淺談養(yǎng)殖廢水發(fā)酵“光合細(xì)菌”在農(nóng)作物的綠色防控應(yīng)用

劉國(guó)利

摘要：光合細(xì)菌是一種單細(xì)胞微生物，種類繁多，沼澤紅假單胞菌是光合細(xì)菌的一種優(yōu)勢(shì)菌株，繁殖快、活性強(qiáng)，對(duì)蔬菜上的灰霉病、煤污病，果樹(shù)上炭疽病、輪紋病等真菌、細(xì)菌有明顯的抑制和消抗作用，目前人們對(duì)光合細(xì)菌的生物防控技術(shù)機(jī)理、防治范圍、防治效果等方面的研究相對(duì)薄弱，特別是在用于農(nóng)作物的病害防控方面處在起步階段，通過(guò)深入研究和試驗(yàn)示范，詳細(xì)掌握光合細(xì)菌的作用機(jī)理，對(duì)農(nóng)業(yè)的綠色防控將帶來(lái)一場(chǎng)新的變革。

關(guān)鍵詞：養(yǎng)殖廢水發(fā)酵；光合細(xì)菌；綠色防控；應(yīng)用

當(dāng)前光合細(xì)菌國(guó)內(nèi)外研究最普遍的是在畜禽養(yǎng)殖方面，主要用于養(yǎng)殖廢水的凈化處理，其次作為飼料添加劑使用，而對(duì)農(nóng)作物的病害防治和葉面追肥方面還沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用和研究，為逐步落實(shí)農(nóng)作物的生物防控措施，濱州市無(wú)棣縣小泊頭鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心于2016年開(kāi)始在大棚西紅柿、冬棗、小麥、玉米、草莓等農(nóng)作物的真菌類、細(xì)菌類病害防治方面進(jìn)行了各種防控試驗(yàn)，均取得了良好的防治效果，并分別建立了農(nóng)作物生長(zhǎng)期病害防治試驗(yàn)示范基地，推廣面積達(dá)到4.5萬(wàn)畝，在當(dāng)?shù)鼐哂泻軓?qiáng)的帶動(dòng)作用，提高了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，獲得了較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 沼澤紅假單胞菌的性狀和作用

沼澤紅假單胞菌屬于光合細(xì)菌中的優(yōu)勢(shì)菌種，菌落形態(tài)為草帽形或圓形，表面光滑，少隆起，邊緣整齊，棕紅色。菌體形態(tài)為短桿狀或卵圓形，寬0.5-0.9μm，長(zhǎng)1.2-2.0μm，無(wú)芽孢，無(wú)莢膜，單極鞭毛，可運(yùn)動(dòng)。帶沼澤紅假單胞菌的培養(yǎng)液為紅色懸浮液體，帶培養(yǎng)基發(fā)酵味，長(zhǎng)時(shí)間靜置，紅色懸浮菌體會(huì)逐漸下沉，振蕩后可恢復(fù)懸浮液狀，無(wú)臭味。沼澤紅假單胞菌的分裂能力特別強(qiáng)，在溫度25℃以上，光照條件良好的環(huán)境下進(jìn)行單細(xì)胞分裂，每30min分裂一次。一般情況下，采用5.5g磷酸二氫鈉、1.5gDL蘋果酸、2g乙酸鈉、2g氫氧化鈉、1g氯化銨、0.25g氯化鎂、0.05g氯化鈣溶于1L蒸餾水，再加入生產(chǎn)中用的生長(zhǎng)因子溶液和微量元素溶液各1ml，作培養(yǎng)液攪拌均勻，測(cè)定pH為6.5-7.0，加入沼澤紅假單胞菌，使其細(xì)胞含量2億個(gè)/ml，具有良好的抑制真菌、病菌種群發(fā)生和發(fā)展的效果，特別是在溫室大棚和高濕高溫的環(huán)境下，它的優(yōu)勢(shì)更為明顯，在濕度大的環(huán)境下，葉面噴施后可以使光合細(xì)菌繼續(xù)分裂，種群數(shù)量在成倍增加，導(dǎo)致其他病菌無(wú)法吸收葉片的營(yíng)養(yǎng)，無(wú)法生存，光合細(xì)菌死亡后的殘?bào)w富含氨基酸，容易被植物葉片吸收，變成葉面肥，使植株生長(zhǎng)健壯、葉片增厚、光合能力增強(qiáng)。同時(shí)，對(duì)生長(zhǎng)徒長(zhǎng)的植株起到抑制徒長(zhǎng)的作用，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化，有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此推廣普及光合細(xì)菌在農(nóng)作物上的病害防治是當(dāng)前綠色食品生產(chǎn)的必然趨勢(shì)，迫在眉睫，勢(shì)在必行。

2 光合細(xì)菌的發(fā)展前景

農(nóng)業(yè)部關(guān)于化肥、農(nóng)藥的減量使用已提出多年，推廣綠色高質(zhì)高效示范區(qū)，在病害防控方面推廣微生物防控，一直是一大難題。在農(nóng)作物的病害防治上進(jìn)行生物防控，是一項(xiàng)極為艱巨的工作任務(wù)，迫切需要培育生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益高，生物防控能力強(qiáng)的微生物。探索成功以光合細(xì)菌為主體的農(nóng)作物病害生態(tài)防控，是當(dāng)前農(nóng)藥減量使用的一大切入點(diǎn)，也是進(jìn)行生物防控體系建設(shè)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

3 光合細(xì)菌的資源優(yōu)勢(shì)

無(wú)棣縣是畜禽養(yǎng)殖大縣，僅小泊頭鎮(zhèn)一個(gè)鎮(zhèn)區(qū)每年污水產(chǎn)生約3萬(wàn)噸（每天82噸）。通過(guò)養(yǎng)殖廢水生物發(fā)酵處理池，待發(fā)酵充分后可以直接用于農(nóng)作物的光合細(xì)菌液，將畜禽廢水充分利用，變廢為寶。畜禽養(yǎng)殖廢水富含有機(jī)質(zhì)，是光合細(xì)菌的絕佳培養(yǎng)基，在畜禽養(yǎng)殖廢水中原位或異位接種光合細(xì)菌菌種，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的充分發(fā)酵培養(yǎng)，使微生物充分分解廢水中的有機(jī)物；吸收利用并消除水體中的氮、磷；殺死廢水中的病原菌；形成大量光合細(xì)菌菌體。這樣不僅可以凈化環(huán)境，而且通過(guò)養(yǎng)殖廢水的沼澤紅假單胞菌生態(tài)處理，可以將光合細(xì)菌應(yīng)用到農(nóng)作物的病害防控和增加葉面營(yíng)養(yǎng)上，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，有利于實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村生態(tài)振興和產(chǎn)業(yè)振興。

4 存在的問(wèn)題

4.1 光合細(xì)菌的繁育和應(yīng)用滯后

4.1.1 技術(shù)落后，方法單一

沒(méi)有更廣泛地采用新技術(shù)開(kāi)展優(yōu)勢(shì)菌株的培育、誘變育種、生物技術(shù)育種研究；缺少菌種資源保護(hù)、評(píng)價(jià)、推廣、利用的綜合體系建設(shè)。

4.1.2 研究對(duì)象單一

只對(duì)沼澤紅假單胞菌進(jìn)行擴(kuò)種研究。主要是由于沼澤紅假單胞菌在農(nóng)作物上的抑菌效果顯著，故存在片面地對(duì)沼澤紅假單胞菌的深入研究，而忽視了其他優(yōu)良菌株的培育。

4.1.3 種類鑒別不清

種間鑒別不清的問(wèn)題普遍存在，有些學(xué)者都把不同屬種混為了光合細(xì)菌，甚至有的把親緣關(guān)系甚遠(yuǎn)的菌株亦誤作光合細(xì)菌研究。

4.1.4 研究目標(biāo)片面

以前對(duì)光合細(xì)菌的研究，作為畜禽養(yǎng)殖飼料方面研究較多，而對(duì)光合細(xì)菌育種的研究較少，在對(duì)農(nóng)作物的病害防治的機(jī)理、防治種類等方面研究比較少。由于研究目標(biāo)和重點(diǎn)存在片面性，導(dǎo)致光合細(xì)菌的分裂、抗逆、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)等方面的功能沒(méi)有得到良好的發(fā)掘。

4.2 生物防控的意識(shí)較差

在農(nóng)作物栽培管理過(guò)程中，各種病害都會(huì)不同程度的發(fā)生和蔓延，對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)造成很大的影響，現(xiàn)階段在防治各類病害的發(fā)生時(shí)，部分農(nóng)產(chǎn)品只能被動(dòng)的超范圍、超標(biāo)準(zhǔn)使用化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行預(yù)防和治療，造成很大的安全隱患。為解決這一難題，必須堅(jiān)決貫徹執(zhí)行“預(yù)防為主，綜合防治”的植保方針，樹(shù)立科學(xué)植保、公共植保、綠色植保理念，使用生態(tài)調(diào)控、理化誘控、生物防治、科學(xué)用藥等技術(shù)。大力推廣綠色防控技術(shù)，科學(xué)有效地預(yù)防控制各類病害危害，逐步降低和減少化學(xué)殺菌劑的使用，從源頭上解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境安全問(wèn)題。

4.3 生物防控的進(jìn)程緩慢

我國(guó)在光合細(xì)菌研究方面做了大量的工作，并取得了一系列的科技成果。魯東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院成立了國(guó)家級(jí)光合細(xì)菌研究實(shí)驗(yàn)室，多年來(lái)一直從事對(duì)光合細(xì)菌的培育和研究，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)生物工程手段，采用高效微生物、生物酶制劑、生態(tài)活性因子以及生物活性分子載體固定化技術(shù)等高科技、多學(xué)科組合，攻克污水處理的多項(xiàng)技術(shù)難題，研究成功以高效生物載體、高效曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)酵、光合生物反應(yīng)器和生物生態(tài)調(diào)節(jié)為核心的新型污水處理技術(shù)。通過(guò)微生物固定化技術(shù)，將能夠高效分解有機(jī)物質(zhì)的微生物固定在載體上，制成生物濾池和發(fā)酵池，進(jìn)行畜禽養(yǎng)殖廢水的原位或異位生態(tài)治理，從而不僅大大提高了處理速度和處理效果，避免了機(jī)械設(shè)備使用，降低能耗、節(jié)省勞力、節(jié)省投資。進(jìn)一步降低污染，將污水中的可溶性N、P進(jìn)行生物吸收利用，并進(jìn)而采用生態(tài)活性因子活化生物質(zhì)，用作農(nóng)作物的微生物有機(jī)殺菌抑制劑和生物菌葉面肥，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的綠色防控體系的一部分。與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)相比，該技術(shù)投資少，占地小，處理效果好，運(yùn)行成本低，既適用于新建工程，也可應(yīng)用于各種老舊污水處理廠的擴(kuò)容和技術(shù)改造，但在用于農(nóng)作物的病害防治上沒(méi)有深入研究，科技成果轉(zhuǎn)化的進(jìn)程緩慢。

5 對(duì)策及建議

5.1 制作微生物菌種

首先采用光合細(xì)菌等高效益生微生物進(jìn)行載體吸附，制成微生物菌種，對(duì)經(jīng)過(guò)沉淀的廢水中的有機(jī)物進(jìn)行分解利用。經(jīng)過(guò)優(yōu)化和篩選，充分吸收水體中的氮、磷及其他營(yíng)養(yǎng)無(wú)機(jī)鹽；使富營(yíng)養(yǎng)化水體顏色變清，并減輕甚至消除富營(yíng)養(yǎng)化水體的臭味。實(shí)現(xiàn)有機(jī)農(nóng)業(yè)可持續(xù)-循環(huán)-健康發(fā)展。即：養(yǎng)殖廢水→沉淀池→發(fā)酵池→儲(chǔ)存池→農(nóng)作物綠色防控。

5.2 利用光合細(xì)菌的分解

通過(guò)光合細(xì)菌的分解，將目前難以處理的畜禽養(yǎng)殖污水通過(guò)集中收集或原位分解后，變廢為寶，作為農(nóng)作物的病害抑制劑和葉面菌肥。

5.3 建立高效的綠色生物防控技術(shù)體系

針對(duì)光合細(xì)菌對(duì)農(nóng)作物病害防治的技術(shù)需求，研究集成產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)，建立高效的綠色生物防控技術(shù)體系，促進(jìn)光合細(xì)菌在農(nóng)作物的病害防治和增加葉面營(yíng)養(yǎng)方面快速推廣，真正實(shí)現(xiàn)化肥、農(nóng)藥的減量使用。有利于帶動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)增效，推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化。

5.4 開(kāi)發(fā)不同的防治優(yōu)勢(shì)菌株

針對(duì)不同農(nóng)作物病害種群，開(kāi)發(fā)出不同的防治優(yōu)勢(shì)菌株，促使光合細(xì)菌在農(nóng)作物上實(shí)現(xiàn)最大化的開(kāi)發(fā)利用，有利于為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的食品安全，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)種植業(yè)的推廣范圍，為農(nóng)業(yè)的綠色防控蹚出一條新路，加快農(nóng)作物綠色高質(zhì)高效發(fā)展。

5.5 借助微生物固定化技術(shù)

采用高效微生物、生物酶制劑、生態(tài)活性因子以及生物活性分子載體固定化技術(shù)等高科技、多學(xué)科組合，通過(guò)微生物固定化技術(shù)，進(jìn)行畜禽養(yǎng)殖廢水的原位或異位生態(tài)治理，大大提高處理速度和處理效果，將污水中的可溶性N、P進(jìn)行生物吸收利用，作為農(nóng)作物的微生物殺菌劑和有機(jī)菌肥，實(shí)現(xiàn)有機(jī)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。該技術(shù)可廣泛適用于各種畜禽養(yǎng)殖廢水和廁所生活污水的處理和江河湖泊環(huán)境污水的治理，尤其是對(duì)傳統(tǒng)方法無(wú)法處理的高氨氮、高磷污水，進(jìn)行有效的處理，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外用生態(tài)法處理中水和富營(yíng)養(yǎng)化景觀水體的空白。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖培弘.高濃度光合細(xì)菌在觀賞魚(yú)養(yǎng)殖中的應(yīng)用試驗(yàn)[J].漁業(yè)致富指南，2016（6）：54-56.

[2] 張華娟.新時(shí)期大田作物病蟲(chóng)害的防治策略[J].農(nóng)民致富之友，2019（13）：99.

[3] 格桑次仁.高原地區(qū)大棚溫室作物常見(jiàn)的病蟲(chóng)害問(wèn)題研究[J].農(nóng)家參謀，2019（8）：71.