中国生态农业学报2018年4月第26卷第4期 Chinese Joumal of Eco-Agriculture, Apr. 2018, 26 (4): 574-583 DOI: 10.13930/j cnki. cjea. 170947 包江桥,周伊薇,何璐茜,李琦,黎华寿,张定煌,贺鸿志.固氮蓝藻的农业应用研究进展[]中国生态农业学报,2018, 26(4).574-583 BAO J Q, ZHOU Y W, HE L X, LI Q, LI H S, ZHANG D H, HE H Z. Research progress in agricultural application of nitro- gen-fixing cyanobacteria]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(4): 574-583 固氮蓝藻的农业应用研究进展 包江桥!,周伊薇’,何璐茜,李琦!,黎华寿,张定煌2″,贺鸿志 (1.农业部华南热带农业环境重点实验室广东省现代生态农业与循环农业工程技术研究中心/华南农业大学资源环境学院 广州510642,2.中山市农业科技推广中心中山528401) 摘要:作为可固氦固碳的自养光合微生物,固氮蓝藻是一种非常重要的微生物资源。关于固氮蓝藻在农业生 产上的应用始于1939年印庋首次报道用固氦蓝藻肥田,之后一段时期虽然受到国际广泛关注,但最终并未实 现规模化推广应用,究其原因既与化肥在世界范围内的大规模使用有关,也与自身技术相对复杂、成本高和 可靠性低有关。对于前者虽然化肥的农业增产作用巨大,但其对农业自身和生态环境的负面影响日益凸显 而对于后者,新的固氮蓝藻规模化生产技术和新的接种技术的发展正在逐步消除这些缺陷。在当前国家要求 农业“减量化”和“低碳化”发展的背景下,固氮蓝藻作为生态环保的生物肥料可能迎来新的发展契机。同时,除 了作为生物肥料,近年来国内外的研究表明固氮蓝藻具有多重农业应用价值,可能在作物生长调节剂和生物 农药开发、农业环境污染防治和农业生态环境保护等方面发挥作用。因此,本文就国内外近5年(2013-2017 年)关于固氦蓝藻的农业应用进展进行了全面综述,并就存在的问题和今后的发展方向做了展望。今后固氮蓝 藻作物生长调节方面需深入研究藻激素的代谢和调控机制,藻接种技术方面需深入研究生物膜中藻类和其他 微生物的互作关系,抗病虫害方面需要进行更多的田间试验以评估其实际应用效果并阐明抗性机制,降解有 机农药方面需深入研究降解关键酶、降解途径和大田应用技术,生态环境保护方面需评估固氮蓝藻抗旱抗盐 碱实际应用效果并阐明其机理 关键词:固氦蓝藻;农业应用;生物肥料;生物农药;生长调节剂;接种技术 中图分类号:Q93996文献标识码:A文章编号:1671-39902018)040574-10 Research progress in agricultural application of nitrogen-fixing cyanobacteria BAO Jiangqiao, ZHOU Yiwei, HE Luxi, LI Qi, LI Huashou, ZHANG Dinghuang", HE Hongzhi (1. Key Laboratory of Tropical Agro-Environment, Ministry of Agriculture/ Guangdong Engineering Research Center for Modern Eco-agriculture and Circular Agriculture /College of Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 2. Zhongshan Agricultural Science and Technology Extension Center, Zhongshan 528401, China Abstract: As autotrophic photosynthetic micro-organisms with the ability to fix nitrogen and carbon into the soil, nitro- ·国家重点研发计划项目(2017YFD0800903)、广东省科技计划项目(2015A020209152,2016A030303050)、中山市科技计划项目(2014A2FC239) 和华南农业大学大学生创新创业训练计划项目(201510564050,201610564066)资助 通信作者:张定煌,主要研究方向为农业技术推广,E-mail:269980562@ qqcon;贺鸿志,主要研究方向为微藻生物技术和农业生态 E-mail:scauhhz(@scau.edu.cn 包江桥,主要研究方向为农业生态学。 E-mail:948342123@qq,com 收稿日期:2017-10-20接受日期:2017-12-23 This study was funded by the National Key Research and Development Program of China(2017YFDO800903), the Science and Technology lanning Project of Guangdong Province, China(2015A020209152, 2016A030303050), the Science and Technology Planning Project of hongshan City, China(2014A2FC239)and the Undergraduate Innovation and Entrepreneurship Training Programs of South China Agricul ral University(201510564050,201610564066) .CorrespondingauthorZhaNgDinghuang,E-mail:269980562@qq.com;HehoNgzhi,E-mail:scauhhzl@scau.edu Received Oct 20, 2017; accepted Dec 23, 2017 http://www.ecoagri.ac.cn中国生态农业学报 2018 年 4 月 第 26 卷 第 4 期 Chinese Journal of Eco-Agriculture, Apr. 2018, 26(4): 574583 * 国家重点研发计划项目(2017YFD0800903)、广东省科技计划项目(2015A020209152, 2016A030303050)、中山市科技计划项目(2014A2FC239) 和华南农业大学大学生创新创业训练计划项目(201510564050, 201610564066)资助 ** 通信作者: 张定煌, 主要研究方向为农业技术推广, E-mail: 269980562@qq.com; 贺鸿志, 主要研究方向为微藻生物技术和农业生态 学, E-mail: scauhhz@scau.edu.cn 包江桥, 主要研究方向为农业生态学。E-mail: 948342123@qq.com 收稿日期: 2017-10-20 接受日期: 2017-12-23 * This study was funded by the National Key Research and Development Program of China (2017YFD0800903), the Science and Technology Planning Project of Guangdong Province, China (2015A020209152, 2016A030303050), the Science and Technology Planning Project of Zhongshan City, China (2014A2FC239) and the Undergraduate Innovation and Entrepreneurship Training Programs of South China Agricul￾tural University (201510564050, 201610564066). ** Corresponding author: ZHANG Dinghuang, E-mail: 269980562@qq.com; HE Hongzhi, E-mail: scauhhz@scau.edu.cn Received Oct. 20, 2017; accepted Dec. 23, 2017 http://www.ecoagri.ac.cn DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.170947 包江桥, 周伊薇, 何璐茜, 李琦, 黎华寿, 张定煌, 贺鸿志. 固氮蓝藻的农业应用研究进展[J]. 中国生态农业学报, 2018, 26(4): 574583 BAO J Q, ZHOU Y W, HE L X, LI Q, LI H S, ZHANG D H, HE H Z. Research progress in agricultural application of nitro￾gen-fixing cyanobacteria[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(4): 574583 固氮蓝藻的农业应用研究进展* 包江桥1 , 周伊薇1 , 何璐茜1 , 李 琦1 , 黎华寿1 , 张定煌2**, 贺鸿志1** (1. 农业部华南热带农业环境重点实验室/广东省现代生态农业与循环农业工程技术研究中心/华南农业大学资源环境学院 广州 510642; 2. 中山市农业科技推广中心 中山 528401) 摘 要: 作为可固氮固碳的自养光合微生物, 固氮蓝藻是一种非常重要的微生物资源。关于固氮蓝藻在农业生 产上的应用始于 1939 年印度首次报道用固氮蓝藻肥田, 之后一段时期虽然受到国际广泛关注, 但最终并未实 现规模化推广应用。究其原因既与化肥在世界范围内的大规模使用有关, 也与自身技术相对复杂、成本高和 可靠性低有关。对于前者虽然化肥的农业增产作用巨大, 但其对农业自身和生态环境的负面影响日益凸显。 而对于后者, 新的固氮蓝藻规模化生产技术和新的接种技术的发展正在逐步消除这些缺陷。在当前国家要求 农业“减量化”和“低碳化”发展的背景下, 固氮蓝藻作为生态环保的生物肥料可能迎来新的发展契机。同时, 除 了作为生物肥料, 近年来国内外的研究表明固氮蓝藻具有多重农业应用价值, 可能在作物生长调节剂和生物 农药开发、农业环境污染防治和农业生态环境保护等方面发挥作用。因此, 本文就国内外近 5 年(2013—2017 年)关于固氮蓝藻的农业应用进展进行了全面综述, 并就存在的问题和今后的发展方向做了展望。今后固氮蓝 藻作物生长调节方面需深入研究藻激素的代谢和调控机制, 藻接种技术方面需深入研究生物膜中藻类和其他 微生物的互作关系, 抗病虫害方面需要进行更多的田间试验以评估其实际应用效果并阐明抗性机制, 降解有 机农药方面需深入研究降解关键酶、降解途径和大田应用技术, 生态环境保护方面需评估固氮蓝藻抗旱抗盐 碱实际应用效果并阐明其机理。 关键词: 固氮蓝藻; 农业应用; 生物肥料; 生物农药; 生长调节剂; 接种技术 中图分类号: Q939.96 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2018)04-0574-10 Research progress in agricultural application of nitrogen-fixing cyanobacteria* BAO Jiangqiao1 , ZHOU Yiwei1 , HE Luxi1 , LI Qi1 , LI Huashou1 , ZHANG Dinghuang2**, HE Hongzhi1** (1. Key Laboratory of Tropical Agro-Environment, Ministry of Agriculture / Guangdong Engineering Research Center for Modern Eco-agriculture and Circular Agriculture / College of Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 2. Zhongshan Agricultural Science and Technology Extension Center, Zhongshan 528401, China) Abstract: As autotrophic photosynthetic micro-organisms with the ability to fix nitrogen and carbon into the soil, nitro-