微生物在农业中的应用

关于微生物在农业中的应用第1页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

2微生物肥料

微生物肥料是将某些有益微生物经大量人工培养制成的生物肥料，又称菌肥、菌剂、接种剂，还可以称为生物肥料。其原理是利用微生物的生命活动来增加土壤中的氮素或有效磷、钾的含量，或将土壤中一些作物不能直接利用的物质，转换成可被吸收利用的营养物质，或提高作物的生产刺激物质，或抑制植物病原菌的活动，从而提高土壤肥力，改善作物的营养条件，提高作物产量。第2页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

3微生物肥料分类（1）、起固氮作用的微生物肥料如根瘤菌(nodulebacteria)肥料、冻干菌剂。（2）、起分解土壤有机物质的微生物肥料如AMB细菌肥料。（3）、起分解土壤中难溶性矿物的微生物肥料如硅酸盐细菌肥料、钾细菌肥料、磷细菌肥料。（4）、抗病与刺激作用生长的微生物肥料如“5406”放线菌剂、复合菌肥。（5）、菌根菌肥料在植物根部形成菌根，加强作物的水分和养分的吸收。第3页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

4大豆根瘤田菁茎瘤菌根菌在植物根部形成菌根第4页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

5第5页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

6微生物肥料的特点微生物肥料主要是提供有益的微生物群落，而不是提供矿质营养养分。人们无法用肉眼观察微生物，所以微生物肥料的质量人眼不能判定，只能通过分析测定。合格的微生物肥料对环境污染少。微生物肥料用量少，每亩通常使用500～1000克微生物菌剂。微生物肥料作用的大小，容易受到微生物生存环境的影响，例如：光照、温度、水分、酸碱度、有机质等；细菌有期限、微生物肥料有它的有效期限，通常为半年至一年第6页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

7微生物肥料的良好作用(1)、提高土壤肥力，减少化肥用量，改善作物品质(2)、分泌生长激素(3)、增强植物抗病虫和抗旱能力第7页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

8未施用微生物肥料的豆科牧草施用微生物肥料的豆科牧草生长期6个月的松树幼苗左：没有接种菌根；右：接种菌根第8页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

9微生物肥料的生产过程第9页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

10微生物肥料的应用前景(1)、适用品种多，市场需量大(2)、生产成本低，应用效果好(3)、生产无公害绿色食品，减少环境污染的需要第10页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

11微生物农药定义：直接利用细菌、真菌和病毒等产生的天然活性物质或生物活体本身进行开发的，对植物病虫草害进行防治疗的农药。第11页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

12微生物农药的特点1、对脊椎动物和人类无害，特异性强2、有自然传播感染的能力，从而可以起到长期防治的作用，这是任何化学杀虫剂所不具备的特点。3、害虫不易产生抗药性4、能保护害虫天敌，使得生态平衡向着有利于天敌的方面发展。5、容易进行生产6、不污染环境第12页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

13微生物农药农用抗生素微生物杀虫剂真菌杀虫剂细菌杀虫剂病毒杀虫剂第13页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

14农用抗生素（agriculturalantibiotics），简称农抗，是指由微生物发酵产生、具有农药功能、用于农业上防治病虫草鼠等有害生物的次生代谢产物。放线菌、真菌、细菌等微生物均能产生农用抗生素，其中放线菌产生的农用抗生素最多。第14页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

15真菌杀虫剂：已发现的昆虫病原真菌约750种。真菌孢子在昆虫体表萌发后侵染虫体，也可以通过取食过程侵染虫体。致病真菌主要是结合菌亚门的虫霉目、半知菌亚门的丝孢目。第15页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

16细菌杀虫剂

：微生物杀虫剂中研究开发最成功的是利用芽孢杆菌作杀虫剂，主要品种为苏云金杆菌，已广泛应用于农作物、森林、粮仓和蚊蝇等的防治。苏云金杆菌有很多变种，其芽孢内含毒蛋白晶体，通称δ-内毒素,是杀虫的主要成分。当孢子进入害虫消化道后,毒素被活化,使害虫麻痹瘫痪而死。由于各变种所含蛋白晶体的结构不同，其毒力和适用的害虫对象也不同。例如应用较广的寇氏变种,用于防治鳞翅目幼虫;以色列变种用于防治孑孓。其他已开发利用的细菌杀虫剂还有日本甲虫芽孢杆菌，用于防治金龟子幼虫颇有效。第16页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

17病毒杀虫剂：寄生于农业害虫的病毒已发现约200种，有些已被开发作为病毒杀虫剂。其中大多数属于杆状病毒的核多角体病毒，少数是颗粒体病毒。昆虫病毒有高度的专一寄生性,通常一种病毒只侵染一种昆虫,而对他种昆虫和人无害，因此不干扰生态环境。但由于病毒只能用害虫活体培养增殖，使大规模工业生产受到限制。已经小规模商品化的病毒杀虫剂多数用于防治鳞翅目害虫，例如棉铃虫、舞毒蛾、斜纹夜蛾、天幕毛虫、菜粉蝶等。中国在80年代已广泛试验推广病毒杀虫剂。第17页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

18微生物农药也是存在问题的：1、微生物农药中试和制剂问题微生物农药剂型单一、生产工艺落后，产品的理化指标和有效成分含量不稳定，致使成为微生物农药发展的一个瓶颈。2、农民对微生物农药的认识问题由于农民长期使用化学农药，首先考虑效果好坏，其次是成本与经济效益的关系，基本不考虑环境污染和农产品残留问题，对微生物农药的优点和可持续控制作用缺乏感性认识，加上微生物农药的毒性低、药效相对慢等弱点和宣传力度不足等原因，使农民对微生物农药的优越性认识不足。第18页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

19微生物饲料微生物饲料是以微生物、复合酶为生物饲料发酵剂菌种，将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体生物发酵饲料。其主要产品是:单细胞蛋白(SCP),发酵饲料,微生物饲料添加剂,酶制剂,赖氨酸等。

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20单细胞蛋白单细胞蛋白，也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。分类：1、酵母蛋白：真菌中的酵母在食品加工中应用较早，包括酿造、烘烤等食品。2、细菌蛋白：细菌蛋白的生产一般是以碳氢化合物（如天然气或沥青）或甲醇作为底物，它们的蛋白质含量占干重的3/4以上，其中甲醇蛋白已经在许多国家大规模生产了！3、藻类蛋白：以小球藻和螺旋藻最引人注目，它们是在海水中快速生长的两种微藻，二者的蛋白含量分别为50%、60%（干重），必需氨基酸中除含硫氨基酸较少外，其他的必需氨基酸都很丰富。第20页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

21特点：1.单细胞蛋白所含的营养物质极为丰富。其中，蛋白质含量高达40%～80%，比大豆高10%～20%，比肉、鱼、奶酪高20%以上；

2.生产效率高，比动植物高成千上万倍，这主要是因为微生物的生长繁殖速率快。

3.生产原料来源广，一般有以下几类：①农业废物、废水，如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水；②工业废物、废水，如食品、发酵工业中排出的含糖有机废水、亚硫酸纸浆废液等；③石油、天然气及相关产品，如原油、柴油、甲烷、乙醇等；④H2、CO2等废气。

4.可以工业化生产，它不仅需要的劳动力少，不受地区、季节和气候的限制，而且产量高，质量好。第21页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

22发酵饲料发酵饲料是指在人工控制条件下，微生物通过自身的代谢活动，将植物性、动物性和矿物性物质中的抗营养因子分解或转化，产生更能被牲畜采食消化、吸收的养分更高且无毒害作用的饲料原料。特点：提高饲料利用率；扩大可利用饲料范围第22页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

23微生物饲料添加剂

微生物饲料添加剂是采用农业部认可的有益微生物经发酵制成的生物制剂，是抗生素的最佳替代品。用于提高畜、禽的健康水平的人工培养菌群及其代谢产物，可调整畜、禽体内的微生态环境，保持微生态平衡。是激发动物自身有益菌种繁殖增长，同时抵制有害菌系生长的微生物制品。优点：微生态制剂有其他药不可替代的优点，即“患病治病，未病防病，无病保健”的效果。即使健康动物也可以使用，以提高健康水平、提高消化能力，而且对腹泻、便秘有双向调节作用。第23页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

24现在市场比较成熟的微生态饲料添加剂有“猪康肽”、“牛羊康肽”、“清瘟猪肽”、“保禽肽”、“禽瘟康”、“杆痢肽”、“高免肽”、“霉立肽”等第24页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

25微生物食物食用菌是可供食用的蕈菌；蕈菌，是指能形成大型的肉质（或胶质）子实体或菌核组织的高等真菌的类总称。(常见的有：香菇、草菇、蘑菇、木耳、银耳、猴头、竹荪、松口蘑（松茸）、口蘑、红菇和牛肝菌)

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26食用菌产业利用工、农业废弃物生产高蛋白、低脂肪、低热量、多药效的健康食品，因此，专家们把食用菌同种植业、养殖业并列为农业生产中的三大产业，农业生态系的三大支柱之一。食用菌可分为木腐菌和草腐菌两大类，食用菌是靠培养料提供营养而生长发育的，其初级经济产品是菇耳类，下脚料是栽培后的弃料；第26页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

27食用菌在农业生态系统中有着重要的作用。食用菌通过分解人和动物不能直接利用的有机物质(如纤维素、半纤维素、木质素)，并将其转化为高蛋白、低脂肪的菌类，为人类提供营养丰富、具有一定保健价值和嗜口性良好的优质食品。食用菌生产主要原料是工、农业废弃物中富含纤维素、半纤维素、木质素的下脚料。食用菌生产是充分利用农林牧下脚料及加工副产物生产食品的有效途径，从而提高整个系统的生态、经济效益，减轻环境污染。第27页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三食用菌与林业气体互补光线互补水分互补营养互补

树木因光合作用吸收二氧化碳释放氧气，食用菌生长发育则吸收氧气，释放出二氧化碳文本林木生长需要充足光照，而林间地面在树荫的作用下阴阳交错，正适合食用菌生长对光照的要求由于林树保水蓄水能力强、林地表层湿润，林间空气相对湿度较大，这种环境正适合食用菌对水分和湿度的要求林产品的下脚料及果、茶等修剪枝条，富含木质素、纤维素和半纤维素，是食用菌生产的主要原材料食用菌与林业共生互补关系十分密切。

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食用菌与种植业

植业是传统农业产业，人们在种植业中直接获得经济成果同时也产生出许多作物秸秆，以及加工后废弃下脚料等，如果处理不得当，就会造成环境污染。但这些材料却是食用菌最好的培养料。

例如：以1公斤稻草为原料栽培大球盖菇，可以生产1公斤的鲜菇，其价值翻了数翻。栽培大球盖菇剩余的下脚料，具有较高的肥力，据报道其中含氮0.993%、磷0.511%、钾0.599%，比一般稻草堆肥（含氮0.885%、磷0.290%、钾0.419%）营养成份高，是优质高效的有机肥。第29页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

30食用菌栽培在获得高产出高效益的同时，也为种植业提供了大量的有机肥源，降低化肥的投入量、培肥了地力，提高了农产品的品质和质量。食用菌栽培后的下脚料，又是林、果、茶、桑等树的极好肥料。第30页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

31食用菌与养殖业

养殖业中畜禽排泄出大量粪便，除少量作为有机肥料或沼气原料使用外，大量都就近排放，成为影响环境的污染源。但畜禽粪便是草腐型食用菌的良好栽培材料。

例如牛粪、猪粪、鸡粪等，与作物秸秆按一定比例混合堆制发酵后栽培蘑菇，可有效地提高双孢蘑菇的产量和质量。另一方面，作物秸秆、枝条栽培食用菌后，一些畜禽不能利用的碳水化合物在食用菌的作用下，经过菌丝的分解，形成大量的菌体蛋白残留在菌渣中，具有丰富的营养价值和较好的嗜口性，可作为养殖业的发酵饲料或者饲料的添加物。第31页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

32食用菌与加工业

食用菌鲜品通过深加工和精加工，可提升食用菌产品档次和附加值，满足消费者对食用菌产品多样性的需求。

例如食用菌休闲食品和保健营养品。食用菌与其它农产品加工相结合，可提升加工产品的档次和科技含量，形成高附加值的特色系列产品,例如保健酒、茶、饮料等。同时农产品加工业的下脚料，例如酒糟、麸皮、菜籽饼、茶籽饼、棉籽壳、棉籽饼等都可作为食用菌栽培材料。第32页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

33微生物能源在生物体之间和不同生物之间的生物能的循环和能量流动过程中，异养型微生物作为生态系统中的物质循环的分解者，利用动植物残体等各种有机物，将其矿化分解最终使生物能以其最简单的无机物状态释放，这就是甲烷、乙醇和氢气产生菌等微生物与能源的简单基本关系。第33页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

34沼气沼气发酵沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵或甲烷发酵，是指有机物质(如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体(沼气)的复杂生物化学过程。第34页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

35如我国北方开发的“四位一体”高效种养结合发展模式，即太阳能温室→沼气池→猪圈→厕所和南方的“猪圈→沼气池→果园”模式，可使一切有机残体和废弃物无害化和资源化，是一条适合我国国情的农村发展之路。第35页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三Page

36乙醇发酵乙醇发酵是葡萄糖在乙醇发酵微生物的作用下转化成乙醇的过程。第36页，讲稿共41页，2023年5月2日，星