菌株在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用:土壤、作物及病蟲害防控!
小楊 / 2025-11-28 09:44:06
百歐博偉生物:菌株在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是提升作物產(chǎn)量、改善土壤健康、減少化學(xué)投入的核心生物工具,其應(yīng)用貫穿“土壤 - 作物 - 病蟲害防控”全鏈條,以下從 4 個(gè)關(guān)鍵方向舉例說明。
1、土壤改良:用功能菌株修復(fù)土壤,解決板結(jié)、鹽堿化等問題
土壤退化(如板結(jié)、鹽堿化、養(yǎng)分失衡)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要瓶頸,特定菌株能通過生理代謝改善土壤理化性質(zhì),重建土壤微生態(tài)平衡。
應(yīng)用案例:在華北缺磷土壤中,施用含巨大芽孢桿菌的微生物菌劑,可使小麥籽粒產(chǎn)量提升 10%-15%,同時(shí)減少 30% 化學(xué)磷肥的使用,避免磷肥過量導(dǎo)致的土壤板結(jié)。
(2)耐鹽堿菌株:降低土壤鹽分,適配鹽堿地種植鹽堿地因含鹽量高(如 NaCl、Na?CO?),作物根系吸水困難、生長受阻。耐鹽堿菌株(如
假單胞菌Pseudomonas stutzeri、
酵母菌Saccharomyces cerevisiae)可通過兩種方式改良:
分泌脯氨酸、甜菜堿等“滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)”,幫助作物抵御鹽脅迫;
自身代謝消耗土壤中的鹽分(如分解部分鈉鹽),或通過產(chǎn)酸中和土壤堿性,將土壤 pH 從 9.0 以上降至 8.0 以下,讓棉花、向日葵等耐鹽作物能正常生長。
應(yīng)用案例:在新疆鹽堿地,施用含假單胞菌的菌劑后,棉花出苗率從 50% 提升至 85%,單株結(jié)鈴數(shù)增加 2-3 個(gè)。
2、作物促生:用“促生菌株”替代部分化肥,實(shí)現(xiàn)綠色增產(chǎn)
傳統(tǒng)化肥雖能增產(chǎn),但長期使用會(huì)導(dǎo)致土壤酸化、環(huán)境污染,而植物促生菌株(PGPR) 能通過多種機(jī)制促進(jìn)作物生長,是“化肥減量替代”的關(guān)鍵。
(1)固氮菌株:為豆科作物“免費(fèi)供氮”豆科作物根系與根瘤菌(如
大豆根瘤菌Bradyrhizobium japonicum) 形成共生關(guān)系:根瘤菌在根系形成根瘤,將空氣中的氮?dú)猓∟?)轉(zhuǎn)化為作物可吸收的氨態(tài)氮(NH??),無需額外施用氮肥。
應(yīng)用案例:在東北大豆主產(chǎn)區(qū),播種時(shí)拌種大豆根瘤菌劑,可使大豆籽粒產(chǎn)量提升 8%-12%,每畝減少尿素使用量 15-20 公斤,同時(shí)根瘤殘留還能增加土壤氮含量,為下一季作物(如玉米)提供養(yǎng)分。
(2)產(chǎn)激素菌株:直接刺激作物生長部分菌株能分泌植物激素,直接促進(jìn)作物根系發(fā)育、莖葉生長。例如
枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis GB03 菌株,能持續(xù)分泌 IAA,刺激番茄根系伸長(根系長度增加 30% 以上),增強(qiáng)作物吸收水分和養(yǎng)分的能力;同時(shí)還能分泌赤霉素,促進(jìn)小麥拔節(jié)、增加有效分蘗,使小麥產(chǎn)量提升 10% 左右。
3、病蟲害防控:用“生防菌株”替代農(nóng)藥,減少化學(xué)污染
農(nóng)業(yè)病蟲害防治中,生防菌株能通過“拮抗、寄生、誘導(dǎo)抗性”等方式抑制病原菌或害蟲,避免化學(xué)農(nóng)藥對土壤、水體和農(nóng)產(chǎn)品的污染。
(1)抗真菌病害:抑制土傳病害,減少“死棵”土傳病害由土壤中的病原菌(如
尖孢鐮刀菌、
青枯雷爾氏菌)引起,一旦發(fā)生很難防治。而
哈茨木霉菌Trichoderma harzianum T22 菌株是經(jīng)典的生防菌株:
它能快速在作物根系定殖,通過“競爭營養(yǎng)”抑制病原菌生長;
還能分泌“木霉菌素”等抗菌物質(zhì),直接殺死病原菌;
同時(shí)誘導(dǎo)作物產(chǎn)生抗性,讓作物自身抵御病害。
(2)防治害蟲:替代部分殺蟲劑,靶向滅蟲最典型的是
蘇云金桿菌Bacillus thuringiensis(Bt)菌株,它能產(chǎn)生“Bt 毒蛋白”:當(dāng)害蟲取食含 Bt 毒蛋白的葉片后,毒蛋白在害蟲腸道內(nèi)溶解,破壞腸道細(xì)胞,導(dǎo)致害蟲死亡。
應(yīng)用優(yōu)勢:Bt 毒蛋白僅對特定害蟲(鱗翅目、鞘翅目)有效,對蜜蜂、鳥類、人類等無害,安全性極高;目前已廣泛用于玉米、蔬菜種植,如轉(zhuǎn) Bt 基因抗蟲玉米,可減少 90% 以上的玉米螟防治農(nóng)藥使用。
4、農(nóng)產(chǎn)品保鮮:用“保鮮菌株”延長貯藏期,減少產(chǎn)后損耗
農(nóng)產(chǎn)品采收后(如水果、蔬菜)易因霉菌污染腐爛,傳統(tǒng)保鮮依賴化學(xué)防腐劑,而保鮮菌株能通過抑制腐敗菌生長,實(shí)現(xiàn)綠色保鮮。
典型案例:酵母菌Rhodotorula mucilaginosa(黏紅酵母)
該菌株能在草莓、柑橘表面定殖,分泌抗菌物質(zhì),抑制灰霉菌(導(dǎo)致草莓腐爛的主要病原菌)和青霉菌(導(dǎo)致柑橘綠霉病的病原菌)生長。
應(yīng)用效果:草莓采收后,用黏紅酵母菌懸液浸泡處理,在常溫下(25℃)貯藏期從 2-3 天延長至 5-6 天,腐爛率從 40% 降至 10% 以下;且無化學(xué)殘留,符合綠色農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
5、總結(jié):菌株是農(nóng)業(yè)“綠色轉(zhuǎn)型”的核心抓手
從土壤修復(fù)到作物促生,從病蟲害防控到產(chǎn)后保鮮,菌株的應(yīng)用直接解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“高化肥、高農(nóng)藥、高污染”的痛點(diǎn),既提升了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì),又保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。未來隨著菌株篩選和基因編輯技術(shù)的發(fā)展,還會(huì)有更多“定制化菌株”應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
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