淺談養殖廢水發酵“光合細菌”在農作物的綠色防控應用

劉國利

摘要：光合細菌是一種單細胞微生物，種類繁多，沼澤紅假單胞菌是光合細菌的一種優勢菌株，繁殖快、活性強，對蔬菜上的灰霉病、煤污病，果樹上炭疽病、輪紋病等真菌、細菌有明顯的抑制和消抗作用，目前人們對光合細菌的生物防控技術機理、防治范圍、防治效果等方面的研究相對薄弱，特別是在用于農作物的病害防控方面處在起步階段，通過深入研究和試驗示范，詳細掌握光合細菌的作用機理，對農業的綠色防控將帶來一場新的變革。

關鍵詞：養殖廢水發酵；光合細菌；綠色防控；應用

當前光合細菌國內外研究最普遍的是在畜禽養殖方面，主要用于養殖廢水的凈化處理，其次作為飼料添加劑使用，而對農作物的病害防治和葉面追肥方面還沒有進行系統的應用和研究，為逐步落實農作物的生物防控措施，濱州市無棣縣小泊頭鎮農業綜合服務中心于2016年開始在大棚西紅柿、冬棗、小麥、玉米、草莓等農作物的真菌類、細菌類病害防治方面進行了各種防控試驗，均取得了良好的防治效果，并分別建立了農作物生長期病害防治試驗示范基地，推廣面積達到4.5萬畝，在當地具有很強的帶動作用，提高了農產品的品質，獲得了較高的經濟效益。

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菌中的優勢菌種，菌落形態為草帽形或圓形，表面光滑，少隆起，邊緣整齊，棕紅色。菌體形態為短桿狀或卵圓形，寬0.5-0.9μm，長1.2-2.0μm，無芽孢，無莢膜，單極鞭毛，可運動。帶沼澤紅假單胞菌的培養液為紅色懸浮液體，帶培養基發酵味，長時間靜置，紅色懸浮菌體會逐漸下沉，振蕩后可恢復懸浮液狀，無臭味。沼澤紅假單胞菌的分裂能力特別強，在溫度25℃以上，光照條件良好的環境下進行單細胞分裂，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，再加入生產中用的生長因子溶液和微量元素溶液各1ml，作培養液攪拌均勻，測定pH為6.5-7.0，加入沼澤紅假單胞菌，使其細胞含量2億個/ml，具有良好的抑制真菌、病菌種群發生和發展的效果，特別是在溫室大棚和高濕高溫的環境下，它的優勢更為明顯，在濕度大的環境下，葉面噴施后可以使光合細菌繼續分裂，種群數量在成倍增加，導致其他病菌無法吸收葉片的營養，無法生存，光合細菌死亡后的殘體富含氨基酸，容易被植物葉片吸收，變成葉面肥，使植株生長健壯、葉片增厚、光合能力增強。同時，對生長徒長的植株起到抑制徒長的作用，促進營養生長向生殖生長的轉化，有利于提高農作物的產量和品質，因此推廣普及光合細菌在農作物上的病害防治是當前綠色食品生產的必然趨勢，迫在眉睫，勢在必行。

2 光合細菌的發展前景

農業部關于化肥、農藥的減量使用已提出多年，推廣綠色高質高效示范區，在病害防控方面推廣微生物防控，一直是一大難題。在農作物的病害防治上進行生物防控，是一項極為艱巨的工作任務，迫切需要培育生態效益、社會效益和經濟效益高，生物防控能力強的微生物。探索成功以光合細菌為主體的農作物病害生態防控，是當前農藥減量使用的一大切入點，也是進行生物防控體系建設的主要發展趨勢。

3 光合細菌的資源優勢

無棣縣是畜禽養殖大縣，僅小泊頭鎮一個鎮區每年污水產生約3萬噸（每天82噸）。通過養殖廢水生物發酵處理池，待發酵充分后可以直接用于農作物的光合細菌液，將畜禽廢水充分利用，變廢為寶。畜禽養殖廢水富含有機質，是光合細菌的絕佳培養基，在畜禽養殖廢水中原位或異位接種光合細菌菌種，經過一段時間的充分發酵培養，使微生物充分分解廢水中的有機物；吸收利用并消除水體中的氮、磷；殺死廢水中的病原菌；形成大量光合細菌菌體。這樣不僅可以凈化環境，而且通過養殖廢水的沼澤紅假單胞菌生態處理，可以將光合細菌應用到農作物的病害防控和增加葉面營養上，實現循環經濟的可持續發展，有利于實現鄉村生態振興和產業振興。

4 存在的問題

4.1 光合細菌的繁育和應用滯后

4.1.1 技術落后，方法單一

沒有更廣泛地采用新技術開展優勢菌株的培育、誘變育種、生物技術育種研究；缺少菌種資源保護、評價、推廣、利用的綜合體系建設。

4.1.2 研究對象單一

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

4.1.3 種類鑒別不清

種間鑒別不清的問題普遍存在，有些學者都把不同屬種混為了光合細菌，甚至有的把親緣關系甚遠的菌株亦誤作光合細菌研究。

4.1.4 研究目標片面

以前對光合細菌的研究，作為畜禽養殖飼料方面研究較多，而對光合細菌育種的研究較少，在對農作物的病害防治的機理、防治種類等方面研究比較少。由于研究目標和重點存在片面性，導致光合細菌的分裂、抗逆、生態、經濟等方面的功能沒有得到良好的發掘。

4.2 生物防控的意識較差

在農作物栽培管理過程中，各種病害都會不同程度的發生和蔓延，對農作物的產量和品質造成很大的影響，現階段在防治各類病害的發生時，部分農產品只能被動的超范圍、超標準使用化學農藥進行預防和治療，造成很大的安全隱患。為解決這一難題，必須堅決貫徹執行“預防為主，綜合防治”的植保方針，樹立科學植保、公共植保、綠色植保理念，使用生態調控、理化誘控、生物防治、科學用藥等技術。大力推廣綠色防控技術，科學有效地預防控制各類病害危害，逐步降低和減少化學殺菌劑的使用，從源頭上解決農業生產安全，農產品質量安全和生態環境安全問題。

4.3 生物防控的進程緩慢

我國在光合細菌研究方面做了大量的工作，并取得了一系列的科技成果。魯東大學生命科學學院成立了國家級光合細菌研究實驗室，多年來一直從事對光合細菌的培育和研究，在總結國內外研究成果的基礎上，運用具有自主知識產權的先進生物工程手段，采用高效微生物、生物酶制劑、生態活性因子以及生物活性分子載體固定化技術等高科技、多學科組合，攻克污水處理的多項技術難題，研究成功以高效生物載體、高效曝氣系統、微生物發酵、光合生物反應器和生物生態調節為核心的新型污水處理技術。通過微生物固定化技術，將能夠高效分解有機物質的微生物固定在載體上，制成生物濾池和發酵池，進行畜禽養殖廢水的原位或異位生態治理，從而不僅大大提高了處理速度和處理效果，避免了機械設備使用，降低能耗、節省勞力、節省投資。進一步降低污染，將污水中的可溶性N、P進行生物吸收利用，并進而采用生態活性因子活化生物質，用作農作物的微生物有機殺菌抑制劑和生物菌葉面肥，實現農業的綠色防控體系的一部分。與傳統的污水處理技術相比，該技術投資少，占地小，處理效果好，運行成本低，既適用于新建工程，也可應用于各種老舊污水處理廠的擴容和技術改造，但在用于農作物的病害防治上沒有深入研究，科技成果轉化的進程緩慢。

5 對策及建議

5.1 制作微生物菌種

首先采用光合細菌等高效益生微生物進行載體吸附，制成微生物菌種，對經過沉淀的廢水中的有機物進行分解利用。經過優化和篩選，充分吸收水體中的氮、磷及其他營養無機鹽；使富營養化水體顏色變清，并減輕甚至消除富營養化水體的臭味。實現有機農業可持續-循環-健康發展。即：養殖廢水→沉淀池→發酵池→儲存池→農作物綠色防控。

5.2 利用光合細菌的分解

通過光合細菌的分解，將目前難以處理的畜禽養殖污水通過集中收集或原位分解后，變廢為寶，作為農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體系

針對光合細菌對農作物病害防治的技術需求，研究集成產業關鍵核心技術，建立高效的綠色生物防控技術體系，促進光合細菌在農作物的病害防治和增加葉面營養方面快速推廣，真正實現化肥、農藥的減量使用。有利于帶動農業產業升級增效，推進農業產業發展新舊動能轉化。

5.4 開發不同的防治優勢菌株

針對不同農作物病害種群，開發出不同的防治優勢菌株，促使光合細菌在農作物上實現最大化的開發利用，有利于為實現農業的食品安全，保護生態環境，擴大農業種植業的推廣范圍，為農業的綠色防控蹚出一條新路，加快農作物綠色高質高效發展。

5.5 借助微生物固定化技術

采用高效微生物、生物酶制劑、生態活性因子以及生物活性分子載體固定化技術等高科技、多學科組合，通過微生物固定化技術，進行畜禽養殖廢水的原位或異位生態治理，大大提高處理速度和處理效果，將污水中的可溶性N、P進行生物吸收利用，作為農作物的微生物殺菌劑和有機菌肥，實現有機農業的可持續健康發展。該技術可廣泛適用于各種畜禽養殖廢水和廁所生活污水的處理和江河湖泊環境污水的治理，尤其是對傳統方法無法處理的高氨氮、高磷污水，進行有效的處理，填補國內外用生態法處理中水和富營養化景觀水體的空白。

參考文獻

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