微生物肥料（5節(jié)）

1、資源微生物學(xué)Resource Microbiology(第七章)主講人：周而勛博士、教授、博導(dǎo)資環(huán)學(xué)院植物病理學(xué)系 ：38297832 (辦 :/=850 或1第七章 微生物肥料第一節(jié) 肥料概述第二節(jié) 微生物肥料的作用第三節(jié) 微生物肥料的種類(lèi)第四節(jié) 微生物肥料的現(xiàn)狀和未來(lái)第五節(jié) 我國(guó)微生物肥料生產(chǎn)應(yīng)用的假設(shè)干問(wèn)題2第一節(jié) 概述一、肥料的定義與種類(lèi)二、化學(xué)肥料的奉獻(xiàn)與弊端三、微生物肥料的定義與開(kāi)展3一、肥料的定義與種類(lèi)1、定義國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?肥料和土壤調(diào)理劑術(shù)語(yǔ)?GB/T6274-1997) 中，肥料(fertilizer) 的定義為“以提供植物養(yǎng)分為其主要成效的物料。2、種類(lèi)分類(lèi)方法很多。有人將肥料

2、分為有機(jī)肥料、化學(xué)肥料和微生物肥料三大類(lèi)。4 二、化學(xué)肥料的奉獻(xiàn)與弊端1、奉獻(xiàn)在興旺國(guó)家，科技對(duì)農(nóng)業(yè)高速開(kāi)展的奉獻(xiàn)率已達(dá)70%以上，其中作出主要奉獻(xiàn)的是種子(良種)、化肥、農(nóng)藥和灌溉等農(nóng)業(yè)新技術(shù)。眾所周知，肥料是植物的“糧食、“營(yíng)養(yǎng)?；蕿楦鲊?guó)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收作出了重要奉獻(xiàn)。2、弊端但是，由于化肥在使用過(guò)程中大量流失，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的的污染。5僅以地下水污染為例，近年來(lái)的研究證明，地下水硝酸鹽含量上升的最主要原因是氮肥的大量使用。1990s中期，僅對(duì)我國(guó)北方一些省(市) 的調(diào)查說(shuō)明，北方一些地區(qū)的農(nóng)村和小城鎮(zhèn)的地下水/飲用水硝酸鹽污染問(wèn)題已十分嚴(yán)重。其中1/2以上超過(guò)飲用水硝酸鹽含量標(biāo)準(zhǔn)最

3、高允許值為50mg/L，最高到達(dá)300mg/L。此外，蔬菜的硝酸鹽超標(biāo)問(wèn)題也十分嚴(yán)重。近年來(lái)，癌癥的大量發(fā)生與此有密切關(guān)系。6三、微生物肥料的定義與開(kāi)展1、定義陳華癸：所謂微生物肥料，是指一類(lèi)含有活微生物的特定制品，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，能夠獲得特定的肥料效應(yīng)，在這種效應(yīng)的產(chǎn)生中，制品中的微生物起關(guān)鍵作用。2、作用與意義使用微生物肥料，對(duì)改善作物養(yǎng)分供給，調(diào)控其生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，減少化學(xué)肥料的使用，提高土壤肥力，減少病蟲(chóng)害發(fā)生和改善環(huán)境質(zhì)量等方面都具有重要的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)意義。73、新開(kāi)展微生物肥料在國(guó)際上的應(yīng)用和開(kāi)展已有百年歷史，但由于其“遲效性，過(guò)去的開(kāi)展緩慢。近年來(lái)，由于化學(xué)肥料的污染

4、越來(lái)越嚴(yán)重，所以，微生物肥料又重新受到重視。微生物肥料作為生物技術(shù)的開(kāi)展及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的一個(gè)方面，應(yīng)該也必須有一個(gè)良好的開(kāi)展空間，由低級(jí)向高級(jí)、由低效到高效開(kāi)展，并向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)展?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在本世紀(jì)，微生物肥料產(chǎn)業(yè)將成為持續(xù)農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要方面，能夠獲得長(zhǎng)足的開(kāi)展和進(jìn)步。8第二節(jié) 微生物肥料的作用一、增進(jìn)土壤肥力二、制造和協(xié)助農(nóng)作物吸收營(yíng)養(yǎng)三、增強(qiáng)植物抗病蟲(chóng)害和抗旱能力四、減少化學(xué)肥料的使用量和提高作物品質(zhì)五、目前正在研究開(kāi)發(fā)的微生物肥料的作用9一、增進(jìn)土壤肥力1、增加土壤氮素例如：各種自生、聯(lián)合或共生固氮微生物肥料，可增加土壤中的氮素來(lái)源。2、增加土壤礦物質(zhì)例如：多種溶磷、解鉀的微生物

5、肥料，可將土壤中難溶的磷、鉀分解出來(lái)，為植物所吸收、利用。3、增加土壤有機(jī)質(zhì)例如：一些分解作物秸稈微生物制劑的應(yīng)用，增加了土壤中有機(jī)質(zhì)，增進(jìn)了土壤肥力。10二、制造和協(xié)助農(nóng)作物吸收營(yíng)養(yǎng)1、根瘤菌微生物肥料肥料中的根瘤菌可以侵染豆科植物的根部，形成根瘤，生活在根瘤里的根瘤菌類(lèi)菌體利用豆科植物寄主提供的能量將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為氨，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為植物能吸收的谷氨酸和谷氨酰胺類(lèi)的優(yōu)質(zhì)氮素，供給豆科植物一生中氮素的主要需求，也就是根瘤菌為豆科植物制造和提供了氮素營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。112、菌根真菌肥料叢枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza, AM) (圖7-1) 真菌是一種土壤真菌，它與多種植物根系共生，

6、其菌絲可以吸收更多的營(yíng)養(yǎng)供給植物吸收利用，其中以對(duì)磷的吸收最明顯。研究還顯示，AM真菌對(duì)土壤中活動(dòng)性、移動(dòng)性緩慢的元素如鋅、銅、鈣等元素也有加強(qiáng)吸收的作用。此外，微生物肥料中的一些菌種還可產(chǎn)生大量的植物生長(zhǎng)物質(zhì)，改善植物營(yíng)養(yǎng)狀況，促使其健壯生長(zhǎng)。12圖7-1 AM的結(jié)構(gòu)示意圖13三、增強(qiáng)植物抗病蟲(chóng)害和抗旱能力1、在這里特別強(qiáng)調(diào)“促進(jìn)植物生長(zhǎng)的根際細(xì)菌 (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria, PGPR)。2、這類(lèi)微生物既可產(chǎn)生某些生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，刺激植物生長(zhǎng)、促進(jìn)植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，也可分泌某些拮抗物質(zhì)，抑制病菌和害蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育，減輕病蟲(chóng)害的發(fā)生，還可提高植

7、物抗旱能力，提高植物產(chǎn)量多功能微生物制劑。3、由于這個(gè)類(lèi)群的多種多樣，目前正成為國(guó)際上的熱門(mén)研究領(lǐng)域。14四、減少化學(xué)肥料的使用量和提高作物品質(zhì)1、減少化學(xué)肥料的使用量大量研究說(shuō)明，使用微生物肥料后，可減少化學(xué)肥料的使用量。這不僅具有經(jīng)濟(jì)上的意義，而且具有生態(tài)學(xué)意義和社會(huì)效應(yīng)，對(duì)保護(hù)環(huán)境也有好處。2、提高作物品質(zhì)使用微生物肥料后，可以改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)如蛋白質(zhì)、糖、維生素的含量。在有些情況下，品質(zhì)的改善比產(chǎn)量的提高好處更大。15五、目前正在研究開(kāi)發(fā)的微生物肥料的作用目前正在研究有關(guān)微生物肥料作用的外延和拓展。其作用主要表現(xiàn)在：1、對(duì)環(huán)境的凈化作用據(jù)報(bào)道，最近10多年，我國(guó)的化肥總用量增加了90.

8、7%，而同期糧食總產(chǎn)量?jī)H增加了9.1%，氮素化肥的流失率高達(dá)45%，由此造成的環(huán)境污染可想而知。因此，微生物肥料的大量使用，可大大減少化學(xué)肥料的使用量，對(duì)凈化環(huán)境將起到積極的作用。162、對(duì)城市垃圾和作物秸稈的處置近年來(lái)，我國(guó)糧食的年播種面積為億公頃(1公頃=15畝)，糧食年總產(chǎn)量?jī)|噸，全年秸稈總產(chǎn)量6億多噸。利用有益微生物對(duì)城市垃圾和作物秸稈分解、腐熟后，作為有機(jī)肥還田，變廢為寶，利國(guó)利民。3、植物內(nèi)生菌的開(kāi)發(fā)利用目前一些研究工作者正在研究一些禾本科植物如水稻和甘蔗的內(nèi)生菌，希望這些內(nèi)生菌能在這些植物的氮素供給中起重要作用。17第三節(jié) 微生物肥料的種類(lèi)一、固氮菌肥料二、根瘤菌類(lèi)肥料三、解磷微

9、生物肥料四、硅酸鹽細(xì)菌肥料五、光合細(xì)菌肥料六、芽孢桿菌制劑七、分解作物秸稈制劑八、復(fù)合微生物肥料類(lèi)九、PGPR類(lèi)制劑十、其他微生物肥料18一、固氮菌肥料1、固氮菌肥料的應(yīng)用根底這里所說(shuō)的固氮菌肥料是特指以能夠自由生活的固氮細(xì)菌或與一些禾本科植物進(jìn)行聯(lián)合固氮的細(xì)菌為菌種生產(chǎn)出來(lái)的固氮菌類(lèi)肥料。所以，不包括根瘤菌類(lèi)。自生和聯(lián)合固氮菌與共生固氮的根瘤菌不同。根瘤菌與豆科植物形成共生固氮的器官根瘤。而自生和聯(lián)合固氮菌那么缺乏這種結(jié)構(gòu)。自生和聯(lián)合固氮菌除了固氮外，更為重要的是它們能夠產(chǎn)生多種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。192、固氮菌肥料的微生物資源1自生固氮屬(Azotobacter)2氮單胞菌屬(

10、Azomonas)3固氮螺菌屬(Azospirillum)4貝氏固氮菌屬(Beijerinekia)5芽孢桿菌屬(Bacillus)6克魯伯氏桿菌屬(Klebsiella)7腸桿菌屬(Enterobacter)8歐文氏桿菌屬(Erwinia)9紅色假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)10紅螺菌屬(Rhodospirillum)203、固氮菌肥料的作用、生產(chǎn)和應(yīng)用1作用聯(lián)合固氮菌是在自然界多種植物根際生活著的利用植物根分泌物和土壤養(yǎng)分作為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源的、自身能夠進(jìn)行固氮的微生物，它們與植物構(gòu)成聯(lián)合固氮體系。 固氮作用聯(lián)合固氮菌有一定的固氮作用，但它們的固氮能力遠(yuǎn)不如根瘤菌。雖然如此，施用聯(lián)

11、合固氮菌肥料確實(shí)有增產(chǎn)作用。這個(gè)原因只能以氮素代謝以外的原因來(lái)解釋。21 產(chǎn)生植物生長(zhǎng)物質(zhì)早在1930s就發(fā)現(xiàn)，小麥根際固氮菌的培養(yǎng)物中有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的激素類(lèi)物質(zhì)，如吲哚乙酸。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，很多固氮菌都可產(chǎn)生植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，有的不止一種。 產(chǎn)生維生素和氨基酸現(xiàn)已經(jīng)知道多種土壤微生物的生命活動(dòng)中產(chǎn)生維生素。如：自生固氮菌能夠產(chǎn)生維生素B1、B6、B12、H、煙酸、泛酸等。另外，也有研究者認(rèn)為，許多微生物在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中能夠產(chǎn)生多種氨基酸。22 產(chǎn)生多糖類(lèi)物質(zhì)土壤微生物產(chǎn)生的多糖類(lèi)物質(zhì)約占土壤有機(jī)質(zhì)的0.1%。多糖是一種粘膠類(lèi)物質(zhì)，它們與植物粘液、礦物膠體和有機(jī)膠體結(jié)合在一起，形成的粘液膜使植物根系

12、不受土壤顆粒的損傷，也可防止病原菌的入侵。另外，多糖類(lèi)物質(zhì)也對(duì)植物生長(zhǎng)有良好的刺激作用，可促進(jìn)植物健壯生長(zhǎng)。232生產(chǎn)固氮菌劑的生產(chǎn)和其他農(nóng)用生物菌劑一樣，應(yīng)該在具有良好設(shè)備的工廠里、在嚴(yán)格的條件下進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)出的菌劑應(yīng)符合一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)這類(lèi)產(chǎn)品有液體瓶裝的劑型和用草炭泥炭土等載體作為吸附劑吸附而成的固體劑型。液體瓶裝的劑型是從發(fā)酵罐發(fā)酵結(jié)束后分裝而成的。固體劑型是由草炭泥炭土等作為載體吸附發(fā)酵結(jié)束時(shí)的液體而成的。243應(yīng)用 適用作物：多為禾本科作物。有的為小麥專用，有的為水稻專用；也有的不強(qiáng)調(diào)作為種類(lèi)，如小麥、玉米、高粱、甘蔗、谷子等均可使用。 使用劑量：固體菌劑每畝用量為2

13、50-500g (含菌量1-2億個(gè)/g)；液體菌劑每畝用量100mL (含菌量5-10億個(gè)/mL) 。 施用技術(shù)：多為拌種。無(wú)論是固體菌劑還是液體菌劑，都要根據(jù)種子的量，加適量水將菌劑均勻拌在種子上，使每粒種子都沾有菌劑而不太濕為原那么，拌種后稍為陰干一下，即可播種。25 菌劑保存固氮菌劑是一種活的生物制劑，需要一定的保存條件。保存時(shí)間的長(zhǎng)短與溫度關(guān)系很大。10-20，可保存3-4個(gè)月；25 ，半個(gè)月。固體菌劑比液體菌劑保存時(shí)間長(zhǎng)。 本卷須知拌種時(shí)勿置于直射陽(yáng)光下，當(dāng)天拌種，當(dāng)天用完。不能與殺菌劑、草木灰、速效氮肥及稀土微肥等同時(shí)使用。宜在中低肥力水平的地區(qū)使用。26二、根瘤菌類(lèi)肥料1、豆科植

14、物的經(jīng)濟(jì)意義豆科植物-根瘤菌共生固氮體系，是迄今為止研究得最為清楚、與農(nóng)林業(yè)關(guān)系最為密切、地球上最重要的共生體系之一。豆科植物分為蝶形花亞科、含羞草亞科和蘇木亞科，大約有2萬(wàn)種。1蝶形花亞科：與農(nóng)業(yè)有關(guān)的豆科植物幾乎都在這個(gè)亞科里，98%結(jié)有根瘤。如：大豆、豇豆、花生、豌豆、菜豆、苜蓿、三葉草、紅豆草、紫云英等。27豆科 蝶形花亞科 植物紫花苜蓿三葉草紅豆草紫云英282含羞草亞科：多為生長(zhǎng)在熱帶、亞熱帶地區(qū)的喬木或灌木，少數(shù)是草本。如：銀合歡、含羞草等。結(jié)瘤的植物約有90%。銀合歡含羞草293蘇木亞科：主要分布在熱帶、亞熱帶地區(qū)，是一些欣賞灌木或喬木。如：紫荊、山扁豆等。結(jié)瘤的約有30%。紫荊

15、花紫荊花302、豆科植物接種根瘤菌的必要性所謂接種，就是在豆科植物種植之前，將有效的根瘤菌拌入種子或土壤以促進(jìn)共生固氮的過(guò)程。下面五種情況尤其需要接種：1土壤中從來(lái)沒(méi)有種植過(guò)某種豆科植物，或該豆科植物是新引種的。例如：1970s紫云英作為稻田綠肥擴(kuò)種在淮河流域以北及黃河中下游地區(qū)，新種紫云英地區(qū)就必須接種紫云英根瘤菌。312豆科植物在本地區(qū)生長(zhǎng)的自然結(jié)瘤情況不良，常常結(jié)瘤延遲，不著生在主根上時(shí)。3輪作，或前茬種植非豆科植物時(shí)。4土壤肥力下降或新墾地、復(fù)墾地。5豆科植物更新?lián)Q代快，需要接種相應(yīng)的菌種。323、豆科植物-根瘤菌共生體系應(yīng)用的種類(lèi)迄今從豆科植物根瘤里別離出來(lái)、進(jìn)行過(guò)研究的共生固氮根瘤

16、菌有100多種。主要有以下一些屬、種：1根瘤菌屬(Rhizobium) 豌豆根瘤菌 (R. leguminosarum)：豌豆、蠶豆、菜豆、三葉草等。 菜豆根瘤菌 (R. etli)：菜豆、云豆等。 熱帶根瘤菌 (R. tropici)：菜豆、銀合歡。 山羊豆根瘤菌 (R. galegae)：山羊豆。 驢喜豆根瘤菌：紅豆草。332慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)如：遼寧慢生大豆根瘤菌 (B. liaoningense)：大豆。3中華根瘤菌屬(Sinorhizobium) 中華根瘤菌(S. fredii)：大豆、野大豆等。 苜蓿根瘤菌(S. meliloti)：黃花苜蓿、紫花苜蓿、草

17、木樨、胡盧巴等。4固氮根瘤菌屬(Azorhizobium)：田菁。5中慢生根瘤菌屬(Mesoorhizobium)：紫云英、鷹嘴豆等。344、豆科植物接種劑根瘤菌劑的生產(chǎn)過(guò)程1培養(yǎng)方式根據(jù)生產(chǎn)要求和各國(guó)的情況，目前世界上大多數(shù)國(guó)家都采用發(fā)酵罐通氣培養(yǎng)。2培養(yǎng)溫度與周期 溫度：25-28。 周期：生長(zhǎng)快的，如苜蓿、豌豆、三葉草、菜豆、紫云英的根瘤菌，48-72h；生長(zhǎng)慢的，如花生、大豆、豇豆的根瘤菌，72-120h。 發(fā)酵后菌數(shù)：3.0109個(gè)/mL。353劑型 固體劑型：根瘤菌接種劑最常用的固體劑型，它是用載體吸附發(fā)酵液后制成的。常用的載體有：草炭(泥炭土)、蛭石(美國(guó))、草粉、苜蓿粉、秸稈粉

18、、甘蔗渣粉等。 液體劑型：其次是液體劑型，就是將發(fā)酵液分裝于小瓶(100mL)即成。 種衣劑：也有人將根瘤菌發(fā)酵液與一些微量元素、殺蟲(chóng)劑、殺真菌劑等藥劑混合制成種衣劑，包衣在種子外表，成為球化種子，等等。365、根瘤菌接種劑的質(zhì)量要求1純度高國(guó)內(nèi)：雜菌率不超過(guò)10-15%；國(guó)外：雜菌率不超過(guò)5-10%。2含有一定量的活菌國(guó)內(nèi)：活菌量2109個(gè)/g (mL)；國(guó)外：活菌量5109個(gè)/g (mL)。3含水量含水量30%。含水量太高，容易造成菌劑結(jié)塊，容易長(zhǎng)霉菌。374pH值應(yīng)為中性。根瘤菌的生存環(huán)境要求pH 6-8， 但最正確為pH 7。5有效期國(guó)外：普通條件下(20)，固體劑18個(gè)月；較低溫度下

19、(10左右)，時(shí)間延長(zhǎng)。我國(guó)：固體劑6-8個(gè)月；液體劑1個(gè)月。6外觀和包裝外觀：固體劑：疏松、無(wú)霉菌生長(zhǎng)、不結(jié)塊的粉末或顆粒。液體劑：乳白色和微黃色。包裝：名稱、產(chǎn)生單位、含菌量、有效期等386、各種根瘤菌接種劑的使用技術(shù)1固體菌劑是最為常用的一種劑型。多用作拌種劑使用，即先用少量水將菌劑拌勻，再拌在1畝地的種子量上。用量：250-500g/畝。2液體菌劑多采用拌種方式，將菌液直接加在1畝地的種子量上，輕輕拌和，使每粒種子上都粘上菌液，稍陰干即可播種。用量：100mL/畝。393顆粒菌劑特征與使用：顆粒的大小、密度與種子相當(dāng)。在播種時(shí)與種子一起混播。優(yōu)點(diǎn)：提高根瘤菌的結(jié)瘤競(jìng)爭(zhēng)性；防止了根瘤菌與

20、種子外表的有毒物質(zhì)接觸；即使種子上拌有殺菌劑也不會(huì)傷害根瘤菌；還可防止拌種時(shí)損傷種皮。缺點(diǎn)：每畝地的用量較粉劑和液劑大得多。4凍干菌劑特征與使用：將發(fā)酵菌液參加適量的保護(hù)劑，真空凍干而成。使用時(shí)以適量水將凍干菌劑稀釋，然后拌種，陰干后播種。優(yōu)點(diǎn)：凍干菌劑體積小，便于保存和運(yùn)輸。缺點(diǎn)：需要昂貴的設(shè)備。這種菌劑目前應(yīng)用不廣。40三、解磷微生物肥料1、解磷微生物肥料的應(yīng)用根底1磷是作物生長(zhǎng)發(fā)育必須的三大元素之一氮、磷、鉀被稱為作物生長(zhǎng)發(fā)育的三大元素。2磷是作物體內(nèi)很多重要有機(jī)化合物的組成元素核酸、核蛋白、磷脂、腺三磷均含有磷。3微生物可將土壤中難溶性的磷酸鹽分解出來(lái)，供作物利用微生物在其生命活動(dòng)中可

21、產(chǎn)生很多有機(jī)酸，使土壤中難溶性的磷酸鹽溶解出來(lái)，以到達(dá)供給農(nóng)作物磷素營(yíng)養(yǎng)的目的。412、解磷微生物的種類(lèi)1巨大芽孢桿菌(Bacillus megatherium)2蠟樣芽孢桿菌(B. cereus)3短小芽孢桿菌(B. pumilus)4氧化硫硫桿菌(Thiobacillus thioxidans)5解磷真菌：有很多種類(lèi)。如：黑曲霉(Aspergillus niger)等。6假單胞菌(Pseudomonas spp.)：種類(lèi)多。如：熒光假單胞菌()和惡臭假單胞菌() 等。423、解磷微生物肥料的生產(chǎn)及應(yīng)用問(wèn)題1要弄清楚解磷微生物的分類(lèi)地位在篩選時(shí)，必須把解磷微生物的分類(lèi)地位搞清楚，不能光考慮其

22、是否解磷或解磷強(qiáng)度，還要注意其是否是病原菌。否那么會(huì)對(duì)人體造成危害。人們應(yīng)該從以下例子中吸取教訓(xùn)：1970s曾用一種假單胞菌(Pseudomonas sp.)作為生產(chǎn)菌種來(lái)生產(chǎn)“解磷細(xì)菌肥料，在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，凡接觸過(guò)此產(chǎn)品的人，只要有傷口就久治不愈，并發(fā)炎、化膿。后來(lái)經(jīng)鑒定，該菌是毒力較強(qiáng)的銅綠假單胞菌(P. aeruginosa) (又名綠膿桿菌)，經(jīng)消毒、銷(xiāo)毀、深埋后才解決了蔓延和進(jìn)一步危害。(根底研究的重要性！)432要研究其解磷條件對(duì)一種解磷微生物，要研究其解磷條件，了解土壤類(lèi)型、肥力水平、作物種類(lèi)對(duì)其解磷的影響。3要研究其生產(chǎn)工藝和條件對(duì)一種解磷微生物，還要研究其生產(chǎn)工藝和條件，既要考

23、慮其有效活菌數(shù)量，又要注意其活性以及對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力。44四、硅酸鹽細(xì)菌肥料1、硅酸鹽細(xì)菌肥料的定義所謂硅酸鹽細(xì)菌肥料，是指用膠質(zhì)芽孢桿菌(Bacillus mucilagionsus)為菌種生產(chǎn)的硅酸鹽菌劑或硅酸鹽細(xì)菌肥料。許多企業(yè)將其稱為生物鉀肥。2、硅酸鹽細(xì)菌肥料的應(yīng)用根底此類(lèi)產(chǎn)品在前蘇聯(lián)和我國(guó)研究、應(yīng)用較早。在多種作物和許多地區(qū)都獲得了較好的效果，深受農(nóng)民歡送。45一般認(rèn)為，此菌能在含鉀的長(zhǎng)石、云母、磷灰石、磷礦粉及其他礦石的無(wú)氮培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，釋放出磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，菌體自身富含鉀元素的能力很強(qiáng)，經(jīng)測(cè)定，菌體細(xì)胞灰分中鉀含量高達(dá)33%-43%。此外，此菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中還可產(chǎn)生一些

24、有機(jī)酸、氨基酸、植物激素等活性物質(zhì)，這些物質(zhì)可促進(jìn)植物健壯生長(zhǎng)。3、硅酸鹽細(xì)菌肥料的菌種如上所述，硅酸鹽細(xì)菌肥料的生產(chǎn)菌種為膠質(zhì)芽孢桿菌(Bacillus mucilagionsus)，也叫凍膠樣芽孢桿菌。46五、光合細(xì)菌肥料1、光合細(xì)菌簡(jiǎn)介1定義：光合細(xì)菌(Photosynthetic Bacteria，簡(jiǎn)稱PSB)是一大類(lèi)在地球上生存最早的能進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱。2特征：PSB的共同特征是含有光合色素，可在光照條件或厭氧條件下生長(zhǎng)繁殖，其中的大多數(shù)能夠以不同的有機(jī)酸、醇類(lèi)等有機(jī)化合物作為光合作用的電子供體和碳源。472、光合細(xì)菌的主要種類(lèi)目前在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的光合細(xì)菌的主要種類(lèi)有：1紅

25、假單胞菌屬 (Rhodopseudomonas)如：球形紅假單胞菌(Rp. globiformis)2紅螺菌屬 (Rhodospirillum)如：黃褐紅螺菌(Rs. fulvum)3紅細(xì)菌屬 (Rhodobacter)如：莢膜紅細(xì)菌(Rb. capsulatus)483、光合細(xì)菌的應(yīng)用1970s以來(lái)，對(duì)PSB的根底和應(yīng)用研究有了很大進(jìn)展，在以下領(lǐng)域取得了較好的應(yīng)用效果。1農(nóng)業(yè)方面使用對(duì)象：小麥、瓜果、蔬菜等。施用方法：噴施、蘸秧、灌根。使用效果：對(duì)上述作物的根、葉生長(zhǎng)具有明顯的促進(jìn)和增產(chǎn)效果。有的試驗(yàn)還說(shuō)明對(duì)某些植物病害有明顯的抑制作用。492畜牧業(yè)方面有人將光合細(xì)菌作為飼料添加劑，喂養(yǎng)幼禽

26、、幼畜有減輕腹瀉的效果，可以提高幼禽、幼畜的成活率。用于糞便處理有除臭的效果。此外，在以下方面的應(yīng)用也取得較大進(jìn)展：3漁業(yè)方面4湖泊凈化處理5有機(jī)廢水的治理50六、芽孢桿菌制劑1、芽孢桿菌制劑的優(yōu)點(diǎn)芽孢桿菌由于在生長(zhǎng)過(guò)程中可產(chǎn)生芽孢，對(duì)不良環(huán)境具有很強(qiáng)的抵抗力。所以，很多企業(yè)都把目光轉(zhuǎn)向芽孢桿菌的篩選和開(kāi)發(fā)。2、芽孢桿菌的常用菌種1枯草芽孢桿菌 (Bacillus subtilis)2地衣芽孢桿菌 (B. licheniformis) 3多粘芽孢桿菌 (B. polymyxa)51七、分解作物秸稈制劑1、制作作物秸稈肥料，利國(guó)利民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年都產(chǎn)生大量的作物秸稈，這些秸稈遠(yuǎn)遠(yuǎn)未被人們很好地利用

27、。因此，研究利用微生物來(lái)分解作物秸稈，作為有機(jī)生物肥料，是一件利國(guó)利民的事情。2、分解作物秸稈的微生物種類(lèi)1細(xì)菌類(lèi)：有纖維分解細(xì)菌、芽孢桿菌等2放線菌類(lèi)：主要為高溫放線菌3真菌類(lèi)：例如木霉菌等52八、復(fù)合微生物肥料類(lèi)在微生物肥料的生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中，為了提高接種效果，一些研制者在復(fù)合劑型上作了一些研究。從實(shí)用角度出發(fā)，采用復(fù)合方式可能是提高接種效果的一個(gè)途徑。1、兩種或兩種以上的微生物復(fù)合例如有人用假單胞菌與大豆根瘤菌復(fù)合使用，促進(jìn)和增加了大豆的結(jié)瘤率。2、一種微生物和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)復(fù)配如：菌+大量元素N、P、K；菌+微量元素如Cu、Zn、Mg等；菌+有機(jī)物或植物激素。53九、PGPR類(lèi)制劑1、PG

28、PR簡(jiǎn)介最近20多年來(lái)，在資源微生物研究工作中，有一個(gè)新興的熱點(diǎn)領(lǐng)域十分值得注意，這就是“促進(jìn)植物生長(zhǎng)的根際細(xì)菌 (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria，簡(jiǎn)稱PGPR)。這類(lèi)細(xì)菌在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中，能產(chǎn)生許多促進(jìn)植物生長(zhǎng)的物質(zhì)，因而日益受到微生物學(xué)家、植保學(xué)家、農(nóng)學(xué)家的廣泛關(guān)注。542、已報(bào)道的PGPR的種類(lèi)1蠟桿菌2氣單胞菌3檸檬節(jié)桿菌4巴西固氮螺菌5自生固氮菌6芽孢桿菌7假單胞菌8沙雷氏菌9陰溝腸桿菌10普利茅斯沙氏菌553、 PGPR的作用機(jī)理1分泌植物促生物質(zhì)如：赤霉素、細(xì)胞分裂素、吲哚乙酸、生物素和泛酸等。2對(duì)豆科植物結(jié)瘤的促生作用Grimes (1

29、987)，用惡臭假單胞接種菜豆，在溫室和大田試驗(yàn)均說(shuō)明增加了共生體的結(jié)瘤作用。類(lèi)似的工作在其他一些學(xué)者的研究中也得到了一致的結(jié)果。563促進(jìn)出芽的作用deFreitas等(1989)報(bào)道，用9個(gè)PGPR菌株在小麥上試驗(yàn)，低肥力土壤上7個(gè)菌株有促進(jìn)出芽作用，另2個(gè)菌株在高肥力水平上表現(xiàn)促進(jìn)出芽。其他學(xué)者在馬鈴薯、苜蓿、胡蘿卜、玉米、大豆等作物上也均取得這樣的結(jié)果。4對(duì)土傳病害的生物防治作用很多研究說(shuō)明， PGPR不僅具有增產(chǎn)作用，而且對(duì)一些土傳病原菌如腐霉菌、鐮刀菌、絲核菌引起的根腐病、枯萎病、猝倒病和立枯病等土傳病害均有很好的生物防治作用。57十、其他微生物肥料1、菌根真菌肥料1菌根名稱的由來(lái)

30、菌根(mycorrhiza)一詞，來(lái)源于希臘文 mycor (真菌)和 rhiza (根)的復(fù)合。由Frank于1885年首次提出。2菌根的定義真菌與植物根系形成的互惠共生體叫菌根。能夠與植物根系形成菌根的真菌叫菌根真菌mycorrhizal fungus。583菌根真菌肥料及其作用由菌根真菌制成的微生物肥料稱為菌根真菌肥料。主要作用如下： 菌根增大了植物根系的吸收面積，幫助植物不斷地吸取水分和養(yǎng)分； 菌根真菌能產(chǎn)生拮抗物質(zhì)，抑制根部病菌對(duì)植物的侵害，菌根真菌起到保衛(wèi)者的作用。 菌根真菌能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性。594菌根的類(lèi)型及其真菌 外生菌根圖1形成外生菌根的真菌：大多數(shù)是高等擔(dān)子菌，主要是蘑

31、菇目的真菌；其次是子囊菌。160 內(nèi)生菌根圖2形成內(nèi)生菌根的真菌：種類(lèi)較少，主要是接合菌亞門(mén)內(nèi)囊霉科真菌。2612、固氮藍(lán)藻肥料1藍(lán)藻簡(jiǎn)介藍(lán)藻，也叫藍(lán)細(xì)菌。分為自生和共生兩類(lèi)。藍(lán)藻的生活環(huán)境十分廣泛，從北極到南極都有。這些藍(lán)藻有的可在無(wú)氧條件下固氮，有的可在低氧條件下固氮?？梢宰龀晌⑸锓柿鲜褂?。2應(yīng)用紅萍-固氮藍(lán)藻共生體常作為稻田肥料應(yīng)用，它們不污染環(huán)境，不消耗水稻的光合作用產(chǎn)物，是一種很有開(kāi)展前景的微生物肥料，同時(shí)還是魚(yú)的良好餌料。62第四節(jié) 微生物肥料的現(xiàn)狀和未來(lái)一、我國(guó)微生物肥料研究和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀二、微生物肥料的應(yīng)用前景三、國(guó)內(nèi)外微生物肥料的開(kāi)展趨勢(shì)63一、我國(guó)微生物肥料研究和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀我國(guó)

32、微生物肥料的研究和生產(chǎn)始于新中國(guó)成立初期1950s初，經(jīng)過(guò)60年的開(kāi)展，目前具有以下特點(diǎn)：1、初步形成了微生物肥料產(chǎn)業(yè)，有一定的規(guī)模和水平近年來(lái)，由于化學(xué)肥料價(jià)格上漲和大量使用化肥造成環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品污染等原因，人們開(kāi)始重視微生物肥料的生產(chǎn)。因此，目前我國(guó)微生物肥料生產(chǎn)的開(kāi)展機(jī)遇是前所未有的。但是，60年來(lái)我國(guó)微生物肥料生產(chǎn)及應(yīng)用曾經(jīng)幾起幾落。目前有一定規(guī)模的生產(chǎn)廠家300多家，年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸。設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高。642、產(chǎn)品種類(lèi)繁多，使用的菌種不斷擴(kuò)大菌種種類(lèi)：除了傳統(tǒng)的根瘤菌制劑以外，還有上面所述的自生、聯(lián)合固氮微生物，芽孢桿菌，光合細(xì)菌等各種微生物肥料。制品劑型：多種多樣，如液

33、體、固體、顆粒、甚至凍干劑型等。3、使用的效果逐漸被農(nóng)民認(rèn)可，使用面積不斷擴(kuò)大當(dāng)前生產(chǎn)使用的一些品牌產(chǎn)品，如硅酸鹽菌劑，經(jīng)過(guò)多年研究、在多種作物上試驗(yàn)、示范和推廣，目前已在全國(guó)20多個(gè)省、市應(yīng)用，取得顯著的效果，有的企業(yè)的產(chǎn)品出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。654、行業(yè)管理初步形成，質(zhì)量意識(shí)開(kāi)始深入人心，質(zhì)檢系統(tǒng)初步形成農(nóng)業(yè)部微生物肥料質(zhì)檢中心1996年正式成立，從此，農(nóng)業(yè)部已將微生物肥料納入肥料登記管理。此后，農(nóng)業(yè)部、國(guó)家工商管理總局均發(fā)布了關(guān)于加強(qiáng)肥料生產(chǎn)、管理的文件?？梢灶A(yù)料，微生物肥料的登記和質(zhì)量管理將逐步走上科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)、法制軌道。5、少數(shù)產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)近年來(lái)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的一些微生物肥料靠自身

34、的質(zhì)量和應(yīng)用效果，開(kāi)始有局部出口。如硅酸鹽菌劑出口到泰國(guó)、印度等國(guó)家。66二、微生物肥料的應(yīng)用前景微生物肥料具有以下優(yōu)點(diǎn)，所以，其應(yīng)用前景是非常廣闊的：1、生產(chǎn)本錢(qián)低、應(yīng)用效果好，不僅增加產(chǎn)量，還可提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。2、不僅不污染環(huán)境，還可減少化肥的使用量，對(duì)改善不斷惡化的環(huán)境具有重要意義。3、對(duì)城市、農(nóng)村廢棄物進(jìn)行無(wú)害化、資源化處置，變廢為寶、利國(guó)利民。4、微生物肥料適用對(duì)象廣、適用地區(qū)廣。67三、國(guó)內(nèi)外微生物肥料的開(kāi)展趨勢(shì)1、應(yīng)用地區(qū)和豆科作物品種不斷擴(kuò)大目前，包括美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、日本、意大利等興旺國(guó)家在內(nèi)，至少有70個(gè)國(guó)家在生產(chǎn)根瘤菌肥，并應(yīng)用于各種不同的豆科植物上，增產(chǎn)效果十分顯著。2

35、、生產(chǎn)條件的改善和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)興旺國(guó)家：發(fā)酵條件嚴(yán)格；載體滅菌使用射線；等。我國(guó)：相對(duì)落后。企業(yè)規(guī)模小，條件簡(jiǎn)陋。683、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品登記和質(zhì)量監(jiān)督微生物肥料是一種易失效的特殊商品，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞是應(yīng)用效果好壞的關(guān)鍵之一。因此，必須把好質(zhì)量關(guān)。4、與微生物肥料有關(guān)的根底和應(yīng)用根底研究的深入和開(kāi)展微生物肥料要起作用，受到很多條件的限制。因此，必須加強(qiáng)理論根底研究，如微生物在土壤中的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)等。695、微生物肥料粘著劑的開(kāi)展為了使微生物肥料接種時(shí)不致散落，粘著劑是致關(guān)重要的。因此，粘著劑的研究是近年來(lái)微生物肥料領(lǐng)域中的活潑領(lǐng)域之一。6、聯(lián)合菌群的應(yīng)用聯(lián)合菌群的應(yīng)用不是把幾種微生物簡(jiǎn)單地混合在一起進(jìn)行發(fā)酵，而是要研究幾種微生物混合后的相互作用問(wèn)題，使它們能夠發(fā)揮互惠、