微生物在農業(yè)上的應用

1、第六章第六章微生物在農業(yè)上的應用微生物在農業(yè)上的應用一、微生物肥料一、微生物肥料二、生物農藥二、生物農藥三、食用菌三、食用菌四、四、微生物飼料微生物飼料 五、沼氣五、沼氣（一）微生物肥料的概念及主要作用（一）微生物肥料的概念及主要作用國際上對于廣泛用于國際上對于廣泛用于農業(yè)生產的菌肥稱為農業(yè)生產的菌肥稱為生物肥料生物肥料(Bio-fertilizer)，我國稱之為，我國稱之為微生物肥料微生物肥料(Microbial fertilizer)。 我國微生物肥料的研究應用和國際上一樣，是從豆科植物應用根瘤菌接種劑開始的。起初只稱為大豆或花生根瘤菌劑。聯合國糧農組織(FAO)和一些生物固氮組織近二十年

2、來發(fā)展并推廣這項技術，取得了十分好的效果。從土壤肥力而言，根瘤菌肥料還有增加土壤氮素提高土壤肥力的作用，這是其它非豆科植物所沒有的，因此豆科植物與根瘤菌共生固氮在農業(yè)和牧草生產上有重要意義。 微生物肥料的作用微生物肥料的作用 1 1、提高土壤肥力、提高土壤肥力 2. .促進作物生長促進作物生長 3. .增強植物抗病、抗蟲等抗逆能力增強植物抗病、抗蟲等抗逆能力 4.4.提高產量，改善品質提高產量，改善品質 ( (二二) )微生物肥料種類微生物肥料種類 1.1.根瘤菌菌劑根瘤菌菌劑 用于豆科作物結瘤豆科作物結瘤、固氮的接種劑。是用人工選育出來的高效根瘤菌株經大量繁殖用載體吸附制成的，是迄今為此世界

3、上研究最早、應用時間最長、生產量最多、應用最廣泛和效果最穩(wěn)定的微生物肥料之一。 但不同形狀的類菌體，受寄主細胞的制約，如花生根瘤中呈球形，蠶豆根瘤中常呈梨形或膨大桿狀，大豆根瘤中主要以稍大有桿狀存在。形態(tài)上高度分化的成熟類菌體一般不能再分裂繁殖（只有形態(tài)上分化不明顯的類菌體大部份在培養(yǎng)基上可以再分裂繁殖，如大豆），它們將隨著根瘤的衰敗而解體，釋放到土壤中，呈小桿狀、球狀。 有效性：有效性：類菌體的高效的固氮能力。但并不是能夠結瘤的菌株都能固氮，據它們在根瘤中是否固氮而分為有效菌株有效菌株和無效菌株無效菌株，它們形成的根瘤分別稱為有有效根瘤效根瘤和無效根瘤無效根瘤。許多無效根瘤的結瘤能力比有效根

4、瘤強 。 互接種族互接種族：從一個屬植物根瘤中分離的根瘤菌能夠在其它屬植物上結瘤，人們將這種能相互利用同一根瘤菌菌人們將這種能相互利用同一根瘤菌菌株形成共生體系的豆科植物稱為株形成共生體系的豆科植物稱為“互互接種族接種族”。如：大豆族只有大豆一屬植物；豇豆族包括豇豆、花生、綠豆、赤豆、豬屎豆和胡枝子等許多植物。 根瘤的形成根瘤的形成 根瘤形成過程的主要步驟根瘤形成過程的主要步驟：特定的根瘤菌與相應的豆科植物相互辯認使根瘤菌特異地吸附在根毛上 二者相互作用使根毛變形，主要表現卷曲或分枝 細菌進入根內 形成侵入線 侵入線發(fā)展，進入根皮層后導致一部份細胞轉化為分生組織，細胞分裂和分化，根瘤開始發(fā)育

5、根瘤菌從侵入線內釋放到根瘤細胞中繁殖，而后轉化成類菌體形態(tài) 豆血紅蛋白出現，固氮作用開始。 2.2.固氮菌菌劑固氮菌菌劑 自生固氮微生物自生固氮微生物的固氮能力比共生固氮的根瘤菌要少得多，而且在使用過程中更易受到環(huán)境條件中氮素含量的影響。但在實踐中發(fā)現，它們對作物的。但在實踐中發(fā)現，它們對作物的作用除了固氮外，更重要的是它們能夠作用除了固氮外，更重要的是它們能夠產生多種植產生多種植物激素類物質物激素類物質。1991年Coppla等從圓褐固氮菌細胞浸出液中發(fā)現了植物刺激物質；1974年Barea等用雀稗固氮菌培養(yǎng)物處理幾種植物的幼苗和根部，均有根、葉增重的結果。 3.3.解磷微生物菌劑解磷微生物

6、菌劑 能分解土壤中難溶態(tài)磷的細菌制成的解磷能分解土壤中難溶態(tài)磷的細菌制成的解磷細菌肥料細菌肥料，使解磷細菌在作物根際形成一個磷素供應較為充分的微區(qū)，因磷細菌在生長代謝過程中能夠產生一些有機酸和如植酸酶的酶類，使土壤中的難溶性磷形成作物能夠吸收利用的可溶性磷，供作物吸收利用。目前生產上應用較多的菌種為巨大芽孢扦菌。 4.4.硅酸鹽微生物菌劑硅酸鹽微生物菌劑 分解土壤中難溶的磷、鉀等營養(yǎng)元素，并在生長、代謝過程中分泌可以刺激作物生長的激素類物質，在植物根際形成優(yōu)勢種群，可抑制其它病原菌的生長，因而達到增產效果 。5.5.光合細菌菌劑光合細菌菌劑 光合細菌是地球上最早的光合生物，廣泛分布于海洋、江河

7、、湖泊、沼澤、池塘、活性污泥及水稻、水葫蘆、小麥等根際土壤中。它能它能促進土壤中放線菌、固氮菌等微生物的生長，促進土壤中放線菌、固氮菌等微生物的生長，增強農產品的耐貯性和提高品質，降解土壤中增強農產品的耐貯性和提高品質，降解土壤中殘留的農藥及其它有毒物質。殘留的農藥及其它有毒物質。與生產應用關系密切的光合細菌主要是紅螺菌科紅螺菌科中的一些種、屬。 7.7.促生菌劑促生菌劑 指通過接種在植物根際增殖且具有促進生長作用的土指通過接種在植物根際增殖且具有促進生長作用的土壤細菌稱為植物促生根際細菌（壤細菌稱為植物促生根際細菌（PGPRPGPR）。）。作用機理作用機理: :分泌植物促生物質；改善植物根際

8、的營養(yǎng)環(huán)境。加強了土壤中有機物的分解，促進了植物營養(yǎng)元素的礦化，增強了對作物營養(yǎng)的供應；對作物病害的生物控制作用,主要是能夠產生抗生素、胞外溶解酶、氰化物和鐵載體，還有可能是改變根際微環(huán)境平衡，促進作物生長；對污染物的降解；對豆科植物結瘤的促生作用。6.6.菌根菌劑菌根菌劑 使用的菌種包括由多數內囊霉科屬或種形使用的菌種包括由多數內囊霉科屬或種形成成叢枝狀菌根叢枝狀菌根, ,簡稱簡稱AMAM真菌真菌。目前的土法生目前的土法生產已能夠解決小批量生產問題，用于名貴產已能夠解決小批量生產問題，用于名貴花卉、苗木、藥材，有較好的應用前景。花卉、苗木、藥材，有較好的應用前景。 8.8.抗生菌肥料抗生菌肥

9、料 指用分泌抗生物質和刺激素的微生物制成的指用分泌抗生物質和刺激素的微生物制成的肥料產品，使用菌種通常是放線菌肥料產品，使用菌種通常是放線菌，如細黃鏈霉菌（Streptomyces jingyangesis）。我國應用多年的“5406”即屬此類，應用后不僅有肥效作用而且能抑制一些作物病害，刺激和調節(jié)作物生長。 9.9.復合微生物肥料復合微生物肥料 是由是由兩種或兩種以上的微生物兩種或兩種以上的微生物或一種微生物或一種微生物與其它營養(yǎng)物質復配而成的一種新型肥料。與其它營養(yǎng)物質復配而成的一種新型肥料。 二、微生物農藥二、微生物農藥 利用微生物或其產物來防治植物病蟲害和利用微生物或其產物來防治植物病

10、蟲害和雜草危害的一類微生物制劑雜草危害的一類微生物制劑。當這些病原體和。當這些病原體和拮抗微生物或其代謝產物為昆蟲吞食、接觸或拮抗微生物或其代謝產物為昆蟲吞食、接觸或病菌感染后，通過微生物的活動、毒素的作用病菌感染后，通過微生物的活動、毒素的作用而使害蟲和病原菌的新陳代謝受影響，破壞其而使害蟲和病原菌的新陳代謝受影響，破壞其機體器官，影響其發(fā)育繁殖或變態(tài)，從而達到機體器官，影響其發(fā)育繁殖或變態(tài)，從而達到滅菌防病的目的。滅菌防病的目的。1微生物農藥的種類微生物農藥的種類 細菌殺蟲劑細菌殺蟲劑真菌殺蟲劑真菌殺蟲劑病毒殺菌劑病毒殺菌劑農用抗生素農用抗生素微生物除草劑微生物除草劑1微生物農藥的特點微生

11、物農藥的特點：對脊椎動物和人類對脊椎動物和人類無害無害, ,不污染不污染環(huán)境；環(huán)境；對對植物無毒害植物無毒害；能能保護害蟲天敵保護害蟲天敵；昆蟲昆蟲不易產生抗藥性不易產生抗藥性；自然傳播感染能力自然傳播感染能力: :有些昆蟲病原微生物有些昆蟲病原微生物, ,可可在昆蟲群落中自然傳播感染成流行??；在昆蟲群落中自然傳播感染成流行??；容易進行大量生產容易進行大量生產。三、食用菌三、食用菌 食用菌資源十分豐富，全世界可供食用的食用菌資源十分豐富，全世界可供食用的真菌有真菌有2000多種多種。 常見栽培品種有雙孢蘑菇、草菇、金針菇、常見栽培品種有雙孢蘑菇、草菇、金針菇、平菇、香菇、猴頭菌、木耳、銀耳、靈

12、芝、平菇、香菇、猴頭菌、木耳、銀耳、靈芝、和茯苓等。和茯苓等。 原料：主要是農副產品下腳料原料：主要是農副產品下腳料。（一）微生物飼料的概念及主要微生物（一）微生物飼料的概念及主要微生物 微生物飼料是利用微生物的新陳代謝和個體的繁殖來生產和調制微生物飼料是利用微生物的新陳代謝和個體的繁殖來生產和調制的飼料。的飼料。 大體上分為兩大類：一類主要是大體上分為兩大類：一類主要是利用微生物的發(fā)酵作用利用微生物的發(fā)酵作用改變飼料改變飼料原料的理化性狀，如增加適口性，提高消化率及營養(yǎng)價值，或解原料的理化性狀，如增加適口性，提高消化率及營養(yǎng)價值，或解毒、脫毒和積累有益的中間代謝產物。包括乳酸飼料、粗飼料發(fā)毒

13、、脫毒和積累有益的中間代謝產物。包括乳酸飼料、粗飼料發(fā)酵、擔子菌發(fā)酵飼料、禽畜糞便發(fā)酵飼料等；酵、擔子菌發(fā)酵飼料、禽畜糞便發(fā)酵飼料等； 與微生物飼料生產與調制有關，與微生物飼料生產與調制有關，能提供菌能提供菌體蛋白和有益代謝物，或具備解毒、脫毒體蛋白和有益代謝物，或具備解毒、脫毒功能的有益微生物，稱為飼料微生物功能的有益微生物，稱為飼料微生物。主。主要有要有細菌、酵母菌、擔子菌和單細胞藻細菌、酵母菌、擔子菌和單細胞藻類類等等 沼氣沼氣（marsh gas或或swamp gas）：）：又稱生物氣（biogas），是一種混合可燃氣體，其中主要成分為甲烷甲烷、還含有少量H2、N2、CO2等。 沼氣發(fā)酵：其生化本質是一種由產甲烷細菌進行的甲烷形成（methanogenesis）過程。 甲烷形成的三階段理論。即： 大分子降解大分子降解產酸，厭氧和兼性厭氧菌，產物為有機酸、氨、H2、CO2； 產氫產乙酸細菌產氫產乙酸細菌，產物為乙酸和H2； 產甲烷菌群產甲烷菌群，嚴格厭氧產物為甲烷。 生物量的概念：某一時刻存在于一個生態(tài)系統(tǒng)中的