21世紀是微生物科學發(fā)展的時代!
2016年美國率先啟動‘國家微生物組計劃’National Microbiome Initiative,簡稱NMI),這是美國政府繼腦計劃、精確醫(yī)學之后推出的又一個重大國家科研計劃,該計劃旨在所有的生態(tài)系統(tǒng)、大自然及人造世界里推動最前沿微生物科學的研究與技術(shù)創(chuàng)新水平。
隨后,歐盟、日本等發(fā)達國家和經(jīng)濟體紛紛將微生物科技發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略的高度。微生物組研究已經(jīng)成為全球新一輪科技革命的戰(zhàn)略“高地”。
微生物作為地球上生物多樣性最為豐富的生命形式,蘊藏著豐富的物種資源和基因資源,是我們接觸最多,覆蓋面最廣,對人、對社會、對生態(tài)影響最大、最深的一種生物。
微生物技術(shù)已廣泛滲透到醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、工業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域,是破解人類健康、環(huán)境生態(tài)、資源瓶頸、糧食保障等重大問題的重要路徑,已成為全球新的經(jīng)濟增長點。
作為微生物發(fā)展戰(zhàn)略的重要部分,2016年至今,全球農(nóng)業(yè)微生物市場以復合年增長率15.14%的速度進行增長,預計到2021年市場價值將超過50億美元。
因微生物在農(nóng)業(yè)上巨大的應用前景,吸引了世界各大農(nóng)業(yè)公司以及相關(guān)投資機構(gòu)的矚目與投資,包括Syngenta-先正達、BASF-巴斯夫、Monsanto-孟山都、Novozymes -諾維信、University of Texas Investment Management Company-德克薩斯大學投資管理公司、Pontifax Global Food and Agriculture Technology Fund-全球糧食和農(nóng)業(yè)技術(shù)基金會、Fidelity Management And Research Company-富達、Polaris Partners-北極星創(chuàng)業(yè)投資、ARCH Venture Partners、Harris & Harris Group、Innotech Advisers等。
2018年7月17日,美國植物微生物組公司AgBiome LLC,因一款用于作物病害控制保護的微生物殺菌劑和解決方案獲得累計1.7億美元的融資。
微生物組研究的產(chǎn)業(yè)和應用前景十分光明。
作為微生物學的一個分支學科,農(nóng)業(yè)微生物學與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐密切相關(guān),其研究與農(nóng)業(yè)有關(guān)微生物的特性、生命活動規(guī)律及其作用過程的調(diào)控,從而促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。如利用微生物技術(shù)來提高動物和作物的韌力、抵抗力和生產(chǎn)力,防控病害蟲害、增強抗逆性、提升品質(zhì)、保護環(huán)境、保障食品安全等方面,從而促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
自然生態(tài)系統(tǒng)中,植物是生產(chǎn)者,動物是消費者,微生物是分解者。地球表面有限的營養(yǎng)元素就靠微生物這個分解者才能循環(huán)使用,而這個分解作用主要在土壤和水體中進行。所以最合理的做法是盡可能將動、植物廢棄物投入土壤,促進微生物大量繁殖。微生物將有機質(zhì)分解,釋放出營養(yǎng)元素,供植物生長利用;同時也合成它們自身的細胞,將營養(yǎng)元素在細胞中保存而不至流失。微生物死后,營養(yǎng)元素又可被礦化給植物利用,而植物又為動物生長提供生命能量。它們不斷地生生息息,擔負起為動植物轉(zhuǎn)化營養(yǎng)、保存營養(yǎng)和長時間提供營養(yǎng)的作用。
微生物及微生物組的研究在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應用:
◆環(huán)境方面:微生物是自然界中的分解者,在好氧條件下,它能將有機污染物徹底的氧化,分解成CO2、H2O、NO3-等無機物,在厭氧條件下,能將有機物降解,轉(zhuǎn)化成有機酸、CO2、CH4等。微生物可以修復土壤,恢復土壤活力,減少重金屬和毒害物質(zhì)污染,而且不會產(chǎn)生二次污染。微生物還可以富集、絡合、降解水體有機物和重金屬、凈化養(yǎng)殖水質(zhì),清除養(yǎng)殖環(huán)境空氣中有毒氣體。
◆農(nóng)作物生長:微生物可以促進農(nóng)作物吸收營養(yǎng)物質(zhì),促進農(nóng)作物的生長,提高農(nóng)作物的免疫力。不會像化學藥劑和激素那樣污染環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品。
◆除草和殺蟲:微生物除草劑、殺蟲劑和殺菌劑都可以有效的除草、殺蟲殺菌,而且不會對害蟲的天敵產(chǎn)生威脅,不污染環(huán)境和農(nóng)作物。
◆養(yǎng)殖業(yè):微生物發(fā)酵可以把很多農(nóng)業(yè)廢料變成畜禽的飼料,比如秸稈等經(jīng)微生物發(fā)酵可變成優(yōu)質(zhì)飼料,改變了畜牧業(yè)耗糧的特征,大大減低養(yǎng)殖成本。
微生物農(nóng)業(yè)將再造飼料、肥料、農(nóng)藥、環(huán)保、食品加工等行業(yè),從根本上轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式,促進人與自然的和諧發(fā)展,提升農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和效益, 獲得經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益的高度統(tǒng)一,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)步入可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)軌道。
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