xuequanhong的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/xuequanhong

博文

农用放线菌研究(28):放线菌能减少农药用量

已有 2739 次阅读 2021-9-21 07:05 |个人分类:科研感悟|系统分类:科研笔记

 1.放线菌有何特殊功能:增强植物系统抗性

 放线菌是抗生素的主要产生菌。现在医学上所用的抗生素,大多数为放线菌的次级代谢产物。曾经享有盛名的链霉素、红霉素及庆大霉素等,都是放线菌合成的。放线菌是人类的保护神。

 在农业生产中,放线菌产生的农用抗生素是家禽家畜疾病防治的主力军,对农作物病害也有良好效果。

 抗生素是化学物质,能治病。放线菌活菌对农作物病害是否有效?

 我们已完成的大量研究表明:放线菌活菌也能预防或减轻农作物病虫害,是农作物的健康卫士和保护神。

 放线菌活菌制剂及代谢产物具有多种功能:一是提高作物系统抗性:增强植物抗病性。二是保护根系:抑制土壤中有害微生物和根结线虫等有害生物生长,减轻或消除土壤中多种有害生物对根系的破坏,减轻根系病害。三是促进根系生长:增加根系生物量,扩大根系分布范围,提高根系活力。四是增强叶片功能:促进叶片生长,延缓叶片衰老,减轻叶片病虫害,保护叶片。

 放线菌通过植物系统抗性提高,通过对根系和叶片的保健作用,大幅度减少农药用量。

 此外,放线菌还有抗旱抗寒耐盐碱,提高产量,改善品质,促进早熟等功能。

 促进根系生长、保护作物根系的“任务”由放线菌活菌承担;保护叶片、增强叶片功能的“任务”主要由放线菌次级活性代谢产物完成。放线菌活菌与代谢产物二者紧密配合,能够有效维持作物健康。

 放线菌具有强大的促生功能,但这些功能并不是放线菌最重要的本领,其他肥料或多或少也有。

 放线菌提高植物系统抗性,增强作物对各种不良环境因素的抗逆性,减少减轻作物病虫害,最终减少农药用量的功能,则是放线菌突出的特有的功能,也是我们要对放线菌“另眼相看”的主要原因。

2.为何农作物病虫害日益严重:农药用量居高不下

 野生植物病虫害很轻,甚至没有,其主要原因在于野生植物自身的抗病性很强。

 植物在漫长的进化过程中,形成了自身精细强大的抗病抗虫能力,完全能依靠自己的免疫力维持自身生存及正常生息繁衍。植物天生就具有抗病能力,天生就具有免疫力。

 野生植物不用农药也能健康生长,就是证据。

 化学农药出现前,中国的传统农业延续了几千年,就是依靠植物自身的抗病性和自我保护,维持农作物健康生长。中国农业几千年的实践,就是证据。

 在集约化种植条件下,高密度,高水肥(尤其高氮肥),高温高湿环境(温室),高复种指数,多年重茬种植等高强度的土地利用方式,成了现代种植业的“标配”栽培技术。正是这些所谓的“先进农艺措施”,为病菌害虫大量繁殖提供了优越条件,同时,使作物自身的抗病性急剧下降。

 有害生物大量增加,作物自身抗病性、免疫力大幅度下降,导致农作物病虫草害日趋严重,农药用量不断增加,农药投入不断攀升,农产品中农药残留不断增多。温室及农田农药泛滥,地头药瓶药袋随处可见。“没有农药,不会种地”已成为司空见惯的现象。农药带来的种地成本不断增加,环境污染加剧,已成为农民头疼、政府无法解决的难题。

 人类已忘记了植物天生就具有抗病性和免疫力,忽视了植物自身强大的抗病功能,漠视了植物具有巧妙复杂和“神通广大”的自我保护能力。

 人类自作聪明,想单凭一己之力,用大量人工合成的化学农药保护农作物,进而使现代农业驶上了“化学农业”的快车道。化肥,使农作物产量大增;农药,使农田中的病菌害虫杂草快速死亡,“立竿见影”。

 人们欢呼雀跃,但好景不长!

 化学肥料,化学农药,盛行不衰,且快速增长,但农作物健康和土壤生产力却每况愈下,人类食品中的农药残留量更是节节攀升,各种原因不明怪病愈来愈多。

 加大化肥用量,继续增加农药用量,恶性循环,周而复始,且螺旋式上升。

 人类已走上了不归之路!

 集约化农业追求高产出,采用高投入,高强度的栽培技术,忽视了植物自身的抗病性,破坏或降低了植物的免疫力,导致植物失去了自身预防病虫害的能力,丧失了自我保护能力,到了“弱不禁病,弱不禁虫”的程度,一有“病吹虫动”,农作物的病虫草害就会大范围流行,农药就大行其道,“大显身手”。

 漠视植物自身的抗病性,将农作物的健康完全寄托于农药,是目前农药用量居高不下的主要原因。

3.破解农药用量居高不下的途径:柳暗花明

 提高作物自身抗病性和自我保护能力,是减少农药用量,降低农产品农药残留的主要有效途径。

 农药能杀虫杀菌,但不能提高作物自身的抗病性。

 化肥能给作物提供充足的营养元素,提高产量,但也不能从根本上提高作物自身的抗病性。氮肥大量应用,还会降低作物对病虫害的抗性。钾元素例外,钾能增强作物的抗病性。

 在传统农资中,能提高作物自身抗病性的农资不多。

 通过20余年重茬土壤障碍放线菌修复研究,我们发现,放线菌除了能通过产生抗菌抗虫活性物质抑制农作物病原菌生长,抑制植物根结线虫生长,减少土壤中有害生物数量,保护根系健康生长外,还有更为重要的功能:

 能显著提高植物系统抗性,提高植物自我保护能力。即放线菌能激活并强化植物天生就具有的免疫力和抗逆性,使植物抵抗环境中各种不利因素的能力增强,提高植物自我防卫,自我保护的能力。

 植物的系统抗性包括抗病性,抗虫性,抗寒性,抗旱性,抗盐碱等抵抗多种不良环境的能力。

 一旦植物的系统抗性增强,植物对各种不利环境因素的抗性或耐受性就会同步增强,就会起到“一石多鸟,一箭多雕,一举多得”的效果。即在植物抗病性增强的同时,抗寒性抗旱性等抗逆性均会同步增强,就能保证植物在不良环境中正常生长。这是单纯营养元素无法达到的效果。

 我们已从中国西北极端生境中分离出了几万株放线菌,用大海捞针的方法,从中筛选出几株具有抗病促生功能的多功能放线菌,通过高密度发酵工艺生产出可在生产中推广应用的放线菌活菌制剂,以及具有抗病促生多种功能的放线菌代谢产物。

 利用这些放线菌活菌制剂、放线菌肥料及放线菌代谢产物,就能显著提高农作物的系统抗性,激活增强作物自身的免疫力,减轻作物病虫害,大幅度减少农药用量,破解农药用量居高不下的农业难题。

4.放线菌减少农药用量的效果:令人满意

 从2019年内蒙磴口食葵试验开始,我们于20202021年在内蒙开展了放线菌肥大面积应用效果示范,验证了放线菌的多种功能。通过多种作物,大面积,不同利用方式,验证了在低温、干旱气候区及盐碱化程度较高土壤中放线菌的效果,重现了20多年来我们在1022种作物上观察到的现象。

 如放线菌活菌制剂的抗寒抗病功能,首先在内蒙冬季温室育苗中得到验证:促进低温下穴盘育苗快速出苗生长,出苗时间较对照提前3天,整个育苗周期缩短。应用放线菌技术后,用原来育2茬苗的时间育出了3茬苗,且育苗基质中不需要加入杀菌剂,就能有效控制育苗期间常见的猝倒病等病害。放线菌穴盘苗的抗性强,育苗期间和移栽后,均不死苗,且苗齐苗壮。

 放线菌具有的抗病虫害功能,也在20202021年的多种温室作物和大田作物上得到证明:农药用量减少2/5-3/5左右,病害减轻。

 2020年的施用效果显示:凡使用过放线菌肥的作物,农药喷施次数大多从5次减少到2-3次,甚至有1户露地辣椒种植中未施用1次农药。

 2021年在食葵上发现:施用放线菌肥后,食葵蓟马大幅度减少,籽粒上的水锈病大幅度减轻。2021年还发现,凡用过放线菌肥的作物,发病轻,发病晚,即使发病,喷施少量农药就能有效控制病害加重,而未施用放线菌肥的作物,一旦发病,农药效果差,即使用高档进口农药,效果也不理想。农药销售商甚至怀疑自己从正当渠道所购进的农药是假货。

 施用放线菌肥的农作物发病晚,病轻,发病植株少,即使有病,用农药后能迅速得到控制,其根源在于施用过放线菌的农作物,其系统抗性远强于未用过放线菌肥的作物,作物的自我保护能力强于未用放线菌肥的作物,其“免疫力”较强。在病害流行时,“免疫力”较强的作物也会发病,但病轻病晚,且稍用农药对作物“予以帮助”,病害就会得到有效控制,迅速恢复正常生长。其道理类似新冠疫苗的作用:凡接种过新冠疫苗的患者,即使感染新冠病毒,发病轻,治疗恢复快,死亡率低,或无死亡。

 放线菌肥20202021年在内蒙大面积、多种作物上的防病效果显示:放线菌对农作物的保护功能类似新冠疫苗。我们已从番茄卷叶黄化病毒研究中找到了放线菌提高番茄系统抗性的证据:施用放线菌活菌制剂后,番茄叶片中的水杨酸和茉莉酸含量均增高,多种抗病基因显著上调。详见https://news.nwafu.edu.cn/mtwx/90832.htm

 尽管放线菌肥确有类似植物疫苗的功能,但出于科学的严谨性,还不能将其称为“疫苗”。

 我们只看到了现象,详细机制还未完全搞清楚。在生产上,只要有效果,就先应用,以缓解生产上的燃眉之急,其作用机理留待后续研究解决。

 放线菌的耐盐功能,在内蒙土壤上也得到证明。内蒙土壤盐碱度较高,但放线菌肥在内蒙土壤上仍能表现出良好的促生增产及抗病效果,表明我们用于内蒙重茬土壤障碍修复的放线菌对内蒙土壤中较高的盐碱含量是适应的,已表现出较强的耐盐性。

5.增强农作物抗病性,减少农药用量:放线菌最重要功能

 促生增产功能,所有肥料皆有,但具有激活强化作物系统抗性功能,减少农药用量的肥料不多。

 放线菌就是具有上述本领,能增强农作物抗病性的多功能有益微生物。

 除了增产和改善农产品品质这两种功能外,放线菌最值得关注的功能,就是放线菌的抗病免疫功能,特别是保护根系,减轻或消除农作物根系病害与重茬土壤障碍的功能。

 放线菌与众不同之处,就在于能提高农作物的系统抗性,激活并增强农作物与生俱来的自身抗病性,将作物的自我保护能力发挥到极致,进而减少农药用量,消除水果蔬菜等农产品中农药残留量,保障食品安全,保护人类健康。

 放线菌技术将会在我国目前正在进行的减肥减药增效中发挥出应有的作用。特别是在减少农药用量上,已初步显现了其巨大潜力。

 放线菌激活强化及提高植物自身抗病性的功能,将会随放线菌肥使用面积增大、作物增多,年份增加,生态环境多样化,得到进一步验证。

 我们对放线菌肥减少农药用量的能力充满期望,但仍保持谨慎的期待。

 实践是检验真理的唯一标准。

                                                   2021.9.19

 




https://blog.sciencenet.cn/blog-3194740-1305032.html

上一篇:莫浪费儿童少年的记忆资源
下一篇:农用放线菌研究(29):放线菌能“溶解”真菌菌丝
收藏 IP: 124.115.71.*| 热度|

5 尤明庆 郑永军 杜学领 农绍庄 宁利中

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (4 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2022-12-9 14:07

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部