生物有机肥生产工艺 具有生物农药功能的有机肥生产工艺的研究

生物有机肥生产工艺具有生物农药功能的有机肥生产工艺的研究授予单位代码学号或申请号密级郑州大学硕士学位论文目其有生物农药功能的有机肥生产工艺的研究作肯姓名李清飞学科门类工学专业名称化学工艺导师姓名、职称王岩教授年月日论文题郑州大学硕士学位论文摘要烟草青枯病和黑胫病是我国烟草两种主要的土传病害之一。目前生产上主要采取综合防治措旖，包括栽培抗病品种、化学防治和生物防治等，但由于都存在着各自的局限性而无法从根本上进行防治。生态防治将生态学原理应用于病害的防治，是一种病害防治的新思维、新途径。本研究采用从原位土壤的细菌、放线菌和真菌中筛选出对烟草青枯病、黑胫病等具有生物防治功能的高效拮抗菌株，并将其接种于农业固体废弃物中，在将其制作成有机肥过程中拮抗菌大量增生。合理施用有机肥或将有机肥与生物防治或抗性菌应用相结合，将可以起到改善和修复土壤生态环境，提高土壤和烟株自身抗御病害的能力，减少肥料和化学农药使用，改善烟叶品质和实现烟叶生产的可持续发展。本文对烟草青枯病和黑胫病的拮抗菌进行筛选，获得株防治青桔病和株防治黑胫病潜能较大的拮抗菌，并以拮抗菌中抑制青枯病效果较好的菌株为考察目标，研究了其发酵条件和具有抑制烟草青枯病功能的烟草专用肥生产工艺，包括适宜的接种时期、接种量和大量繁殖所需的时间等因素研究；拮抗黑胫病的机理。研究结果如下、从福建烟田的病株中分离出烟草青枯病病原菌，从其原位土壤中经过分离纯化得到种土壤菌株，经过平板拮抗法筛选后得到对青枯病菌有明显抑制作用的株土壤细菌和株真菌，分别命名为、和，其中菌株的拮抗带最大，菌落拮抗带达。、烟草青枯病拮抗细菌发酵条件的研究表明，抑制效果较好的拈抗菌在范围内均能生长，最适宜的生长温度为；为对数生长期；值为。进行该菌的液体培养与扩增时，在相同的接种量下，三角瓶的最佳装瓶量为。通过正交试验法获较佳的液体培养基为蔗糖，一、牛粪堆肥，、蛋白胨，。、牛肉膏叽。、以牛粪为原料生产抑制烟草青枯病的有机肥研究，选用了抑制烟草青枯病效果较好的菌株作为生产用接种体，通过控制堆肥的温度和接种时问来生产有机肥。在的水浴中连续加热堆肥将堆肥中的土著细菌降低到馆（干基），冷却后立即接种，下培养，得到约兀悖（干基）的高浓度堆肥产品。大用试验表明该有机肥有一定的防病作用，青枯病防郑州大学硕士学位论文治率在。、从河南省罗山县和舞阳县烟区采集土壤样品中，经分离纯化获得个真菌菌株，采用平板对峙法发现其中株真菌对烟草黑胫病菌（脚鲫琅珐口，妇口）有明显的抑制作用，分别将其命名一和。耐菌主要拮抗机理为营养竞争和寄生作用而菌拮抗机理主要是拮抗作用、寄生作用和营养竞争作用。关键词烟草青枯病、烟草黑胫病、拮抗菌、生态防治、有机肥塑塑查堂堡圭兰垒笙壅【似弱盯，曲鲥姐，百画甜，虹，舔仃，柚，虹砸曲胡胁姐”如，缸髂皿仃）矗酣，邪璐舔鹪，托妇每量，锄勰，髓瑙裔如西，呻叩唱如山西打釉孤【恤陀幻盯，盘色订，柚瑁柚舔，也，洫）柚甜以姐、璺虹。如，璐，锄，他，丘郑州大学硕士学位论文，、掣，啪，硒，啪啪擒甜留（），）（），戗（坟）、玛，勰，衄珂伽融叠趾如，锄，（）了讲，趾呦】匝鲥，舯瑚，（）嘞丘咖妊仃，、，俩如锄矗姐，血量，一衄印砌锄胁，。口靠口甩已），仃一，西，邦州大学硕士学位论文前言由于全球生态环境破坏的严重性和能源短缺，已促使人们抛弃“石油农业”逐渐走向对环境友好和资源循环利用型的“生态农业”或“有机农业”，即可持续发展农业。可持续农业的发展要求减少化肥和农药施用，尽可能利用自然的、生态的、生物自身的和资源循环利用等方式来获取人们所需的农产品。我国烟叶常年种植面积为，万亩左右，虽然只占我国耕地面积的很小一部分，烟草和其它的轮作作物生产也会对我国的农业生态环境都会产生影响。另外，我国人均土地面积少，合理轮作制度得不到有效推广，严重的重茬现象导致烟草病虫害加重，加大了化学农药的使用量、病虫害抗药性增强、天敌减少、烟叶生产对农药的依赖性加强等，这不仅降低了土壤自然生态环境的自我调节功能，而且由于烟叶中化学农药残留量增加，为我国烟叶和卷烟的出口设置了“绿色壁垒”，同时也会引起社会对吸烟与健康关系问题新的纠缠。烟草青枯病和黑胫病是一类重要的烟草土传病害，它们通常侵染烟草根部，引起作物根部乃至全株的病害，造成重大的经济损失。生产上主要采用抗病品种和作物轮作等农业措施来防治烟草土传病害病，但是由于抗病品种需要抗病基因多样化，并且受环境的影响比较大，防治效果不理想。作物轮作也是防治烟草青枯病和黑胫病的有效方法之一。但是由于我国人多地少，生产中正常的轮作措旖无法实现。大量使用化学药剂来防治烟草青枯病和黑胫病会造成环境污染，药物残留对人体身体健康有害。同时，化学农药的长期使用，病原菌易对其产生抗药性，因而导致防治效果下降甚至防治失败。大量研究表明，烟田土壤中不仅存在引起烟草病害的微生物而且也存在多种多样的非致病性的、提高烟草健康的有益微生物，因而烟草的生物防治以及生态防治日益受到重视。生物防治措施是利用有益微生物降低植物病原菌对植物的危害。生态防治则是通过向土壤引入拮抗微生物、培肥土壤和提高土壤中生物多样性等措施，进而使土壤微生态达到平衡，最终通过土壤中不同生物之间的拮抗与竞争实现对土壤病害的防治。本文首先筛选高效抗烟草青枯病和黑胫病的菌株，进而研制具有生物防治功能的专用有机肥，通过向烟田施用这种功能性有机肥起到为烟株生长发育提供全面营养、提高烟叶品质、改良土壤、改善和修复土壤生态环境、提高士壤和烟株自身抵御土传病害的能力，从而达到减少化肥和农药用量的目的。郑州大学硕士学位论文文献综述烟草青枯病的研究概况及其防治措施烟草青枯病是一种由布可氏杆菌（血厶渊胁肠，口印删埘）引起的系统性侵染病，烟株一旦染病往往造成整株死亡，其危害往往是毁灭性的，因此常常给烟草生产造成重大经济损失。多年来，该病在我国南方烟区普遍发生，发病面积达，造成的损失多达，万元【】高温、高湿和多雨的天气导致的潮湿植地环境有利于该病害的大面积流行。烟草青枯病病原菌主要随植物残体遗落于壤中越冬，也能在种子内或田间其它寄主体内越冬，带菌的土壤、病残组织和有含有病菌的有机肥料等是本病的主要初染源，病害的传播主要靠灌溉水、雨水、带病苗、农具、病土以及人畜的活动等陋。目前在生产中尽管采用化学药剂防治卜、生物防治【、合理轮作鸭埔，、种植抗病品种【鹕和调整烟苗移栽期等综合措施加以防治，但也无法杜绝该病的发生。青枯病发生原因及其生态分析烟草青枯病的病原菌是细菌，病菌以腐生或存活于土壤、肥料和病株株体中越冬，由流水、雨水、昆虫和被污染的肥料、病菌、农具、人畜及含菌的泥土传播，从寄主的根部或茎部伤口侵入。在福建、湖南等地月中、上旬初见病株，月上、中旬为发病高峰期，整个发生期。决定烟草青枯病始发期和消长动态的主要生态因子有很多，但最为主要的是当地的气温、湿度和土壤因子。当久雨和大雨后转晴，气温急剧升到以上时开始发病，气温回升越早、越高，始发期越早；当久雨后转晴，气温急剧上升到以上时，田问病情进入加剧期。通常情况下，土壤粘重且排水不良的烟田最早出现病株，但发病较轻，而土壤孔隙度大，升降温快，晴天日夜温差大的砂质土、砂壤土和土层浅薄的烟田，因月下旬至月上旬大阵雨、暴雨或大暴雨的高温高湿天气多，雨后转晴气温一般都在，加上地膜覆盖烟畦，膜下土温高达，最适宜该病菌的侵染，所以发病率也最重。除上述诱发烟草青枯病发生的自然因素外，该病能够大面积流行并造成严重损失的更为重要原因则是我国烟田土壤微生态系统的破坏。长期以来烟硐不良的耕作、施肥和管理方式，如大量化肥和农药的施用、有机肥施用量减少、长期连该内容已和南农业科学年第期发表，见什件。郑州大学硕士学位论文作等导致土壤微生态系统遭到严重破坏、微生物区系失调，土壤失去了自身的调节能力，因而无法抑制某些病原菌的大量滋生，从而造成病害的严重发生。这一论点已被许多研究所证到。当前烟草青枯病主要防治措施及存在的问题在病害发生期采用化学防治方法防治青枯病，有时可以迅速控制病害的流行【，铡。化学药剂防治见效快、方法简单易行，但农药的施用易产生农药残留而降低烟叶的安全性，长期使用化学药剂也会增强烟草青枯病病原菌的抗药性，并使土壤的微生态系统更加失调，因而不利于烟叶生产的可持续发展。生物防治主要是利用微生物来防治植物病害，即利用有益微生物来影响或抑制病原菌的生存及其活力，从而降低植物病害的发生率或发病程度等。其防病机理主要包括利用抗菌素、细菌素或噬菌体杀死病原菌或抑制病原菌的增殖；拮抗菌与病原菌之间的位点及营养竞争；诱导寄主抗性通过控制环境条件降低病原菌的密度等【侧。目前用于烟草青桔病生物防治的抗性菌大部分是从土壤、根际或植物体表分离而得。通常这些菌在室内或者小区试验时表现出一定的拮抗作用，但在大田条件下成功的例子尚不多见脚删。其中的原因可能有以下几点（）复杂的土壤生态环境，常使拮抗菌在土壤中不能大量繁殖，因而无法发挥抑制病原菌的作用，现勰；（）抗性菌在寄主体表或体内不能正常定殖冽（）抗生菌在数量和获得的营养等方面与土壤微生物竞争处于劣势，因而无法成为优势菌埘（）拮抗菌抑菌范围窄【】等。烟草生产中实行作物轮作制度也是防治烟草青枯病的另一途径，国内外对此有着一致的意见【列。烟叶青枯病的病原菌能够在土壤中存活数年，如果连作，病菌就可以有丰富的食料和熟悉的生活环境而得以大量繁殖，使其侵害烟草的强度和频度大大提高。轮作的好处是尽可能地不给病原菌的取食和繁殖留下适宜的生态环境条件，使土壤中有害生物的群体得以迅速衰减，达到减少或者减轻烟株发生土传病害的目的。用不易感病的作物轮作能够降低病原菌的数量，如与禾本科作物进行轮作或采用水早轮作等都能抑制烟草青枯瘸的发生杠。但是，由于我国人多地少，存在严重的粮烟争地现象，因此在通常情况下合理轮作难以实现，并且这一措旋也只能在一定程度上对青枯病进行控制而无法彻底消除。郑州大学硕士学位论文种植抗病品种是防治烟草青枯病的经济而有效的理想途径【。但是，一般来说，要选育和引起具有抗病基因多样化、品种抗性不过早和过快丧失等多种优良性状的品种并非易事。就抗病品种而言，烟草对青枯病的抗性是由多基因控制的，其抗性水平也易受许多环境因素的影响，我国曾经引进美国一些抗病品种，经过一定时间的种植后有，这些品种的抗性大大减低。因此，单独使用抗病品种往往无法满足我国烟草行业的稳定生产。另外，加强烟田管理如及时清理发病烟田病残体以减少初染源、适时排灌、合理密植改善通风透光条件以提高抗病能力等，但这些措施只能在一定程度上减缓病害的发生，并不能根除。适时早播、适时移栽，避开病害高发期也可以在一定程度上防止青枯病的发生，但该措施常因烟株生长发育期的要求而受到很大限制。调节土壤微生态平衡和作物自身抗病机制防治烟草青枯病害烟草青枯病害是一种典型的土传病害，以往防治土传病害的方法主要是进行土壤灭菌。灭菌的方法通常有种，一种是药剂灭菌如采用氯仿及其替代品进行土壤灭菌（氯仿因与大气层臭氧消失有关，已被禁止使用），但药剂灭菌易造成土壤残留而影响苗的生长。另一种方法是采用热水灭菌【朔，该方法虽然不残留药害，但非常耗能。除上述缺点之外，这种方法更为严重的后果是灭菌后形成了一种土壤生物真空，因而一旦土壤受到病原菌侵染，会导致病原菌的大爆发而造成更为严重的后果。因此，人们在总结过去防治士传病害的成功与失败的基础上，已逐步转向生态防治【，铷。土壤中存在着各种各样的生物，在肥力较好的土壤中各种生物之问存在着一种平衡，由于它们之间在营养、生存空间等方面的存在着激烈的竞争，使得每种生物都不容易过分滋生，从而呈现出较强的自我调节能力。因此，通过调节土壤微生态，利用土壤自身的调节起到抑制土传病害的目的，这已有较多成功的例子【柏郴】。如前所述，由于我国多年来大量化肥和农药施用、有机肥施减少、单一种植等已导致土壤微生态严重破坏，从而失去了自我调节能力。因此，我们就必须采取措施恢复土壤的微生态平衡。郑州大学硕士学位论文合理施用有机肥是有效改善土壤微生物平衡的最佳方式之一。通过施有机肥可以提高土壤中有机质含量，恢复被破坏的土壤生态，创造一个更加稳定和适宜各种生物生长繁殖的环境，从而建立起复杂的土壤生物体系。这样，通过生物之间的竞争来抑制有害生物的大量繁殖，达到控制土传病害的耳的。传统的生物防治方法是将拮抗菌直接施入土壤中，而土壤微生物对外来“入侵者”有强烈的排斥作用，拮抗菌进入土壤中以后，由于环境不适、营养不足等原因无法充分繁殖而成为优势菌，因而发挥不出应有的拈抗作用【，剖。所以，根据土壤微生态原理的营养抗性理论，应该在抗生菌的使用和生产方法上加以改进。改进的方法之一是应尽量从原位土壤进行抗生菌的筛选，以便于该微生物施入土壤后能较快适应当地的生态环境；改进之二就是在应用抗生菌的同时配合充分的营养，让抗生菌在营养上处于优势，从而保证其在数量上也处于优势。改进之三就是抗生菌的施用量要大，使其一开始就占据有利的生态位。改进之四就是生物农药或抗生药剂的生产方法。由于以往的生物农药或抗生菌剂的生产价格较高，在田间施用量上往往受到限制。因而在生产上必须采用廉价原料，如采用农业生产中的有机固体废弃物，就像生产堆肥那样进行大量生产、降低生产成本以利于推广应用。这样就可以在施用有机肥的同时也带入大量的抗生菌。由于为拮抗菌提供了良好的营养和环境条件，因而可促进其大量生长繁殖而达到抑病的目的。生态防治与植物诱导抗性相结合。植物体内系统存在多种抗性机制，但植物在未受到病原菌的威胁时一般不表达。当人为地向植物根际接种一种弱毒性病原菌时，就会诱导植物潜在的抗病基因转为抗病表达型，从而对将来更有毒性的病原菌产生一种有效的抵抗力。因此，抗性诱导将病害控制对策由病原一寄主互作的外系统转向互作的内系统，增强了对病害的可控性和预防性明。由于诱导抗性具有非专化性、系统性和持久性以及无公害性等特征，其应用可达到多抗、高抗和环境保护等多种目标。诱导因子多种多样，因而也便于生产和推广利用。等人【】采用一种诱导物，可以激活许多重要作物的生长和保卫系统，用该诱导物喷施于植物叶片或进行浸根处理，不仅可以使植株获得对几种主要病害的系统抗性，还可以提高植株的根系活力。【】的研究表明在烟草根部接种青枯病菌的死菌能郑州太学硕士学位论文诱发植物体的抗性，这些经诱导的植株对于致病性青枯病菌有强烈的抑菌作用。也证明在田间施用堆肥和堆肥发酵液可以激活植物的许多抗病基因。总之，生态防治是一种病害防治的新思维、新途径，它将生态学原理应用于病害防治，克服了以往“末端治理”的缺点。而通过旌用有机肥改善和修复土壤生态环境，创造出适宜于丰富多样的土壤生物生长的环境，提高土壤和烟株自身抗御病害的能力、减少肥料和化学农药使用，改善烟叶品质，从而实现烟叶生产的可持续发展。当然，正如通常的生物防治一样，生态防治也不像化学农药、杀菌剂那样见效快，它需要较长的时间培养才能建立一个健全的生物防控体系，这种体系一旦建立就可以长期抑制或者减少病害发生。烟草黑胫病的研究概况及其防治措旌烟草黑胫病是由烟草疫霉菌（矾伊加玎砌口柚）引起的一种毁灭性土传真菌病害。该病属于维管束系统性病害，在我国北方烟区普遍发生，一旦发生，就很难控制，我国每年平均因烟草黑胫病造成的经济损失达亿元以上【，严重阻碍了我国烟草行业的可持续发展。植物病理学家认为植物发病与寄主、病原菌和环境这三个因素有密切关系，当病原菌与易感寄主相遇在适宜的环境中，植物就开始发病，如果修改或根除这三者中的任何一个，就可以减轻或控制植物病害【】。而目前生产上一般通过采用抗病品种烨，作物轮作堋】、化学防治【捌、诱导抗性以及生物防治【】等综合防治措施来防治烟草黑胫病。但是由于种种条件的限制，无法根除该病。本研究在分析当前主要防治措施的基础上，结合生物防治以及施用有机肥来调节土壤微生态环境来防治该病。烟草黑胫病的发生原因与分析烟草黑胫病是一种真菌性的土传病害，带菌的土壤、粪肥及灌溉水是烟草黑胫病的主要初侵染源，其次为带病烟茁。黑胫瘸病菌以土传为主，由风雨、流水、灌溉水、粪肥、病士、病苗、农事操作为传播途径，从烟草根部和茎基部入侵，瘸株上产生的孢子囊和游动孢子借雨水或灌溉水传播，可引起再侵染。烟草黑胫病菌主要集中在距土表的范围内活动，以在土壤、粪肥中的病残体上的郑州大学硕士学位论文厚垣孢子和休眠菌丝体越冬，可以在土壤中存活年左右陋】。其发生流行与温湿度有密切关系【删，高温、高湿有利于该病害的发生。平均气温在最适合病菌侵染，在发病最快，湿度是烟草黑胫病流行的限制因子，雨后相对湿度保持在以上，田问会出现发病高峰，加上地膜覆盖可保温保湿，地膜土温升高，田间湿度大，加快了病菌侵染和病害发生。除上述诱发烟草黑胫病发生的自然因素外，作者认为该病能够大面积流行并造成严重损失的更为重要原因则是我国烟田土壤微生态环境遭到破坏。在造成烟草土传病害严重发生的因素中，土壤因子和农业措施（耕作制度、施肥和管理方式）所占比重较大，如偏施化学肥料和农药，缺乏有机肥，长期连作和复种，导致土壤生态肥力下降、养分失调、形成不利于作物健康生长而有助于病原菌侵染的土壤微生态环境，导致病菌的大量滋生，影响烟草生长发育，从而制约了其产量和品质。当前防治烟草黑胫病主要措旌及存在的阃题种植抗病品种是控制烟草黑胫病最经济有效的措旆，它具有经济有效、效果稳定、不会出现人畜中毒和污染环境的优点。但是采用抗病品种防治烟草黑胫病不但考虑品静的抗病水平与稳定性。还要顾及其产量和质量，以及适应不同的环境的能力，这样会给选育品种增加压力另外，该病菌的游动孢子在适宜的环境中能够快速大量繁殖，迅速侵染烟草根部和茎基部，而使烟草可以在一个季节中多次侵染发病并且还可以与其它病害混合发病，常导致抗病品种抗性丧失，从而影响烟草的稳定生产。化学防治可以在短期内快速有效地防治该病的有效措施。种植烟草时，利用土壤熏剂（如溴甲烷、氯化苦、威百亩等）能够成功地降低土壤土传病原菌的数量，但这种方法成本高，长期反复使用会导致农药残留而污染土壤环境以及病菌的抗药性等问题，并且还会杀死促进植物生长的有益微生物，从而灭菌后形成的“生物真空”，一旦病原菌入侵会造成严重的后果。在烟草发病期使用化学农药短期内有效果的，但黑胫病侵染期长，化学防治难以长期奏效。并且烟草是叶用作物，施用化学农药后会影响其品质而阻碍烟草的可持续发展。作物轮作亦是防治烟草黑胫病的另外一个有效途径。在烟草生产中采用作物轮作制度可以避免黑胫病害积累，在同一块地里连作同作物数年，许多植物郑州大学硕士学位论文疾病因熟悉土壤环境而大量繁殖并且在土壤中积累，用不易感病的作物轮作能够打破这种循环，从而减少病原菌的数量。如重病区可与水稻、高粱、玉米、甘薯、大豆等作物实行年轮作能够控制和减轻黑胫病害【；轮作的另一个好处可以有利于恢复和调节土壤肥力，可做到合理地用地养地，以保持和提高土壤肥力，从而使烟草能够茁壮生长，增强其抑制病害的能力川。但是，由于我国人多地少，存在严重的粮一烟争地现象，因此在通常情况下合理轮作难以实现，并且这一措施也只能在一定程度上对青枯病进行控制而无法彻底消除。另外，加强烟田管理如及时清理发病烟田病残体以减少初染源、适时排灌、合理密植改善通风透光条件以提高抗病能力等，但这些措施只能在一定程度上减缓病害的发生，并不能根除。适时早播、适时移栽”，避开病害高发期也可以在一定程度上防治黑胫病的发生，但该措旌常因烟株生长发育期的要求而受到很大限制。生物防治烟草黑胫病是病原菌与拮抗微生物之间的相互作用的结果。拮抗性细菌、真菌或放线菌能够产生抑制病原菌的生长、孢子萌发或孢子形成的抗生素或有毒的代谢产物；直接寄生病原菌；与病原菌营养竞争。不论是那种抑常病害机理，有必要确定和维持拮抗菌的抑制病害的极限水平，如果拮抗菌的数量或活性低于这一极限，那么烟草疫霉菌可能发展而引发病害。水有利于烟草疫霉传播，烟草疫霉孢子能够在水中萌发（如图】），产生的孢子囊释放游动孢子并且能图在适宜的环境中疫霉菌的孢子囊释放孢子够通过流动的水转移到新的感染地；烟草感病组织可能产生孢子囊和游动孢子并且这些孢子通过水传染其它烟株，从而引发大面积烟草黑胫病害。但是如果生物控制有效，在发病的关键时期，拮抗微生物有效地阻碍了病原菌发展，从而防止郑州大学硕士学位论文病害的发生。在某些情况下，拮抗菌通过产生的拮抗物质溶解病原菌的菌丝、孢子或抑制病原菌的孢子形成而降低病原菌菌的数量（图】）。研究表明，图树皮堆肥发酵液破坏疫霉菌孢子对于抑制烟草疫霉的土壤来说，增加有益微生物数量与降低病害发生率或严重性有一定的相互关系，这些有益微生物由土壤中起营养作用的高度有机物质所维持。目前防治烟草黑胫病菌的生防菌主要是从根围分离的真菌、细菌和放线菌【，这些根围拮抗菌生活在烟草根圈内、与烟草有密切关系，可在烟草根部定殖和存活并可通过多种机制来减轻或防治烟草病害，从而减少烟叶产品的损失。但是目前许多利用拮抗菌生物防治烟草黑胫病的研究主要集中在土壤中反复使用单一菌来抑制烟草病害，这种方法在实验室或小区内防治效果较好，在大田中成功的不多，这可能是因为拮抗菌株在土壤不具广泛的适应性、不能有效利用土壤中各种营养、在变化的环境中不能正常定殖烟草根围【删和产生抑制病害的代谢产物等，很难大面积推广应用。与之相对应的是【，等人运用多种拮抗菌的混合制剂和通过有机堆肥管理和运用拮抗微生物体系来已经成功地防治园艺业、苗圃中的一些土传植物病害，但是利用这一措施在我国防治烟草黑胫病方面还没有引起足够的重视。利用有机堆肥管理拮抗微生物体系防治烟草黑胫病在园艺业、高价值的作物和盆基质中，合理使用有机肥已经成功地防治了根腐土传病害柏，有机肥之所以能够抑制土传病害是因为它培育了个有大量有益微生物存在的多样化的土壤环境，并为那些与植物病原菌竞争、寄生于病原菌或以病原菌为食和产生抗生素的有益微生物提供了个营养来源和避郑州大学硕二学位论文难场所，使有机肥中多样化的有益微生物在土壤中大量增生、调节了土壤微生态平衡，从而抑制了孢子萌发和防止植物染病。研究表明【舯】，土壤中有益微生物的生物防治功能大小或强度与土壤中微生物的总活性宣接相关。土壤活性微生物量越大。它们对土壤中有机碳、营养元素和能量的竞争利用能力就越强，因而对土壤病原菌的抑制能力就越强。向田间施入大量的有机肥能够降低一些病菌的发病率和严重性，这就是因为土壤中微生物的活性增加，提高了与病原菌竞争碳、氮的能力，并且产生拮抗物质使病原菌细胞溶解或促使病原菌的繁殖体休眠，最终使病原菌致死等的结果，从根本上抑制了植物病害。为了利用有机堆肥成功地生物防治烟草疫霉，必须考虑向土壤中引进拮抗微生物或增强土著拮抗菌，但这很少能够成功，这是由于外来微生物与土著微生物竞争或者不适应土壤环境而无法生存。通过向土壤中施入大量的有机堆肥来促进拮抗微生物的大量繁殖，但是并非所有的有机堆肥都具有这样的功能。在土壤表面积累的有机物质刺激烟草根向腐殖质生长，即使在土壤有机物质层下面出现病原菌，但其并不能使“受保护”的烟根感染病害。在这种情况下，在有机质中似乎没有引进拮抗菌而是在营养上刺激了其繁殖。利用高纤维素的有机堆肥物质（如牛粪）会促进能够溶解疫霉菌菌丝或孢子的产纤维素酶的微生物大量繁殖。如果土壤中土著拮抗菌的数量本身就不高，那么有机堆肥就很难在较短的时间内提高其数量，也就无法提高土壤抑制病害的能力。利用诱导抗性防治土传病害是一条利用自然微生物资源，充分发挥植物抗病潜力的重要生防途径。诱导抗病性是利用生物、物理或化学因子处理植株，启动植物的防卫反应，加快和增强抗菌物质的代谢活动，使植物产生局部的或系统的抗病闱。有机肥也能诱导植物系统抗性，等人【】已证明有机肥和有机肥浸出液能够激活植物中的抗病基因。当病原菌出现时，这些抗病基因由植物“打开”，动员植物体内的化学物质抵御病原菌入侵。但是，研究表明生长在有机肥中的植物就已启用了这种抗病系统，所以利用有机肥改良土壤能够成功地抑制土传病害。针对目前防治烟草黑胫病存在的问题，依据土壤微生态原理的营养抗性理论，我们在生产和使用生物有机肥的方法上进行调整（）尽量从原位土壤进行抗生菌的筛选，以便于该微生物施入土壤后能较快适应当地的生态环境；（）多郑州大学硕士学位论文种拮抗菌混和使用，这样就能够实现多种生防机制（拮抗、竞争、诱导抗性、寄生同时起作用，从而更好地抑制烟草黑胫病；（）降低生产生物制剂成本，象以农业生产中的有机固体废弃物为原料作为固体培养基来大量生产拮抗菌，这样可使生产成本降低以利于推广应用；（）合理应用生物有机肥的浸出液，在烟草黑胫病发病前期用于灌根处理以诱导烟草抗病，效果可能会更好（图）。图牛粪堆肥发酵芟破坏烟草疫霉孢子（）向腐熟的有机肥中引入拮抗微生物，这样向土壤中施入大量有机肥同时增加了土壤中拮抗病原菌的有益微生物的数量，且富含丰富的营养物质的有机肥不仅可补充烟草生长所需要营养，增加烟草作物根系发育，增强烟草的抗病能力而且还为抗生菌起到一个理想的营养来源，促进拮抗微生物在土壤中大量增生。这样就导致由微生物活动的可持续性的生物控制土传病害的土壤环境，从而达到抑病的目的。总之，利用有机肥改善和修复土壤的微生态环境，促进有益微生物在土壤中大量繁殖，调节土壤中的微生物之间的平衡，提高土壤和烟草自身的抵御土传病害的能力，减少肥料和化学农药使用，改善烟叶品质，从而实现烟叶生产的可持续发展。影响生物射剂的因素堆肥过程大致可分为三个阶段，初级阶段出现在，温度逐渐升高到，糖和其它易生物降解的物质被毁坏。在第二阶段，当高温占优势时，较难降解的纤维素物质被毁坏。嗜热菌在这一阶段占优势。植物病原菌和草籽被在这个高温阶段产生的热量杀死。让所有堆肥都接触高温产生一种没有病原菌和草籽的产品必须经常翻堆。但是大部分有益微生物在这个高温阶段也被杀死【，而大部分有益微生物仅在堆肥外层温度较低的部分存活（），通常在翻堆之后和堆肥在降温阶段嗜温微生物会重新在外部重新定殖，大部分生物制剂也会在堆肥高温后重新定殖（如图【蚓）。芽孢杆菌属（勘砌鼢），拈“嚣生产堆肥时间图堆肥过程中阶段温度逐渐升高，产生热量，易溶性物质降姆阶段纤维素和半纤维素在高温条件下分解同时有水、二氧化碳、氢气和热量放出；阶段后熟期和稳定期，堆肥温度下降，腐殖质增加，嗜温菌和拮抗微生物重新定殖堆肥。肠杆菌属（励勘晰弘），黄杆菌（砌妇鲫删妇协砌删）假单孢杆菌属（脚耐鲫口只），其它细菌类和链霉菌屑，青霉菌属，几种木霉菌属，绿色粘帚霉（泐地坍妇埘）已经被确定作为在堆肥改良剂中的生物制剂【引。堆肥的水分含量主要影响堆肥高温后嗜温细菌定殖堆肥的能力。堆肥水分小于（湿基）时，堆肥优先为真菌和放线菌定殖，这样会引发腐霉病（册鲫咖脯口阳配）。为了诱导抑制，水分含量至少在（湿基），在堆肥高温过后，促进植物生长的细菌和细菌生物制剂、真菌和放线菌在那样高的水分含量中自然定殖【，因此堆肥的水分含量保持在以上，生物制剂在堆肥过程中大量定殖，此时细菌和真菌在堆肥高温后会定殖该物质。为了防止干燥，在堆肥堆制过程中必须向堆肥中添加水。堆肥的值也影响有益微生物定殖堆肥的能力，值小于的堆肥挪制细菌生物制剂【。鼢研究发现，当所有因素被优化时，即使水分保持在（湿基）以上，的堆肥仍缺乏自然抑制植物病害的能力。为了使堆肥具有最大自然控制病害的能力，堆肥必须（）高温后用生物控制制剂接种；（）发酵后期时间足够长（大约几个月）轴；（）应用混合微生物比单一菌株效果好【】，堆肥具备这些条件，持续地、广泛地控制土传病害是可行的。国内外利用有机肥进行土传病害防治的研究现状及发展趋势国内外此类研究的现状世纪年代，美国俄亥俄州大学植物理病学教授【首次利用树皮制作的堆肥成功地防治苗圃中严重的腐霉病、疫霉病和立枯病等土传病害，并提出了两种利用土壤有益微生物对土传病害进行防治的方式”】。是利用有益微生物与病原菌竞争和拮抗；分泌抗生物质、特种酶或毒素；直接捕食病原菌；刺激作物产生诱导抗性或使作物改变根系分泌物的成分。二是利用特种微生物的专性抑制作用即通过向有机肥或栽培基质中接种对已知病害有防治作用的微生物，在施肥的同时达到防治该种病害的目的。由于【的成功研究，俄亥俄州已有三十多年不再使用对大气臭氧层有破坏作用的氯仿进行苗圃土壤的消毒了。在土传病害非常严重的情况下，使用氯仿替代品进行土壤灭菌，为了防止灭菌后形成的“生物真空”被有害微生物占据，而旖用富含有益微生物的堆肥。同样，在年代，日本也利用落叶松树皮制成的堆肥非常成功地防治了因连作而出现的山药霉腐病。之后以色列、荷兰、德国、瑞典等国家都相继开展了草莓、番茄、土豆、莴苣、黄瓜、玫瑰、菊花等作物利用有机肥（堆肥）进行土传病害的生物防治研究工作。我国在上世纪年代也开展了这方面的研究工作，尤其在菌根菌的研究与应用方面取得的成绩最为显著。大量研究表明，有益微生物的生物防治功能水平或强度与土壤中微生物的总活性直接相关。即土壤活性微生物量越大、利用土壤中有机碳、营养元素和能量的能力就越强，因而抑制土壤病原菌的能力就越强。因此，通过微生物对土壤有效营养物的竞争是发挥有益微生物抑制土传病害的关键点。所以，我们的旌肥方式和土壤管理的目标就应该是创造出能够大量繁殖土壤有益微生物（病原菌的竞争者、抑制者和捕食者）并为这些微生物源源不断地提供食物的土壤环境。只有创造出了这样的有利土壤环境，才能有效发挥土壤与作物本身抵御病害能力。郑州大学硕士学位论文经过长期的探索与研究，人们已经了解很多对植物土传病害具有生物防治作用的有益微生物，包括细菌（如芽孢杆菌、肠细菌、黄杆菌属和假单孢菌）；放线菌（如链霉菌）和真菌（如青霉素、木霉菌、粘帚菌）等。目前，国外一些生物技术公司通过接种有益菌已生产出了具有生物防治功能的有机肥专利产品和幼苗用栽培基质，基于商业秘密而没有把这些生产技术公布于世。并且这些研究与产品大都集中在商业性强的苗圃、园艺和少数经济价值高的作物上，而对烟草生产中利用有机肥进行土传病害的防治与开发研究相对较少。目前存在的问题及发展趋势由于土壤有益生物的一般抗性不可能对所有病原菌有效，因此需要专门接种那些对已知病病害有抑制作用的微生物。这种专门接种防治病害的有机肥在全球范围内崇尚“有机食品”或“绿色食品”的形势下蕴藏着无限商机。因此，世界各国都在积极开展该方面的研究。但是，尽管人们已知很多微生物对土传病害有抑制作用，但由于微生物种类繁多和遗传多变性等原因，要筛选高效的菌株仍需要大量研究工作。同时，大量研究表明【珏如果将一种单一的有益微生物直接引入土壤一般很少能达到长期抑制病害的目的。因为，这种新接入的微生物将无法与已存在的微生物进行竞争或因土壤中食物来源不足而从土壤中消失。同样，这些菌也不易直接接入栽培基质或有机肥料中，因为这些菌的接种成功与否与栽培基质或有机肥中有机物的分解水平直接相关【】，新鲜的有机物质因含有高浓度的营养物质成分如葡萄糖、氨基酸等能抑制这些菌产生其寄生所需的一些酶而不能支持其生物防治功能。因此，要成功接种这些微生物就必须使有机肥稳定至足以使生物防治功能菌大量繁殖并可能为成为优势菌群的水平。但是过度腐殖化的有机肥又因缺乏活性有机物质也不能支持大量微生物的繁殖与生存。因此，只有处于这两个极端的有机物质分解水平才可以支持生物防治功能。近年来，尽管生产优质有机肥方面的技术日益成熟，但要将筛选出的高效有益微生物引入有机肥生产过程中，并生产具有特种病害防治功能的有机肥生产技术方面尚很困难。首先，不同微生物生活所需的适宜条件很不相同，因此有机肥的生产工艺需要依不同的有益微生物进行调整。其次，在优质堆肥生产过程中何时接入有益微生物需要探索。如果将接入过早，在堆肥过程中产生的高温（）将会杀死接入的微生物。如果接种过晚，则会因堆肥内其它微生物的大量存郑州太学硕士学位论文在和盐分浓度高等原因使接入的菌无法大量繁殖。如果让有机肥生产不经过高温阶段，又会因堆肥原料本身无害化程度低和腐熟度不高等影响堆肥的品质。如前所述，近年来国外一些生物技术公司相继开发成功某些病害防治的有机肥的生产技术，但由于商业秘密未把这些技术公诸于世。这就需要我们在有机肥的发酵工艺上进行研究和开发。除此之外，堆肥中素水平对生物防治效果的影响也很大。有研究表明【，如果堆肥的素含量较高，施用后常会引起杜鹃花的疫霉病、仙客来的枯萎病和火疫病发生等。采用小比值较高的材料如木质材料等，制作堆肥时就不易发生这些病。但是，当比超过时就易产生素的生物固定，易使作物出现缺症状并诱发感染病害。由于烟草是一种注重品质的特殊农作物，施用有机肥后不仅要提高烟叶产量，更重要的是要提高烟叶品质。因此，在有机肥生产中如何正确选择堆肥材料和在烟田中合理施用技术等方面也进行细致的研究。选题的目的和意义土传病害是一类重要的植物病害，分布几乎遍及世界各地，而且寄主非常广泛，包括粮食作物和经济作物。土传病害一旦发生，难以控制，往往造成作物的大面积死亡甚至绝收，造成重大的经济损失。烟草青枯病和黑胫病均是烟草种植中两种最主要的土传病害。烟草青枯病在我国南方烟区普遍发生，其中最严重的省份有广东、福建、湖南、贵州和四川等省，在福建省该病的发病率通常为一，严重时可达。烟株一旦感染该病，几天内整个烟株即可死亡，因而造成的经济损失极大。烟草黑胫病除在我国的东北烟区发生较少外，华南、华中、华东和西北烟区均普遍发生。该病常导致烟草矮化，萎焉、叶片发黄，根和茎基部坏死，重者损失可达到，采收期可造成大幅度减产。目前，这两种病害主要均以化学防治为主，但是过量的化学杀菌剂的使用不仅会造成农药的残留而影响烟叶品质，而且会引起严重的土壤污染和地表水体的污染。生态防治是近年来提出的一种新的植物病害防治理念。即通过施用有机肥和有益微生物来调节和修复土壤的微生态平衡，以达到抑制土传病害的目的。但是，目前存的问题有量大（）筛选出的有益菌环境依赖性强、达到抑制