微生物和农业专家讲座

一、微生物肥料二、生物农药三、食用菌四、微生物饲料

微生物和农业专家讲座第1页（一）微生物肥料概念及主要作用

国际上对于广泛用于农业生产菌肥称为生物肥科(Bio-fertilizer)，我国称之为微生物肥料(Microbialfertilizer)。微生物和农业专家讲座第2页

我国微生物肥料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。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，取得了十分好效果。从土壤肥力而言，根瘤菌肥料还有增加土壤氮素提升土壤肥力作用，这是其它非豆科植物所没有，所以豆科植物与根瘤菌共生固氮在农业和牧草生产上有主要意义。

微生物和农业专家讲座第3页微生物肥料作用

1、提升土壤肥力

2.促进作物生长

3.增强植物抗病、抗虫等抗逆能力

4.提升产量，改进品质

微生物和农业专家讲座第4页(二)微生物肥料种类

1.根瘤菌菌剂

用于豆科作物结瘤、固氮接种剂。是用人工选育出来高效根瘤菌株经大量繁殖用载体吸附制成，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微生物肥料之一。

微生物和农业专家讲座第5页细菌与豆科植物共生Ⅰ根瘤菌①形态特征

②普通生理特征③根瘤菌与宿主共生特征Ⅱ根瘤①根瘤形成过程主要步骤②豆血红蛋白

微生物和农业专家讲座第6页①根瘤菌形态特征：

在分类上归属于变性杆菌门根瘤菌目。细胞呈杆状，常内含许多折光性聚β—羟基颗粒（贮藏性物质），使细胞染色不均匀，有时呈步骤状。能与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中氮气。微生物和农业专家讲座第7页

在生活史中表现出多形态，存在于根瘤中根瘤菌在形态和功效上都同培养基上生长根瘤菌有很大区分，形态不规则，这些变形菌体称为类菌体，含有固氮功效。在根瘤中菌体常呈棒状、T形和Y形。微生物和农业专家讲座第8页

但不一样形状类菌体，受寄主细胞制约，如花生根瘤中呈球形，蚕豆根瘤中常呈梨形或膨大杆状，大豆根瘤中主要以稍大有杆状存在。形态上高度分化成熟类菌体普通不能再分裂繁殖（只有形态上分化不显著类菌体大部份在培养基上能够再分裂繁殖，如大豆），它们将伴随根瘤衰败而解体，释放到土壤中，呈小杆状、球状。微生物和农业专家讲座第9页

②普通生理特征：

化能有机营养型能利用NO3-、NH4+，但培养基中含植物性氮素物质（豆芽汁、酵母汁等）时大多数根瘤菌生活得更加好。需要各种灰分元素：P素要求尤其高；铁是合成豆血红蛋白和铁蛋白必要元素。当缺乏一些二价阳离子（Ca2+、Mg2+）时生活力显著下降；钼是固氮酶成份；钴用于合成维生素B12，并能预防Ni和Cu毒害作用。适合中性和微碱性条件，适合pH在6.5-7.5，适合温度25-30℃。

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据根瘤菌在酵母汁甘露醇培养基上生长速度可分为快生型和慢生型：快生型在含甘露醇或其它碳水化合物培养基上产酸，代时2-4h；慢生型在含甘露醇或其它碳水化合物培养基上产碱，代时6-8h；也存在中间类型。微生物和农业专家讲座第11页③根瘤菌与宿主共生特征：

侵染性、专一性和有效性。侵染性：根瘤菌能进入豆科植物根内，在其中繁殖，并形成根瘤。专一性：根瘤菌各个种和菌株只能感染一定豆科植物种类。微生物和农业专家讲座第12页

有效性：（类菌体）高效固氮能力。但并不是能够结瘤菌株都能固氮，据它们在根瘤中是否固氮而分为有效菌株和无效菌株，它们形成根瘤分别称为有效根瘤和无效根瘤。许多无效根瘤结瘤能力比有效根瘤强。微生物和农业专家讲座第13页微生物和农业专家讲座第14页

互接种族：从一个属植物根瘤中分离根瘤菌能够在其它属植物上结瘤，人们将这种能相互利用同一根瘤菌菌株形成共生体系豆科植物称为“互接种族”。如：大豆族只有大豆一属植物；豇豆族包含豇豆、花生、绿豆、赤豆、猪屎豆和胡枝子等许多植物。

微生物和农业专家讲座第15页表2根瘤菌--豆科植物互接种族微生物和农业专家讲座第16页RootNoduleBacteriaandSymbiosiswithlegumesSoybeanrootnodulesUnnodulatedsoybeanNodulatedsoybean微生物和农业专家讲座第17页CKSpr4-5微生物和农业专家讲座第18页

Ⅱ根瘤

①根瘤形成过程主要步骤：特定根瘤菌与对应豆科植物相互辩认使根瘤菌特异地吸附在根毛上

二者相互作用使根毛变形，主要表现卷曲或分枝

细菌进入根内

形成侵入线

侵入线发展，进入根皮层后造成一部份细胞转化为分生组织，细胞分裂和分化，根瘤开始发育

根瘤菌从侵入线内释放到根瘤细胞中繁殖，而后转化成类菌体形态

豆血红蛋白出现，固氮作用开始。

微生物和农业专家讲座第19页微生物和农业专家讲座第20页根瘤寿命较寄主植物短得多，在植物成熟之前根瘤就开始衰败，表现为类菌体周膜破坏，类菌体裂解，根瘤内部由浅红色变为绿褐色。

微生物和农业专家讲座第21页Rhizobiumnodulesonapearoot微生物和农业专家讲座第22页2.固氮菌菌剂

自生和联合固氮微生物固氮能力比自生固氮根瘤菌要少得多，而且在使用过程中更易受到环境条件中氮素含量影响。但在实践中发觉，它们对作物作用除了固氮外，更主要是它们能够产生各种植物激素类物质。1991年Coppla等从圆褐固氮菌细胞浸出液中发觉了植物刺激物质；1974年Barea等用雀稗固氮菌培养物处理几个植物幼苗和根部，都有根、叶增重结果。

微生物和农业专家讲座第23页3.解磷微生物菌剂

能分解土壤中难溶态磷细菌制成解磷细菌肥料，使解磷细菌在作物根际形成一个磷素供给较为充分微区，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酶类，使土壤中难溶性磷形成作物能够吸收利用可溶性磷，供作物吸收利用。当前生产上应用较多菌种为巨大芽孢扦菌。

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4.硅酸盐微生物菌剂

分解土壤中难溶磷、钾等营养元素，并在生长、代谢过程中分泌能够刺激作物生长激素类物质，在植物根际形成优势种群，可抑制其它病原菌生长，因而到达增产效果。微生物和农业专家讲座第25页5.光合细菌菌剂

光合细菌是地球上最早光合生物，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、固氮菌等微生物生长，增强农产品耐贮性和提升品质，降解土壤中残留农药及其它有毒物质。与生产应用关系亲密光合细菌主要是红螺菌科中一些种、属。

微生物和农业专家讲座第26页7.促生菌剂

指经过接种在植物根际增殖且含有促进生长作用土壤细菌称为植物促生根际细菌（PGPR）。作用机理:①分泌植物促生物质；②改进植物根际营养环境。加强了土壤中有机物分解，促进了植物营养元素矿化，增强了对作物营养供给；③对作物病害生物控制作用,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，促进作物生长；④对污染物降解；⑤对豆科植物结瘤促生作用。微生物和农业专家讲座第27页6.菌根菌剂

使用菌种包含由多数内囊霉科属或种形成泡霉—丛枝状菌根,简称AM真菌。当前土法生产已能够处理小批量生产问题，用于名贵花卉、苗木、药材，有很好应用前景。

微生物和农业专家讲座第28页应用菌根菌增产效果CK菌根菌剂微生物和农业专家讲座第29页8.抗生菌肥料指用分泌抗生物质和刺激素微生物制成肥料产品，使用菌种通常是放线菌，如细黄链霉菌（Streptomycesjingyangesis）。我国应用多年“5406”即属这类，应用后不但有肥效作用而且能抑制一些作物病害，刺激和调整作物生长。

微生物和农业专家讲座第30页9.复合微生物肥料是由两种或两种以上微生物或一个微生物与其它营养物质复配而成一个新型肥料。

微生物和农业专家讲座第31页应用根瘤菌肥料增产效果CKSpr2-9Spr2-9+0.3%钼微生物和农业专家讲座第32页应用菌根菌和根瘤菌双接种增产效果菌根菌剂菌根菌+根瘤菌微生物和农业专家讲座第33页二、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，经过微生物活动、毒素作用而使害虫和病原菌新陈代谢受影响，破坏其机体器官，影响其发育繁殖或变态，从而到达灭菌防病目标。微生物和农业专家讲座第34页微生物农药种类

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和农业专家讲座第35页微生物农药特点：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；昆虫不易产生抗药性；自然传输感染能力:有些昆虫病原微生物,可在昆虫群落中自然传输感染成流行病；轻易进行大量生产。微生物和农业专家讲座第36页三、食用菌食用菌资源十分丰富，全世界可供食用真菌有各种。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。微生物和农业专家讲座第37页原料广原料：主要是农副产品下脚料农业下角料525×106t

工业下脚料50×106t

畜、禽粪便250×106t

还有大量野草资源

我国

约年产再生资源食用菌转化优质菌体蛋白微生物和农业专家讲座第38页不争人地力、效快益高食用菌人争粮

粮争地

地争肥

农争时不与生效快生长久短

理想短、平、快项目效益高:投入产出比普通为1：2返回本节微生物和农业专家讲座第39页如7500kg稻草/hm2土地3750kg鲜平菇约含75kg优质蛋白质约合1065kg大米蛋白质含量每亩秸草生产食用菌产值

约是粮食2倍微生物和农业专家讲座第40页人工栽培金针菇微生物和农业专家讲座第41页微生物和农业专家讲座第42页菌类成本（元）产量(kg)纯效益（元）双孢菇800~100010003000~3200草菇7405002260平菇370035007000表绪4几个食用菌效益分析（100m2）微生物和农业专家讲座第43页市场辽阔鲜菇消费量（kg/人、年)香港:4.8

日本:3.0美国:1.5

中国:0.5食物

结构

改变营养型→保健型、功效型动物蛋白→菌类蛋白、植物蛋白

属于供不应求紧俏品有潜在巨大市场

微生物和农业专家讲座第44页四、微生物饲料

（一）微生物饲料概念及主要微生物微生物饲料是利用微生物新陈代谢和个体繁殖来生产和调制饲料。大致上分为两大类：一类主要是利用微生物发酵作用改变饲料原料理化性状，如增加适口性，提升消化率及营养价值，或解毒、脱毒和积累有益中间代谢产物。包含乳酸饲料、粗饲料发酵、担子菌发酵饲料、禽畜粪便发酵饲料等；微生物和农业专家讲座第45页另一类，是利用起源广泛工农业废弃物、矿物、纤维素及糖类资源培养微生物菌体蛋白质，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二者密不可分，因为发酵饲料中包含着营养丰富菌体蛋白，而菌体蛋白又包含有菌体之外其它成份。微生物和农业专家讲座第46页饲料微生物与微生物饲料生产与调制相关，能提供菌体蛋白和有益代谢物，具备解毒、脱毒功效有益微生物，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微生物和农业专家讲座第47页（二）单细胞蛋白（SCP）单细胞蛋白是经过培养单细胞生物作为动物饲料蛋白质起源酵母、细菌、放线菌、霉菌、藻类和高等真菌等微生物干细胞。这些菌体细胞含有大量蛋白质、糖类、脂肪、维生素和无机盐等营养成份。微生物和农业专家讲座第48页当前，国内外用于SCP工业化生产微生物主要有酵母、小球藻、螺旋藻和丝状真菌等。酵母菌因为对营养要求低，适应性强，蛋白含量高，氨基酸种类齐全，富含维生素与微量元素，并能在动物体内表现较高酶活性，因而广泛应用于SCP生产。其主要原料包含农副产品（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）微生物和农业专家讲座第49页（三）青贮饲料青贮饲料是指将新鲜青饲料切短装入密封容器里，经过微生物发酵，形成一个含有特殊芳香气味、营养丰富