578 中国生态农业学报2018 第26卷 机碳、总氮、微生物生物碳和阳离子交换容量 majusculamide c类似物。 Natarajan等3在艾伦型眉 2.2.3生物膜接种法 藻RPCl中发现了具有抗瓜果腐霉(P. aphanider- 固氮蓝藻可以单独或与其他有益微生物共同形maum活性的内切葡聚糖酶基因。 Prasanna等b 成生物膜后用于接种,这种方式形成的接种体的存究发现2种鱼腥藻与堆肥及蛭石混合处理可显著降 活能力和稳定性理论上应优于简单的混合接种 低枯萎病病菌( Fusarium wilt)在土壤中的数量,并抑 Swarnalakshmⅰ等通过盆栽试验评估了以扭曲鱼制其迁移能力,并且能增加土壤有机碳和氮、促进 腥藻(A. torulosa)为基质分别结合4种解磷或固氮菌番茄植株的生长、提高产量和品质、增加氮磷锌含 制备的生物膜用于小麦生产的效果。在接种生物膜量及增强番茄植株与抗病机制相关酶的活性 14周后ARA值(乙炔还原活性)比第4周增加 Abdel- Hafez等研究发现普通念珠藻的胞外分泌 40%-50%。在施用磷矿石条件下,鱼腥藻-沙雷氏菌物使洋葱紫斑病病原葱链格孢菌( Alternaria porr的 ( Serratia sp)生物膜和两者混合接种,在所有处理中菌丝生长减少20.37%,分析分泌物成分发现包含高 具有最好的固氮效果。这些凸显了微生物间的协同浓度的酚类物质和生物碱,其中,β-紫罗酮是最主要 合作,在小麦生产中固氮蓝藻生物膜接种与化肥减的化合物,含量达721%其次是去甲哈尔满 量相结合的技术优于单藻接种 (708%)。温室实验条件下,施用藻培养滤液可使植 大田试验方面, Bidyaran等评估了宽松鱼腥株发病程度降低551%-665% Roberti等3研究发 藻单独接种和3种混合微生物生物膜接种在鹰嘴豆现鱼腥藻水提物可诱导西葫芦( Cucurbita pepo叶产 ( Cicer arietinum)生产中的效果,结果表明宽松鱼腥生系统性防御反应,使瓜白粉病症状降低25%,并 藻单独接种和鱼腥藻-根瘤菌( Rhizobium)生物膜接诱导多种重要酶关(内切几丁质酶、阝N乙酰已糖胶 种效果最好。 Prasanna等研究了在印度新德里的酶、几丁质1,4-B-壳二糖酶、B-13-葡聚糖酶和氧化 大田中接种含固氮蓝藻菌剂对强化栽培和传统栽培酵素)累积,特别是使几丁质酶在初期显著增加 模式下水稻的影响,结果表明生物膜接种使微生物(15%-38%0.同时,水提取物对病原孢子也有直接的 和植株计量参数值均达到最高,同时,接种固氮蓝拮抗活性。大田应用方面, Prasanna等研究表明在 藻使土壤有效磷及其经由根到叶的运输显著増加 丝核真菌( Rhizoctonia sp.)感染的棉田里,在多种固 鱼腥藻-念珠藻混合处理、木霉( Trichoderma Sp)单独氮藻和有益微生物接种方式中,鱼腥藻绿色木霉(T 处理和鱼腥藻-木霉生物膜处理均在水稻常规种植 ride)生物膜接种的生防效果最好,植株死亡率比 模式下获得最高的谷物和稻草产量,而与推荐剂量按种商业化木霉制剂低119 化肥处理没有显著差异。同时,在两种水稻种植模 另外,固氮蓝藻在防治土壤线虫方面也具有 式下,固氮蓝藻接种均可在改善营养可用性、土壤肥定的应用潜力。如 Holajjer等1研究发现10种固 力和作物生产力的同时,平均每季每公顷节省60kg氮监藻均对根结线虫( Meloidogyne incognito)2s具 化学氮肥。 Prasanna等四研究表明,以眉藻和鱼腥藻有杀虫活性,使线虫不动率和死亡率分别增加到 为基础的生物膜施用兼具促生长和生防作用,可大882%965%和42%293%固氮蓝藻在土壤中的 幅降低棉花受病害时的死亡率。生物膜接种避免了混应用可以降低线虫感染,提高植物产量。 Prasanna 合接种需要对多种菌株进行培养和维护的问题。 等网的大田接种试验结果也表明固氮蓝藻接种可以 显著减少棉田植株寄生线虫数量(比常规施肥处理 3抗病虫害 少22%-41% 近年来国内外关于蓝藻在农作物保护方面应用 潜力的文献报道已有不少,但多数局限于实验室体4农业环境污染防治 外活性研究。由于固氮蓝藻可以产生大量性质各异41农业污水处理 的次级代谢物,已有部分藻源化合物在医学方面得 微藻被公认具有通过营养吸收和产生生物质修 到商业化应用,可以预期商业开发蓝藻化合物在复废水的潜力。 Renuka等叫分析3种混合微藻团 除草和病虫害防治方面的应用价值。近年来研究筛利用初级污水生产生物质的能力,发现用其中5种 査了一些对某些作物病原微生物具有防治潜力的固丝状固氮蓝藻形成的藻团处理污水,其对氮和磷 氮蓝藻,并对其生化甚至分子机理进行了研究。如(磷酸盐形态)的最大去除率分别达90.0%和97.8% Gupta等闻研究发现宽松鱼腥藻对德氏腐霉接种后第6d具有最大的总溶解固体物质降低幅度 ( Pythium debaryanum)具有拮抗活性,活性物质为(1120-806mgL-)和最大的溶解氧升高幅度 http://www.ecoagri.ac.cn578 中国生态农业学报 2018 第 26 卷 http://www.ecoagri.ac.cn 机碳、总氮、微生物生物碳和阳离子交换容量。 2.2.3 生物膜接种法 固氮蓝藻可以单独或与其他有益微生物共同形 成生物膜后用于接种, 这种方式形成的接种体的存 活能力和稳定性理论上应优于简单的混合接种。 Swarnalakshmi 等[31]通过盆栽试验评估了以扭曲鱼 腥藻(A. torulosa)为基质分别结合 4 种解磷或固氮菌 制备的生物膜用于小麦生产的效果。在接种生物膜 14 周后 ARA 值(乙炔还原活性)比第 4 周增加 40%~50%。在施用磷矿石条件下, 鱼腥藻-沙雷氏菌 (Serratia sp.)生物膜和两者混合接种, 在所有处理中 具有最好的固氮效果。这些凸显了微生物间的协同 合作, 在小麦生产中固氮蓝藻生物膜接种与化肥减 量相结合的技术优于单藻接种。 大田试验方面, Bidyarani 等[32]评估了宽松鱼腥 藻单独接种和 3 种混合微生物生物膜接种在鹰嘴豆 (Cicer arietinum)生产中的效果, 结果表明宽松鱼腥 藻单独接种和鱼腥藻-根瘤菌(Rhizobium)生物膜接 种效果最好。Prasanna 等[33]研究了在印度新德里的 大田中接种含固氮蓝藻菌剂对强化栽培和传统栽培 模式下水稻的影响, 结果表明生物膜接种使微生物 和植株计量参数值均达到最高, 同时, 接种固氮蓝 藻使土壤有效磷及其经由根到叶的运输显著增加。 鱼腥藻-念珠藻混合处理、木霉(Trichoderma sp.)单独 处理和鱼腥藻-木霉生物膜处理均在水稻常规种植 模式下获得最高的谷物和稻草产量, 而与推荐剂量 化肥处理没有显著差异。同时, 在两种水稻种植模 式下, 固氮蓝藻接种均可在改善营养可用性、土壤肥 力和作物生产力的同时, 平均每季每公顷节省 60 kg 化学氮肥。Prasanna 等[29]研究表明, 以眉藻和鱼腥藻 为基础的生物膜施用兼具促生长和生防作用, 可大 幅降低棉花受病害时的死亡率。生物膜接种避免了混 合接种需要对多种菌株进行培养和维护的问题。 3 抗病虫害 近年来国内外关于蓝藻在农作物保护方面应用 潜力的文献报道已有不少, 但多数局限于实验室体 外活性研究。由于固氮蓝藻可以产生大量性质各异 的次级代谢物, 已有部分藻源化合物在医学方面得 到商业化应用[3], 可以预期商业开发蓝藻化合物在 除草和病虫害防治方面的应用价值。近年来研究筛 查了一些对某些作物病原微生物具有防治潜力的固 氮蓝藻, 并对其生化甚至分子机理进行了研究。如 Gupta 等 [34] 研究发现宽松鱼腥藻对德氏腐霉 (Pythium debaryanum)具有拮抗活性, 活性物质为 majusculamide C 类似物。Natarajan 等[35]在艾伦型眉 藻 RPC1 中发现了具有抗瓜果腐霉(P. aphanider￾matum)活性的内切葡聚糖酶基因。Prasanna 等[36]研 究发现 2 种鱼腥藻与堆肥及蛭石混合处理可显著降 低枯萎病病菌(Fusarium wilt)在土壤中的数量, 并抑 制其迁移能力, 并且能增加土壤有机碳和氮、促进 番茄植株的生长、提高产量和品质、增加氮磷锌含 量及增强番茄植株与抗病机制相关酶的活性。 Abdel-Hafez 等[37]研究发现普通念珠藻的胞外分泌 物使洋葱紫斑病病原葱链格孢菌(Alternaria porri)的 菌丝生长减少 20.37%, 分析分泌物成分发现包含高 浓度的酚类物质和生物碱, 其中, β-紫罗酮是最主要 的化合物 , 含量达 7.21%, 其次是去甲哈尔满 (7.08%)。温室实验条件下, 施用藻培养滤液可使植 株发病程度降低 55.1%~66.5%。Roberti 等[38]研究发 现鱼腥藻水提物可诱导西葫芦(Cucurbita pepo)叶产 生系统性防御反应, 使瓜白粉病症状降低 25%, 并 诱导多种重要酶类(内切几丁质酶、β-N-乙酰己糖胺 酶、几丁质-1,4-β-壳二糖酶、β-1,3-葡聚糖酶和氧化 酵素)累积, 特别是使几丁质酶在初期显著增加 (15%~38%)。同时, 水提取物对病原孢子也有直接的 拮抗活性。大田应用方面, Prasanna 等[29]研究表明在 丝核真菌(Rhizoctonia sp.)感染的棉田里, 在多种固 氮藻和有益微生物接种方式中, 鱼腥藻-绿色木霉(T. viride)生物膜接种的生防效果最好, 植株死亡率比 接种商业化木霉制剂低 11.1%。 另外, 固氮蓝藻在防治土壤线虫方面也具有一 定的应用潜力[39]。如 Holajjer 等[40]研究发现 10 种固 氮蓝藻均对根结线虫(Meloidogyne incognita)J2s 具 有杀虫活性, 使线虫不动率和死亡率分别增加到 88.2%~96.5%和 4.2%~29.3%, 固氮蓝藻在土壤中的 应用可以降低线虫感染, 提高植物产量。Prasanna 等[29]的大田接种试验结果也表明固氮蓝藻接种可以 显著减少棉田植株寄生线虫数量(比常规施肥处理 少 22%~41%)。 4 农业环境污染防治 4.1 农业污水处理 微藻被公认具有通过营养吸收和产生生物质修 复废水的潜力[20]。Renuka 等[19]分析 3 种混合微藻团 利用初级污水生产生物质的能力, 发现用其中 5 种 丝状固氮蓝藻形成的藻团处理污水, 其对氮和磷 (磷酸盐形态)的最大去除率分别达 90.0%和 97.8%, 接种后第 6 d 具有最大的总溶解固体物质降低幅度 (1 120~806 mgL1 ) 和最大的溶解氧升高幅度