21世纪是微生物科学发展的时代!
2016年美国率先启动‘国家微生物组计划’National Microbiome Initiative,简称NMI),这是美国政府继脑计划、精确医学之后推出的又一个重大国家科研计划,该计划旨在所有的生态系统、大自然及人造世界里推动最前沿微生物科学的研究与技术创新水平。
随后,欧盟、日本等发达国家和经济体纷纷将微生物科技发展上升到国家战略的高度。微生物组研究已经成为全球新一轮科技革命的战略“高地”。
微生物作为地球上生物多样性最为丰富的生命形式,蕴藏着丰富的物种资源和基因资源,是我们接触最多,覆盖面最广,对人、对社会、对生态影响最大、最深的一种生物。
微生物技术已广泛渗透到医药、农业、能源、工业、环保等领域,是破解人类健康、环境生态、资源瓶颈、粮食保障等重大问题的重要路径,已成为全球新的经济增长点。
作为微生物发展战略的重要部分,2016年至今,全球农业微生物市场以复合年增长率15.14%的速度进行增长,预计到2021年市场价值将超过50亿美元。
因微生物在农业上巨大的应用前景,吸引了世界各大农业公司以及相关投资机构的瞩目与投资,包括Syngenta-先正达、BASF-巴斯夫、Monsanto-孟山都、Novozymes -诺维信、University of Texas Investment Management Company-德克萨斯大学投资管理公司、Pontifax Global Food and Agriculture Technology Fund-全球粮食和农业技术基金会、Fidelity Management And Research Company-富达、Polaris Partners-北极星创业投资、ARCH Venture Partners、Harris & Harris Group、Innotech Advisers等。
2018年7月17日,美国植物微生物组公司AgBiome LLC,因一款用于作物病害控制保护的微生物杀菌剂和解决方案获得累计1.7亿美元的融资。
微生物组研究的产业和应用前景十分光明。
作为微生物学的一个分支学科,农业微生物学与农业生产实践密切相关,其研究与农业有关微生物的特性、生命活动规律及其作用过程的调控,从而促进农业生产发展。如利用微生物技术来提高动物和作物的韧力、抵抗力和生产力,防控病害虫害、增强抗逆性、提升品质、保护环境、保障食品安全等方面,从而促进农业的可持续发展。
自然生态系统中,植物是生产者,动物是消费者,微生物是分解者。地球表面有限的营养元素就靠微生物这个分解者才能循环使用,而这个分解作用主要在土壤和水体中进行。所以最合理的做法是尽可能将动、植物废弃物投入土壤,促进微生物大量繁殖。微生物将有机质分解,释放出营养元素,供植物生长利用;同时也合成它们自身的细胞,将营养元素在细胞中保存而不至流失。微生物死后,营养元素又可被矿化给植物利用,而植物又为动物生长提供生命能量。它们不断地生生息息,担负起为动植物转化营养、保存营养和长时间提供营养的作用。
微生物及微生物组的研究在农业领域有着广泛的应用:
◆环境方面:微生物是自然界中的分解者,在好氧条件下,它能将有机污染物彻底的氧化,分解成CO2、H2O、NO3-等无机物,在厌氧条件下,能将有机物降解,转化成有机酸、CO2、CH4等。微生物可以修复土壤,恢复土壤活力,减少重金属和毒害物质污染,而且不会产生二次污染。微生物还可以富集、络合、降解水体有机物和重金属、净化养殖水质,清除养殖环境空气中有毒气体。
◆农作物生长:微生物可以促进农作物吸收营养物质,促进农作物的生长,提高农作物的免疫力。不会像化学药剂和激素那样污染环境和农产品。
◆除草和杀虫:微生物除草剂、杀虫剂和杀菌剂都可以有效的除草、杀虫杀菌,而且不会对害虫的天敌产生威胁,不污染环境和农作物。
◆养殖业:微生物发酵可以把很多农业废料变成畜禽的饲料,比如秸秆等经微生物发酵可变成优质饲料,改变了畜牧业耗粮的特征,大大减低养殖成本。
微生物农业将再造饲料、肥料、农药、环保、食品加工等行业,从根本上转变农业的生产方式,促进人与自然的和谐发展,提升农产品的品质和效益, 获得经济效益、生态效益和社会效益的高度统一,使农业生产步入可持续发展的良性循环轨道。
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