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1、第七章 微生物在农业上的应用,一、微生物肥料 二、生物农药 三、食用菌 四、微生物饲料,（一）微生物肥料的概念及主要作用 国际上对于广泛用于农业生产的菌肥称为生物肥科(Bio-fertilizer)，我国称之为微生物肥料(Microbial fertilizer)。,我国微生物肥料的研究应用和国际上一样，是从豆科植物应用根瘤菌接种剂开始的。起初只称为大豆或花生根瘤菌剂。联合国粮农组织(FAO)和一些生物固氮组织近二十年来发展并推广这项技术，取得了十分好的效果。从土壤肥力而言，根瘤菌肥料还有增加土壤氮素提高土壤肥力的作用，这是其它非豆科植物所没有的，因此豆科植物与根瘤菌共生固氮在农业和牧草生产上
2、有重要意义。,微生物肥料的作用 1、提高土壤肥力 2.促进作物生长 3.增强植物抗病、抗虫等抗逆能力 4.提高产量，改善品质,(二)微生物肥料种类 1.根瘤菌菌剂 用于豆科作物结瘤、固氮的接种剂。是用人工选育出来的高效根瘤菌株经大量繁殖用载体吸附制成的，是迄今为此世界上研究最早、应用时间最长、生产量最多、应用最广泛和效果最稳定的微生物肥料之一。,Root Nodule Bacteria and Symbiosis with legumes,Soybean root nodules,Unnodulated soybean,Nodulated soybean,CK Spr4-5,CK Spr4-5
3、,CK Spr4-5,活化和纯化、标记,原始菌种,一级种子(斜面)培养,二级种子(三角瓶振荡)培养,载体,风干、粉碎、过100目筛,装袋、称量、灭菌、冷却,按吸附剂配方制作吸附剂,注射拌菌、搓匀,扎口、28培养7d,存放,纯度检测,菌肥生产流程图,中国根瘤菌菌肥的主要成品技术指标,2.固氮菌菌剂 自生和联合固氮微生物的固氮能力比自生固氮的根瘤菌要少得多，而且在使用过程中更易受到环境条件中氮素含量的影响。但在实践中发现，它们对作物的作用除了固氮外，更重要的是它们能够产生多种植物激素类物质。1991年Coppla等从圆褐固氮菌细胞浸出液中发现了植物刺激物质；1974年Barea等用雀稗固氮菌培养物
4、处理几种植物的幼苗和根部，均有根、叶增重的结果。,3.解磷微生物菌剂 能分解土壤中难溶态磷的细菌制成的解磷细菌肥料，使解磷细菌在作物根际形成一个磷素供应较为充分的微区，因磷细菌在生长代谢过程中能够产生一些有机酸和如植酸酶的酶类，使土壤中的难溶性磷形成作物能够吸收利用的可溶性磷，供作物吸收利用。目前生产上应用较多的菌种为巨大芽孢扦菌。,3,溶磷圈,4.硅酸盐微生物菌剂 分解土壤中难溶的磷、钾等营养元素，并在生长、代谢过程中分泌可以刺激作物生长的激素类物质，在植物根际形成优势种群，可抑制其它病原菌的生长，因而达到增产效果 。,纯化的解钾细菌,高效解钾菌株的筛选,5.光合细菌菌剂 光合细菌是地球上最
5、早的光合生物，广泛分布于海洋、江河、湖泊、沼泽、池塘、活性污泥及水稻、水葫芦、小麦等根际土壤中。它能促进土壤中放线菌、固氮菌等微生物的生长，增强农产品的耐贮性和提高品质，降解土壤中残留的农药及其它有毒物质。与生产应用关系密切的光合细菌主要是红螺菌科中的一些种、属。,6.促生菌剂 指通过接种在植物根际增殖且具有促进生长作用的土壤细菌称为植物促生根际细菌（PGPR）。作用机理:分泌植物促生物质；改善植物根际的营养环境。加强了土壤中有机物的分解，促进了植物营养元素的矿化，增强了对作物营养的供应；对作物病害的生物控制作用,主要是能够产生抗生素、胞外溶解酶、氰化物和铁载体，还有可能是改变根际微环境平衡，
6、促进作物生长；对污染物的降解；对豆科植物结瘤的促生作用。,7.菌根菌剂 使用的菌种包括由多数内囊霉科属或种形成的泡霉丛枝状菌根,简称AM真菌。目前的土法生产已能够解决小批量生产问题，用于名贵花卉、苗木、药材，有较好的应用前景。,应用菌根菌的增产效果,CK,菌根菌剂,8.抗生菌肥料 指用分泌抗生物质和刺激素的微生物制成的肥料产品，使用菌种通常是放线菌，如细黄链霉菌（Streptomyces jingyangesis）。我国应用多年的“5406”即属此类，应用后不仅有肥效作用而且能抑制一些作物病害，刺激和调节作物生长。,9.复合微生物肥料 是由两种或两种以上的微生物或一种微生物与其它营养物质复配而
7、成的一种新型肥料。,应用根瘤菌肥料的增产效果,CK,Spr2-9,Spr2-9+0.3%钼,应用菌根菌和根瘤菌双接种的增产效果,菌根菌剂,菌根菌+根瘤菌,二、微生物农药 利用微生物或其产物来防治植物病虫害和杂草危害的一类微生物制剂。当这些病原体和拮抗微生物或其代谢产物为昆虫吞食、接触或病菌感染后，通过微生物的活动、毒素的作用而使害虫和病原菌的新陈代谢受影响，破坏其机体器官，影响其发育繁殖或变态，从而达到灭菌防病的目的。,微生物农药的种类 细菌杀虫剂 真菌杀虫剂 病毒杀菌剂 农用抗生素 微生物除草剂,微生物农药的特点： 对脊椎动物和人类无害,不污染环境； 对植物无毒害； 能保护害虫天敌； 昆虫不
8、易产生抗药性； 自然传播感染能力:有些昆虫病原微生物,可在昆虫群落中自然传播感染成流行病； 容易进行大量生产。,S42对黄瓜枯萎病的抑制,番茄早疫病,S42发酵液对西瓜（左）和黄瓜（右）病原菌的抑制效果,S42、S36对黄瓜炭疽病原菌的抑制效果,S42、S36对西瓜枯萎病原菌的抑制效果,玉米弯孢,三、食用菌 食用菌资源十分丰富，全世界可供食用的真菌有2000多种。 常见栽培品种有双孢蘑菇、草菇、金针菇、平菇、香菇、猴头菌、木耳、银耳、灵芝、和茯苓等。 原料：主要是农副产品下脚料。,不争人地力、效快益高,返回本节,每亩秸草生产食用菌的产值 约是粮食的2倍,人工栽培的金针菇,几种食用菌的效益分析（
9、100m2）,市场广阔,属于供不应求的紧俏品 有潜在的巨大市场,四、微生物饲料,（一）微生物饲料的概念及主要微生物 微生物饲料是利用微生物的新陈代谢和个体的繁殖来生产和调制的饲料。 大体上分为两大类：一类主要是利用微生物的发酵作用改变饲料原料的理化性状，如增加适口性，提高消化率及营养价值，或解毒、脱毒和积累有益的中间代谢产物。包括乳酸饲料、粗饲料发酵、担子菌发酵饲料、禽畜粪便发酵饲料等；,另一类，是利用来源广泛的工农业废弃物、矿物、纤维素及糖类资源培养的微生物菌体蛋白质，如饲料酵母、石油蛋白、光合细菌饲料、发酵血粉等。微生物发酵饲料和菌体蛋白两者密不可分，因为发酵饲料中包含着营养丰富的菌体蛋白
10、，而菌体蛋白又包含有菌体之外的其它成分。,饲料微生物,与微生物饲料生产与调制有关，能提供菌体蛋白和有益代谢物，具备解毒、脱毒功能的有益微生物，称为饲料微生物。主要有细菌、酵母菌、担子菌和单细胞藻类等,（二）单细胞蛋白（SCP）,单细胞蛋白是通过培养单细胞生物作为动物饲料蛋白质来源的酵母、细菌、放线菌、霉菌、藻类和高等真菌等微生物的干细胞。这些菌体细胞含有大量的蛋白质、糖类、脂肪、维生素和无机盐等营养成分。,目前，国内外用于SCP工业化生产的微生物主要有酵母、小球藻、螺旋藻和丝状真菌等。酵母菌由于对营养的要求低，适应性强，蛋白含量高，氨基酸的种类齐全，富含维生素与微量元素，并能在动物体内表现较高
11、的酶活性，因而广泛应用于SCP生产。其主要原料包括农副产品（如麦麸、米糠、饼粉 等）、工业废液（糖厂、淀粉厂、纸厂废液等）和石油化工产品（石蜡、烷烃和醇类等）,（三）青贮饲料,青贮饲料是指将新鲜的青饲料切短装入密封的容器里，经过微生物发酵，形成一种具有特殊的芳香气味、营养丰富的多汁饲料。它具有能够长期保存青绿多汁饲料的特性，扩大饲料资源，保证家畜营养均衡。青贮饲料具有气味酸香、柔软多汁、颜色黄绿、适口性好等优点。,1. 青贮的原理,青贮发酵是一个复杂的微生物活动和生物化学变化过程。青贮过程是为青贮原料上的乳酸菌生产繁殖创造有利条件，使乳酸菌大量繁殖，将青贮原料中可溶性糖类变成乳酸，当达到一定浓
12、度时，抑制了有害微生物的生长，从而达到保存饲料的目的。,2. 青贮的原料,1).玉米秸杆 玉米秸杆是最好的青贮原料，也是不易青贮和不能青贮植物的最佳混配原料。青贮时可铡碎，也可全株青贮。 2).豆科作物秸杆 如青绿的大豆、蚕豆、豌豆及杂豆的茎叶，以及花生秧，它们与豆科牧草一样，糖分含量低，蛋白质含量较高。豆科作物秸杆不宜单一品种青贮，但可与富含碳水化合物的植物混合青贮，或外加淀粉、糖浆等，也可生产出很好的青贮产品。,3).树叶 树叶一般含粗纤维较少，蛋白质含量较高，一般春夏季节修剪树木时的幼嫩枝叶可作青贮原料，秋末凋落的树叶可与其它原料混合青贮。如杨、柳、榆、桑、葡萄、苹果、桃、杏、枣等树木的叶子和嫩枝。,4).栽培牧草 5).其它 不含有毒有害的野生杂草、菜叶、水葫芦、水花生、甘蔗渣、饴糖渣及啤酒渣等，都可单独或与其它原料混合制成青贮饲料,