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为解决牛粪微生物用于土壤接种剂缺乏科学验证的问题，喜马偕尔邦农业大学的研究人员开展牛粪微生物研究。结果发现其含多种有益微生物，有 PGP 特性等。推荐阅读，助您了解牛粪微生物在农业的潜力。
在农业的大舞台上，有机 farming（利用有机肥料和生物防治等方法进行农业生产，减少化学合成物质的使用）正逐渐崭露头角，备受人们关注。在印度喜马偕尔邦（Himachal Pradesh）的山区，农民们热衷于有机 farming，他们大量使用基于牛粪等原料制成的生物制剂和液体肥料。牛粪，这个看似普通的东西，其实是微生物的 “宝藏库”，里面含有丰富的矿物质和有益微生物，能促进植物生长，还能作为环保又可持续的土壤接种剂和生物农药。
一直以来，牛粪都和农业紧密相连。它含有氮、磷、钾等多种营养元素，就像一个营养丰富的 “大礼包”。而且，牛粪里还住着各种各样的微生物小伙伴，比如乳酸菌（Lactobacillus）、双歧杆菌（Bifidobacterium） 等。这些微生物不仅能帮助植物吸收养分，还能产生植物生长激素，让植物茁壮成长。不仅如此，牛粪还具有抗菌和抗真菌的特性，能帮助植物抵御病虫害的侵袭。
然而，尽管牛粪有这么多优点，但人们对不同品种牛的牛粪微生物群落，尤其是其中植物生长促进细菌（PGPB，能够直接或间接促进植物生长的细菌 ）的了解还非常有限。有机 farming 和生物制剂越来越受欢迎，可牛粪微生物用于土壤接种剂的科学验证却迫在眉睫。为了填补这些知识空白，来自喜马偕尔邦农业大学的研究人员开展了一项有趣的研究，并将成果发表在《Journal of Environmental and Biological Sciences》期刊上，论文题目是 “Evaluation of Cow Dung Microflora of Indigenous and Exotic Breeds of Cow for Plant Growth Promoting Traits, Enzyme Activity, Antagonistic Activity and Pot Experiment Studies” 。研究发现，牛粪里藏着具有多种植物生长促进特性、酶活性和抗真菌活性的有益微生物，它们能为农业生产带来诸多好处。这一发现为开发高效的生物接种剂，改善植物健康状况、防治病害和提升土壤质量提供了重要依据。
研究人员为了开展这项研究，用到了几个关键的技术方法。首先是样本采集与理化分析，他们从不同品种牛的牛粪中采集样本，并测定牛粪的氮、磷、钾含量、pH 值和电导率等理化性质。接着是微生物的分离与鉴定，通过一系列操作分离出牛粪中的微生物，再利用形态学、生化和分子生物学方法，比如 16S rRNA 基因测序，来确定这些微生物的种类。最后进行了盆栽实验，研究人员将不同的牛粪微生物接种到豌豆作物上，观察它们对植物生长和土壤性质的影响。
下面来看看具体的研究结果。
不同品种牛粪的理化参数
研究人员分析了不同品种牛粪的理化性质，发现喜马拉雅帕哈里（Himachali Pahari）非泌乳牛的牛粪中氮、磷、钾含量最高，而帕哈里公牛的牛粪 pH 值和电导率最高。这些结果和之前其他研究的发现不太一样，说明牛粪的性质可能受到多种因素的影响。
不同品种牛粪中微生物的分离与计数
研究人员一共从牛粪中分离出了 1263 株细菌。其中，喜马拉雅帕哈里泌乳牛的牛粪中微生物数量最多，而 sahiwal 非泌乳牛的牛粪中微生物数量最少。而且，微生物数量在第一天的时候达到最大值。这和其他研究中微生物数量随时间增加的结果不同，可能是因为研究地区的气候条件、牛的饮食差异以及牛肠道微生物群落的不同。
植物生长促进特性的定性分析
研究人员对 32 株形态不同的微生物进行了多种植物生长促进特性的筛选，包括固氮能力、解磷能力、产生吲哚乙酸（IAA）和铁载体的能力，以及产生氰化氢（HCN）的能力。结果发现，22 株微生物具有固氮能力，27 株能解磷，20 株能产生铁载体，27 株能产生 IAA，但没有一株能产生 HCN。有 11 株微生物，像 PL2、PL3 等，除了不能产生 HCN 外，具备其他所有的植物生长促进活性。这表明牛粪细菌有很大的潜力成为植物生长的好帮手。
植物生长促进特性的定量分析
在定量分析中，研究人员发现不同的细菌菌株在溶解不溶性磷酸钙、产生 IAA 和铁载体方面表现各不相同。JD3 菌株解磷能力最强，JD4 菌株产生铁载体的能力最强，而 PL2 菌株产生 IAA 的能力最强。这些结果和之前其他研究中关于牛粪细菌解磷和产生 IAA 的结果相似，进一步证明了牛粪细菌在促进植物生长方面的重要作用。
酶产生情况
研究人员还研究了 32 株细菌产生酶的能力。结果发现，只有 11 株细菌能产生纤维素酶，2 株能产生脲酶，10 株能产生淀粉酶，6 株能产生蛋白酶，大部分细菌都能产生磷酸酶。这说明牛粪细菌能产生多种酶，有助于分解复杂的物质，为植物生长提供养分。
细菌菌株的抗真菌活性
研究人员采用双培养法测试了细菌菌株对 6 种真菌病原体的抗真菌活性。结果发现，32 株细菌中有 17 株对一种或多种真菌病原体表现出抗真菌活性。不同菌株对不同真菌病原体的抑制方式和程度都不一样，有的表现为接触抑制，有的则形成了明显的抑菌圈。这表明牛粪细菌在防治植物真菌病害方面具有潜在的应用价值。
基于植物生长促进酶和抗真菌活性对选定牛粪细菌菌株的鉴定
研究人员通过形态学、生化和分子生物学方法对 14 株具有植物生长促进和抗真菌活性的细菌菌株进行了鉴定。结果发现，这些菌株属于不同的种类，其中芽孢杆菌属（Bacillus）的细菌比较多，还有大肠杆菌（E. coli）、微杆菌属（Microbacterium）、节杆菌属（Arthrobacter）、嗜麦芽窄食单胞菌（S. maltophilia）等。通过 16S rRNA 测序，还首次从喜马拉雅帕哈里泌乳牛的牛粪中发现了塔氏微杆菌（M. thalassium） 。
豌豆作物的盆栽实验
在盆栽实验中，研究人员发现接种了牛粪分离菌的豌豆植株，其生长参数、土壤微生物数量和化学性质都有明显变化。比如，PL2 处理的植株高度最高，JL4 和 JL1 处理的种子发芽率最高，JL4 和 JD1 处理的植株开花最早，PD5 处理的每株豆荚数最多。而且，PL2 处理的土壤中氮、磷含量和微生物数量最高，PD3 处理的土壤中钾含量最高。不过，也有一些菌株对豌豆生长有负面影响，可能是因为它们产生了挥发性化合物或其他有害代谢物。
研究人员通过对不同品种牛粪微生物的研究，发现牛粪中确实含有很多有益微生物，它们具有多种植物生长促进特性、酶活性和抗真菌活性。喜马拉雅帕哈里牛的牛粪在理化参数和微生物数量方面表现出色，而 Sahiwal 和 Jersey 牛的牛粪在酶活性和抗真菌活性方面有优势。在盆栽实验中，PL2、PD5、JL1、JL4 和 JD1 这五株菌株在促进植物生长、增加土壤微生物数量和提高土壤氮、磷、钾含量方面效果显著。
这项研究意义重大，为开发基于牛粪微生物的生物接种剂提供了科学依据。这些生物接种剂可以用于改善土壤质量、促进植物生长和防治植物病害，有助于推动有机 farming 的发展，实现农业的可持续发展。未来，研究人员可以进一步研究这些菌株在田间的实际应用效果，以及它们之间的相互作用，为农业生产带来更多的益处。
