邑甜茶幼苗的株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。

2 ? ?促進作物生長

枯草芽孢桿菌能夠分泌促進植物生長的活性物質(zhì)，促進作物生長，有助于增產(chǎn)增收。蔡學清等[10]研究發(fā)現(xiàn)，涂抹接種枯草芽孢桿菌BS-2菌株后，辣椒苗鮮重和干重分別較對照增加168.70%和181.25%，主要機制之一就是誘導辣椒體內(nèi)吲哚乙酸等促進植物生長激素含量的提高，并降低脫落酸等抑制植物生長激素的形成。王 ?進等[11]從果園土壤中篩選得到產(chǎn)聚谷氨酸枯草芽孢桿菌菌株WJ47。添加該菌株與不含該菌株處理相比，顯著增加了辣椒的株高、掛果數(shù)、莖粗等且產(chǎn)量顯著提高47%。有些枯草芽孢桿菌具有解磷的作用，可以將土壤中的無機或有機磷溶解，為作物提供更多的可用養(yǎng)分。為得到高效溶磷菌株，邢芳芳等[12]對大麥根際土壤的溶磷細菌進行篩選，得到枯草芽孢桿菌高效解磷菌PSM，其以Ca3（PO4）2為唯一磷源的無機磷液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)6 d水溶磷含量達到449.1 mg/L。盆栽試驗顯示PSM可顯著提高小白菜的葉綠素含量、葉片數(shù)和生物產(chǎn)量，5.0×108 CFU/g的添加量增產(chǎn)效果最好，與單施復合肥相比，鮮質(zhì)量增幅達16.72%，干質(zhì)量增幅達18.68%。

3 ? ?改良土壤

枯草芽孢桿菌改良土壤主要表現(xiàn)在調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分、改變土壤微生物菌群結(jié)構(gòu)、分解土壤殘留農(nóng)藥等方面。施用枯草芽孢桿菌可以顯著增加土壤堿解氮和速效磷含量、速效鉀和全鉀含量[13]，而且與枯草芽孢桿菌用量成顯著正相關[14]。衡量土壤肥力的重要指標有機質(zhì)也能夠在枯草芽孢桿菌的作用下，隨菌劑用量的增加而顯著增加[13-14]，從而改善和調(diào)節(jié)耕層養(yǎng)分，利于作物生長所需營養(yǎng)的供給。隨著土壤養(yǎng)分的改變，土壤中微生物的代謝速度加快，種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，細菌、放線菌數(shù)量明顯增加，真菌數(shù)量明顯降低[3，13]。樊勝南等[15]采集TR21和清水處理的不同時期香蕉根際土樣10份，比較不同處理土壤微生物組成差異，發(fā)現(xiàn)枯草芽胞桿菌TR21灌根處理香蕉可以提高根際土壤微生物的S值，并引起根際芽孢桿菌數(shù)量增加。余賢美等[3]利用Biolog ECO微生物平板分析，發(fā)現(xiàn)菌株Bs-15提高了土壤中微生物的每孔顏色平均變化率，并且土壤微生物Shannon、Simpson和Mc Intosh多樣性指數(shù)的提高達極顯著水平，Simpson和Mc Intosh均勻度的提高達顯著水平，因而菌株Bs-15可以提高土壤微生物的整體活性和種群、功能多樣性。

枯草芽孢桿菌對土壤中受試農(nóng)藥甲基對硫磷具有較強的降解能力，對辛硫磷、丙溴磷的降解效果也較明顯，為枯草芽孢桿菌降解土壤殘留農(nóng)藥提供了依據(jù)[16]。

4 ? ?改善作物品質(zhì)

枯草芽孢桿菌在土壤中定殖后，會產(chǎn)生大量的植物激素和有機酸，刺激根系的生長，改良土壤質(zhì)量，促進作物生理代謝，形成良性的植物-土壤-微生物生態(tài)系統(tǒng)[17]，從而有效提高作物品質(zhì)。徐洪宇等[13]配施25%枯草芽孢桿菌有機肥能夠明顯提高煙葉鉀離子含量和化學成分指標綜合得分，在一定程度上改善煙葉下部和上部初烤煙葉的化學成分及其協(xié)調(diào)性，提高煙葉的抽吸品質(zhì)?？莶菅挎邨U菌還可以提高蘋果可溶性固形物、中心糖、可溶性糖、可滴定酸、維生素C等品質(zhì)指標的含量，以改善蘋果果實品質(zhì)[17]。

5 ? ?結(jié)語

目前，枯草芽孢桿菌在農(nóng)業(yè)領域中的應用愈加廣泛且取得了階段性成果，在污水處理及生物肥發(fā)酵中應用也相當廣泛。在大力提倡綠色農(nóng)業(yè)的今天，結(jié)合分子生物學技術對枯草芽孢桿菌在基因水平上進行改造，獲得優(yōu)良菌株以提高研究效率，可能會對今后枯草芽孢桿菌在農(nóng)業(yè)上的應用發(fā)展起到十分重要的作用。

6 ? ?參考文獻

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