論農(nóng)業(yè)中怎樣利用微生物

1、論農(nóng)業(yè)中怎樣利用微生物摘要：關(guān)鍵詞：微生物 農(nóng)業(yè)1、 微生物農(nóng)藥（1） 微生物殺蟲(chóng)劑1. 微生物殺蟲(chóng)劑定義 微生物殺蟲(chóng)是利用微生物的活體制成的。它是利用微生物本身及其代謝產(chǎn)物來(lái)防治農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的制劑。2. 原理 在自然界，存在著許多對(duì)害蟲(chóng)有致病作用的微生物，利用這種致病性來(lái)防治害蟲(chóng)是一種有效的生物防治方法。從這些病原微生物中篩選出施用方便、藥效穩(wěn)定、對(duì)人畜和環(huán)境安全的菌種，進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)，從而制成微生物殺蟲(chóng)劑。3. 生產(chǎn)工藝 微生物殺蟲(chóng)劑有離體和活體培養(yǎng)兩種生產(chǎn)方法。離體法是將菌種在發(fā)酵罐中用液體深層通空氣發(fā)酵，工藝過(guò)程類似的生產(chǎn)。通常發(fā)酵液中產(chǎn)生大量孢子，經(jīng)沉淀、濃縮、干燥等后處理，再加

2、入、配制成含一定濃度孢子的各種劑型，如液劑、粉劑、可濕性粉劑、顆粒劑等，即可作產(chǎn)品銷售使用。由于這種制劑含有活體孢子，對(duì)包裝和貯存條件要求比較嚴(yán)格。離體法易于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)細(xì)菌、真菌都適用。活體法要用活體害蟲(chóng)寄主來(lái)繁殖微生物，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)困難較大，利用生物工程的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)繁殖病毒的研究工作已在進(jìn)行，并取得一定的進(jìn)展。4. 微生物殺蟲(chóng)劑與化學(xué)合成殺蟲(chóng)劑相比，具有以下特點(diǎn)：防治對(duì)象專一，選擇性高;藥效作用較緩慢;藥效易受外界因素（溫度、濕度、光照等）的影響；對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響小。這些特點(diǎn)使微生物殺蟲(chóng)劑成為適用于害蟲(chóng)綜合防治的一類農(nóng)藥。4.微生物殺蟲(chóng)劑優(yōu)點(diǎn)（1）對(duì)脊椎動(dòng)物和人類無(wú)害，特異性強(qiáng)害

3、蟲(chóng)病原體對(duì)宿主有很強(qiáng)的選擇性。因此，微生物殺蟲(chóng)劑具有對(duì)人畜等防治目標(biāo)以外生物（非目標(biāo)生物）安全無(wú)害的特點(diǎn)，如已有大量事實(shí)證明，蘇云金桿菌制劑對(duì)于魚(yú)類、禽類、哺乳動(dòng)物和人類是完全安全的。（2）有自然傳播感染的能力昆蟲(chóng)是各類昆蟲(chóng)病原體最適合的培養(yǎng)基，尤其對(duì)一些傳染性病原體來(lái)說(shuō)，甚至是不可代替的培養(yǎng)基，昆蟲(chóng)病原體使用后可在蟲(chóng)體內(nèi)增值，產(chǎn)生芽孢、病毒多角體等具有感染力的繁殖體，這些繁殖體可在昆蟲(chóng)群落中自然傳播去感染其它健康昆蟲(chóng)而造成流行病，尤其在蟲(chóng)口密度較高時(shí)蔓延傳播更快，從而可以起到長(zhǎng)期防治的作用，有些病原微生物雖然短期防治效果不佳，但一旦在某一生態(tài)環(huán)境中定居后，在適宜的環(huán)境條件下就可引起昆蟲(chóng)的疾病

4、和死亡，成為經(jīng)常性抑制蟲(chóng)口的自然因素。這是任何化學(xué)殺蟲(chóng)劑所不具備的特點(diǎn)。（3）害蟲(chóng)不易產(chǎn)生抗藥性化學(xué)殺蟲(chóng)劑自開(kāi)始使用以來(lái)，一直在不斷地更新?lián)Q代，而害蟲(chóng)的抗藥性卻直線上升。到目前為止還沒(méi)有確切的證據(jù)來(lái)證明昆蟲(chóng)對(duì)微生物殺蟲(chóng)劑能夠產(chǎn)生抗性。人們綜合了大量有關(guān)害蟲(chóng)對(duì)各種病原微生物的抗性的研究材料后，認(rèn)為殺蟲(chóng)微生物與害蟲(chóng)在長(zhǎng)期共同的生活過(guò)程中，適應(yīng)了害蟲(chóng)的防衛(wèi)體系，雖然害蟲(chóng)對(duì)微生物長(zhǎng)期反復(fù)的侵染會(huì)產(chǎn)生一定的抗性，但是這種抗性的增長(zhǎng)是極其緩慢的，也就是說(shuō)害蟲(chóng)對(duì)一些病原微生物的免疫力多年來(lái)始終保持在一個(gè)很低的水平。（4）能保護(hù)害蟲(chóng)天敵微生物殺蟲(chóng)劑的選擇性強(qiáng)，能有區(qū)別地作用于害蟲(chóng)和害蟲(chóng)的天敵，它們可殺死害蟲(chóng)而

5、對(duì)天敵無(wú)害。保持了天敵對(duì)害蟲(chóng)的制約作用，使得生態(tài)平衡向著有利于天敵的方面發(fā)展。（5）容易進(jìn)行生產(chǎn)許多昆蟲(chóng)病原微生物已能進(jìn)行工業(yè)化的生產(chǎn)，不少種類還可以采用簡(jiǎn)易的固體發(fā)酵法進(jìn)行生產(chǎn)，無(wú)需特別的設(shè)備條件。（6）不污染環(huán)境常用的微生物殺蟲(chóng)劑中所含的有效成分對(duì)植物、脊椎動(dòng)物和人類沒(méi)有毒性或致病性，所以微生物殺蟲(chóng)劑不會(huì)污染環(huán)境，可以說(shuō)是一種環(huán)保生物農(nóng)藥。5.分類主要可分為真菌、細(xì)菌和病毒三類。在其他微生物中，放線菌一般利用其代謝產(chǎn)物抗生素，而不直接利用其活體作殺蟲(chóng)劑。原生動(dòng)物、線蟲(chóng)和立克次氏體等尚未實(shí)用化。（1）真菌殺蟲(chóng)劑：已發(fā)現(xiàn)的昆蟲(chóng)病原真菌約750種,寄生范圍很廣，但開(kāi)發(fā)成殺蟲(chóng)劑的不多，已試驗(yàn)成功并

6、有一定規(guī)模應(yīng)用的有：利用白僵菌防治馬鈴薯甲蟲(chóng)、大豆食心蟲(chóng)、松毛蟲(chóng)和玉米螟；利用綠僵菌防治金龜子、孑孓；利用湯普森多毛菌防治柑橘銹螨；利用輪枝孢防治溫室蚜蟲(chóng)；利用座殼孢防治粉虱和介殼蟲(chóng)等。（2）細(xì)菌殺蟲(chóng)劑：微生物殺蟲(chóng)劑中研究開(kāi)發(fā)最成功的是利用芽孢桿菌作殺蟲(chóng)劑，主要品種為蘇云金桿菌，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物、森林、糧倉(cāng)和蚊蠅等的防治。蘇云金桿菌發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)初，30年代開(kāi)始實(shí)用化，50年代即有工業(yè)生產(chǎn)，70年代以來(lái)發(fā)展較快，80年代全世界年銷售額超過(guò)2000萬(wàn)美元。中國(guó)在70年代已大量生產(chǎn)，有青蟲(chóng)菌、殺螟桿菌等許多商品名稱。蘇云金桿菌有很多變種，其芽孢內(nèi)含毒蛋白晶體，通稱-內(nèi)毒素,是殺蟲(chóng)的主要成分。當(dāng)孢

7、子進(jìn)入害蟲(chóng)消化道后,毒素被活化,使害蟲(chóng)麻痹癱瘓而死。由于各變種所含蛋白晶體的結(jié)構(gòu)不同，其毒力和適用的害蟲(chóng)對(duì)象也不同。例如應(yīng)用較廣的寇氏變種,用于防治鱗翅目幼蟲(chóng);以色列變種用于防治孑孓。其他已開(kāi)發(fā)利用的細(xì)菌殺蟲(chóng)劑還有日本甲蟲(chóng)芽孢桿菌，用于防治金龜子幼蟲(chóng)頗有效。（3）病毒殺蟲(chóng)劑：寄生于農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的病毒已發(fā)現(xiàn)約 200種，有些已被開(kāi)發(fā)作為病毒殺蟲(chóng)劑。其中大多數(shù)屬于桿狀病毒的核多角體病毒，少數(shù)是顆粒體病毒。昆蟲(chóng)病毒有高度的專一寄生性,通常一種病毒只侵染一種昆蟲(chóng),而對(duì)他種昆蟲(chóng)和人無(wú)害，因此不干擾生態(tài)環(huán)境。但由于病毒只能用害蟲(chóng)活體培養(yǎng)增殖，使大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)受到限制。已經(jīng)小規(guī)模商品化的病毒殺蟲(chóng)劑多數(shù)用于防治鱗

8、翅目害蟲(chóng)，例如棉鈴蟲(chóng)、舞毒蛾、斜紋夜蛾、天幕毛蟲(chóng)、菜粉蝶等。中國(guó)在80年代已廣泛試驗(yàn)推廣病毒殺蟲(chóng)劑。（二）農(nóng)用抗生素1.定義農(nóng)用抗生素簡(jiǎn)稱農(nóng)抗，是指由微生物發(fā)酵產(chǎn)生、具有農(nóng)藥功能、用于農(nóng)業(yè)上防治病蟲(chóng)草鼠等有害生物的次生代謝產(chǎn)物。2. 與一般化學(xué)合成農(nóng)藥相比，農(nóng)用抗生素具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜；活性高、用量小、選擇性好；易被生物或自然因素所分解，不在環(huán)境中積累或殘留；生產(chǎn)原料為淀粉、糖類等農(nóng)產(chǎn)品，屬于再生性能源；采用發(fā)酵工程生產(chǎn)，同一套設(shè)備只要改變菌種即可生產(chǎn)不同的抗生素，生產(chǎn)菌大多是土壤中的放線菌，也有真菌和細(xì)菌。3.生產(chǎn)工藝農(nóng)用抗生素的工業(yè)生產(chǎn)，通常采用液體深層通氣培養(yǎng)的發(fā)酵工程，世界上生產(chǎn)農(nóng)

9、用抗生素用的發(fā)酵罐容積最大的已達(dá)300m3。各種農(nóng)用抗生素生產(chǎn)過(guò)程的發(fā)酵工序大體相同，而分離和純化工序則因品種而異，有的有效成分存在于發(fā)酵液中，有的則存在于菌絲體中，要采用不同的分離純化流程來(lái)制取。例如：井岡霉素存在于發(fā)酵液中，過(guò)濾后濃縮、萃取純化，再加入助劑調(diào)制即成為制劑產(chǎn)品。4. 分類一類由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的具有農(nóng)藥效能的抗生素，按用途區(qū)分，有殺菌劑、殺蟲(chóng)劑、殺螨劑、除草劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（三）微生物除草劑1. 概念 用于殺死雜草的微生物制劑。雜草的微生物防除是利用寄主范圍較為專一的病原微生物及其代物，將有害雜草控制在閾值一下。因此微生物除草的目的不是根除雜草，而是根據(jù)群體生態(tài)學(xué)原理，使雜草

10、減少到經(jīng)濟(jì)上或美觀上可以允許的層度。2. 微生物除草劑優(yōu)勢(shì)作用位點(diǎn)新穎，化學(xué)除草劑未涉及到，有利于對(duì)雜草進(jìn)行抗性治理；微生物天然產(chǎn)物可以為新的除草劑合成方案提供線索；在低濃度便可發(fā)揮較高生物活性在環(huán)境中半衰期短，已被降解、解毒，比化學(xué)除草劑所用時(shí)間段、資金少3. 類型（1） 微生物活體：主要是植物病原微生物(真菌、細(xì)菌、病毒)，最常見(jiàn)的是植物病原體真菌。對(duì)栽培植物安全性高，危害小，對(duì)人、動(dòng)物等非靶標(biāo)生物安全，緩解了生防和化防矛盾。且對(duì)環(huán)境壓力小，適用于防除水域、牧場(chǎng)、草地等人為干預(yù)較少的環(huán)境中的雜草。 成功案例：澳大利亞從歐洲引入銹菌，成功防除麥田中粉苞苣燈心草我國(guó)微生物除草劑魯保1號(hào)成功防止

11、大豆菟絲子上的寄生性病原菌，并在二十多個(gè)省區(qū)得到推廣，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益巨大。Devine,第一個(gè)被注冊(cè)的真菌除草劑，用作柑橘園的防除，最高防效達(dá)95%以上，施藥后防蚊期可達(dá)2年以上。（2） 微生物代謝產(chǎn)物：主要利用微生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的毒素和抗生素等，包括多肽、酚醛樹(shù)脂類等。具有跟微生物活體除草劑相同優(yōu)點(diǎn)。 生物堿類曼陀羅種子中可以提取出天仙子胺,這是一種蓖若烷堿類化合物,殺草作用期長(zhǎng),對(duì)禾本科雜草特別是自生向日葵苗有優(yōu)秀的滅除活性。 咖啡因,分離自的咖啡樹(shù)的次生代謝物質(zhì),自然條件下每平方米濃度可達(dá)一,  來(lái)源于墨西哥咖啡樹(shù)周圍的土壤中。它不僅可以有效防除刺覓等雜草,而且對(duì)豌豆是絕對(duì)安

12、全的,可以用于在豌豆田中防除刺覓等雜草。纖精酮是一種具有除草活性的物質(zhì),通常從紅纖層植株中分離得到,可以造成闊葉雜草和禾本科雜草發(fā)生白化病。一一硝基一一三氟甲基苯甲酞基一環(huán)己烷一二酮就是以它為先導(dǎo)化合物而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，進(jìn)而又相繼發(fā)現(xiàn)了磺草酮，并且繼續(xù)開(kāi)發(fā)了以對(duì)一輕苯基丙酮酸雙氧化酶。雙丙氨酰膦(bialaphos),化學(xué)名稱4-羥基（甲1基）鱗?；?L-高丙氨酰-L-丙氨酰-L-丙氨酸，是第一個(gè)商品化抗生素除草劑，80年代初由日本明治制果公司開(kāi)發(fā)成功.是屬膦酸脂類除草劑，是谷酰胺合成抑制劑。常用于非耕地和果園等一年生和某些多年生雜草。使用劑量約為13kg/hm。它能抑制植物體內(nèi)谷酰胺合成酶，導(dǎo)致

13、氨的結(jié)果，再抑制光合作用中的光和磷酸化，它在土壤中的半衰期為20-30天。雙丙氨酰膦是一種生物激活除草劑，它被雜草吸收后代謝為L(zhǎng)-2-氨基-4（羥基）甲基氧膦基丁酸，這是分子的植物毒性部分。赫斯特公司于90年代初采用化學(xué)合成開(kāi)發(fā)出來(lái)的草銨膦，就是根據(jù)上述特點(diǎn)研制出來(lái)的。草銨膦也是谷酰胺合成抑制劑，是非選擇性觸殺除草劑，可有效防除單子葉和雙子葉雜草。日本科學(xué)家Satoshi Omura等從土壤樣品中分離到一株吸水鏈霉菌(Streptomyces hygroscopicus)AM-3672，利用該菌發(fā)酵生產(chǎn)的除草素可用作土壤處理和葉莖處理，有效防除單子葉和雙子葉雜草，對(duì)莎草(Cyperus mic

14、roiria Steud)特效，且對(duì)水稻具有選擇性。這一成果揭示了抗生素除草劑不但可以發(fā)現(xiàn)像SF-1293菌株那樣生產(chǎn)非選擇性抗生素除草劑，也可以像AM-3672菌株那樣生產(chǎn)選擇性抗生素除草劑。我國(guó)1991年許學(xué)勝和李孫榮報(bào)道，獲得的一鏈霉菌盡灰類群菌株的發(fā)展液具有殺草活性。在200mg/l濃度處理強(qiáng)烈抑制高粱莧菜和馬唐幼苗根系的生產(chǎn)。（4） 微生物激素 下面介紹兩種最常用的微生物激素：1.典型的微生物激素是赤霉素。它是一種植物生長(zhǎng)促進(jìn)激素，是由病原真菌水稻惡苗病菌產(chǎn)生的。赤霉素的特點(diǎn)是用量小、效果大、作用快、應(yīng)用范圍廣等，可以用浸種、蘸根、噴霧、點(diǎn)涂和注射等方法應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。已知的赤霉素種

15、類至少有38種。赤霉素應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在某些方面有較好效果。例如提高無(wú)籽葡萄產(chǎn)量，打破馬鈴薯休眠；在釀造啤酒時(shí)，用GA3來(lái)促進(jìn)制備麥芽糖用的大麥種子的萌發(fā)；當(dāng)晚稻遇陰雨低溫而抽穗遲緩時(shí)，用赤霉素處理能促進(jìn)抽穗；或在雜交水稻制種中調(diào)節(jié)花期以使父母本花期相遇等。2.生長(zhǎng)素（auxin）：是一類含有一個(gè)不飽和芳香族環(huán)和一個(gè)乙酸側(cè)鏈的內(nèi)源激素，英文簡(jiǎn)稱IAA，國(guó)際通用，是吲哚乙酸（IAA）。4-氯-IAA、5-羥-IAA、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸等為類生長(zhǎng)素。優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。促進(jìn)生長(zhǎng)：生長(zhǎng)素（IAA）對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官縱向生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。如芽、莖、根三種器官，隨著濃度升高，器官伸長(zhǎng)遞增至最大值，此時(shí)生

16、長(zhǎng)素濃度為最適濃度，超過(guò)最適濃度，器官的伸長(zhǎng)受到抑制。不同器官的最適濃度不同，莖端最高，芽次之，根最低。由次可知，根對(duì)IAA（生長(zhǎng)素）最敏感，極低的濃度就可促進(jìn)根生長(zhǎng)，最適濃度為10-10。莖對(duì)IAA敏感程度比根低，最適濃度為10-4。芽的敏感程度處于莖與根之間，最適濃度約為10-8。所以能促進(jìn)主莖生長(zhǎng)的濃度往往對(duì)側(cè)芽和根生長(zhǎng)有抑制作用。 生長(zhǎng)素促進(jìn)分化：生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素配合能引起細(xì)胞分裂，而且生長(zhǎng)素也能單獨(dú)引起細(xì)胞分裂。如早春樹(shù)木形成層細(xì)胞恢復(fù)分裂活動(dòng)是由頂芽產(chǎn)生的生長(zhǎng)素下運(yùn)而引起的。生長(zhǎng)素對(duì)器官建成的作用最明顯的是表現(xiàn)在促進(jìn)根原基形成及生長(zhǎng)上。苗木插枝在其基部產(chǎn)生不定根，對(duì)木本植物來(lái)說(shuō)，

17、主要是由新的次生韌皮部組織分化，但也可由其它組織分化形成，如形成層、維管射線及髓部。吲哚丁酸（IBA）在生長(zhǎng)素中促進(jìn)生根的效果最好，在應(yīng)用方面發(fā)現(xiàn)IBA（吲哚丁酸）與萘乙酸（NAA）比吲哚乙酸（IAA）穩(wěn)定，效果更好。 生長(zhǎng)素維持優(yōu)勢(shì)：正在生長(zhǎng)的植物莖端對(duì)側(cè)芽的生長(zhǎng)有抑制作用，這種現(xiàn)象稱為頂端優(yōu)勢(shì)。棉花用縮節(jié)胺控制頂端生長(zhǎng)或打頂后，側(cè)芽大量發(fā)生。 生長(zhǎng)素抑制離區(qū)：棉花與果樹(shù)落花、落果及落葉，是雙子葉植物的普遍現(xiàn)象。棉花的蕾鈴脫落，與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給有關(guān)，也與激素水平有關(guān)。當(dāng)蕾鈴柄的基部，遠(yuǎn)軸端生長(zhǎng)素含量高，近軸端生長(zhǎng)素含量低時(shí)，抑制離層內(nèi)纖維素酶、果膠酶的活性，因而抑制離層細(xì)胞的分離，蕾鈴不脫落

18、；反之，當(dāng)近軸端生長(zhǎng)素含量高，遠(yuǎn)軸端生長(zhǎng)素含量低時(shí)，則使果膠酶和纖維素酶活性提高，促進(jìn)離層的分離，致使蕾鈴脫落。 生長(zhǎng)素促進(jìn)結(jié)實(shí)：植物開(kāi)花受精之后，子房中的生長(zhǎng)素含量提高，從而促進(jìn)子房及其周圍組織的膨大，加速了果實(shí)的發(fā)育。如雌蕊未經(jīng)受精而子房能及時(shí)獲得IAA，也能誘導(dǎo)某些植物無(wú)籽果實(shí)的形成。如在授粉前用生長(zhǎng)素噴或涂于柱頭上，不經(jīng)授粉最終也能發(fā)育成單性果實(shí)。如胡椒、西瓜、番茄、茄子、冬青、西葫蘆和無(wú)花果等生長(zhǎng)素除草劑有兩種。（1） 選擇性除草劑，低濃度促進(jìn)植物生長(zhǎng)，高濃度抑制植物生長(zhǎng)，對(duì)于生長(zhǎng)素濃度雙子葉植物較單子葉植物更為敏感，因此可作為單子葉植物田中除去雙子葉植物的除草劑。 （2）非選擇性除

19、草劑：將所有植物都?xì)⑺?，例如草甘膦。生長(zhǎng)素失重影響根的向地生長(zhǎng)和莖的背地生長(zhǎng)是要有地球引力誘導(dǎo)的，是由于在地球引力的誘導(dǎo)下導(dǎo)致生長(zhǎng)素分布不均勻造成的。在太空失重狀態(tài)下，由于失去了重力作用，所以莖的生長(zhǎng)也就失去了背地性，根也失去了向地生長(zhǎng)的特性。但莖生長(zhǎng)的頂端優(yōu)勢(shì)仍然是存在的，生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸不受重力影響。2、 微生物肥料與飼料（1） 微生物肥料1. 定義微生物肥料是指一類含有活的微生物并在使用中能獲得特定肥料效應(yīng)能增加植物產(chǎn)量或提高品質(zhì)的生物制劑。2. 特點(diǎn)特性 微生物肥料是活體肥料，它的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活動(dòng)代謝來(lái)完成。只有當(dāng)這些有益微生物處于旺盛的繁殖和新陳代謝的情況下

20、，物質(zhì)轉(zhuǎn)化和有益代謝產(chǎn)物才能不斷形成。因此，微生物肥料中有益微生物的種類、生命活動(dòng)是否旺盛是其有效性的基礎(chǔ)，而不像其它肥料是以氮、磷、鉀等主要元素的形式和多少為基礎(chǔ)。正因?yàn)槲⑸锓柿鲜腔钪苿?，所以其肥效與活菌數(shù)量、強(qiáng)度及周圍環(huán)境條件密切相關(guān)，包括溫度、水分、酸堿度、營(yíng)養(yǎng)條件及原生活在土壤中土著微生物排斥作用都有一定影響，因此在應(yīng)用時(shí)要加以注意。3. 優(yōu)點(diǎn) （1）提高化肥利用率的作用：隨著化肥的大量使用，其利用率不斷降低已是眾所周知的事實(shí)。這說(shuō)明，僅靠大量增施化肥來(lái)提高作物產(chǎn)量是有限的，更何況還有污染環(huán)境等一系列的問(wèn)題。為此各國(guó)科學(xué)家一直在努力探索提高化肥利用率達(dá)到平衡施肥、合理施肥以克服其弊端

21、的途徑。微生物肥料在解決這方面問(wèn)題上有獨(dú)到的作用。所以，根據(jù)中國(guó)作物種類和土壤條件，采用微生物肥料與化肥配合施用，既能保證增產(chǎn)，又減少了化肥使用量，降低成本，同時(shí)還能改善土壤及作物品質(zhì)，減少污染。 （2）微生物肥料在綠色食品生產(chǎn)中的作用：隨著人民生活水平的不斷提高，尤其是人們對(duì)生活質(zhì)量提高的要求，全球都在積極發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)(生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè))來(lái)生產(chǎn)安全、無(wú)公害的綠色食品。生產(chǎn)綠色食品過(guò)程中要求不用或盡量少用(或限量使用)化學(xué)肥料、化學(xué)農(nóng)藥和其它化學(xué)物質(zhì)。它要求肥料必須首先保護(hù)和促進(jìn)施用對(duì)象生長(zhǎng)和提高品質(zhì)；其次不造成施用對(duì)象產(chǎn)生和積累有害物質(zhì)；三是對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)不良影響。微生物肥料基本符合以上三原則。近

22、年來(lái)，中國(guó)已用具有特殊功能的菌種制成多種微生物肥料，不但能緩和或減少農(nóng)產(chǎn)品污染，而且能夠改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。 （3）微生物肥料微生物肥料在環(huán)保中的作用：利用微生物的特定功能分解發(fā)酵城市生活垃圾及農(nóng)牧業(yè)廢棄物而制成微生物肥料是一條經(jīng)濟(jì)可行的有效途徑。目前已應(yīng)用的主要是兩種方法，一是將大量的城市生活垃圾作為原料經(jīng)處理由工廠直接加工成微生物有機(jī)復(fù)合肥料；二是工廠生產(chǎn)特制微生物肥料(菌種劑)供應(yīng)于堆肥廠(場(chǎng))，再對(duì)各種農(nóng)牧業(yè)物料進(jìn)行堆制，以加快其發(fā)酵過(guò)程，縮短堆肥的周期，同時(shí)還提高堆肥質(zhì)量及成熟度。另外還有將微生物肥料作為土壤凈化劑使用。 （4）微生物肥料改良土壤作用：微生物肥料中有益微生物能產(chǎn)生糖類物

23、質(zhì)，占土壤有機(jī)質(zhì)的0.1%，與植物粘液，礦物胚體和有機(jī)膠體結(jié)合在一起，可以改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的物理性能和減少土壤顆粒的損失，在一定的條件下，還能參與腐殖質(zhì)形成。所以施用微生物肥料能改善土壤物理性狀，有利于提高土壤肥力。4. 目前的發(fā)展與應(yīng)用 隨著研究的深入和應(yīng)用的需要不斷擴(kuò)大新品種的開(kāi)發(fā)，微生物肥料現(xiàn)已形成(1)由豆科作物接種劑向非豆科作物肥料轉(zhuǎn)化；(2)由單一接種劑向復(fù)合生物肥轉(zhuǎn)化；(3)由單一菌種向復(fù)合菌種轉(zhuǎn)化；(4)由單一功能向多功能轉(zhuǎn)化；(5)由用無(wú)芽胞菌種生產(chǎn)向用有芽胞菌種生產(chǎn)轉(zhuǎn)化等趨勢(shì)。不僅如此，近20年來(lái)，許多國(guó)家更認(rèn)識(shí)到微生物肥料作為活的微生物制劑，其有益微生物的數(shù)量和

24、生命活動(dòng)旺盛與否是質(zhì)量的關(guān)鍵，是應(yīng)用效果好壞的關(guān)鍵之一。 1997年，在意大利洛克菲勒基金會(huì)中心召開(kāi)的生物固氮：全球挑戰(zhàn)與未來(lái)需求國(guó)際討論會(huì)上，各國(guó)著名科學(xué)家制定了一個(gè)到21世紀(jì)生物固氮增加需求的行動(dòng)計(jì)劃，其中就包括發(fā)展微生物肥料以增加豆科和非豆科產(chǎn)量，中國(guó)也在微生物肥料發(fā)展形勢(shì)下加大了研究力度。相信隨著科學(xué)的進(jìn)步，研究和生產(chǎn)發(fā)展的需要及監(jiān)督制度的完善，微生物肥料一定能健康有序地發(fā)展，為農(nóng)業(yè)增收發(fā)揮其應(yīng)有的作用，前景將是非常廣闊的。（二）微生物飼料 1.微生物飼料概念 它是以微生物、復(fù)合酶為生物飼料發(fā)酵劑菌種，將飼料原料轉(zhuǎn)化為微生物菌體蛋白、生物活性小肽類氨基酸、微生物活性益生菌、復(fù)合酶制劑為

25、一體生物發(fā)酵飼料。2. 作用及作用原理通過(guò)有效微生物的生長(zhǎng)繁殖使分泌酸大量增加，使發(fā)酵原料中所含淀粉、蛋白質(zhì)和纖維素等有機(jī)物降解為單糖、雙糖、氨基酸及微量元素等，促使飼料變軟、變香而更加適口。它不但可以彌補(bǔ)常規(guī)飼料中容易缺乏的氨基酸，而且能使其它粗飼料原料營(yíng)養(yǎng)成份迅速轉(zhuǎn)化，達(dá)到增強(qiáng)消化吸收利用效果。常見(jiàn)發(fā)酵原料薯類、籽實(shí)類、糠麩類、渣粕類、秸稈類、糞便及動(dòng)物下腳料等。3.選菌種條件 (1)菌種必須是安全的 (2)必需能在牲畜腸道內(nèi)存活 (3)必需有一定量 (4)必須是活菌4.微生物飼料中常用的菌種及其特性目前最常用菌種為芽孢桿菌屬、乳酸桿菌屬、糞鏈球菌屬和酵母菌，還有黑曲霉和米曲霉等。芽孢桿菌

26、和乳酸桿菌的適宜生長(zhǎng)溫度為30-37攝氏度，適應(yīng)PH為7.0-7.2；酵母菌適宜生長(zhǎng)溫度為24-32攝氏度，適宜PH為3.0-6.0；霉菌適宜生長(zhǎng)溫度為為25-30攝氏度，適宜PH為3.0-6.0。酵母菌或細(xì)菌等單細(xì)胞菌類能產(chǎn)生單細(xì)胞蛋白（SPC），多細(xì)胞的絲狀真菌能產(chǎn)生菌體蛋白（MBP）。芽孢桿菌具有較高蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，可明顯提高動(dòng)物生產(chǎn)率和飼料利用速率，在飼料加工過(guò)程中和酸性環(huán)境中有較高穩(wěn)定性，在腸道環(huán)境中增殖。我國(guó)已應(yīng)用于生產(chǎn)的需氧芽孢桿菌主要有蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌。乳酸桿菌有產(chǎn)酸、耐酸、產(chǎn)生抑菌素、為動(dòng)物腸道內(nèi)正常菌群等特點(diǎn)。糞鏈球菌在生長(zhǎng)

27、和代謝過(guò)程中產(chǎn)生對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如乳酸、氨基酸、維生素、酶及抑菌物質(zhì)。在飼料添加中，既有防腐作用，又增加飼料的風(fēng)味，促進(jìn)養(yǎng)殖動(dòng)物的食欲。酵母菌可為動(dòng)物提供蛋白質(zhì)，刺激有益菌生長(zhǎng)，抑制病原微生物增殖，提高機(jī)體免疫力和抗病力，可防治畜禽消化道疾病。5.微生物發(fā)酵的優(yōu)越性：發(fā)酵脫毒、改善蛋白質(zhì)品質(zhì)、降低粗纖維、產(chǎn)生促增長(zhǎng)因子6.在牲畜生產(chǎn)中的應(yīng)用 （1）在反芻動(dòng)物中的應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，喂養(yǎng)泌乳牛氨基酸發(fā)酵劑發(fā)酵飼料，它的產(chǎn)奶量高11.%；蘋果發(fā)酵飼料使肉羊增重速度和疾病抵抗力顯著提高。（2） 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用喂養(yǎng)發(fā)酵飼料后，動(dòng)物腸道中大腸桿菌菌群數(shù)下降，腸道優(yōu)勢(shì)乳酸菌菌增多。實(shí)驗(yàn)表明微生物發(fā)

28、酵飼料可抑制有害菌增長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵后可減少日常糧食中植酸酶的添加，降低飼料成本。（3） 在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用喂養(yǎng)微生物飼料，不僅能夠改善雞鴨鵝等的肉質(zhì)，為綠色家禽產(chǎn)品提供了一個(gè)途徑，還能降低飼料成本。實(shí)驗(yàn)表明，乳酸桿菌發(fā)酵飼料使雛雞死亡率降低20%。3、 微生物能源沼氣發(fā)酵（一）沼氣及其發(fā)展意義（二）沼氣發(fā)酵原理（三）沼氣發(fā)酵的條件（四）沼氣發(fā)酵工藝（五）沼氣發(fā)酵新型生態(tài)模式（六）其它微生物能源4、 食用菌（1） 食用菌的生物學(xué)知識(shí) 食用菌是營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美、強(qiáng)身健體的理想食品；同時(shí)還具有很高的藥用價(jià)值。所以栽培食用菌有著十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。第1章   &#

29、160;食用菌生物學(xué)知識(shí)   平菇、猴頭、木耳、金針菇等都屬于食用菌。 食用菌：可供人類食用的大型真菌（通稱蘑菇）。 廣義的食用菌還包括食品工業(yè)利用于釀造的絲狀真菌和酵母菌、曲霉等用肉眼難以看清的菌類。 栽培食用菌的意義 1、食用價(jià)值 2、藥用價(jià)值 3、食用菌的經(jīng)濟(jì)價(jià)值一、食用菌的分類 動(dòng)物 植物 菌物界菌類植物門擔(dān)子菌亞門、子囊菌亞門。 1. 子囊菌亞門：麥角菌科（冬蟲(chóng)夏草）、盤菌科、馬鞍菌科、羊肚菌科（羊肚菌）地菇科和塊菌科。目前尚無(wú)人工栽培。

30、0;2擔(dān)子菌亞門：耳類、非褶菌類、傘菌類、腹菌類。 耳類：包括木耳目、銀耳目、花耳目 非褶菌類：主要包括珊瑚菌科、齒菌科（猴頭）、繡球菌科、牛舌菌科、多孔菌科（灰樹(shù)花、豬苓、茯苓）、雞油菌科、靈芝菌科（靈芝、樹(shù)舌）等。 傘菌類：包括傘菌目的牛肝菌科、紅菇科、口蘑科、光柄菇科、蘑菇科、球蓋菇科、光柄菇科。 腹菌類：主要是腹菌綱中的鬼筆目、馬勃目 鬼筆目有白鬼筆、紅鬼筆、竹蓀。 馬勃目有灰包、馬勃。二、食用菌形態(tài)結(jié)構(gòu) 食用菌是由菌絲體、子實(shí)體構(gòu)成。 (一)、菌絲體 1、菌絲體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 初生菌絲次生

31、菌絲三生菌絲 1）初生菌絲 概念：由孢子萌發(fā)所形成的菌絲。 孢子萌發(fā)形成多核細(xì)胞產(chǎn)生隔膜，分成許多單核細(xì)胞。 2）次生菌絲 概念：由兩條初生菌絲經(jīng)過(guò)質(zhì)配而形成的菌絲被稱為次生菌絲或雙核菌絲。 食用菌生產(chǎn)上使用的菌種都是雙核菌絲，只有它才能形成子實(shí)體。 3）三生菌絲 概念：由二次菌絲進(jìn)一步發(fā)育而形成的已組織化了的雙核菌絲，稱為三生菌絲。 也稱結(jié)實(shí)性雙核菌絲，如菌索、菌根、菌核中的菌絲以及子實(shí)體中的菌絲。 2、菌絲的組織體 不同食用菌產(chǎn)生不同的組織體。 1）菌索 食用菌

32、的菌絲纏結(jié)而成的形似繩索狀的菌絲組織體。如蜜環(huán)菌。 2）菌核 由菌絲體和貯藏的養(yǎng)分密集而形成的有一定形狀的休眠體。如豬苓、茯苓、口蘑等。 3）菌絲束 由大量平行菌絲排列在一起形成的肉眼可見(jiàn)的束狀菌絲組織。如雙孢菇子實(shí)體基部常生長(zhǎng)一些白色的絲狀物。有輸導(dǎo)功能。 4）菌膜 食用菌的菌絲緊密交織成一層薄膜即菌膜。如栽培香菇時(shí)料面形成的褐色膜。 5）子座 是由菌絲體組織即擬薄壁組織和疏絲組織構(gòu)成的容納子實(shí)體的褥座狀結(jié)構(gòu)。子座是真菌從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段到生殖階段的一種過(guò)渡形式。 （二）子實(shí)體 概念：子實(shí)體是食用

33、菌的繁殖器官，是由已分化的菌絲體組成，能產(chǎn)生孢子的菌體或菇體。 菌蓋、菌柄、菌托、菌環(huán)（三）、食用菌生活史 孢子初生菌絲體次生菌絲體子實(shí)體孢子。 三、食用菌生理與營(yíng)養(yǎng) （一）營(yíng)養(yǎng) 1碳源 凡用于構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，統(tǒng)稱為碳源。 食用菌栽培中碳的主要來(lái)源是各種植物性原料。如木屑、玉米芯、棉籽殼、麥秸、稻草、甘蔗渣、馬鈴薯等。 2氮源 凡用于構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，統(tǒng)稱為氮源。 能被食用菌利用的氮包括有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮 有機(jī)氮：蛋白胨、酵母膏、尿素、

34、豆餅、麥麩子、米糖、黃豆?jié){和畜禽糞等。 根據(jù)食用菌生活方式的不同，或?qū)⑵浞譃楦⒓纳凸采?#160;1腐生 從動(dòng)植物尸體或無(wú)生命的有機(jī)物中吸取養(yǎng)料的食用菌為腐生菌。 按腐生對(duì)象可為木生菌和糞草生菌。 2寄生 生活在寄主體內(nèi)或體表，從活的寄主細(xì)胞中吸取養(yǎng)分而進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖的食用菌為寄生菌。金針菇、猴頭、靈芝、糙皮側(cè)耳屬于此類。 3共生 與相應(yīng)生物生活在一起，形成相互依存的關(guān)系為共生。以菌根的形式存在。 如蜜環(huán)菌的菌索侵入天麻塊莖中，吸取部分養(yǎng)料，天麻塊在中柱和皮層處有一消化層，此處的溶菌本酶能將侵入到塊莖中的蜜環(huán)

35、菌菌絲溶解，并吸收菌絲所放出的內(nèi)含物。 （三）、食用菌生理 溫度、濕度、光照和酸堿度等環(huán)境條件，對(duì)食用菌生長(zhǎng)有著重要的作用，不同食用菌對(duì)環(huán)境的要求不同，同一種食用菌在不同的生長(zhǎng)階段對(duì)環(huán)境條件的需求也不一樣。 1溫度 食用菌對(duì)溫度要求有：適宜溫度，極限溫度?？傮w來(lái)說(shuō)屬于低溫、怕熱生物。 在全生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)溫度的需求為由高到低：即孢子萌發(fā)溫度>菌絲體生長(zhǎng)溫度>子實(shí)體分化和發(fā)育溫度（子實(shí)體分化溫度最低）。 菌絲體生長(zhǎng)對(duì)溫度的需求 食用菌絲生長(zhǎng)最適溫度：20-30度。草菇除外（35度）。不同食用菌略有差異。 最適溫度是指生長(zhǎng)最快的溫度，而不菌絲生長(zhǎng)最壯的溫度，為使菌絲生長(zhǎng)最壯，通常要比最適溫度降2-3度。 食用菌的菌絲較耐低溫（草菇除外，5度條件下就可死亡），0度左右的低溫不會(huì)死亡段木內(nèi)的香菇菌絲能耐-20度。 食用菌的菌絲不耐高溫，通常40度為致死溫度（