三、固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等的研究

除根瘤菌以外，许多国家在其他一些有益微生物的研究和应用方面也做了大量的工作。前苏联及东欧一些国家的科研人员进行了固氮菌肥料和磷细菌肥料的研究和应用，所用的菌种为圆褐固氨菌和巨大芽孢杆菌。他们和前捷克斯洛伐克、英格兰及印度的研究固氮菌的工作者证实，这类细菌能分泌生长物质和一种抗真菌的抗生素，能促进种子发芽和根的生长。70年代末和80年代初，一些国家对固氮细菌和解磷细菌进行了田间试验，结果各异，对其作用还有相当大的争议。但在固氨螺菌与禾本利作物联合共生的研究中取得了一定的进展，在许多国家作为接种剂使用。总结20年来世界上一些国家的田间试验数据表明，固氨螺菌接种在土壤和气候不同的地区可以提高作物的产量，在60%~70%的试验中增产5%~30%。它们促进生长的主要机制是产生能促进植物生长的物质，能促进根毛的密度和长度、侧根出现的频率及根的表面积。固氨螺菌在一些国家的使用效果如下。

(1)美国:-年，在佛罗里达州研究表明，施用固氨螺菌每年大约固氮2.6千克/亩(一亩~米2），在玉米中施用有的增产显著，达10%~20%，而有的差异不显著，接种未见产量有明显改变。目前，有一家公司推广出了一种接种剂“Azo-Gree”，用于禾本科作物。(2)印度:20世纪80年代，在11个中心进行了许多接种试验。接种剂由新德里的一个实验室提供，开始时活菌数为1.5x1011个/克，9个月后变为10?个/克，种子用糊浆法接种,用甲基纤维作粘着剂。多点试验结果表明，在不同作物和农业条件下，增产15%~19%，高梁、珍珠米等反应明显。在接种谷子、高梁的试验中，50%作物显著增产。(3)泰国:~年雨季，在3个不同地区进行接种试验，在玉米上增产15%~35%。

(4)以色列:~年，在40个点上对玉米、小麦、高粱等进行接种试验，每粒种子接种量为10?个，增产15%~20%。在夏播作物接种试验中，75%获得增产的结果，而冬小麦接种试验中，每粒种子接种量为10?个，在试验中，只有50%增产，增幅为5%~12%。(5)埃及:在尼罗河三角洲两个小区的水进行接种试验增产15%~20%。(6)意大利:在21个试验点上，对水稻、玉米、小麦和大麦进行接种，接种剂活菌数为每克10?个，每千克种子用接种剂30克。接种后降低施肥量，但产量与全量施肥的小区相同，在另外的18个试验点，接种螺菌后增产达3%~54%，在中等施肥基础上，小麦接种后增产可达10%~40%。现开发出适于玉米用的接种剂“Zea-Nit”，蛭石为载体，每克含菌10?个，试验结果表明，接种此菌剂可取代35%~40%的氮量，而不降低产量。(7)法国:-年，在12个点对7个玉米杂交种进行接种试验，使用剂量为每粒种子2x10?~1.5x10?个。结果表明,在不同玉米品种和不同土壤，均表现增产。该产品已在法国注册，商品名为“Azogreen”。(8)巴西:用固氨螺菌接种小麦，结果表明可增加植株的干物质重和含氮量，籽产量亦有所增加。(9)墨西哥:小麦用不同的菌株接种，产量增加明显达23%~43%，草炭菌剂含菌数为3x10?~5x10?个/克。使用本地分离的菌株增产效果较好。在玉米的试验上表现可节约50%。(10)乌拉圭:在高粱上接种，剂量为每粒种子1x10?个，增产10%~15%。(11)阿根廷:在6个省份进行广泛的试验，结果各异，与上述国家的情况大致相同。

综上可以看出，微生物肥料的功效已得到人们的承认，但它在生产中的效果还不是很稳定，这限制它的进一步推广和普及,这是由于微生物肥料的作用受许多条件的制约，对一些制约因素如果不清楚或根本不了解，再好的应用效果也无从谈起。如微生物和寄主之间的关系，品种专性和光谱性机制，制品中微生物进人土壤后的制约因素，同类微生物的竞争等，这在根瘤菌肥料中尤为重要，再有接种剂细菌在载体上的存活，在种子上的存活，在根际的定殖，引起植物反应的程度，及其应用方法等方面，都需要进行广泛的研究，为微生物肥料的应用打下坚实的理论基础，使微生物肥料得到广泛的应用。这是由于当前世界人口猛增，社会对粮食和肥料的需求日益迫切。然而，作为化肥生产原料和能源的石油资源有限，依赖有限资源终难以维持农业的持续发展。而今后农业的发展方向是持续农业，因此就要发展生态农业和生物肥料。而生物肥料不仅可补充肥源的不足，而且有可能成为绿色食品专用肥进入商品市场，成为新兴的“绿色产业”在农业生产中发挥其应有的经济效益、社会效益和生态效益

当前，生物工程与基因工程在农业上较成熟并推广应用的有二项:一是植物组织培养，使一些需多年培养的珍贵观赏植物和经济植物如兰花、荔枝、人参等在一年内即可培育成功，取得明显的经济效益。还可选取无病毒植物的茎尖组织进行无病毒植株的培养。二是兽医药品，如用基因工程技术生产口蹄疫苗，牛的生长激素等单克隆抗体兽药等。三是家畜胚胎移植和冷冻技术。有的国家还建立了胚胎冷冻保存库，开展国际胚胎贸易。

(1)新材料技术:包括功能材料、复合材料、聚合物材料及特种陶瓷等，其中以聚合物材料与农产品原料生产关系最密切。如合成橡胶、塑料、合成纤维等聚合物材料的使用，可减轻对农产品原料需求的压力。塑料广泛用于建筑材料(今后可能占1/4以上)，将会大大减少对原木的需求，免除对森林的过量采伐。此外，具有特殊光、电、磁、热性能的功能材料今后在农业上也有广泛的应用前景。

(2)生物能源技术:系农业部门开发的生物能源。如70年后期出现的种植能源林，选择速生的能源树种，甚至开发能源机场，生产的新材料主要用作民用燃料。此外，还可种植能提取能源原料的农作物。如从甘蔗、玉米中提炼取得的酒精已用于工业生产，可部分取代汽油。如把甘蔗产量的一半用于生产酒精，每吨甘蔗干物质可制造酒精8.2吨。又如，利用植物秸秆、牲畜粪便、海藻及污水产生的沼气，已成为中国、印度等发展中国家些农村的重要民用能源。(3)海洋开发技术:在海洋开发方面已崭露头角的高新术有:开采海底石油、海水养殖、海水淡化、从海水中提取钾镁等元素，海洋发电、潜水和水下作业技术等。其中与农业关系最密切的是海水养殖业，它使农业为人类提供食物的任务从陆地扩展到海域，并从根本上改造了海洋渔业的原始捕捞方式，而用人工方法使海洋水生生物增殖，因而维护了渔业资源的再生力,海水养殖技术有两种:一是人工放流鱼苗，待其增殖后回收一部分;二是在沿海滩涂养殖海生生物。海水养殖前景广阔，据估算，如果充分利用世界沿海滩涂，可生产相当于现在海洋渔获量15倍的水产品。海水养殖业有可能将海洋变为人类未来食物的重要生产场所。此外，海水发电将使农业有充足的电力，海水淡化不仅可用于工业，也可用于农业灌溉。(4)信息技术:其中微电子技术已经成熟。微型电子计算机可以应用于农业中的许多方面，包括会计和财务分析，农牧业生产管理与自动化生产，计算机网络信息管理，建立农业数据库系统、专家系统，进行系统模拟、适时处理与控制和数字图像处理等。如在作物生产管理方面，美国于20世纪80年代初开发出大型棉花和虫害管理模型(CIM)。后来又通过嵌入专家系统进一步加以完善，于年推出了棉花综合管理系统(COMAX)。在开发计算机网络服务方面，法国农业部植保总局建立了一个全国范围的病虫害测报计算机网络系统，可以适时提供病虫害实况、病虫害预报、农药残毒预报和农药评价信息等。(5)空间技术:空间技术与农业关系密切，如通讯卫星、气象卫星等可提高气象观测水平，更好地为农业服务。遥感可用于土壤调查与土地资源清查及其制图、作物估产、植物识别、自然灾害调查、土壤湿度与农业环境污染等方面。遥测可对农作物、森林和渔场进行观察监视，预报产量，预报鱼群洄游路线以及森林防火等。预计在未来还将出现在航天飞行器里栽培植物的“宇宙农业”。