全 文 ：第 10卷 第 2期
2 0 0 2年 6月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．10 NO．2
June， 2002
植物微生态学与植物微生态制剂的应用
蔡元呈
(福建省农村环保能源总站 福州 350003)
摘 要 论述 了微生 态学引起微 生物学 的观 念革命 及生 态制 剂 的崛起 ，植物微 生 态学概念 及形 成过 程 ，以益微为例
阐述 了植物微 生态制剂 的概念 与筛选 、作用机理 及性 能特点 、微生 态学与持续农 业(生态农 业 )的关 系等。
关键词 植 物微生 态学 微 生态制剂 作用机理 性 能特 点
Vegetation micro—ecology and application of vegetation micro—ecology preparation．CAI Yuan—Cheng(Fujian General Sta—
tion of Environmental Protection and Energy Resource of Countryside，Fuzhou 350003)，CJEA，2002，10(2)：106～108
Abstract The thesis dwels on the conceptual revolution of microbiology caused by micro-ecology as wel as on the mushro—
oming of ecological preparations．The vegetation micro-ecological concepts and their forming process are also discussed in
this paper Besides，vegetaion micro—ecological preparations(the concept of beneficial micro—ecological preparations and their
filtration，their functional mechanism and characteristics)are specifically considered．And finally the paper focuses on the re—
lationship between micro-ecology and sustainable agriculture(ecological agriculture)．
Key words Vegetation micro-ecology，Micro-ecological preparations，Functional mechanism，Characteristics．
生物之间常维持着一个生态平衡 ，这种平衡 又受到环境 的变化而有所改变 ，旧的平衡被破坏而新的平衡
又随之建立。生物个体在这种平衡之中竞存而不断演化 ，研究这类平衡机制的科学，称之谓生态学(Ecolo—
gy)，属于微 生物方面的这类关系的研究 ，又称之谓微生态学(Microecology)。生态学 的微观层次向两个方 面
发展，一是微生态学——生物个体是由细胞组织与其体内微生物组成的复合体，研究生物体内微生物组成、
功能、演替；微生物与微生物关系；微生物与个体微环境关系的生命学科分支。二是超微观生态学——分子
微生态学，是分子生物学和生态学发展并交融的一门新兴学科，具体内容和任务主要在于阐明生命体与其相
关细胞之间 的各种 活性分子直至分子网络相互作用的生理平衡态和病理失调态的分子机制 。人类 自身 的细
胞仅占其携带的全部细胞的 10％，而 90％是微生物细胞。大量的科学信息证明，正常微生物群是植物、动物
及人类不可脱离的生命活动的组成部分 ，它们参与了其宿主的生理、生化、病理、药理、解剖及其他各方面的
功能和结构 的发生 、发展及衰退全过程 。因此，现代农业 、现代医学 、现代兽 医学及一切现代生命科学分支都
应重视微生态学新学科 的崛起 。
l 观念革命
微生态学的崛起 ，首先引起微生物学的观念革命 ，传统的与植物、动物及人类机体有关的微生物学是以
病原学的观点为指导思想 。长期 以来人们只看到微 生物 的致病作用 ，而未认识到微生物 的生理作用 。近年
来由于无菌动物学、悉生生物学的发展，现代各种高技术的运用以及现代农药、兽药及医药对宿主微生态平
衡的影响，使人们注意到正常微生物是有益的且不可缺少，是宿主生长、发育、消化 、吸收、营养、免疫及生物
拮抗等生理功能的必须组成部分。因此，以病原学观点为指导思想的微生物学是片面的，而以生理学观点为
指导思想则是正确 的。生理学观点是从生态学 出发 ，研究其生态平衡 (生理作用)、生态失调(病理作用 )和生
态防治，在防病灭病实行“扶正祛邪”，矫正生态失调，保持生态平衡 ，间接排除病原体。微生物的病原性不仅
取决于微生物种的特性，且更重要的是取决于微生态学的客观规律。微生物的病原性取决于宿主、环境及微
生物三方面的微生态平衡 的定量 、定性 、定位及寄主的转化结果 ，即微生态失调过程的一种表现 。
2 生态制剂的崛起
由于观念革命引起行为的变化，当生态学(微生态学)观念形成之后 ，其必然产生了生态制剂(微生态制
*该项 目获 1996年农业部农牧渔业丰收三等奖(益微在水稻上推广应用技术)，2000～2001年福建省丰收计划项目“益微在经济作物上应
用推广”部分研究内容
收稿 日期：200卜06—19 改回日期：200卜08—06
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第 2期 蔡 元呈 ：植物微生 态学与植 物微生 态制剂 的应 用 107
剂)，用于调整微生态平衡。生态制剂种类逐步增多，如酸牛奶对人体消化道具有保健作用(酸牛奶是乳杆菌
发酵产物 )，是最原始的生态制剂 ，可调节生态失调 ，恢复生态平衡。 目前在医学上应用于生态制剂的菌种有
乳杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、肠球菌、链球菌、芽孢杆菌、酵母菌等，而生态制剂的数量在不断增加，如医用方
面乳酶生、促菌生对人畜腹泻具有防治作用；植物有“增产菌”能改善植物的微生态系；将双歧杆菌与乳杆菌
制成饮料；将乳杆菌作为饲料添加剂对猪、牛产生良好效果；将正常皮肤菌群成员分离出来制成生态制剂，保
持皮肤微生态平衡 ，对青春型痤疮和黄褐斑 的防治疗效均很好 。
3 植物微生态学的概念与提出
微生物与植物的关系有许多是最典型、最原始、最明显的微生态学关系，如地衣是某些子囊菌和担子菌
类真菌与单细胞绿藻和蓝藻共生形成的 1种植物体，植物的叶、花、果实、茎秆、根的微生态研究均有报道，其
中菌根 、共生固 N菌的研究报道较多 。“植物微生态学”产生与发展大体经历 了 4个阶段 ，一是 50年代在柑
橘黄龙病学术论战中，通过对全国柑橘植株带有速衰病毒的研究，证明植物体是带毒的，病原物具有潜伏侵
染的特点。二是 60年代发现甘薯一生从种薯、苗、蔓、蔓拐子到子蔓都带有黑斑病菌(Ceratocystis fimbria—
ta)和干腐镰刀菌(Fusarim spp．)，二者不但具有潜伏侵染的特点，还具有复合侵染特征。三是 70年代对板
栗干腐病(Dry，一ot of cestnut)的研究进一步证实了板栗树体是一个完整的“总微生态系”，芽、花、栗棚、栗仁
是稳定的“微生态系”，干腐病菌存在于板栗树体上。四是 80年代以来通过相继对苹果、梨果实微生态系，苹
果、杨树树皮微生态系，棉花、瓜类维管束微生态系，小麦 、棉花叶部微生态系，白菜、萝 卜根微生态系等进行
系统研究 ，陈延熙教授在前人工作及大量文献基础上于 1980年提出“植物自然生态系”概念，认为植物体并
非个体 ，其体 内体表存在 多种微生物 ，有特定而稳定的微生物群 落 ，而这些微生物 与植物 体组 成一个 自然 生
态 系，即植物与其体 内体表的微生物 在一定程 度上相互依 存又相互 制约 ，这是长期 自然进化 的结果 ，并于
1986年提 出“植物生态病理学”理论 ，后来称为“植物生态工程学”(即“植物微生物生态工程学 ”)。后 因国家
微 生态学学会确定“微生态学”专用名 ，因此植物方 面统称为植物微生态学 。植物微生态学 的定义为“任何植
物个体都是其组织细胞与其体内微生物组成的复合体。植物微生态学即是研究这些微生物的组成、功能、演
替，它们互相之间关系及其与寄主问相互关系的生命科学分支。”
4 植物微生态制剂应用
微生态制剂是作用于生物体表或体内，通过调节生物体固有微生物的比重和平衡，而达到保健、增产和
改良品质等作用的活菌或其他制剂，目前动物和医用微生态制剂成功应用的例子很多，本文重点阐述利用生
物手段调节植物微生态以达到防病增产的 目的。
4．1 增产菌的概念与筛选及作用机理
增产菌是从植物体 内和体表筛选 出的对植物生理有益无害 的芽孢杆菌 ，其筛选要达 到调节植物体 自然
生态系，或有效调节寄主、微环境、病原微生物和非病原微生物的生态平衡，所用的微生物条件一是在植物体
表和体 内有 较强 的适 应 性 与定
殖能力，以利于稳定发挥作用；
二是在 植物 体 内和 体表 有 较强
的竞争能力 ，以利于高效发挥作
用 ；三 是对 植物 生理 上 无 害、有
益甚 或为植物生理所必需 ，以利
于无病状况下的增产作用，而只
有从植 物本 身 筛选 得 到 的微生
物才易 于满 足 这些 条 件。因 此
增产菌的筛选对所得到的所有
菌株进 行 逐一 生 物测 定 。生 物
测定 首先 在 温室 自然 土 盆栽 中
进行 ，以出苗率 、出苗期 、苗期地
上部长势及鲜物质量、根系发育
状 况及鲜物质量等为 主要指标 ，
益 微
t
定植、繁殖
’
种群优势
生态作用
SOD I I占位排斥 1 l抑菌物质
内源激素ll淀粉溶解l l N素转化利用I1保护细胞膜
致病菌、次致
病菌、 条件
致 病 菌
微 病原菌、
减产菌、生态
病 原 菌
种子萌发I J I抗性、抗衰老1 rI酷 病l 『 E■瑁产
图 1 益微(增产菌)的作用机理
Fig．1 Functional mechanism of beneficial micro-ecological preparations
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108 中 国 生 态 农 业 学 报 第 10卷
经方差分析得到增产效果显著的菌株，以田间处理试验中增加植物产量和防病效果为最终依据。随着增产
菌研究工作的深入，筛选出的菌株逐步以植物体内内生菌为主，产品也不是单一增产菌株，而是具有各种有
益功能的菌株复合，因此研究者认为称谓益微(即有益微生态制剂)更为合适 ，1994年正式以益微名称代替
增产菌。益微(增产菌)的作用机理见图 1。益微应用效果显著，截至 2000年 已在全国 30个省 (区)市
7333．33万 hm 耕地 50余种农作物点进行试验、示范和推广应用，一般增产 10％以上，瓜果蔬菜等经济作
物增产 15％以上 ，是 1项投入少 ，见效快 的农业生产新技术 。
4．2 植物微生态制剂的性能特点
植物微 生态制剂一般应具备以下特性 ，一是高效 的多功能性 ，可促进植物生长发育 ，提高作物抗逆性 ，增
加植物生物产量和产品品质。使用益微后，从生物产量增加看，营养器官增产幅度比繁殖器官大，双子叶作
物增产幅度较单子叶植物大，促进植物组织结构向丰产优质变化，如茶叶使用益微后，栅栏组织细胞层次增
加，海绵组织细胞间隙减少，二者之间空隙消失，从而提高产量和改进品质。经益微处理的植物其抗逆性普
遍提高，抗病 、抗旱、抗寒性均有明显提高，其他如抗干热风能力、抗霜冻能力也均有不同提高。小麦施用益
微，由于菌剂覆盖了小麦破碎的伤 口，减缓了水分散失；减少了交链孢菌对小麦叶蜡质层的破坏 ，减缓了水分
蒸腾，从而减轻了干热风的危害。作物受到严重霜冻危害常因植物体表存在冰核细菌 ，益微使用于作物可大
大减少作物体表冰核细菌的数量，霜冻危害相对减轻 ，如马铃薯防霜冻效果可达 60％～75％，冻害程度普遍
降低 1级以上。二是广泛的适应性，能广泛应用于多种生态条件下，对地域的要求不严格，而不像土壤微生
物受土壤温度 、水分、酸碱度、微生物以及环境大气候、田间小气候影响。三是高度的亲和性，益微是植物体
自然生态系成员，同其他农业措施有高度的亲和性，可同其他任何措施相结合 ，互相促进，互相增效，起到互
补作用 ，可提 高抗病虫品种 的丰产性 ，它不会影响优 良品种发挥其 固有 的特性 ，反 而可弥补某些不足之处 。
四是可靠的安全性 ，微生态制剂是基于生态学原理 的制品 ，这一特性决定 了其具有高度 的安全性 。首先不应
对植物造成任何伤害，也不会在植物体上残留，而且对动物(包括对家畜、家禽)也安全。其次其生产过程也
是安全 的。
4．3 微生态学是促进农业持续发展的有效途径
微生态学是 以唯物辩证法为依据 ，通过科学 实践 ，遵循 自然规律 ，按“顺之于 自然 ，取之于 自然 ，回归于 自
然”的原则进行微生态调控，是实现持续农业的重要途径之一。过去人们利用农药来防治病虫害，主要追求
杀死消灭病虫，因此它对病虫构成毒杀，同样对动物、植物也或多或少有毒杀作用，这些化学物质污染了环
境，构成对人、动物的毒杀作用。微生态调控是利用化学 、物理、生物等手段来调控生物个体，使体内有益微
生物增加 ，新陈代谢活动增强 ，有害病原菌种群数量和危害活动控制在经济 、生态 、社会允许 的阈值之 内。微
生态调控中生物手段主要是用生物体内有益的内生共生菌，内生共生菌能在生物体内定植、繁殖和转移，因
此可利用内生共生菌作为载体，将 目的基因导入 内生共生菌内，形成益微工程菌 ，如用于防治棉铃虫、玉米
螟、小菜蛾等虫害和防病的益微几丁质酶与益微聚糖酶基因，用作饲料添加剂的高温淀粉酶基因⋯⋯生物体
内内生共生菌在一定时期形成一定数量的种群优势，积极作用于生物体，达到扶正祛邪、固本促活的目的，随
后内生共生菌又恢复原先的微生态菌群状态，它不存在残留、污染的问题。且利用内生共生菌制备的转基因
工程菌不会改变动物、植物本身的基因，故具有安全性，益微工程菌可以工业化生产，在生物体内根据需要而
调整益微工程菌的数量，从而调节作用于生物体的目的基因数量和活性 ，使益微工程菌作用效果更加明显，
应用方便可行 ，并完全可成为“白色产业”中微生物产业的重要部分。植物微生态制剂的进一步推广应用 ，必
将大力促进无公害农业发展 ，微生态学的发展为促进持续农业 的发展提供了有效途径。
参 考 文 献
1 梅汝鸿主编 植物微 生态制剂—— 增产菌 北京 ：中国农业 出版社 ，1991
2 梅汝鸿，徐维敏著．植物微生态学 北京：中国农业出版社，1998
3 蔡元呈 浅谈生态制剂在生态农业中的作用．福建农业科技，1999(1)：21～22
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