绿色木霉菌在农业源污染防控中的应用
发表时间 2018-02-01 14:05 来源 本站原创

  张旭坡,孙波,王晓辉,白志辉

  (1.河北科技大学环境科学与工程学院,河北石家庄 050018;2.中国科学院生态环境研究中心,北京 100085;中国科学院大学资源与环境学院,北京 100049)

  目前我国农业源污染(包括畜禽养殖粪便、农产品加工废弃物和废水、农田化肥和农药的流失等)对水和大气环境治理带来了严重的影响。而畜禽养殖粪便及农产品加工行业的废弃物和废水中含有大量有机质,将其资源化生产微生物肥料或生防菌剂,可部分替代农用化学品的投入,防控农业面源污染,促进生态农业的发展。

  绿色木霉(Trichoderma viride)是木霉菌的一种,广泛分布于自然界,对多种植物病原菌具有拮抗作用,能有效竞争水分、营养及生存空间,促进植物生长,在植物病害生物防治中具有重要作用。中国科学院环境生物技术重点实验室的科研人员从土壤中分离筛选出一株绿色木霉菌WEBL0703菌株,对多种植物病原菌具有较强的拮抗作用,且可利用多种有机废弃物作为培养基进行培养[1]。显示出良好的应用潜力。

  一、 生物质废弃物资源化利用

  白志辉等[2]利用葡萄酒生产过程中的葡萄皮渣和酒糟为原料,进行固态发酵生产绿色木霉菌生防剂;还利用马铃薯淀粉废水和蘑菇渣为主要原料进行液态-固态联合发酵生产绿色木霉菌剂[3]。上述两种工艺生产的木霉菌生防剂可以有效防治多种真菌植物病害,且生产成本低廉,高质化产品的生产过程也是一种消纳废弃物的过程,减少了环境污染。

  二、在防治植物病害方面的应用

  利用葡萄皮渣和酒糟进行固态发酵,制备的绿色木霉菌WEBL0703生防菌剂中孢子含量可达到6.65×109CFU/g。该生防菌剂对植物病原真菌枝孢菌(Cladosporium)、镰刀菌(Fusarium)、褐孢霉(Fulvia)、葡萄孢菌(Botrytis)等具有广谱的拮抗作用,可以防治多种植物病害[1]。

  三、绿色木霉菌微生物肥料的应用

  徐圣君等[4,5]利用红薯淀粉废水与稻草秸秆发酵的绿色木霉菌微生物肥料用于亚热带典型丘陵地区的茶园,在同一施氮水平(225 kg N ha−1yr−1)条件下与常规施用化肥相比,土壤中N2O排放量减少了33.3%〜71.8%,氮素淋失减少44.7%,有利于氮素污染的过程控制,同时促进茶树增产16.2%~62.2%,提高了氮素的利用率。汪霞等[6]将利用红薯淀粉废水培养的绿色木霉菌剂用于北方碱性土壤的施肥过程中,与常规施用尿素相比,土壤中的氨挥发减少42.2%,同时植物干重也有显著增加。施用绿色木霉菌微生物肥料的土壤中细菌的丰富度明显增加,氨氧化细菌和氨氧化古菌的丰度也显著增加,表明促进了硝化作用,减少了氨的挥发,显示出该微生物肥料防控农田面源污染的应用潜力。

  参考文献:

  [1] Zhihui Bai, Bo Jin, et al. Utilization of winery wastes for Trichoderma viride biocontrol agent production by solid state fermentation. Journal of Environmental Sciences, 2010, 22(9): 1407–1412

  [2] 白志辉, 郝春博等. 利用葡萄皮渣和酒糟固态发酵生产木霉菌. 发明专利号:ZL 200510085465.2

  [3] 白志辉, 谷立坤等. 利用马铃薯淀粉废水和蘑菇渣生产木霉菌生防剂. 发明专利号:ZL 201110029296.6

  [4] Shengjun Xu, Sining Zhou, et al. Manipulation of nitrogen leaching from tea field soil using a Trichoderma viride biofertilizer. Environmental Science and Pollution Research, 2017, published online: DOI 10.1007/s11356-017-0355-x

  [5] Shengjun Xu, Xiaoqing Fu, et al. Mitigating nitrous oxide emissions from tea field soil using bioaugmentation with a Trichoderma viride biofertilizer. The Scientific World Journal, 2014, Article ID 793752, doi:10.1155/2014/793752

  [6] Xia Wang, Shengjun Xu, et al. Effect of Trichoderma viride biofertilizer on ammonia volatilization from an alkaline soil in Northern China. Journal of Environmental Sciences, 2017, published online, https://doi.org/10.1016/j.jes.2017.05.016.