微生物肥料第二节.ppt

第二节 微生物肥料促进植物生长的机理 微生物肥料作用 一 二 三 四 活化并促进植物对营养元素吸收 产生生理活性物质刺激调节植物生长 产生抑病作用间接促进植物生长 提高植物的抗逆性 大量元素 氮磷钾 活化并促进植物对营养元素吸收 微量元素 主要Fe 一 氮磷钾大量元素 微生物固氮作用 微生物解磷机理 微生物解钾机理 微生物刺激植物对氮磷钾大量元素的吸收 一 微生物固氮作用机理 根瘤的形态结构 苜蓿根瘤 大豆根瘤 A 有限型根瘤 B 无限型根瘤 根瘤的形成 1 根瘤菌吸收豆科植物的信号物质 类黄酮 2 根瘤菌分泌生长素使根毛卷曲并形成侵染线 3 侵染线增长 伸入植物根部的皮层 4 皮层细胞有丝分裂 成为根瘤的分生组织 5 分生组织发育成根瘤 6 此时根瘤菌从侵染线中释放 进入根瘤中的菌体进行分化成为类菌体 进行固氮 类菌体类菌体外周膜类菌体外周空间豆血红蛋白 根瘤的结构 血红素 珠蛋白 豆血红蛋白 组成 运输氧 保证固氮类菌体呼吸作用所需的氧气 降低其周围的氧分压 提供固氮的厌氧环境 细菌侵入之后由豆科植物产生 由根瘤菌自身合成 结瘤基因 与根瘤形成有关的根瘤菌基因 与细菌表面多糖合成有关的基因 结构基因 调节基因 调节基因nodD 其产物NodD能识别植物的信号 类黄酮 与植物信号结合后 NodD的构型改变 进而结合到启动子区高度保守的nodbox序列上 使结瘤结构基因得以激活进行转录 共同结瘤基因nodABC 所有根瘤菌中都存在 进行细胞分裂及形成宿主根毛 宿主专一性基因 如nodH参与宿主选择 被调节基因nodD激活后 使根瘤菌合成并分泌脂多糖信号分子即结瘤因子 结构基因 N2 8H 8e 18 24 ATP 2NH3 H2 18 24 ADP 18 24 Pi 总反应式 生物固氮的生物化学机制 生物固氮必备的条件 电子供体 固氮酶 电子载体 能量 铁蛋白 传递e 和H 固氮酶 钼铁蛋白 催化N2 NH3 氢 电子和能量来源 厌氧固氮菌 丙酮酸裂解 光合固氮细菌 光合磷酸化 好氧固氮菌 氧化磷酸化 TCA 根瘤菌 氧化磷酸化 TCA 固氮酶的催化过程 二 微生物解磷作用机制 磷在自然界中存在形式 无机磷 1 3 1 2 有机磷 1 2 2 3 原生矿物 次生矿物 磷酸肌醇 磷脂 核酸 磷蛋白 磷酸糖 50 磷灰石 Fe p Al p Ca p 1 溶磷微生物产生各类有机酸和无机酸 使无机磷转化为有效磷 产生无机酸 使难溶性磷酸盐降解 使闭蓄态Fe p Al p Ca p 释放有效磷 产生有机酸 2 产生胞外磷酸酶 使有机磷水解为有效磷 解磷微生物产生胞外磷酸酶 催化磷酸酯或磷酸酐等有机磷水解为有效磷 磷酸酶是诱导酶 微生物和植物根对磷酸酶的分泌与正磷酸盐的缺乏程度是正相关系的 缺磷时其活性成倍增长 3 呼吸放出CO2 降低周围的pH值 使无机磷转化为有效磷 溶磷微生物通过呼吸作用放出CO2 能降低它周围的pH值 从而引起磷酸盐的溶解 某些细菌还可以释放H2S 它能与磷酸铁作用 产生硫酸亚铁和可溶性的磷酸盐 三 微生物解钾作用机理 云母 长石 磷灰石 土壤中钾元素的存在形态 1 水溶性钾 数量少 2 交换性钾 数量少 3 难溶性钾 大量98 这类细菌也俗称 钾细菌 硅酸盐细菌使难溶钾转化为有效钾 低分子量的酸性代谢物 如柠檬酸 乳酸等 解钾机理 细菌胞外多糖的形成 二 产生活性物质刺激植物生长 1 植物激素 2 酸性物质 生长素 Auxin 赤霉素 GA 细胞分裂素 CTK 乙烯 ethyne ETH 脱落酸 ABA 植物生长激素的种类 一 植物激素 植物生长激素的生理效应 分裂 伸长 分化 性别的决定 休眠 脱落 发芽 生根 开花 结实 二 酸性物质 许多微生物通过自身的三羧循环作用产生有机酸而进行螯合作用和酸溶作用 水杨酸 核酸 水杨酸 诱导植物开花 促进植物对P K的吸收 促进种子萌发 核酸 增强植物的光合作用 三 产生抑病作用间接促进植物生长 PGPR 植物根际促生长细菌 是指在根圈内存在某些能促进植物生长的细菌 主要是PGPR plantgrowthpromotingrhizobacteria 的抑病作用 PGPR的抑病作用 产生铁载体 产生卵磷脂酶和几丁质酶 产生抗生素 铁载体是一种低分子量配位体 可以与三价铁离子形成络合物 其