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国内外微生物肥料研究进展及展望微生物肥料是指利用各种有效微生物或微生物组合制成的一类新型肥料，其主要成分为各种细菌、真菌、放线菌和藻类等微生物，是一种生物肥料。
近年来，微生物肥料在生产中的应用越来越广泛，成为一种新型、安全、高效、环保的农业生产方式。
本文将对国内外微生物肥料研究进展进行概述，并展望未来微生物肥料的发展趋势。
国内微生物肥料的研究起步较晚，但近年来取得了一定的进展。
目前已经研发出多种藻类和微生物菌剂，包括植物生长促进菌剂、生物氮肥、生物磷肥和微生物有机肥等。
在微生物肥料的研究中，主要集中在以下几个方面。
（一）菌剂的筛选和培养微生物肥料的菌剂可以通过自然采集和人工筛选两种方式获得。
其中自然采集是在野外进行采集，人工筛选是通过室内实验筛选出最适合的肥料菌。
研究人员利用不同的培养基，筛选出了多种有益菌剂，如利用局部土壤中的菌株搭配传统肥料，可大幅度提高果树生长和产量。
（二）微生物肥料的配方和应用微生物肥料是由多种微生物组成的，合理的配方和应用可以使肥效更加显著。
研究人员在微生物肥料中应用了多种益生菌，这可以促进作物的生长和增加产量。
此外，针对不同作物的需求，也对配方进行了调整和改良。
微生物肥料在农业生产中的应用量越来越大。
在水稻栽培中，研究人员利用微生物肥料进行施肥，可以增加水稻的生长速度，提高稻谷的产量。
在果树栽培中，微生物肥料也可以大幅度提高果树的产量和品质。
此外，微生物有机肥还可以提高土壤肥力，并防止土壤侵蚀和地下水污染。
国外研究人员在微生物菌剂的筛选和培养方面经验丰富。
在真菌领域，人们一直致力于研究黑曲霉、黄杆菌等微生物菌剂，在保障作物生产方面发挥了重要的作用。
此外，黄质菌等一些植物生长促进菌也在国外得到了广泛的关注。
国外的微生物肥料应用技术很成熟，对菌剂的应用方法、施肥时间和剂量等进行了深入研究。
在动态管理及多元化水平措施的组合应用下，微生物肥料对提高产量和改善作物品质的效果更为明显。
微生物学中的研究热点微生物学是研究微生物生物体系和微生物与生物环境相互作用的一门学科，涵盖的范围非常广泛，涉及到生物技术、环境科学、食品工业等多方面。
在当今世界，微生物学研究一直是科学领域的热门话题之一，下面我们就来具体了解一下微生物学中的研究热点。
一、微生物基因组学微生物基因组学是微生物学研究中的一个重要领域，它主要研究微生物的基因组结构、功能、表达和调控。
随着技术的不断进步，微生物基因组学的研究也日趋深入。
现在，微生物的全基因组测序已经成为微生物学最基础的一项技术。
近年来，人们逐渐认识到基因组学的重要性，对微生物基因组的研究也越来越深入，微生物基因组的剖析为研究微生物的生理生化过程提供了极为强有力的工具，也为微生物的应用开发提供了更加立体和全面的思路。
因此，微生物基因组学是当前微生物学研究的一个热点领域。
二、微生物代谢组学微生物代谢组学是研究微生物代谢过程的一门学科，它通过对微生物代谢物谱的研究，揭示微生物在特定环境中产生代谢产物的机制，并通过代谢产物的比较分析，研究微生物间的相互作用。
微生物代谢产物的研究对于微生物生态学和生物技术领域都具有重要价值。
通过对代谢产物的研究，可以预测微生物在不同环境下的代谢途径、产物和生长特性，并可获得许多生物技术工艺中所需的代谢产物和酶。
三、微生物进化学微生物进化学是研究微生物演化的一门学科，它主要研究微生物的起源、演化及其所涉及的分子结构和功能的变化。
随着人们对微生物生态学的深入研究，微生物进化学逐渐成为微生物学研究的热点领域之一。
微生物进化方式的多样性、微生物的分布、适应策略以及微生物与人类的关系等已经成为了微生物进化学的研究热点。
微生物演化研究的结果对于解决生态和环境问题、改进生物技术、并提高疾病治疗效益都具有重要的理论和实际意义。
四、微生物生态学微生物生态学主要研究微生物体系与所处环境的相互作用及其影响，包括微生物与其他微生物、微生物与植物、微生物与土壤、水等环境的相互作用。
微生物肥料研究现状及发展趋势分析【摘要】本文旨在探讨微生物肥料的研究现状及发展趋势。
首先介绍了微生物肥料的定义与分类，阐述其在农业生产中的优势与应用。
随后分析了当前微生物肥料研究的现状和热点，包括微生物菌种的筛选及生产工艺的改进。
展望了微生物肥料的发展趋势，指出未来将注重微生物肥料的环保性和效益性。
在结论中强调了微生物肥料在农业领域的前景广阔，提出未来研究方向应重点关注微生物肥料与植物、土壤生态系统的互动关系，以推动微生物肥料的创新和应用。
【关键词】微生物肥料, 研究现状, 优势, 应用, 热点, 发展趋势, 前景, 研究方向1. 引言1.1 研究背景微生物肥料是一种利用微生物来促进作物生长和提高土壤肥力的肥料，随着农业生产方式的转变和环境保护意识的提高，微生物肥料的研究和应用受到了越来越多的关注。
研究背景部分主要探讨了目前农业生产中存在的问题以及微生物肥料在解决这些问题方面的潜力。
随着化肥和农药的长期大量使用，农田土壤逐渐出现了养分失衡、土壤贫瘠以及农药残留等问题。
这不仅对农作物的生长发育造成了严重影响，还对环境和人类健康构成了风险。
寻找一种替代化肥和农药，能够提高土壤肥力、改善农作物品质、减少农药残留的方法变得尤为迫切。
1.2 研究目的研究目的是为了全面了解微生物肥料在农业生产中的应用现状和未来发展趋势。
通过对微生物肥料的定义与分类、优势与应用、研究现状和热点的分析，可以为农业生产提供更加科学合理的肥料选择和使用建议。
通过探讨微生物肥料的发展趋势，可以为相关从业人员提供参考和借鉴，促进微生物肥料在农业领域的进一步推广和应用。
研究目的还在于指导未来的研究方向，为微生物肥料的持续发展和创新提供理论支持和实践指导，以满足农业生产对肥料品质和效益的不断提升的需求，推动农业产业的可持续发展。
2. 正文2.1 微生物肥料的定义与分类微生物肥料是一种以微生物为主要有效成分的肥料，其主要作用是通过微生物的代谢活动促进植物生长发育的一种特殊种类的肥料。
微生物肥料的研究与应用在农业发展的过程中，化肥的使用应有尽有，但长期以来，化肥使用也引起了一系列生态环境问题，诸如土壤酸化、植物孱弱等等。
在此背景下，人们开始寻找新的替代方案，微生物肥料成为这样一个被重点关注的领域。
本文将着重探讨微生物肥料的研究与应用现况。
微生物肥料的类型微生物肥料是指运用微生物或者微生物代谢产物做肥料的一类肥料。
按照生源来源可将微生物分为两类，即土源性微生物、工业源性微生物。
土源性微生物包含在自然环境中广泛分布的土壤细菌、真菌、放线菌等等；而工业源性微生物包括发酵专用的菌株，包含在常见的微生物肥料中有磷酸菌肥料、木霉菌肥料、铵化菌肥料和硝化菌肥料等等。
微生物肥料的研究现况目前，微生物肥料的研究已经成为农业生产的重点方向。
但由于微生物肥料来源复杂、类型繁多，其研究难度也相应较高。
大多数微生物研究人员目前都致力于微生物菌株及其代谢产物的筛选，但这一过程的时间、人力都较为耗费，需要长期坚持。
微生物肥料研究还需要充分考虑微生物的基因背景、代谢产物、还原潜力等诸多因素，因此可以说微生物肥料的研究，就是对微生物生长发育的多面解析。
微生物肥料的应用现况随着微生物肥料研究的进展，微生物肥料的应用领域也随之扩大。
目前，微生物肥料主要分布在三个方向：第一，作为有机肥的补充，加速有机物质的降解，提高土壤的肥力。
有研究表明，使用微生物肥料可以提高农作物的产量，增加土壤有机质含量，同时还可减少农作物对化肥的依赖，提高作物质量。
第二，作为纯化剂，通过排放废物的方式生产出微生物肥料。
这种方法相对环保、安全，而且容易实现精准生产，逐步替代人工转化过程。
第三，作为功能性菌剂，用于增加农作物的抗病能力。
微生物菌剂是指含有至少2种且活性独立的某一菌种及其分解代谢物的菌群或其培养液，目前已经被广泛应用于农村生态经济建设当中。
使用微生物肥料或者菌剂，可以不但提高农作物产量、防旱、增肥、强健植株，而且还可以有效地防治农作物的病虫害，解决农民的后顾之忧。
微生物学的前沿研究微生物学是研究微生物的结构、生理、生态、分类和应用等方面的科学。
近年来，随着科技的发展和研究手段的更新，微生物学领域的研究不断取得了新的突破。
本文将介绍微生物学的前沿研究内容，包括微生物基因组学、微生物生态学和微生物应用等方面。
一、微生物基因组学微生物基因组学是微生物学中的一个重要分支，研究微生物的基因组结构、功能和演化。
随着高通量测序技术的发展，研究者们可以更加深入地研究微生物的基因组信息，并揭示微生物的遗传特征和遗传变异。
通过对微生物基因组的研究，人们可以了解微生物的代谢途径、毒力因子和抗药性等重要信息，为微生物的定量分析和控制提供了理论依据。
二、微生物生态学微生物生态学是研究微生物在各种环境中的分布、数量和功能的科学。
随着环境污染和生态问题的日益突出，研究微生物与环境之间的相互作用变得越来越重要。
现代微生物生态学采用多组学技术和大数据分析方法，揭示了微生物在陆地、海洋、土壤和人体等环境中的分布规律和生态功能。
例如，通过对微生物多样性的研究，可以评估环境质量和生态系统稳定性，并为环境保护提供科学依据。
三、微生物应用微生物的应用领域广泛，涉及医药、农业、食品、环境和能源等众多领域。
近年来，微生物应用研究的热点包括微生物制药、微生物肥料、微生物降解和微生物能源等方面。
通过对微生物的深入研究和利用，可以开发出新型的药物、环保材料和能源技术，为人类健康和可持续发展做出贡献。
结语微生物学作为一门重要的生命科学，其研究领域和应用前景非常广阔。
随着科技的不断发展和研究手段的日益完善，微生物学的前沿研究将继续推动科学进步，为人类的生活和健康带来更多福祉。
相信随着时间的推移，微生物学的研究将会取得更多的突破和成果。
微生物肥料研究现状及发展趋势分析微生物肥料是一种由各类微生物发酵而成的肥料，其含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，同时还含有多种有益微生物，对土壤改良、植物生长有着显著的作用。
随着人们对绿色环保、有机农业的重视，微生物肥料越来越受到农业生产者和科研人员的关注和重视。
为了更好地推动微生物肥料的研究与发展，本文将对微生物肥料的研究现状及发展趋势进行分析。
一、微生物肥料研究现状微生物肥料的研究可以追溯到19世纪，当时就有科学家发现土壤中含有多种有益微生物，可以促进作物生长。
而随着微生物学和生物技术的发展，人们对微生物肥料的研究也逐渐深入。
20世纪末，随着生物技术和分子生物学的飞速发展，人们可以通过基因工程技术培育具有特定功能的微生物，从而生产出更加高效的微生物肥料。
这些研究成果使得微生物肥料在农业生产中得到了广泛的应用。
目前，微生物肥料的研究成果主要包括以下几个方面：(1) 优良菌种的筛选与培育。
科研人员通过对土壤样品的分析和培养，筛选出了一些在土壤改良、植物生长促进等方面具有显著作用的优良微生物菌种，例如一些氮、磷、钾资源利用效率高的微生物，以及一些有益的生物防治菌株等。
(2) 微生物肥料的生产技术。
随着生物技术的发展，人们可以通过发酵工艺生产出各种类型的微生物肥料，其中包括发酵床、罐体发酵等生产工艺。
这些技术使得微生物肥料的产量和质量得到了较大提高。
(3) 微生物肥料的应用技术。
人们通过对微生物肥料的施用技术进行改进，使得微生物肥料可以更好地发挥作用，例如将微生物肥料与化肥混合施用，或者将其与种子一起进行处理，从而提高了微生物肥料的利用效率。
虽然微生物肥料的研究取得了一定的成果，但仍然存在一些问题：(1) 菌种筛选不足。
目前对土壤中微生物的了解还不够充分，很多优良的菌种还没有被发现和利用起来，限制了微生物肥料的研究和应用。
(2) 生产技术不成熟。
一些地方在微生物肥料的生产过程中存在工艺控制不到位、设备陈旧等问题，导致微生物肥料的产量和质量无法得到保障。
国内外微生物肥料研究进展及展望
目前，微生物肥料的研究主要集中在以下几个方面。
微生物肥料的种类和菌株选择。
研究人员通过对各种土壤样品中的微生物进行分离和培养，从中筛选出对植物生长有益的菌株。
目前已经发现的微生物菌株主要包括固氮菌、磷解菌、溶磷菌、溶钾菌等。
通过研究这些菌株的生理特性和作用机制，可以更好地应用于微生物肥料的生产和推广中。
微生物肥料的生产工艺和质量控制。
微生物肥料的生产包括菌株培养、发酵、提取和质量控制几个环节。
要确保微生物肥料中菌株的活量和产品的有效成分。
研究人员通过优化发酵条件，提高微生物菌株的活性和生产效率。
通过相关配方和技术的研究，可以提高微生物肥料的肥效和稳定性。
微生物肥料的应用技术和效果评价也是目前研究的热点。
研究人员通过田间试验和实验室试验，研究微生物肥料对作物生长的影响和作用机制。
这其中包括微生物菌株对土壤微生态环境的调控作用、微生物菌株对作物养分吸收和利用的促进作用等。
通过对微生物肥料的应用技术和效果的研究，可以更好地推广和应用微生物肥料。
当前，微生物肥料的研究存在的问题和亟待解决的挑战是：
微生物菌株的种质资源和遗传改良还需要加强。
微生物菌株的种质资源的保护和利用是微生物肥料研究的基础。
通过对微生物菌株的遗传改良，可以提高其在微生物肥料生产中的应用效果和经济效益。
微生物肥料的推广和应用还需要加强。
目前，虽然微生物肥料在农业生产中得到了一定的应用，但是推广和应用仍然面临一些困难和挑战。
农民对微生物肥料的认识和接受度还不高，需要进一步加强农民的培训和宣传工作。
目前菌肥推广遇到的问题继第十六届高浓度磷复肥产销会后，不难发现菌肥已经成为重要一景，明显微生物菌肥的时代来了！在前不久的央视播出的《被化肥“喂瘦”了的耕地》中，明确指出了中国农业因为长期依赖化肥，化肥利用率极低，严重致使土壤造成板结、酸碱化等各种土壤问题。
不久国家又提出化肥零增长的计划，可以看出微生物肥料的推广和实行是必行的了。
由此不难看出，生物菌肥将来在肥料市场必将占据领导地位。
农业部微生物肥料质量监督检验中心主任李俊曾表示：“中国比任何国家都需要发展和使用生物肥料”，发展微生物肥料成为国家战略选择。
目前众多化肥企业纷纷增加生物肥料产品线或者寻求代工合作，加剧了生物肥料的市场竞争。
然而微生物肥市场骤然升起，产品必定会参差不齐，能像元和绿宝一直致力于微生物菌肥产业的企业并不多。
在菌肥的推广过程中发现，菌肥行业的推广仍面临着问题。
元和绿宝第一个问题，普通生物菌肥的使用效果不稳定，很难得到农民的认可。
由于质量参差的产品，农民发现试用效果不明显，甚者造成烧苗现象。
对于菌肥推广最难的是很多农民对菌肥有认识误区，增加了今后宣传推广的难度。
造成这种情况原因，跟农民使用方法、使用量及使用时注意事项有一定关系，多数情况跟生产企业产品质量把关不严，将未完全腐熟发酵的生物菌肥投放市场。
希望大多的企业能像元和绿宝菌肥生产基地经过层层标准检验过，确保产品质量过关。
第二个问题就是某些企业过分夸大宣传。
当前生物菌肥的大多数集中浅显宣传抗重茬死棵，增产提质，抗逆防病方面。
采用生物防控病害的办法，聚焦作物某一障碍问题，集中宣传比如：土壤酸化问题、化肥利用率低问题、重茬死棵问题、抗病增产问题、生理缺素问题、作物早衰减产问题、肥害药残问题等等，让经销商—零售商—农民都深入系统的了解生物菌肥的功效及特点，让农民真正体会生物菌肥的优越性，生物肥料大能得到大面积使用。
笔者认为：采取生物防控病害的方法，药肥合一的思路，是生物菌肥一种实际而可行的宣传推广思路。
微生物肥料科学研究中几个热点问题连宾,臧金平,袁生(南京师范大学生命科学学院,210097,江苏,南京)[摘要] 微生物肥料作为一项新的农业措施,在提供绿色食品、保护农业生态环境以及发展高产、优质、高效农业中的作用业已引起国内外学者的普遍重视.为促进我国微生物肥料基础和应用基础研究,作者提出微生物肥料科学研究中值得深入探讨的几个热点问题,如开展寡糖在植物生长中的调节功能与利用研究,应用微生态学与PG PR 理论来促进微生物肥料产业的发展,把微生物肥料产业的发展与资源有效利用、环境保护和食品安全等相联系.[关键词] 微生物肥料,寡糖,微生态学,资源利用[中图分类号]Q939.9, [文献标识码]A , [文章编号]1001Ο4616(2004)02Ο0065Ο05 收稿日期:2003Ο12Ο20. 基金项目:中国博士后基金资助项目(2003033496),南京师范大学基金资助项目(184070H2B39). 作者简介:连宾,1964-,博士,南京师范大学生命科学学院教授,主要从事微生物学的研究,E -mail :bin2368@0 引言施用微生物肥料作为一项新的农业措施,在提供绿色食品、保护农业生态环境以及发展高产、优质、高效农业中的作用业已引起国内外学者的普遍重视[1].微生物肥料由传统的根瘤菌接种剂发展到自生固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌、固氮绿藻肥料以及“5406”抗生菌肥料等,此后又出现应用内、外生菌根菌肥料以及由多种有益微生物和有机物复合制成的复合生物肥料,当然现有多种制作微生物肥料的有效菌种本身并不是肥料,只有在植物根部定植形成优势菌落时,才能发挥其生物屏障、改善植物营养条件及满足植物生长所必需养分(及其它条件)的功能[2].事实上,增加作物的产量并不是微生物肥料的惟一衡量指标,促长、抗病和改善作物品质也应该是微生物肥料的功能,作为废物处理中的发酵剂、增温剂产品,只要其最终产品是肥料也应属于广义微生物肥料的范畴.随着科学研究的深入,用多学科的方法和思路来研究微生物肥料的作用机理及增强其功能已经成为微生物肥料科学研究的主要趋势,生物肥料科学与微生物学、土壤化学、微生态学、植物病理学、基因工程和农业生物工程等学科融合渗透派生出许多新的研究方向,如研究寡糖在植物生长中的调节功能,通过有效手段调动植物自身的防御系统来对付病原菌的侵害,利用微生物代谢产物如活菌增长因子来促进作物生长,固氮结瘤因子的研究与利用以及基于近代微生态学理论发展起来的植物根际促生细菌(PG PR )的作用研究等.作者认为有必要采用全新的理论和方法,从不同的角度来研究微生物肥料,以促进本学科的发展并有望籍此推动该行业的产业化进程.本文就微生物肥料科学研究中的几个热点问题进行讨论.1 寡糖在植物生长中的调节功能研究寡糖在植物体内及植物与微生物间的相互作用中发挥重要作用.来源于植物和病原体细胞壁的寡聚糖均具有激发植物抗性反应的活性,可作为激发子诱导植物细胞发生抗性反应,寡聚糖信号被植物细胞识别后,可迅速引起质膜去极化、离子通道开放、胞外培养基碱化等瞬间反应,还可通过硬脂酸代谢途径合成茉莉酸等信号分子,诱导相关抗性基因的表达.在植物的抗病机制中,植物在受到微生物感染或诱导物(elicitor )处理后就会合成并积累抗微生物的植保素(phytoalexin ),如大豆疫霉感染大豆时,病原体细胞壁上的寡糖可被大豆苗各器官细胞膜上的专一性受体识别并以非共价健结合,诱导大豆苗积累植物防御素[3].据报道1g 七糖可以使几百吨正在生长的植物产生足够的抵御病原菌侵害的植保素[4].许多真菌的细胞壁和无脊椎动物的外骨骼中所含结构组成几丁质和脱乙酰几丁质(chitosan )中的寡糖片断也能在多种植—56—第27卷第2期2004年 南京师大学报(自然科学版)JOURNA L OF NAN J I NG NORM A L UNI VERSITY (Natural Science ) V ol.27N o.22004苍南县金坝包装工艺品厂产品：菌种包装袋苍南县金坝包装工艺品厂专业生产菌种包装袋，菌种包装袋专门应用于微生物、菌种产品的包装，本包装袋与传统包装袋相比具有以下优点：1.完美解决微生物包装中菌种排气导致的包装袋涨袋、进而导致包装破裂的问题。
应用本包装袋可以解决发酵生产、菌种包装过程中气体控制的难题，同时也保证了微生态产品包装的长期储运。
2.通过包装袋中单向排气装置确保微生物的生命活动中产生的气体不断排出袋外，保持袋内气体压强的相对稳定，同时不让外界气体进入，保持袋内的无氧状态，保证了微生物的活性。
3.本包装袋综合厌氧发酵和好氧发酵的优点用于解决一些菌群难以共处的难题（例如微生物组合发酵），包装袋独有厌氧控制很好的应用于固态厌氧等发酵方式。
4.通过本包装袋可以解决发酵散热、杂菌污染等普通包装袋难以解决的难题，广泛应用于无抗发酵饲料、生物发酵饲料、生物饲料添加剂、em菌发酵的包装。
苍南县金坝包装工艺品厂专业致力于印刷、包装、复合材料于一体的生产设计企业，为客户提供各种软包装及复合包装袋的印刷及制袋，为降低客户印刷包装品的成本而努力，欢迎新老客户前来联系。
公司网站：物中诱发抗病反应.可能的机制是:植物本身的几丁质酶,将感染的真菌或无脊椎动物病原体细胞壁或外骨骼中的几丁质或脱乙酰几丁质降解为至少由4个β2D 2N 2乙酰氨基葡萄糖或脱乙酰化的残基构成的寡糖片断,某些特定的寡糖片断能够象“抗原”一样激活植物的防御系统,并诱发其产生植保素.也就是说只要通过有效手段调动植物自身的防御系统,植物本身就可以合成一些“生物农药”来对付病原菌的侵害[5,6].由于寡糖具有调节植物细胞生理活性及改善作物品质的功能,因而可与微生物肥料共同应用于植物的生长过程中.根瘤菌与豆科植物共生的信息分子固氮结瘤因子即lipo 2chitin 2olig osaccharides 也是一种寡聚糖,它是由根瘤菌产生的一种信号分子,在根瘤形成过程中起着十分重要的作用[7,8].所有的结瘤因子均含β2乙酰氨基葡萄糖残基构成的骨架(通常为四糖或五糖).在其氨基葡萄糖残基的非还原性末端N 2脂酰基取代了N 2乙酰基,不同来源的结瘤因子在还原乙酰氨基葡萄糖残基C 26位修饰不同.N od 基因的突变研究表明,根瘤菌结瘤因子的众多结构特征是它们的生物活性和宿主专一性所要求的.新近的研究表明[9,10],在细菌与植物相互作用过程中,结瘤因子的有益作用主要包括以下几方面:①诱导新根毛的形成;②诱导结瘤基因的启动;③诱导根毛变形及弯曲;④细胞膜势能的去极化;⑤根部皮层中根瘤分生组织的形成;⑥侵染线的生成等.有资料证明[11—13],某些结瘤因子不仅对豆科作物有效,在促进非豆科作物种子发芽和植株生长方面也有一定的功效,从而使结瘤因子的应用范围扩大,前景也更为诱人.近几年,固氮结瘤因子大分子骨架不同侧链基团对结瘤因子在生物固氮作用过程中的影响、固氮结瘤因子的基因分析及克隆、固氮结瘤作用过程中结瘤因子对宿主植物生理代谢变化的影响以及固氮结瘤因子的诱导等已有许多报道[9,10,12].利用有效的诱导剂诱导根瘤菌产生较高浓度的结瘤因子,并试图用以提高作物产量(主要是豆科作物)的研究已经开始并取得进展[8,14].微生物生长代谢产物对植物促长作用的研究表明[15],豆科、桔梗科一些植物含有刺激细胞分裂、促进细胞生长的增长因子.实验证明在细菌肥料的生产中应用增长因子,可以提高产品活菌数,降低生产成本[15].2 微生态学理论和植物根际促生细菌(PGPR)作用的研究与应用图1 根际微生物、植物与环境之间的相互作用土壤植物系统中存在植物与植物、微生物与微生物、植物与微生物以及土壤生物与环境之间的相互作用(图1),在这些相互作用中根际微区域是物质和能量交换十分频繁的一个界面[16,17],微生物积极参与了这个微生态系统中的能量和物质的循环过程,并成为其中非常活跃的一个组分.它们的代谢活动不但影响植物的生长和发育,而且也是影响土壤和大气之间气态物质交换的一个不可忽视的因素.陈廷伟[2]借鉴医学上微生态调节剂的理论并与农业中根际细菌的作用进行比对,把植物的根系比做动物的肠胃(它们都是吸收营养的器官,只是一个在体内,一个在体外),认为人和动物的微生态学中有关生态平衡与肠道正常菌丛和菌丛失调的概念,也适用于植物根际微生物失衡问题.根际微生物与植物的相互作用(图1)可以因为接种大量优势有益细菌于农作物根际而起到调节生态平衡的作用,在植物根际形成一个生物屏障,阻止有害菌的定植和入侵,促进有益菌群对作物生长的复合有益功能(包括促生、防病、固氮、解磷等作用)的发挥.PG PR 的作用机理和理论根据是基于近代微生态学的发展,其作用机制曾解释为产生生长素、抑制病原菌生长、根际固氮和分解含磷化合物等.显然,PG PR 的作用不是单一的,接种大量优势有益细菌于农作物根际之所以有促进生长作用应是PG PR 综合作用的结果.PG PR 类微生物可直接或间接地对根际微生态环境中营养元素的循环产生影响,微生物的活动可释放或活化某些营养元素,直接地增加根际营养物质的有效性、加快循环过程,同时也可通过影响根系的生长和发育,间接地影响养分的循环过程及其有效性[17,18].根据PG PR 理论,微生物肥料的增产作用以PG PR 的综合效应解释比用传统的固氮、解磷和解钾—66—南京师大学报(自然科学版) 第27卷第2期(2004年)作用解释更为妥当[2,19,20],事实上一些具有解钾、溶磷和固氮作用的微生物如硅酸盐细菌已经被认定为PG PR [20].在深入研究微生物与植物的相互作用机理的基础上,应用微生态学与PG PR 理论来促进微生物肥料产业的发展已成为当前的重要研究方向.3 有机食品生产、资源再生利用与微生物肥料生产相结合的研究自上世纪80年代以来,粮食、蔬菜和水果等种植业由于大量使用农药、化肥和除草剂,给生态平衡带来明显的和潜在的公共危害,“人类通过这种所谓现代农业文明,无时无刻不在给自己服毒”,而频频发生的“食品公害事件”更加剧了人们“我们还能吃什么”的担忧[21].大量使用化肥,特别是氮肥,使将近60%～70%的氮进入环境,汇集到湖泊、水库、河流,造成水体的富营养化,一旦疏漏到地下,还会污染地下水,同时又破坏土壤的团粒结构,使之板结、沙化,引起水土流失.土壤污染的另一后果是破坏土壤中的生物多样性,由于大量使用化肥和农药,导致土壤养分不平衡,农田及水域受污染,致使土壤肥力下降,化肥利用率降低,自然环境恶化,威胁人类的生存和发展.目前发达国家都把发展有机农业确定为农业发展的主流方向,而微生物肥料正是其中不可缺少的组成部分.在人增地减的情况下,粮食的增加必须通过提高单产来解决,这使得化肥在粮食生产中的作用越来越重要.但我国资源有限的远景状况十分令人担忧[23].以磷肥和钾肥为例,在目前国内加工能力较小的情况下,磷矿石的供应基本能满足市场需求,并有少量出口,但国内磷肥供应有相当部分尚需依赖进口;我国钾矿原料不能自给,钾盐供应长期短缺,只得依赖进口[21—23].当今农业生产目标主要是:不断提高作物单位面积产量,合理利用自然资源,改善农业生态环境,保持和提高土壤肥力[24].利用我国丰富的有机废弃物资源制作微生物肥料是当前微生物肥料重点研究的内容之一,其原理是利用其中的有机物质和有益微生物来改善土壤肥力,达到废物处理和利用的双重目的,符合生态农业发展方向[25,26].化石资源是有限的,但许多生物资源是可以再生的,在人类的生产实践中充分利用各种可再生生物资源具有十分重要的意义.这里以外生菌根菌肥料为例来做进一步地说明.外生菌根菌是真菌与高等植物的根部形成的菌根联合体,由于菌根结构是长期协同进化的结果,一些尚未明确的生态条件、营养方式以及子实体分化发育的条件使得包括块菌、美味牛肝菌在内的许多外生菌根类食用菌的人工驯化工作十分艰难[27,28].中国有极为丰富的外生菌根菌资源,如伞菌类中的红菇属、乳菇属、鹅膏菌属、牛肝菌属、腹菌类的硬皮马勃菌属以及子囊菌类的块菌属等[29,30].目前在温室条件下菌根植物已被成功移植在有菌环境中[31,32].菌根真菌与树根形成共生体,可以显著影响树木在污染土壤中的生长,并减少树根对重金属的吸收,此外接种固氮细菌和菌根能促进可持续发展系统的建立和废弃矿山的修复与重建[33].大量研究报道证明[34-36],外生菌根菌有利于在贫瘠土壤中生长出茂盛树林,在低营养土壤环境中,外生菌根菌的感染力仍然较强,使大部分植物有了共同的开拓者.中国林业科学院花小梅[37]采用彩色豆马勃作为共生菌种,在促进苗木生长方面取得成效.现在外生菌根菌肥料的开发包括两方面的内容,其一是让有选择的优良食药用菌根菌的扩大培养物与造林树种形成菌根,并促进苗木生长;其二是形成菌根后的菌丝体经过较长时间的生长,在适宜条件下产生子实体.实现第一个目标就可以达到促进苗木生长,提高造林成活率的目的;如果两个目标同时实现,就可以在获得大量速生树的同时,也获得了比木材价值更高的菌类,可谓一举两得.从理论上讲,利用菌根菌不仅可大大提高绿化造林的综合效益,对我国西部山区退耕还林还草和保护其脆弱的生态环境同样具有重要参考价值[38].4 结论本文所涉及活性寡聚糖和根际微生物促长因子等均属于生物分子的范畴.为与传统微生物肥料有所区别,笔者称此为生物分子肥料.它是常规微生物肥料产品的升级,主要指由微生物产生的促进作物生长的寡聚糖和活性肽类等分子物质,将它应用于农业生产中可有刺激作物生长、改善作物品质和抵抗病原菌入侵等作用,从而促进农作物的增产.微生物肥料在农业生产中的应用效果已得到肯定,但有些微生物肥料的作用机理并不十分明确,因此需要加大植物与微生物(特别是PG PR 类)之间的相互作用机理方面的—76—连宾,等:微生物肥料科学研究中几个热点问题研究.开展微生物生长代谢产物(寡聚糖和活性生长因子)对植物生长和免疫作用的研究有望了解微生物促进作物生长的作用本质并可能最终在生产中得以应用.从资源再生利用的角度来研究和开发微生物肥料则对资源综合利用和环境保护更具有现实意义.把微生物肥料生产与有机食品和中药材种植业相结合将推动我国微生物肥料产业化进程,进而有利于微生物肥料科学研究.我们有理由相信微生物肥料科学的研究与应用将为人类的生产和生活带来更多的直接利益.[参考文献][1] 王素英,陶光灿,谢光辉,等.我国微生物肥料应用研究进展[J ].中国农业大学学报,2003,8(1):14—18.[2] 陈廷伟.我国微生物肥料发展趋势[A].葛诚.微生物肥料的生产应用及其发展[C].北京:中国农业科技出版社,1996.40—44.[3] 金城,张树政.糖生物学与糖工程的兴起与前景[J ].生物工程进展,1995,15(3):12—17.[4] 张树政,主编.糖生物学与糖生物功能[M].北京:清华大学出版社,2002.149—161.[5] Lian B ,Zhou X M ,M iransari M ,et al .E ffects of salicilic acid on the development and root nodulation of s oybean seedlings[J ].JAgronomy &Crop Science ,2000,185:187—192.[6] Ryals J A ,Neuenschwander U H ,Willits M G,et al .Systemic Acquired Resistance[J ].The Plant Cell 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organic agricultural manipulation.S ome hot problems related to MF in the research and application are given in this paper ,such as olig osaccharides research and applica 2tion ,micro 2ecology theory and PG PR (plant growth prom oting bacterial )used in the respect of prom oting crop growth.The au 2thors em phasize that MF development could be connected with food safety ,environment protection and organic living refuse treatment.K ey w ords :microbiological fertilizer ,olig osaccharides ,micro 2ecology ,res ource utilization[责任编辑:孙德泉](上接第64页)[参考文献][1] Alexandre A ,Shvartsburg A A.DMS O com plexes of trivalent metal ions :first micros olvated trications outside of group 3[J ].J AmChem S oc ,2002,124:12343—12351.[2] K obayashi S ,Manabe K.Development of novel lewis acid catalysts for selective organic reactions in aqueous media[J ].Acc ChemRes ,2002,35:209—217.[3] Martinek K,K lyachko N L ,K abanov A V ,et al .M icellar enzim ology :its relation to membranology[J ].Biochim Biophys Acta 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