氨基酸,含有氨基的有机酸,构成蛋白质的基本单位。在大多数的土壤体系中,植物以氨基酸作为营养氮源的吸收占了总氮源利用的相当一部分比例,特别是在氮源相对匮乏的土壤体系中,氨基酸更是起着不可忽视的作用。
氨基酸不仅可作为植物有机氮源,发挥着一定的肥效作用,同时还兼具参与蛋白质合成,调节、促进植物生长等多重作用
氨基酸间的协同作用
促进叶绿素生成:丙氨酸、精氨酸、谷氨酸、甘氨酸、赖氨酸
促进植物内源激素形成:精氨酸、蛋氨酸、色氨酸
促进根系发育:精氨酸、亮氨酸
促进种子萌发、幼苗生长:天冬氨酸、缬氨酸
促进开花结果:精氨酸、谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、脯氨酸
改善果实风味:组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸
植物色素合成:苯丙氨酸、酪氨酸
减少重金属吸收:天冬氨酸、半胱氨酸
增强植物耐旱性:赖氨酸、脯氨酸
提高植物细胞抗氧化能力:天冬氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、脯氨酸
提高植物抗逆能力:精氨酸、缬氨酸、半胱氨酸
枯草芽孢杆菌
枯草芽孢杆菌,是芽孢杆菌属的一种。单个细胞0.7~0.8×2~3微米,着色均匀。无荚膜,周生鞭毛,能运动。革兰氏阳性菌,芽孢0.6~0.9×1.0~1.5微米,椭圆到柱状,位于菌体中央或稍偏,芽孢形成后菌体不膨大。菌落表面粗糙不透明,污白色或微黄色,在液体培养基中生长时,常形成皱醭。需氧菌。可利用蛋白质、多种糖及淀粉,分解色氨酸形成吲哚。在遗传学研究中应用广泛,对此菌的嘌呤核苷酸的合成途径与其调节机制研究较清楚。广泛分布在土壤及腐败的有机物中,易在枯草浸汁中繁殖,故名。
有的菌株是α-淀粉酶和中性蛋白酶的重要生产菌;有的菌株具有强烈降解核苷酸的酶系,故常作选育核苷生产菌的亲株或制取5'-核苷酸酶的菌种。
枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质,这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。
枯草芽孢杆菌迅速消耗环境中的游离氧,造成肠道低氧,促进有益厌氧菌生长,并产生乳酸等有机酸类,降低肠道PH值,间接抑制其它致病菌生长。
刺激动物免疫器官的生长发育,激活T、B淋巴细胞,提高免疫球蛋白和抗体水平,增强细胞免疫和体液免疫功能,提高群体免疫力。
枯草芽孢杆菌菌体自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类,在消化道中与动物体内的消化酶类一同发挥作用。
能合成维生素B1、B2、B6、烟酸等多种B族维生素,提高动物体内干扰素和巨噬细胞的活性。
①改良土壤
枯草芽孢杆菌改良土壤主要表现在调节土壤养分、改变土壤微生物菌群结构、分解土壤残留农药等方面。
调节土壤养分:枯草芽孢杆菌及其分泌物可加速氮、磷与钾的矿化与释放,从而提高土壤养分。不过枯草芽孢杆菌自身生长和繁殖会消耗土壤中的有机质,所以建议和有机肥一同使用。
改变土壤为生物菌落结构:健康土壤中一般是细菌数量>放线菌数量>真菌数量,但在土壤问题严重时,会使部分真菌如镰刀菌、灰葡萄孢、大丽轮枝菌数量上升,而诱发土传多种土传病害,枯草芽孢杆菌的入驻定殖可改变作物根域土壤微生物的结构和多样性,细菌、放线菌数量明显增加,真菌数量明显降低。
分解土壤残留农药:枯草芽孢杆菌可通过提高土壤中脲酶、蛋白酶、蔗糖酶等的活性,来帮助降解对植物生长有害的物质如部分除草剂、辛硫磷、丙溴磷等。
②调节作物生长
一方面,枯草芽孢杆菌可促进作物生长;另一方面,枯草芽孢杆菌可提升抗病能力。
促进作物生长:枯草芽孢柑橘通过改良土壤,为作物的根系创造良好的环境及营养条件。此外,枯草芽孢杆菌分泌活性物质可刺激作物生长型内源激素占比上升,如吲哚乙酸、赤霉素等含量增加,脱落酸含量降低等,有助于增产增收。
提升抗病能力:前面我们提到过,枯草芽孢杆菌可降低土壤中病原微生物的数量,但这只是其抗病作用的一部分。
枯草芽孢杆菌具备定殖能力,可以在作物根、茎、叶内部和土壤中成功定殖,当定殖量达到一定水平时(10^4 CFU/g),可通过抢占空间与营养,阻碍病原菌对作物的侵染与伤害。
同时,枯草芽孢杆菌在定殖后可以产生抗生素、抗菌蛋白等活性物质使菌丝发生扭曲、肿胀和变形,进而抑制病原菌的生长,实现对病害的防治。
③提高作物品质
枯草芽孢杆菌在土壤中定殖后,会产生大量的植物激素和有机酸,刺激根系的生长,改良土壤质量,促进作物生理代谢,形成良性的植物-土壤-微生物生态系统,从而有效提高作物品质
