随着社会的发展和科学的进步，微生物在工业、农业、医药、食品、能源等领域中所发挥的作用愈来愈令人瞩目。尤其是循环经济的建设，将离不开微生物的参与及其应用技术的发展和创新。
微生物在自然界的出现，应该说是在动物和植物之前。但是人们对微生物的发现和研究，则始于显微镜被发明的1676年。300多年来，已发现和定名的微生物有10万种之多。迄今为止，人们不仅认识了引发各种疾病的微生物，掌握了抑制其传播疾病的各种技术，而且开发了大量微生物的机能，并在工农业生产和科学研究中进行广泛应用。包括影响极为深远的基因技术，也是由微生物学工作者在1973年发明之后，才得以在动植物领域推广开的。
微生物在工农业生产中的应用，涵盖了医药制造、食品加工、化工生产、冶金采油、污水处理、创新能源等多个领域。仅由微生物产生的抗菌素就有5000种之多，临床应用的已达300多种。特别值得重视的是微生物在物质循环中的巨大作用，可以说自然界所有的物质循环都是靠微生物的作用实现的，如果不是微生物的存在，自然界生物体的遗骸早已堆积如山。由微生物降解有机物向自然界提供的碳元素每年高达950亿吨。正是因为有微生物的存在，地球上的各种生物材料和元素才得以周而复始、源远流长地运转和循环。
微生物不仅有适应各种环境和条件的特殊功能，而且有利用各种原料，制作各种产品的独特作用。一些极端微生物可以生活于高寒、高温、高压、高酸、高碱等多种其他生物难以承受的环境中。因此，微生物有着宽广的应用面积和广阔的应用前景。
未来社会，能源问题是人类所面临的一大突出难题。自然界很多矿石资源，被采掘加工成产品之后，一般都可以回收再炼，重新使用，而唯独煤、石油、天然气等资源总有用尽的时候。上世纪70年代，发生石油危机时，人们就开始讨论未来能源的出路何在。最后，大家认为还是要依靠生物质这种永远不会枯竭的资源。生物质的英文名称为biomass，它主要指由植物借助于太阳能通过光合作用固定大气中的二氧化碳所形成的包含有大量化学能的粮食、秸杆、木材和瓜果类的产物。植物体吸收1克分子的二氧化碳，所固定的太阳能达4.69×105焦耳。植物固定太阳能的效率，在土壤肥沃条件下，可相当于受射太阳能的1%～2%。以此推算，地球表面的植物每年固定的太阳能是十分巨大的。珍惜和利用生物质中蕴藏的能量，是未来人类解决能源问题的最好出路。
要将生物质转化为能源，最有效的途径是微生物发酵：
一是沼气发酵。微生物可通过厌氧发酵，把多种生物质(包括动物食用生物质后转化的粪便等)转化为能燃烧的甲烷。我国地少人多，生态脆弱，推广沼气发酵，不仅可以解决农民的燃料问题，而且有利于农村粪便的处理和环境的改善。城市利用工厂废料和垃圾发酵沼气，除了清洁环境外，也可为城市提供一定的能源。南阳酒精厂利用酒糟生产的沼气，曾解决了半个南阳市居民的燃气问题。
二是酒精发酵。酒精生产在中国已有上百年的历史。为了解决石油紧缺的难题，巴西从上世纪70年代就开始利用甘蔗榨汁为原料，通过微生物发酵生产酒精代替汽油，现在年产汽车酒精1000万吨。美国从1978年至今，已通过十多项法案，从能源、交通、税收、环保等方面对汽车使用酒精给予支持，用粮食和秸杆生产的酒精量已达512万吨。我国从2001年起在南阳、吉林、哈尔滨建设了以陈粮为原料的酒精生产工厂，总规模已接近100万吨。我国每年产生的秸杆等生物质高达11亿吨以上，但利用生物质生产酒精的技术，至今还没能进入生产实践。
三是氢燃料的研发。氢气是可用于汽车的新能源之一。用微生物发酵法生产氢的研究，上世纪 70年代就已经在日本起步，我国科学院微生物所、清华大学等研究机构和单位正在对这方面进行研究攻关。
除了能源问题离不开微生物应用技术外，可降解塑料的生产也离不开微生物技术的创新和发展。塑料产品问世几十年来，为人类生活提供了方便，但由于塑料不能被微生物分解和转化，所以塑料污染成了积累性的重大污染之一，成为自然环境的一大隐患。上世纪70年代起，英国ICI公司用微生物生产塑料取得成功，但因成本高未能推广。本世纪初，中国科学院微生物所对这一技术的研究有了突破，最近在宁波用淀粉原料生产的可降解塑料(聚羟基丁酸)制品，完全由德国Basf公司进行包销，可降解塑料取代不可降解塑料的时日已经为时不远。
微生物在循环经济发展中，还扮演着另一种十分重要的角色——污水和垃圾的处理者。几乎所有的污水处理都是靠微生物的作用完成的。污水和污物处理中既需要微生物分解和除掉各种有害物质，此外，还要靠微生物进行除臭。污水与污物的处理速度、处理效果取决于微生物的种类和功能。
因化肥、农药、除草剂过量使用，导致的农田土壤污染已成为重疴沉疾，而土壤污染带给水果、蔬菜、粮食的污染对人类造成的危害更不可低估。净化土壤，也要靠微生物发挥作用。
此外，用微生物生产抗菌素、有机酸、氨基酸、多元醇、黄朊胺、多肽、酒类、酱油、醋的历史十分悠久，作为一个生物界别，它的开发前景是不可限量的。因此，对微生物的基础研究和应用技术的自主创新必须给予重视和加强。但是，最近一些年来，由于管理方面的原因，应用微生物技术的开发投入越来越少，研究单位的数量不断下降，研究人员不断减少，特别是像中国科学院微生物所这样，微生物研究基础最好、拥有菌种最多、专业人员最齐全，设备、图书最雄厚的单位，也因科学院大力度的调整，应用技术的创新工作已经濒临“扫地出门”。地方研究机构则因缺乏经费的支持，而趋于“人散楼空”。
考虑到国家经济、社会进步的需要，特别是实践科学发展观、推动循环经济发展的需要，我们认为有必要高度重视微生物应用技术的创新工作，加大对微生物应用研究的支持力度。在改革体制、出台政策、人才流动、资金投放等方面给予更多的关注和重视。在国家中长期发展规划中，应提高微生物应用技术开发的位置，确保中国科学院微生物研究所在这方面的统领角色和基础地位，并通过“十一五”计划，采取强有力的措施，给予大力支持和扶植。
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