微生物在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

1、第六章第六章微生物在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用微生物在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用一、微生物肥料一、微生物肥料二、生物農(nóng)藥二、生物農(nóng)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(duì)于廣泛用于國際上對(duì)于廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的菌肥稱為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(yīng)用和國際上一樣，是從豆科植物應(yīng)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(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和一些生物固氮組織近二十年來

2、發(fā)展并推廣這項(xiàng)技術(shù)，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(nóng)業(yè)和牧草生產(chǎn)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(jìn)作物生長促進(jìn)作物生長 3. .增強(qiáng)植物抗病、抗蟲等抗逆能力增強(qiáng)植物抗病、抗蟲等抗逆能力 4.4.提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)提高產(chǎn)量，改善品質(zhì) ( (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(jié)瘤豆科作物結(jié)瘤、固氮的接種劑。是用人工選育出來的高效根瘤菌株經(jīng)大量繁殖用載體吸附制成的，是迄今為此世界上

3、研究最早、應(yīng)用時(shí)間最長、生產(chǎn)量最多、應(yīng)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(xì)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(jié)瘤的菌株都能固氮，據(jù)它們?cè)诟鲋惺欠窆痰譃橛行Ь暧行Ь旰蜔o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(jié)瘤能力比有效根瘤

4、強(qiáng) 。 互接種族互接種族：從一個(gè)屬植物根瘤中分離的根瘤菌能夠在其它屬植物上結(jié)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(yīng)的豆科植物相互辯認(rèn)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(xiàn)卷曲或分枝 細(xì)菌進(jìn)入根內(nèi) 形成侵入線 侵入線發(fā)展，進(jìn)入根皮層后導(dǎo)致一部份細(xì)胞轉(zhuǎn)化為分生組織，細(xì)胞分裂和分化，根瘤開始發(fā)育 根

5、瘤菌從侵入線內(nèi)釋放到根瘤細(xì)胞中繁殖，而后轉(zhuǎn)化成類菌體形態(tài) 豆血紅蛋白出現(xiàn)，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(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，它們對(duì)作物的。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，它們對(duì)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(chǎn)生多種植產(chǎn)生多種植物激素類物質(zhì)物激素類物質(zhì)。1991年Coppla等從圓褐固氮菌細(xì)胞浸出液中發(fā)現(xiàn)了植物刺激物質(zhì)；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(jié)果。 3.3.解磷微生物菌劑解磷微生物菌

6、劑 能分解土壤中難溶態(tài)磷的細(xì)菌制成的解能分解土壤中難溶態(tài)磷的細(xì)菌制成的解磷細(xì)菌肥料磷細(xì)菌肥料，使解磷細(xì)菌在作物根際形成一個(gè)磷素供應(yīng)較為充分的微區(qū)，因磷細(xì)菌在生長代謝過程中能夠產(chǎn)生一些有機(jī)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(chǎn)上應(yīng)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(zhì)，在植物根際形成優(yōu)勢(shì)種群，可抑制其它病原菌的生長，因而達(dá)到增產(chǎn)效果 。5.5.光合細(xì)菌菌劑光合細(xì)菌菌劑 光合細(xì)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(jìn)土壤中放線菌、固氮菌等微生物的生長，促進(jìn)土壤中放線菌、固氮菌等微生物的生長，增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品的耐貯性和提高品質(zhì)，降解土壤中增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品的耐貯性和提高品質(zhì)，降解土壤中殘留的農(nóng)藥及其它有毒物質(zhì)。殘留的農(nóng)藥及其它有毒物質(zhì)。與生產(chǎn)應(yīng)用關(guān)系密切的光合細(xì)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(jìn)生長作用的土指通過接種在植物根際增殖且具有促進(jìn)生長作用的土壤細(xì)菌稱為植物促生根際細(xì)菌（壤細(xì)菌稱為植物促生根際細(xì)菌（PGPRPGPR）。）。作用機(jī)理作用機(jī)理: :分泌植物促生物質(zhì)；改善植物根際的

8、營養(yǎng)環(huán)境。加強(qiáng)了土壤中有機(jī)物的分解，促進(jìn)了植物營養(yǎng)元素的礦化，增強(qiáng)了對(duì)作物營養(yǎng)的供應(yīng)；對(duì)作物病害的生物控制作用,主要是能夠產(chǎn)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(jìn)作物生長；對(duì)污染物的降解；對(duì)豆科植物結(jié)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(shù)內(nèi)囊霉科屬或種形使用的菌種包括由多數(shù)內(nèi)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(chǎn)已能夠解決小批量生產(chǎn)問題，用于名貴產(chǎn)已能夠解決小批量生產(chǎn)問題，用于名貴花卉、苗木、藥材，有較好的應(yīng)用前景?；ɑ?、苗木、藥材，有較好的應(yīng)用前景。 8.8.抗生菌肥料抗生菌肥料

9、 指用分泌抗生物質(zhì)和刺激素的微生物制成的指用分泌抗生物質(zhì)和刺激素的微生物制成的肥料產(chǎn)品，使用菌種通常是放線菌肥料產(chǎn)品，使用菌種通常是放線菌，如細(xì)黃鏈霉菌（Streptomyces jingyangesis）。我國應(yīng)用多年的“5406”即屬此類，應(yīng)用后不僅有肥效作用而且能抑制一些作物病害，刺激和調(diào)節(jié)作物生長。 9.9.復(fù)合微生物肥料復(fù)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(zhì)復(fù)配而成的一種新型肥料。與其它營養(yǎng)物質(zhì)復(fù)配而成的一種新型肥料。 二、微生物農(nóng)藥二、微生物農(nóng)藥 利用微生物或其產(chǎn)物來防治植物病蟲害和利用微生物或其產(chǎn)物來防治植物病蟲

10、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(dāng)這些病原體和。當(dāng)這些病原體和拮抗微生物或其代謝產(chǎn)物為昆蟲吞食、接觸或拮抗微生物或其代謝產(chǎn)物為昆蟲吞食、接觸或病菌感染后，通過微生物的活動(dòng)、毒素的作用病菌感染后，通過微生物的活動(dòng)、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(jī)體器官，影響其發(fā)育繁殖或變態(tài)，從而達(dá)到機(jī)體器官，影響其發(fā)育繁殖或變態(tài)，從而達(dá)到滅菌防病的目的。滅菌防病的目的。1微生物農(nóng)藥的種類微生物農(nóng)藥的種類 細(xì)菌殺蟲劑細(xì)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(nóng)用抗生素農(nóng)用抗生素微生物除草劑微生物除草劑1微生物農(nóng)藥的特點(diǎn)微生物

11、農(nóng)藥的特點(diǎn)：對(duì)脊椎動(dòng)物和人類對(duì)脊椎動(dòng)物和人類無害無害, ,不污染不污染環(huán)境；環(huán)境；對(duì)對(duì)植物無毒害植物無毒害；能能保護(hù)害蟲天敵保護(hù)害蟲天敵；昆蟲昆蟲不易產(chǎn)生抗藥性不易產(chǎn)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?。辉诶ハx群落中自然傳播感染成流行??；容易進(jìn)行大量生產(chǎn)容易進(jìn)行大量生產(chǎn)。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。 常見栽培品種有常見栽培品種有雙孢蘑菇、草菇、金針菇、雙孢蘑菇、草菇、金針菇、平菇、香菇、猴頭菌、木耳、銀耳、靈芝

12、、平菇、香菇、猴頭菌、木耳、銀耳、靈芝、和茯苓和茯苓等。等。 原料：主要是農(nóng)副產(chǎn)品下腳料原料：主要是農(nóng)副產(chǎn)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(gè)體的繁殖來生產(chǎn)和調(diào)制微生物飼料是利用微生物的新陳代謝和個(gè)體的繁殖來生產(chǎn)和調(diào)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(jià)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(jià)值，或解毒、脫毒和積累有益的中間代謝產(chǎn)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(chǎn)物。包括乳酸飼料、粗飼料發(fā)酵、擔(dān)子菌發(fā)酵飼料、禽畜糞便發(fā)酵飼料等；酵、擔(dān)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(chǎn)與調(diào)制有關(guān)，與微生物飼料生產(chǎn)與調(diào)制有關(guān)，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(xì)菌、酵母菌、擔(dān)子菌和單細(xì)胞藻細(xì)菌、酵母菌、擔(dān)子菌和單細(xì)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?xì)怏w，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(zhì)是一種由產(chǎn)甲烷細(xì)菌進(jìn)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(chǎn)酸，厭氧和兼性厭氧菌，產(chǎn)物為有機(jī)酸、氨、H2、CO2； 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌，產(chǎn)物為乙酸和H2； 產(chǎn)甲烷菌群產(chǎn)甲烷菌群，嚴(yán)格厭氧產(chǎn)物為甲烷。 生物量的概念：某一時(shí)刻存在于一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的