第7章微生物肥料(5节)

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1、资源微生物学资源微生物学Resource Microbiology(第七章第七章)主讲人：周而勋主讲人：周而勋博士、教授、博导博士、教授、博导（资环学院植物病理学系）（资环学院植物病理学系）电话电话：38297832 (办办), 18922482188E-mail: http:/ 或或http:/ 微生物肥料微生物肥料 第一节第一节 肥料肥料概述概述 第二节第二节 微生物肥料的作用微生物肥料的作用 第三节第三节 微生物肥料的种类微生物肥料的种类第四节第四节 微生物肥料的现状和未来微生物肥料的现状和未来第五节第五节 我国微生物肥料生产应用我国微生物肥料生产应用的若干问题的若干问题2第一节第一节

2、概述概述 一、肥料的定义与种类一、肥料的定义与种类 二、化学肥料的贡献与弊端二、化学肥料的贡献与弊端 三、微生物肥料的定义与发展三、微生物肥料的定义与发展3一、肥料的定义与种类一、肥料的定义与种类 1、定义、定义 国家标准肥料和土壤调理剂术语（GB/T6274-1997) 中，肥料(fertilizer) 的定义为“以提供植物养分为其主要功以提供植物养分为其主要功效的物料效的物料”。 2、种类、种类 分类方法很多。有人将肥料分为有机肥有机肥料料、化学肥料化学肥料和微生物肥料微生物肥料三大类。4 二、化学肥料的贡献与弊端二、化学肥料的贡献与弊端 1、贡献、贡献 在发达国家，科技对农业高速发展的贡

3、献率已达70%以上，其中作出主要贡献的是种子(良种)、化肥化肥、农药和灌溉等农业新技术。 众所周知，肥料是植物的“粮食”、“营养”。化肥为各国农业的增产增收作出了重要贡献。 2、弊端、弊端 但是，由于化肥在使用过程中大量流失，对生态环境造成了严重的的污染。5 仅以地下水污染为例，近年来的研究证明，地下水硝酸盐含量上升的最主要原因是氮肥的大量使用。 1990s中期，仅对我国北方一些省(市) 的调查表明，北方一些地区的农村和小城镇的地下水/饮用水硝酸盐污染硝酸盐污染问题已十分严重。其中1/2以上超过饮用水硝酸盐含量标准（最高允许值为50mg/L），最高达到300mg/L。 此外，蔬菜的硝酸盐超标问

4、题也十分严重。 近年来，癌症的大量发生与此有密切关系。6三、微生物肥料的定义与发展三、微生物肥料的定义与发展 1、定义、定义 陈华癸：所谓微生物肥料，是指一类含有活微生物的特定制品，应用于农业生产中，能够获得特定的肥料效应，在这种效应的产生中，制品中的微生物起关键作用微生物起关键作用。 2、作用与意义、作用与意义 使用微生物肥料，对改善作物养分供应，调控其生长，提高产量和品质，减少化学肥料的使用，提高土壤肥力，减少病虫害发生和改善环境质量等方面都具有重要的经济、生态和社会意义。7 3、新发展、新发展 微生物肥料在国际上的应用和发展已有百年历史，但由于其“迟效性”，过去的发展缓慢。近年来，由于化

5、学肥料的污染越来越严重，所以，微生物肥料又重新受到重视。 微生物肥料作为生物技术的发展及其在农业生产中应用的一个方面，应该也必须有一个良好的发展空间，由低级向高级、由低效到高效发展，并向农业产业化发展。 可以预见，在本世纪，微生物肥料产业将成为持续农业的一个重要方面，能够获得长足的发展和进步。8第二节第二节 微生物肥料的作用微生物肥料的作用 一、增进土壤肥力一、增进土壤肥力 二、制造和协助农作物吸收营养二、制造和协助农作物吸收营养 三、增强植物抗病虫害和抗旱能力三、增强植物抗病虫害和抗旱能力 四、减少化学肥料的使用量和提高四、减少化学肥料的使用量和提高作物品质作物品质 五、目前正在研究开发的微

6、生物肥五、目前正在研究开发的微生物肥料的作用料的作用9一、增进土壤肥力一、增进土壤肥力 1、增加土壤氮素、增加土壤氮素 例如：各种自生、联合或共生固氮微生物肥料，可增加土壤中的氮素来源。 2、增加土壤矿物质、增加土壤矿物质 例如：多种溶磷、解钾的微生物肥料，可将土壤中难溶的磷、钾分解出来，为植物所吸收、利用。 3、增加土壤有机质、增加土壤有机质 例如：一些分解作物秸秆微生物制剂的应用，增加了土壤中有机质，增进了土壤肥力。10二、制造和协助农作物吸收营养二、制造和协助农作物吸收营养 1、根瘤菌微生物肥料、根瘤菌微生物肥料 肥料中的根瘤菌可以侵染豆科植物的根部，形成根瘤，生活在根瘤里的根瘤菌类菌体

7、利用豆科植物寄主提供的能量将空气中的氮氮转化为氨氨，进而转化为植物能吸收的谷氨酸谷氨酸和谷氨酰胺谷氨酰胺类的优质氮素，供给豆科植物一生中氮素的主要需求，也就是根瘤菌为豆科植物制造和提供了氮素营养来源。11 2、菌根真菌肥料、菌根真菌肥料 丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza, AM) (图图7-1) 真菌是一种土壤真菌，它与多种植物根系共生，其菌丝可以吸收更多的营养供给植物吸收利用，其中以对磷的吸收最明显。研究还显示，AM真菌对土壤中活动性、移动性缓慢的元素如锌、铜、钙等元素也有加强吸收的作用。 此外，微生物肥料中的一些菌种还可产生大量的植物生长物质，改善植物营养状况，促使其健

8、壮生长。12图图7-1 AM的结构示意图的结构示意图13三、增强植物抗病虫害和抗旱能力三、增强植物抗病虫害和抗旱能力 1、在这里特别强调“促进植物生长的根际细菌” (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria, PGPR)。 2、这类微生物既可产生某些生长调节物质，刺激植物生长、促进植物对营养元素的吸收，也可分泌某些拮抗物质，抑制病菌和害虫的生长发育，减轻病虫害的发生，还可提高植物抗旱能力，提高植物产量（多功能微生物制剂）。 3、由于这个类群的多种多样，目前正成为国际上的热门研究领域。14四、减少化学肥料的使用量和四、减少化学肥料的使用量和提高作物品质提高作物品质

9、 1、减少化学肥料的使用量、减少化学肥料的使用量 大量研究表明，使用微生物肥料后，可减少化学肥料的使用量。这不仅具有经济上的意义，而且具有生态学意义和社会效应，对保护环境也有好处。 2、提高作物品质、提高作物品质 使用微生物肥料后，可以改善农产品的品质（如蛋白质、糖、维生素的含量）。在有些情况下，品质的改善比产量的提高好处更大。15五、目前正在研究开发的微生物五、目前正在研究开发的微生物肥料的作用肥料的作用 目前正在研究有关微生物肥料作用的外延和拓展。其作用主要表现在： 1、对环境的净化作用、对环境的净化作用 据报道，最近10多年，我国的化肥总用量增加了90.7%，而同期粮食总产量仅增加了9.

10、1%，氮素化肥的流失率高达45%，由此造成的环境污染可想而知。 因此，微生物肥料的大量使用，可大大减少化学肥料的使用量，对净化环境将起到积极的作用。16 2、对城市垃圾和作物秸秆的处置、对城市垃圾和作物秸秆的处置 近年来，我国粮食的年播种面积为1.1亿公顷(1公顷=15亩)，粮食年总产量4.67亿吨，全年秸秆总产量6亿多吨。 利用有益微生物对城市垃圾和作物秸秆分解、腐熟后，作为有机肥还田，变废为宝，利国利民。 3、植物内生菌的开发利用、植物内生菌的开发利用 目前一些研究工作者正在研究一些禾本科植物如水稻和甘蔗的内生菌，希望这些内生菌能在这些植物的氮素供应中起重要作用。17第三节第三节 微生物肥

11、料的种类微生物肥料的种类 一、固氮菌肥料一、固氮菌肥料 二、根瘤菌类肥料二、根瘤菌类肥料 三、解磷微生物肥料三、解磷微生物肥料 四、硅酸盐细菌肥料四、硅酸盐细菌肥料 五、光合细菌肥料五、光合细菌肥料 六、芽孢杆菌制剂六、芽孢杆菌制剂 七、分解作物秸秆制剂七、分解作物秸秆制剂 八、复合微生物肥料类八、复合微生物肥料类 九、九、PGPR类制剂类制剂 十、其他微生物肥料十、其他微生物肥料18一、固氮菌肥料一、固氮菌肥料 1、固氮菌肥料的应用基础、固氮菌肥料的应用基础 这里所说的固氮菌肥料是特指以能够自由生活的固氮细菌或与一些禾本科植物进行联合固氮的细菌为菌种生产出来的固氮菌类肥料。所以，不包括根瘤菌

12、类。 自生和联合固氮菌与共生固氮的根瘤菌不同。根瘤菌与豆科植物形成共生固氮的器官根瘤。而自生和联合固氮菌则缺乏这种结构。 自生和联合固氮菌除了固氮外，更为重要的是它们能够产生多种植物生长调节物质，促进植物生长。19 2、固氮菌肥料的微生物资源、固氮菌肥料的微生物资源 （1）自生固氮属(Azotobacter) （2）氮单胞菌属(Azomonas) （3）固氮螺菌属(Azospirillum) （4）贝氏固氮菌属(Beijerinekia) （5）芽孢杆菌属(Bacillus) （6）克鲁伯氏杆菌属(Klebsiella) （7）肠杆菌属(Enterobacter) （8）欧文氏杆菌属(Erwi

13、nia) （9）红色假单胞菌属(Rhodopseudomonas) （10）红螺菌属(Rhodospirillum)20 3、固氮菌肥料的作用、生产和应用、固氮菌肥料的作用、生产和应用 （1）作用）作用 联合固氮菌是在自然界多种植物根际生活着的利用植物根分泌物和土壤养分作为营养来源的、自身能够进行固氮的微生物，它们与植物构成联合固氮体系。 固氮作用固氮作用 联合固氮菌有一定的固氮作用，但它们的固氮能力远不如根瘤菌。虽然如此，施用联合固氮菌肥料确实有增产作用。这个原因只能以氮素代谢以外的原因来解释。21 产生植物生长物质产生植物生长物质 早在1930s就发现，小麦根际固氮菌的培养物中有促进植物生

14、长的激素类物质，如吲哚乙酸。后来发现，很多固氮菌都可产生植物生长调节物质，有的不止一种。 产生维生素和氨基酸产生维生素和氨基酸 现已经知道多种土壤微生物的生命活动中产生维生素。如：自生固氮菌能够产生维生素B1、B6、B12、H、烟酸、泛酸等。 另外，也有研究者认为，许多微生物在生长代谢过程中能够产生多种氨基酸。22 产生多糖类物质产生多糖类物质 土壤微生物产生的多糖类物质约占土壤有机质的0.1%。 多糖是一种粘胶类物质，它们与植物粘液、矿物胶体和有机胶体结合在一起，形成的粘液膜使植物根系不受土壤颗粒的损伤，也可防止病原菌的入侵。 另外，多糖类物质也对植物生长有良好的刺激作用，可促进植物健壮生长

15、。23 （2）生产）生产 固氮菌剂的生产和其他农用生物菌剂一样，应该在具有良好设备的工厂里、在严格的条件下进行生产，生产出的菌剂应符合一定的质量标准。 目前国内生产这类产品有液体瓶装的剂型和用草炭（泥炭土）等载体作为吸附剂吸附而成的固体剂型。 液体瓶装的剂型是从发酵罐发酵结束后分装而成的。 固体剂型是由草炭（泥炭土）等作为载体吸附发酵结束时的液体而成的。24 （3）应用）应用 适用作物适用作物：多为禾本科作物。有的为小麦专用，有的为水稻专用；也有的不强调作为种类，如小麦、玉米、高粱、甘蔗、谷子等均可使用。 使用剂量使用剂量：固体菌剂每亩用量为250-500g (含菌量1-2亿个/g)；液体菌剂

16、每亩用量100mL (含菌量5-10亿个/mL) 。 施用技术施用技术：多为拌种。无论是固体菌剂还是液体菌剂，都要根据种子的量，加适量水将菌剂均匀拌在种子上，使每粒种子都沾有菌剂而不太湿为原则，拌种后稍为阴干一下，即可播种。25 菌剂保存菌剂保存 固氮菌剂是一种活的生物制剂，需要一定的保存条件。保存时间的长短与温度关系很大。10-20，可保存3-4个月；25 ，半个月。固体菌剂比液体菌剂保存时间长。 注意事项注意事项 拌种时勿置于直射阳光下，当天拌种，当天用完。 不能与杀菌剂、草木灰、速效氮肥及稀土微肥等同时使用。 宜在中低肥力水平的地区使用。26二、根瘤菌类肥料二、根瘤菌类肥料 1、豆科植物

17、的经济意义、豆科植物的经济意义 豆科植物-根瘤菌共生固氮体系，是迄今为止研究得最为清楚、与农林业关系最为密切、地球上最重要的共生体系之一。 豆科植物分为蝶形花亚科、含羞草亚科和苏木亚科，大约有2万种。 （1）蝶形花亚科）蝶形花亚科：与农业有关的豆科植物几乎都在这个亚科里，98%结有根瘤。如：大豆、豇豆、花生、豌豆、菜豆、苜蓿、三叶草、红豆草、紫云英等。27豆科豆科 蝶形花亚科蝶形花亚科 植物植物紫花苜蓿紫花苜蓿三叶草三叶草红豆草红豆草紫云英紫云英28 （2）含羞草亚科：）含羞草亚科：多为生长在热带、亚热带地区的乔木或灌木，少数是草本。如：银合欢、含羞草等。结瘤的植物约有90%。银合欢银合欢含羞

18、草含羞草29 （3）苏木亚科）苏木亚科：主要分布在热带、亚热带地区，是一些观赏灌木或乔木。如：紫荆、山扁豆等。结瘤的约有30%。紫荆花紫荆花紫荆花紫荆花30 2、豆科植物接种根瘤菌的必要性、豆科植物接种根瘤菌的必要性 所谓接种，就是在豆科植物种植之前，将有效的根瘤菌拌入种子（或土壤）以促进共生固氮的过程。下面五种情况尤其需要接种： （1）土壤中从来没有种植过某种豆科植物，或该豆科植物是新引种的。 例如：1970s紫云英作为稻田绿肥扩种在淮河流域以北及黄河中下游地区，新种紫云英地区就必须接种紫云英根瘤菌。31 （2）豆科植物在本地区生长的自然结瘤情况不良，常常结瘤延迟，不着生在主根上时。 （3）

19、轮作，或前茬种植非豆科植物时。 （4）土壤肥力下降或新垦地、复垦地。 （5）豆科植物更新换代快，需要接种相应的菌种。32 3、豆科植物、豆科植物-根瘤菌共生体系应用的种类根瘤菌共生体系应用的种类 迄今从豆科植物根瘤里分离出来、进行过研究的共生固氮根瘤菌有100多种。主要有以下一些属、种： （1）根瘤菌属）根瘤菌属(Rhizobium) 豌豆根瘤菌 (R. leguminosarum)：豌豆、蚕豆、菜豆、三叶草等。 菜豆根瘤菌 (R. etli)：菜豆、云豆等。 热带根瘤菌 (R. tropici)：菜豆、银合欢。 山羊豆根瘤菌 (R. galegae)：山羊豆。 驴喜豆根瘤菌：红豆草。33 （

20、2）慢生根瘤菌属）慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium) 如：辽宁慢生大豆根瘤菌 (B. liaoningense)：大豆。 （3）中华根瘤菌属）中华根瘤菌属(Sinorhizobium) 中华根瘤菌(S. fredii)：大豆、野大豆等。 苜蓿根瘤菌(S. meliloti)：黄花苜蓿、紫花苜蓿、草木樨、胡卢巴等。 （4）固氮根瘤菌属）固氮根瘤菌属(Azorhizobium)：田菁。 （5）中慢生根瘤菌属）中慢生根瘤菌属(Mesoorhizobium)：紫云英、鹰嘴豆等。34 4、豆科植物接种剂、豆科植物接种剂根瘤菌剂的生产过程根瘤菌剂的生产过程 （1）培养方式）培养方式 根据生产要求

21、和各国的情况，目前世界上大多数国家都采用发酵罐通气培养。 （2）培养温度与周期）培养温度与周期 温度温度：25-28。 周期周期：生长快的，如苜蓿、豌豆、三叶草、菜豆、紫云英的根瘤菌，48-72h；生长慢的，如花生、大豆、豇豆的根瘤菌，72-120h。 发酵后菌数发酵后菌数：3.0109个/mL。35 （3）剂型）剂型 固体剂型：固体剂型：根瘤菌接种剂接种剂最常用的固体剂型，它是用载体吸附发酵液后制成的。常用的载体有：草炭(泥炭土)、蛭石(美国)、草粉、苜蓿粉、秸秆粉、甘蔗渣粉等。 液体剂型：液体剂型：其次是液体剂型，就是将发酵液分装于小瓶(100mL)即成。 种衣剂：种衣剂：也有人将根瘤菌发

22、酵液与一些微量元素、杀虫剂、杀真菌剂等药剂混合制成种衣剂，包衣在种子表面，成为球化种子，等等。36 5、根瘤菌接种剂的质量要求、根瘤菌接种剂的质量要求 （1）纯度高）纯度高 国内：杂菌率不超过10-15%； 国外：杂菌率不超过5-10%。 （2）含有一定量的活菌）含有一定量的活菌 国内：活菌量2109个/g (mL)； 国外：活菌量5109个/g (mL)。 （3）含水量）含水量 含水量30%。含水量太高，容易造成菌剂结块，容易长霉菌。37 （4）pH值值 应为中性。根瘤菌的生存环境要求pH 6-8， 但最佳为pH 7。 （5）有效期）有效期 国外：普通条件下(20)，固体剂18个月；较低温度

23、下(10左右)，时间延长。 我国：固体剂6-8个月；液体剂1个月。 （6）外观和包装）外观和包装 外观：固体剂：疏松、无霉菌生长、不结块的粉末或颗粒。液体剂：乳白色和微黄色。 包装：名称、产生单位、含菌量、有效期等38 6、各种根瘤菌接种剂的使用技术、各种根瘤菌接种剂的使用技术 （1）固体菌剂）固体菌剂 是最为常用的一种剂型。多用作拌种剂使用，即先用少量水将菌剂拌匀，再拌在1亩地的种子量上。 用量：250-500g/亩。 （2）液体菌剂）液体菌剂 多采用拌种方式，将菌液直接加在1亩地的种子量上，轻轻拌和，使每粒种子上都粘上菌液，稍阴干即可播种。 用量：100mL/亩。39 （3）颗粒菌剂）颗粒

24、菌剂 特征与使用特征与使用：颗粒的大小、密度与种子相当。在播种时与种子一起混播。 优点优点：提高根瘤菌的结瘤竞争性；避免了根瘤菌与种子表面的有毒物质接触；即使种子上拌有杀菌剂也不会伤害根瘤菌；还可避免拌种时损伤种皮。 缺点缺点：每亩地的用量较粉剂和液剂大得多。 （4）冻干菌剂）冻干菌剂 特征与使用特征与使用：将发酵菌液加入适量的保护剂，真空冻干而成。使用时以适量水将冻干菌剂稀释，然后拌种，阴干后播种。 优点优点：冻干菌剂体积小，便于保存和运输。 缺点缺点：需要昂贵的设备。这种菌剂目前应用不广。40三、解磷微生物肥料三、解磷微生物肥料 1、解磷微生物肥料的应用基础、解磷微生物肥料的应用基础 （1

25、）磷是作物生长发育必须的三大元素之一 氮、磷、钾被称为作物生长发育的三大元素。 （2）磷是作物体内很多重要有机化合物的组成元素 核酸、核蛋白、磷脂、腺三磷均含有磷。 （3）微生物可将土壤中难溶性的磷酸盐分解出来，供作物利用 微生物在其生命活动中可产生很多有机酸，使土壤中难溶性的磷酸盐溶解出来，以达到供应农作物磷素营养的目的。41 2、解磷微生物的种类、解磷微生物的种类 （1）巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium) （2）蜡样芽孢杆菌(B. cereus) （3）短小芽孢杆菌(B. pumilus) （4）氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thioxidans) （5）解

26、磷真菌：有很多种类。如：黑曲霉(Aspergillus niger)等。 （6）假单胞菌(Pseudomonas spp.)：种类多。如：荧光假单胞菌(P.fluorescens)和恶臭假单胞菌(P.putida) 等。42 3、解磷微生物肥料的生产及应用问题、解磷微生物肥料的生产及应用问题 （1）要弄清楚解磷微生物的分类地位）要弄清楚解磷微生物的分类地位 在筛选时，必须把解磷微生物的分类地位搞清楚，不能光考虑其是否解磷或解磷强度，还要注意其是否是病原菌。否则会对人体造成危害。人们应该从以下例子中吸取教训： 1970s曾用一种假单胞菌(Pseudomonas sp.)作为生产菌种来生产“解磷细

27、菌肥料”，在应用中发现，凡接触过此产品的人，只要有伤口就久治不愈，并发炎、化脓。后来经鉴定，该菌是毒力较强的铜绿假单胞菌(P. aeruginosa) (又名绿脓杆菌)，经消毒、销毁、深埋后才解决了蔓延和进一步危害。(基础研究的重基础研究的重要性！要性！)43 （2）要研究其解磷条件）要研究其解磷条件 对一种解磷微生物，要研究其解磷条件，了解土壤类型、肥力水平、作物种类对其解磷的影响。 （3）要研究其生产工艺和条件）要研究其生产工艺和条件 对一种解磷微生物，还要研究其生产工艺和条件，既要考虑其有效活菌数量，又要注意其活性以及对不良环境的抵抗能力。44四、硅酸盐细菌肥料四、硅酸盐细菌肥料 1、硅

28、酸盐细菌肥料的定义、硅酸盐细菌肥料的定义 所谓硅酸盐细菌肥料，是指用胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilagionsus)为菌种生产的硅酸盐菌剂或硅酸盐细菌肥料。许多企业将其称为生物钾肥。 2、硅酸盐细菌肥料的应用基础、硅酸盐细菌肥料的应用基础 此类产品在前苏联和我国研究、应用较早。在多种作物和许多地区都获得了较好的效果，深受农民欢迎。45 一般认为，此菌能在含钾的长石、云母、磷灰石、磷矿粉及其他矿石的无氮培养基上生长，释放出磷、钾等营养元素，菌体自身富含钾元素的能力很强，经测定，菌体细胞灰分中钾含量高达33%-43%。 此外，此菌在生长繁殖过程中还可产生一些有机酸、氨基酸、植物激素等活

29、性物质，这些物质可促进植物健壮生长。 3、硅酸盐细菌肥料的菌种、硅酸盐细菌肥料的菌种 如上所述，硅酸盐细菌肥料的生产菌种为胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilagionsus)，也叫冻胶样芽孢杆菌。46五、光合细菌肥料五、光合细菌肥料 1、光合细菌简介、光合细菌简介 （1）定义）定义：光合细菌(Photosynthetic Bacteria，简称PSB)是一大类在地球上生存最早的能进行光合作用的原核生物的总称。 （2）特征）特征：PSB的共同特征是含有光合色素，可在光照条件或厌氧条件下生长繁殖，其中的大多数能够以不同的有机酸、醇类等有机化合物作为光合作用的电子供体和碳源。47 2、光合细

30、菌的主要种类、光合细菌的主要种类 目前在农业上应用的光合细菌的主要种类有： （1）红假单胞菌属 (Rhodopseudomonas) 如：球形红假单胞菌(Rp. globiformis) （2）红螺菌属 (Rhodospirillum) 如：黄褐红螺菌(Rs. fulvum) （3）红细菌属 (Rhodobacter) 如：荚膜红细菌(Rb. capsulatus)48 3、光合细菌的应用、光合细菌的应用 1970s以来，对PSB的基础和应用研究有了很大进展，在以下领域取得了较好的应用效果。 （1）农业方面）农业方面 使用对象使用对象：小麦、瓜果、蔬菜等。 施用方法施用方法：喷施、蘸秧、灌根。

31、 使用效果使用效果：对上述作物的根、叶生长具有明显的促进和增产效果。有的试验还表明对某些植物病害有明显的抑制作用。49 （2）畜牧业方面）畜牧业方面 有人将光合细菌作为饲料添加剂，喂养幼禽、幼畜有减轻腹泻的效果，可以提高幼禽、幼畜的成活率。用于粪便处理有除臭的效果。 此外，在以下方面的应用也取得较大进展： （3）渔业方面）渔业方面 （4）湖泊净化处理）湖泊净化处理 （5）有机废水的治理）有机废水的治理50六、芽孢杆菌制剂六、芽孢杆菌制剂 1、芽孢杆菌制剂的优点、芽孢杆菌制剂的优点 芽孢杆菌由于在生长过程中可产生芽孢，对不良环境具有很强的抵抗力。所以，很多企业都把目光转向芽孢杆菌的筛选和开发。

32、2、芽孢杆菌的常用菌种、芽孢杆菌的常用菌种 （1）枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis) （2）地衣芽孢杆菌 (B. licheniformis) （3）多粘芽孢杆菌 (B. polymyxa)51七、分解作物秸秆制剂七、分解作物秸秆制剂 1、制作作物秸秆肥料，利国利民、制作作物秸秆肥料，利国利民 农业生产每年都产生大量的作物秸秆，这些秸秆远远未被人们很好地利用。因此，研究利用微生物来分解作物秸秆，作为有机生物肥料，是一件利国利民的事情。 2、分解作物秸秆的微生物种类、分解作物秸秆的微生物种类 （1）细菌类：有纤维分解细菌、芽孢杆菌等 （2）放线菌类：主要为高温放线菌 （3）真菌

33、类：例如木霉菌等52八、复合微生物肥料类八、复合微生物肥料类 在微生物肥料的生产应用过程中，为了提高接种效果，一些研制者在复合剂型上作了一些研究。从实用角度出发，采用复合方式可能是提高接种效果的一个途径。 1、两种或两种以上的微生物复合、两种或两种以上的微生物复合 例如有人用假单胞菌与大豆根瘤菌复合使用，促进和增加了大豆的结瘤率。 2、一种微生物和其他营养物质复配、一种微生物和其他营养物质复配 如：菌+大量元素（N、P、K）；菌+微量元素（如Cu、Zn、Mg等）；菌+有机物或植物激素。53九、九、PGPR类制剂类制剂 1、PGPR简介简介 最近20多年来，在资源微生物研究工作中，有一个新兴的热

34、点领域十分值得注意，这就是“促进植物生长的根际细菌” (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria，简称PGPR)。 这类细菌在生长代谢过程中，能产生许多促进植物生长的物质，因而日益受到微生物学家、植保学家、农学家的广泛关注。54 2、已报道的、已报道的PGPR的种类的种类 （1）蜡杆菌 （2）气单胞菌 （3）柠檬节杆菌 （4）巴西固氮螺菌 （5）自生固氮菌 （6）芽孢杆菌 （7）假单胞菌 （8）沙雷氏菌 （9）阴沟肠杆菌 （10）普利茅斯沙氏菌55 3、 PGPR的作用机理的作用机理 （1）分泌植物促生物质）分泌植物促生物质 如：赤霉素、细胞分裂素、吲哚乙酸、生

35、物素和泛酸等。 （2）对豆科植物结瘤的促生作用）对豆科植物结瘤的促生作用 Grimes (1987)，用恶臭假单胞接种菜豆，在温室和大田试验均表明增加了共生体的结瘤作用。 类似的工作在其他一些学者的研究中也得到了一致的结果。56 （3）促进出芽的作用）促进出芽的作用 deFreitas等(1989)报道，用9个PGPR菌株在小麦上试验，低肥力土壤上7个菌株有促进出芽作用，另2个菌株在高肥力水平上表现促进出芽。其他学者在马铃薯、苜蓿、胡萝卜、玉米、大豆等作物上也均取得这样的结果。 （4）对土传病害的生物防治作用）对土传病害的生物防治作用 很多研究表明， PGPR不仅具有增产作用，而且对一些土传病

36、原菌如腐霉菌、镰刀菌、丝核菌引起的根腐病、枯萎病、猝倒病和立枯病等土传病害均有很好的生物防治作用。57十、其他微生物肥料十、其他微生物肥料 1、菌根真菌肥料、菌根真菌肥料 （1）菌根名称的由来）菌根名称的由来 菌根(mycorrhiza)一词，来源于希腊文 mycor (真菌)和 rhiza (根)的复合。由Frank于1885年首次提出。 （2）菌根的定义）菌根的定义 真菌与植物根系形成的互惠共生体叫菌根。 能够与植物根系形成菌根的真菌叫菌根真菌（mycorrhizal fungus）。58 （3）菌根真菌肥料及其作用）菌根真菌肥料及其作用 由菌根真菌制成的微生物肥料称为菌根真菌肥料。主要作

37、用如下： 菌根增大了植物根系的吸收面积，帮助植物不断地吸取水分和养分； 菌根真菌能产生拮抗物质，抑制根部病菌对植物的侵害，菌根真菌起到保卫者的作用。 菌根真菌能诱导植物产生抗病性。59 （4）菌根的类型及其真菌）菌根的类型及其真菌 外生菌根外生菌根（图（图1） 形成外生菌根的真菌形成外生菌根的真菌：大多数是高等担子菌，主要是蘑菇目的真菌；其次是子囊菌。160 内生菌根内生菌根（图（图2） 形成内生菌根的真菌形成内生菌根的真菌：种类较少，主要是接合菌亚门内囊霉科真菌。261 2、固氮蓝藻肥料、固氮蓝藻肥料 （1）蓝藻简介）蓝藻简介 蓝藻，也叫蓝细菌。分为自生和共生两类。蓝藻的生活环境十分广泛，从

38、北极到南极都有。这些蓝藻有的可在无氧条件下固氮，有的可在低氧条件下固氮。可以做成微生物肥料使用。 （2）应用）应用 红萍-固氮蓝藻共生体常作为稻田肥料应用，它们不污染环境，不消耗水稻的光合作用产物，是一种很有发展前景的微生物肥料，同时还是鱼的良好饵料。62第四节第四节 微生物肥料的现状和未来微生物肥料的现状和未来 一、我国微生物肥料研究和开发现状一、我国微生物肥料研究和开发现状 二、微生物肥料的应用前景二、微生物肥料的应用前景 三、国内外微生物肥料的发展趋势三、国内外微生物肥料的发展趋势63一、我国微生物肥料研究和开发现状一、我国微生物肥料研究和开发现状 我国微生物肥料的研究和生产始于新中国成

39、立初期（1950s初），经过60年的发展，目前具有以下特点： 1、初步形成了微生物肥料产业，有一定的规模和、初步形成了微生物肥料产业，有一定的规模和水平水平 近年来，由于化学肥料价格上涨和大量使用化肥造成环境及农产品污染等原因，人们开始重视微生物肥料的生产。因此，目前我国微生物肥料生产的发展机遇是前所未有的。但是，60年来我国微生物肥料生产及应用曾经几起几落。目前有一定规模的生产厂家300多家，年产量超过100万吨。设备和生产技术水平不断提高。64 2、产品种类繁多，使用的菌种不断扩大、产品种类繁多，使用的菌种不断扩大 菌种种类：菌种种类：除了传统的根瘤菌制剂以外，还有上面所述的自生、联合固氮

40、微生物，芽孢杆菌，光合细菌等各种微生物肥料。 制品剂型：制品剂型：多种多样，如液体、固体、颗粒、甚至冻干剂型等。 3、使用的效果逐渐被农民认可，使用面积、使用的效果逐渐被农民认可，使用面积不断扩大不断扩大 当前生产使用的一些品牌产品，如硅酸盐菌硅酸盐菌剂剂，经过多年研究、在多种作物上试验、示范和推广，目前已在全国20多个省、市应用，取得显著的效果，有的企业的产品出现供不应求的局面。65 4、行业管理初步形成，质量意识开始深入、行业管理初步形成，质量意识开始深入人心，质检系统初步形成人心，质检系统初步形成 农业部微生物肥料质检中心1996年正式成立，从此，农业部已将微生物肥料纳入肥料登记管理。此

41、后，农业部、国家工商管理总局均发布了关于加强肥料生产、管理的文件。可以预料，微生物肥料的登记和质量管理将逐步走上科学、规范、法制轨道。 5、少数产品开始进入国际市场、少数产品开始进入国际市场 近年来，国内生产的一些微生物肥料靠自身的质量和应用效果，开始有部分出口。如硅硅酸盐菌剂酸盐菌剂出口到泰国、印度等国家。66二、微生物肥料的应用前景二、微生物肥料的应用前景 微生物肥料具有以下优点，所以，其应用前景是非常广阔的： 1、生产成本低、应用效果好，不仅增加产量，还可提高农产品品质。 2、不仅不污染环境，还可减少化肥的使用量，对改善不断恶化的环境具有重要意义。 3、对城市、农村废弃物进行无害化、资源

42、化处置，变废为宝、利国利民。 4、微生物肥料适用对象广、适用地区广。67三、国内外微生物肥料的发展趋势三、国内外微生物肥料的发展趋势 1、应用地区和豆科作物品种不断扩大、应用地区和豆科作物品种不断扩大 目前，包括美国、英国、法国、日本、意大利等发达国家在内，至少有70个国家在生产根瘤菌肥，并应用于各种不同的豆科植物上，增产效果十分显著。 2、生产条件的改善和生产工艺的改进、生产条件的改善和生产工艺的改进 发达国家：发酵条件严格；载体灭菌使用射线；等。 我国：相对落后。企业规模小，条件简陋。68 3、产品标准、产品登记和质量监督、产品标准、产品登记和质量监督 微生物肥料是一种易失效的特殊商品，产

43、品质量的好坏是应用效果好坏的关键之一。因此，必须把好质量关。 4、与微生物肥料有关的基础和应用基、与微生物肥料有关的基础和应用基础研究的深入和发展础研究的深入和发展 微生物肥料要起作用，受到很多条件的限制。因此，必须加强理论基础研究，如微生物在土壤中的消长动态等。69 5、微生物肥料粘着剂的发展、微生物肥料粘着剂的发展 为了使微生物肥料接种时不致散落，粘着剂是致关重要的。因此，粘着剂的研究是近年来微生物肥料领域中的活跃领域之一。 6、联合菌群的应用、联合菌群的应用 联合菌群的应用不是把几种微生物简单地混合在一起进行发酵，而是要研究几种微生物混合后的相互作用问题，使它们能够发挥互惠、协同、加强等

44、作用，排除相互拮抗的发生。此领域是目前微生物肥料的发展趋势。70 7、科普知识的宣传和应用培训、科普知识的宣传和应用培训 许多生产微生物肥料的发达国家，均把宣传、普及有关科学知识作为一项重要工作来抓。如出版科普书籍、发行幻灯片、电影等，使使用者了解、接受和掌握有关知识。 8、多功能多功能微生物肥料的研制微生物肥料的研制 由过去的单一功能向综合多功能发展，例如与农药混配，成为肥药合一肥药合一的各种专用微生物肥料。 又如，与营养元素和有机物的合理复合，可以制成各种多功能平衡肥料平衡肥料。71第五节第五节 我国微生物肥料生产我国微生物肥料生产应用的若干问题应用的若干问题 一、产品的定位问题一、产品的

45、定位问题 二、产品商品化问题二、产品商品化问题 三、产品生产标准化三、产品生产标准化 四、企业高新技术化四、企业高新技术化 五、其他方面的问题五、其他方面的问题72一、产品的定位问题一、产品的定位问题 对企业来说，生产的产品定在什么位置上十分重要。 1、作用方面、作用方面 营养方面？生态方面？生长调节？病害防治？ 2、应用对象方面、应用对象方面 粮食作物？经济作物？ 3、品种多样化问题、品种多样化问题 单一品种？多品种？复合品种？73二、产品商品化问题二、产品商品化问题 1、产品商品化程度低、产品商品化程度低 多数企业规模小，商品化程度低，企业自己搞生产，自己搞销售，有的连商标都没有。 2、产

46、品有效期过短、产品有效期过短 针对有效期方面，很多企业几乎没有什么研究、试验。国外企业在这方面的经验值得借鉴。 因此，必须把提高产品质量的工作放在首位；其次要逐步建立健全市场机制和法制、法规，杜绝销售伪劣产品和虚假广告。74三、产品生产标准化三、产品生产标准化 这是当前微生物肥料生产中十分薄弱的环节。 1、一些企业在生产时没有产品标准、检验规程、工艺规程，生产带有盲目性和随意性，产品批次间质量差异很大。 2、微生物肥料的国家和行业标准工作远远不能适应生产。 因此，企业要把质量体系建设当作一件大事来抓，主管部门在标准制订工作上也要加大投资力度，尤其是试验、验证方面。75四、企业高新技术化四、企业

47、高新技术化 微生物肥料的研发研发(R & D)过程可分为上、中、下游三个环节，高新技术的应用贯穿整个 R & D 过程。 1、上游、上游 菌种的筛选、复壮、更新和保存，甚至基因重组和菌种的合理、有效的组合，都需要高新技术。 2、中游、中游 生产工艺、设备与产品质量和应用效果之间的关系和参数，也需要高新技术。76 3、下游、下游 微生物肥料的下游研究下游研究涉及到目的微生物的作用机理、影响其作用的各种环境因素、目的微生物在土壤中的消长动态、目的微生物与作物品种、土壤肥力、土壤类型之间的关系，等等，都需要高新技术。 如：作用机理研究需要用到分子生物学技术；消长动态研究需要用到同位素示踪技术和分子生物学技术；等等。77五、其他方面的问题五、其他方面的问题 1、中试基地的建设、中试基地的建设 重视中试基地的建设，把研究、试验、中试、推广各个环节衔接好，使生产出来的产品质量过关。 2、科普知识的宣传和应用培训、科普知识的宣传和应用培训 在这方面我们远远落后于发达国家，有待加强。可通过播放电影、电视、幻灯片，以及散发科普小册子直至现场培训等方式，使广大农民了解微生物肥料生产应用的基本知识和正确的使用技术等。 (第第7章结束章结束)78