光合细菌与农业-演示文稿.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光合细菌与农业-演示文稿,由于光合细菌在物质转化循环中的重要作用，以及菌体含有的丰富营养，使这类古老的微生物成为近二、三十年来人们开发利用的一大热点。大量的研究成果表明，光合细菌在农业、水产、污染治理与资源化等方面，有着巨大的实用价值，应用前景十分广阔。,一、光合细菌（,PSB,）的主要特征,1.,光合细菌的类群,2.,光合细菌的形态学特征,3.,光合细菌的生态特征,4.,光合细菌的生理特征,5.,光合细菌菌体的营养成分,3,根据近年出版的“伯杰氏细菌鉴定手册”（第,9,版），不产氧型的光合细菌可分成以下,6,类，,27,属：,着色菌科（,Chromatiaceae,）（又称红色硫细菌、紫硫细菌），含,9,个属；,外硫红螺菌科（,Ectothiorhodospiraceae,），含,1,属；,红色非硫细菌（,Purple nonsulfur bacteria,），即原红螺菌科（,Rhodospirillaceae,），含,6,属；,绿硫细菌（,Green sulfur bacteria,）即原绿菌科（,Chlorobiaceae,），含,5,个属；,多细胞绿丝菌（,Multicellular filamentous green bacteria,），即原绿丝菌科（,Chloroflexaceae,），含,4,属；,盐杆菌（,Heliobacterium,），含,2,个属。,PSB,的液体培养物：酒色着色菌（,Chromatium vinosum,）泥生绿菌（,Chlorobium limicola,）褐色绿硫细菌（,Chlorobium sp.,）,PSB,因含有光合色素（细菌叶绿素、类胡萝卜素）而呈现一定颜色。,红螺菌科和着色菌科的培养物呈现由黄色到紫色的各种鲜艳的颜色，这是由类胡萝卜素高浓度蓄积并掩盖了细菌叶绿素的色调而形成的。少数类胡萝卜素含量少的菌，或缺乏类胡萝卜素的变异株，便会显示细菌叶绿素的蓝绿色。,这是利用琼脂平板进行,PSB,分离培养，并经过进一步分离纯化得到的,PSB,红色菌落（,Rsp.Rubrum,，深红螺菌）。,PSB,分离培养用的厌氧装置内放吸氧剂，密闭、透光，可进行光照培养。也可采用带抽气装置的干燥器（减压到,1/3,），内放吸氧剂（焦性没食子酸,+NaCO,3,饱和溶液）吸氧，便可达到要求。,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,9,PSB,菌体形态,PSB,菌体形态极其多样，有球状、卵状、杆状、弧状、螺旋状、环状、丝状，以及链状、格子状、网篮状等等。不同的菌种形态各异。,10,球形红菌（,Rhodobacter sphaeroides),，细胞球状,原名球形红假单胞菌,(Rhodopseudomonas sphaeroides,），它是利用,PSB,处理高浓度有机废水和水产养殖水体中的主要菌种之一,.,11,胶质红假单胞菌（,Rhdopseudomonas gelatinosa),，现改称,Rhodocyclus gelatinosa,细胞杆状，较细长为,PSB,处理系统和养殖水体中的常见种。,12,荚膜红假单胞菌（,R.capsulata,，现改称,Rhodobacter capsulata,），为,PSB,处理系统和养殖水体中的常见种。,13,沼泽红假单胞菌（,R.palustris,）也是,PSB,处理系统和养殖水体中的常见种。芽殖，母细胞于鞭毛的相对极处产生纤细的管子，末端膨大形成芽体，又发育成与母细胞同样大小的细胞。两者又发生不同步的分裂，形成玫瑰花饰状的细胞丛。,14,深红螺菌（,Rsp.rubrum,），菌体呈螺旋状，运动快。是在污水中常见的种类。,度光红螺菌（,Rsp.photometricum,）可见两根端生的鞭毛。,度光红螺菌（,Rsp.photometricum,）的鞭毛,在电镜下可见是由许多细长的鞭毛组成的束状物,。,黄褐红螺菌（,Rsp.fulvum,）,纤细红螺菌（,Rsp.tenue,）,万尼氏红微菌（,Rhodomicrobium vannielii,），菌体卵球形，周毛，具菌柄，以出芽方式繁殖。,万尼氏红微菌（,Rhodomicrobium vannielii,）,酒色着色菌（,Chromatium vinosum,），年轻细胞内有硫粒,22,酒色着色菌（,Chromatium vinosum,），老细胞硫粒消失。,23,奥氏着色菌（,Chromatium okenii,），细胞内形成硫粒。,24,泥生绿菌（,Chlorobium limicola,），细胞外形成硫粒。,板硫菌属（,Thiopedia,）细胞聚集成网篮状。,PSB,在生态系统中的地位和作用,PSB,的分布,PSB,是水域中重要的初级生产者,PSB,与自然界硫素转化循环,PSB,在氮素循环中的作用,PSB,对高浓度磷酸盐的耐受性,这是有,PSB,生长的污水沟，,其中红色,PSB,，绿色,藻类。,这是有红螺菌（,Rhodospirillum,）大量生长的污水沟。,从上述水沟采取的污水样品，可见有红螺菌的大量生长。,Chromatium,（着色菌，红硫细菌）大量生长的污水沟。,小林达治曾报道了不同生态环境中红螺菌科光合细菌的数量,可见它们的生存量随生境中有机物含量的增加而相应地增多。,各种试样中的红螺菌科光合细菌数,（每克样品）,水沟（,BOD 250ppm,）,10,6,10,7,湖泊（,BOD 10ppm,）,10,2,10,3,河流（,BOD 1.0ppm,）,+10,污水厂（活性污泥）,10,6,10,7,水田土壤,10,5,10,6,海岸上,10,3,10,4,我们在,1978,年和,1979,年曾从小河淤泥、菜场水沟、稻田、芋艿田、慈姑田、养猪场垃圾堆，乃至污水处理厂的污水、污泥，豆制品厂、淀粉厂的阴沟污泥，中药厂下水道污泥等多种生境条件采取,24,种样品，进行光合细菌的分离。结果，除中药厂某一样品外，均观察到了光合细菌的生长，检出率达,96%,。进而从中分离得到光合细菌纯培养,27,株，其中多株对豆制品、淀粉等工厂的高浓度有机废水显示了较强的去除,COD,的能力。,在具有分层特征的湖泊中,PSB,的分布,:,湖水的上层为好氧层，且有较多的太阳光射入，那里生长着绿藻、蓝细菌等产氧型光合生物；下层为厌氧层，在微生物作用下，湖底堆积物发生着厌氧分解，常有多量,H,2,S,产生。就在有微弱光线到达的好氧层与厌氧层的交界处，发育着不产氧型的光合生物,PSB,。,PSB,是水域中重要的初级生产者,.,从下图可知,光合细菌能在厌气和光照条件下，以多种硫化物或有机物作供氢体固定,CO,2,。,根据调查,Green,湖（,1969,）和,Medicine,湖（,1972,）的,PSB,层中，每年被同化的碳素量分别为,240g/m,2,.,年，和,30g/m,2,.,年，各占初级生产总量的,85%,和,55%,。已知,Green,湖和,Medicine,湖具有光合作用活性的区域面积，分别为,0.25Km,2,和,0.125Km,2,，则它们每年由,PSB,同化的碳素量分别为,60,吨和,3.75,吨。,PSB,在自然界硫素循环中占有重要地位,有人研究了在,Belovod,湖中,Chromatium,的垂直分布与各种环境因子的关系。结果显示，该湖的湖底常有多量,H,2,S,产生，而,Chromatium,能利用,H,2,S,作为供氢体合成有机物，同时把,H,2,S,转变成,S,。于是在水深,14m,处，氧分压很低的情况下，,Chromatium,大量生长，成层状分布，起着防止,H,2,S,向上层扩散的作用。,据报道，主要由于红硫细菌和绿硫细菌的作用，能在,20Km,2,的湖中，每年生成,100,吨硫磺。,37,在土壤中，光合细菌氧化分解硫化物的本领也对陆生植物起着解毒作用或保护作用。例如，当水稻从营养生长进入生殖生长时，水稻根部的氧化力增强，使根圈呈厌氧状态。这时硫酸还原菌迅速增殖，在水稻根际发生,H,2,S,以及腐胺、尸胺等的积累，从而使水稻根受到伤害。如果此时光合细菌大量生长，便能除去上述毒物，对水稻生长发生十分有利的影响。下图显示了,R.capsulata,在尸胺、腐胺培养基中的生长和尸胺、腐胺的消除。,38,Chromatium,在,Na,2,S,培养基中的生长和,H,2,S,的消除。,39,PSB,在水域,N,循环中的作用,:1.N,素的同化作用,2.,有机,N,化物的分解作用,3.,固,N,作用,4.,反硝化作用,光合细菌的生理特征,光合细菌的色素及其作用,光合细菌的获能形式,光合细菌对碳源的利用,光合细菌对生长因子的要求,PSB,的色素及其作用,:,光合细菌的光合色素包括,细菌叶绿素,（,BChl,）和,类胡萝卜素,两大类。,PSB,细胞内，光反应中心主要由,BChl,构成。迄今为止分离到的,BChl,有,5,种，即,BChl a,、,b,、,c,、,d,、,e,，它们都是含,Mg,的卟啉衍生物,都具有一定的吸收波长。,PSB,的,BChl,及其吸收波长,BChl,吸收波长 （微米）,BChl a,805,，,850890,BChl b,835850,，,10201040,BChl c,745760,BChl d,725745,BChl e,715725,(,把菌体分散在,60%,蔗糖溶液中测定,),各种,PSB,都含有一定种类的,BChl,测定,PSB,细胞悬液的吸收光谱，分析该菌所含有,BChl,种类，可作为,PSB,分类鉴定的一种辅助手段。如一种着色菌含有,BChl a,，绿色红假单胞菌含有,BChl b,，一种绿硫细菌含有,BChl c,，另一种绿硫细菌含有,BChl d,。,类胡萝卜素,是,PSB,色素系统中的重要成分,类胡萝卜素的作用：,1.,作为光合反应的辅助色素,把吸收的光能传递给细菌叶绿素；,2.,光氧化的保护剂作用，即保护光合作用器官及,BChl,，使它们免受强光的伤害；,3.,类胡萝卜素对菌体呈现的颜色起决定作用。,迄今已分离的类胡萝卜素有,30,种以上。这些色素的生物合成途径和影响因素大都已搞清，有可能成为一种十分理想的天然色素资源而得到开发利用。,光合细菌的获能形式多样,通过光合磷酸化作用产生,ATP,通过,氧化磷酸化,作用产生,ATP,通过,发酵,作用产生,ATP,通过,脱氮,作用产生,ATP,PSB,主要通过光合磷酸化作用产生,ATP,由天线色素复合物（含,BChl,和类胡萝卜素）吸收光并传递到作用中心。作用中心的,BChl,（,P,890,）在吸收光子后处于激发态，放出一个具有高能水平的电子。该电子通过电子传递系统最终又由,BChl,+,接受,BChl,回复至基态。在电子传递过程中与磷酸化偶联，产生,ATP,。,不同类型的光合细菌其获能形式有很大差异,其中仅有红螺菌科的菌兼有上述多种类型，也即它们既能在厌氧、光照条件下由光合磷酸化取得能量，又能在好氧黑暗条件下由氧化磷酸化取得能量，还有部分种类能在厌氧、黑暗条件下以发酵或脱氮的方式获得能量。,红螺菌科的菌（俗称红色非硫细菌）在进行光能异养生长时，它们细胞物质的碳素，大部分来自有机碳化物，其中醋酸盐是最大量地被利用的有机物。所有的红色非硫细菌都能通过,TCA,循环进行醋酸的厌氧氧化而生成还原力：整个过程可概括为以下反应式：,9nCH,3,COOH,4,（,C,4,H,6,O,2,）,n+2n CO,2,+6nH,2,O,从该反应式可知，有机基质的近,90%,被转变成了细胞的贮蒇物质。,红色非硫细菌在醋酸盐代谢中显示的碳素同化效率之高是惊人的。,其效率之所以高，是因为由醋酸生成乙酰,COA,这一醋酸活化反应所需要的,ATP,，能通过环式光合磷酸化作用不断地得到供给。,49,光合细菌的环式光合磷酸化过程中既没有还原力,NADH,2,（二磷酸吡啶核苷酸，,CoI,）产生，也没有分子氧放出。,PSB,主要是从一些还原态的化合物如,H,2,S,S,2,O,3,=,或简单的有机化合物中获得还原力,.,同时要消耗,ATP.,因此,PSB,的生长比一般的异养细菌慢,.,红螺菌科的菌对有机物的利用范围因种而异，各具特征，利用这一点可进行分离菌株的简易鉴定。,红螺菌科的菌要求生长因子的种较多。对生长因子的要求因种而异。如,Rhodobacter sphaeroides,要求硫胺素、烟酸和生物素；,Rhodopseudomonas palustris,要求对氨基苯甲酸。,51,PSB,的碳源利用性和生长因子要求性,光合细菌菌体的营养成分,由于,PSB,富含多种营养物质和生理活性物质，可利用作饵料、饲料和肥料，在农业、水产和畜禽饲养等方面都得到了成功的应用。,53,PSB,菌体的蛋白质含量超过小球藻和大豆；从氨基酸的种类与组成来看，除了含,S,氨基酸的量较少外，其他各类氨基酸含量都不少，尤其是赖氨酸含量较为丰富。,PSB,菌体中,B,族维生素的种类丰富，尤其是,B,12,、叶酸、生物素等酵母中几乎不含有的维生素种类在,PSB,中含量较多。,辅酶,Q,是生物体内重要的生理活性物质，在,PSB,中的含量远远超过其他生物。,二、光合细菌在农业中的应用效果,由于,PSB,具有的种种生理、生态特性及其菌体所含有的丰富营养物质和生理活性物质，使其在生态系统的能量流动和物质的转化循环中具有重要的作用，与环境中的各种有益生物显示了很好的相容性。经过人们数十年的研究、开发，光合细菌已在农业、水产、畜禽饲养、环境保护等领域得到成功的应用。,57,业已证明：,PSB,能固氮；,能防止过量,N,肥对作物的危害；,有利于防止连作障碍；,有利于果实的着色、保鲜、增加甜味和维生素含量；,因含有脯氨酸、尿嘧啶、胞嘧啶等物质，能增加水稻和多种经济作物的产量等等。以下就各种试验、应用的实际效果作一概要介绍。,58,1.PSB,用于柿子，使产量增加，果色鲜艳，含糖量增加，味美。,施用,PSB,对富有柿的果重与成分的影响,对照区 处理区,果数,32 43,果重（,Kg,）,7.1 8.2,每果平均重（,g,）,222 191,果色 橙黄色 朱橙色,水分,84.7 83.3,糖度（,Brix,度）,14.7 16.4,还原糖量（占鲜重之,%,）,10.82 12.56,非还原糖量（占鲜重,%,）,2.34 2.57,全糖量（占鲜重之,%,）,13.16 15.13,59,2.,用于柑橘，不仅使果重和含糖量增加 而且使储藏时间延长。,某年,12,月,10,日采收的果实，对照的到下一年,2,月中即自然腐败，处理的则到第二年,4,月还没有全部腐败。,PSB,肥料对柑橘产量和品质的影响,对照区 处理区,每棵柑橘平均果数,44 48,平均果重（,g,）,96 112,总果重（,g,）,4224 5376,糖平均含量（,%,）,8.38 8.87,果皮中胡萝卜素平均含量（,mg,）,1.91 2.20,60,3.,用于番茄，使总果实数和重量比对照区增加,1034%,，,Vit.B1,和,Vit.C,的含量也比对照的增加,833%,。,施用,PSB,对番茄生长的影响,茎叶重（干重,g,）根重（干重,g,）茎叶,/,根 比,砂耕 对照,57.7 15.0 3.85,处理,51.3 20.5 2.50,土耕 对照,58.2 22.1 2.63,处理,55.1 30.3 1.82,61,施用,PSB,对番茄产量的影响,总果数 总果重（鲜重,g,）平均果重（鲜重,g,）,砂耕 对照,14 729,（,100,）,52.0,处理,16 805,（,110,）,50.3,土耕 对照,16 1049,（,100,）,65.5,处理,22 1408,（,134,）,64.0,62,施用,PSB,对番茄果实中,VB,1,和,VC,含量的影响,VB,1,（,mg,，,%,）,VC,（,mg,，,%,）,砂耕 对照,0.09,（,100,）,25.6,（,100,）,处理,0.12,（,133,）,28.6,（,111,）,土耕 对照,0.16,（,100,）,30.2,（,100,）,处理,0.18,（,112,）,32.6,（,108,）,63,4.,用作水稻穗肥，有增加粒数和穗重的效果。,水稻幼穗形成期施用,PSB,的效果,每穗粒数 每穗重（,g,）全穗重（,g,）,对照,66.6 1.54 43.1,（用,NH,4,Cl,追肥）,处理,87.9 2.04 46.9,（用,PSB,追肥）,64,5.PSB,肥料施用后，有利于改善土壤菌群结构组成，使土壤中放线菌数量增加，从而对病原性丝状菌生长发生一定的抑制作用。,研究表明，,PSB,可转化为供土壤放线菌很好利用的营养基质，能促进农业有益菌,Streptomyces fradiae,（弗氏链霉菌）的增殖。这种放线菌对,Fusarium oxysporum,（尖镰孢霉，一种危害性很大的植物病原菌）具有很强的抑制作用。因此通过对土壤施用,PSB,，将有利于防止由植物病原性丝状菌引起的连作障碍。,65,施用,PSB,肥料的番茄栽培,3,个月后土壤微生物的变化,（对照为施用无机肥）（检测数,/g,）,细菌 放线菌 丝状菌,放线菌,/,丝状菌 之比,砂耕 对照,3.8*10,5,1.0*10,5,18.0*10,4,0.56,处理,9.0*10,5,1.2*10,5,4.0*10,4,3.0,土耕 对照,8.5*10,6,5.2*10,5,5.0*10,5,1.0,处理,16.3*10,6,23.0*10,5,15.0*10,5,1.5,66,6.,叶菜类作物紫角叶和蕹菜，喷施,PSB,后显示出叶绿素浓度增加的效果，前者平均增加,15.5%,，后者平均增加,27.8%,。,PSB,液肥对紫角叶、蕹菜叶绿素的影响,材料 组别,叶绿素总量 平均,（,mg/g,FW,）,（,mg/g,FW,）,紫角叶 对照,-1 0.8863 0.8991,（,Basella rubra,）,对照,-2 0.9124,处理,-1 1.0881 1.0372,处理,-2 0.9862,蕹菜 对照,-1 1.6844 1.7523,（,Ipomoea aquatica,）,对照,-2 1.8202,处理,-1 2.4061 2.2399,处理,-2 2.0736,67,7.PSB,喷施于茶叶,可有效地促进茶芽的萌发与生长，使开采期提前,710,天。同时，对喷施的三种名茶都显示了明显的增产效果，增幅达,1030%,。,68,该试验于,1994,年早春在浙江杭州某名茶实验农场进行。,试验茶园,3.5,亩。,供试的,3,个品种茶园均为无性系良种茶园。,每个品种设,4,个处理，分别为稀释,20,倍、,25,倍、,30,倍的,PSB,，和稀释,125,倍的高效复合稀土液（茶园常用叶面肥）。另设一个清水对照。,每一个处理面积,0.07,亩，每个处理,2,个重复。,试验小区设置保护行。,试验共喷施,3,次（,2,月,25,日、,3,月,3,日、,3,月,14,日）。,69,PSB,营养液对茶芽生长发育的影响,试验项目,百芽重 芽叶密度 一芽一叶 小区鲜叶 折合亩产,提早开采,（,g,）（个,/,尺,2,）占总芽数,%,产量（,Kg,）（,Kg/,亩）天数,（天）,PSB,20 6.62 113 54 3.14 44.86 10,PSB,25 6.47 89 44 2.42 34.57 8,PSB,30 6.15 81 35 2.09 29.86 7,稀土,-125 6.10 65 26 1.67 23.86 4,清水对照,6.28 31 9.5 0.82 11.71 0,70,PSB,营养液对茶叶产量的影响,品种 试验项目 小区产量,（,Kg,）,折合亩产,（,Kg/,亩）,与对照比较,（,%,）,早逢春,PSB,20 7.21 103.04 115.84,PSB,25 7.00 100.00 112.42,PSB,30 6.70 95.81 107.71,稀土,-125 6.40 91.52 102.89,对照,6.22 88.95 100,迎霜,PSB,20 4.85 69.36 122.78,PSB,25 4.57 65.35 115.68,PSB,30 4.50 64.35 113.91,稀土,-125 4.34 62.06 109.86,对照,3.95 50.49 100,乌牛早,PSB,20 4.46 63.78 134.33,PSB,25 3.85 55.06 115.96,PSB,30 3.68 52.62 110.83,稀土,-125 3.55 50.77 106.93,对照,3.32 47.48 100,71,当地茶农使用,PSB,后取得：,提早上市、增产增收、效益显著的好成绩，编了顺口溜：若要茶叶早，请用,“,催芽宝,”,，高兴地 把,PSB,比作,“,催芽宝,”,。,72,8.PSB,在其他多种作物上的施用效果,小麦施用,PSB,后，叶片肥厚、浓绿，分蘖增加、根系发达，成穗率提高，增产,15%,以上。同时，使小麦根腐病的发生受到抑制。,花生在开花前喷施,PSB,，可促进分枝，提早开花，花量大，结果多，增产,2030%,。,茄子施用,PSB,后，产量增加,14.1%,。,西瓜施用后不仅明显增产，而且甜度增加，提早上市。,果树施用,PSB,（花期、幼果期）后能早生果，增加果实着色度，降低酸度，增加糖分。,73,以上结果表明：,PSB,在农业上应用，具有适用性广的特点，可在粮、棉、油、菜、瓜、果、烟、茶、花卉等植物上使用，并显示促进生长、改善品质等作用。,在当前人们期待绿色食品并大力提倡有机农业之际，对人畜安全、无任何毒副作用、源于自然的环境有益微生物,PSB,植物营养液，将显示出勃勃生机。,只要使用得当，定能丰收在望！,74,三、,光合细菌在农业中的使用方法,人们依据,PSB,的多种功能和栽培植物的特性，以及种植环境、栽培措施等实际条件，创造了丰富多样的使用方法，取得了十分喜人的成绩。,实际应用时，可采用浸种、蘸根、叶面喷施、根灌等方法，结合植物生长发育各阶段的栽培措施，灵活应用。,以,PSB,植物营养液含菌量为,10,亿,/,毫升计，使用时一般宜稀释,150200,倍。叶面喷施宜,710,天一次；根灌则可结合灌溉进行。,在植物生长前期，,PSB,能促进植物根系大量新生，提高植物的成活率，可使植物提早进入生殖生长期。根系发达有利于提高作物的抗旱、抗涝和抗病能力，为增产增收打下坚实基础。,例如，某种植香草类经济植物的大型园艺场，采用,PSB150,倍稀释液喷洒和根灌相结合的方法，有效地解决了幼苗移植时易发生根腐病、成活率低的难题，使各种香草的移栽成活率大大提高，而且发根快，生长迅速，提高了产量，改善了品质。,76,四、农业中应用光合细菌的作用机理,山西大学李俊峰等在,“,光合细菌对农田生态系统的影响,”,研究报告中，以其具有说服力的实验结果，为光合细菌在农业中应用所显示的良好效果及其作用机理，作了概括和总结。,这里仅介绍他们的试验概况和得到的主要结论。,1.,试验方法,该试验于,1996,年,9,月至,1997,年,10,月在山东潍坊市荛沟村进行，供试土壤为黄褐土，肥力均匀。种植模式为冬小麦,-,夏玉米一年两熟。试验分,5,个处理、,1,个对照。分别为：,处理,1.,有机肥,120 t/,公顷,.,年；,处理,2.,碳酸氢铵,11.25 t,、尿素,4.5 t,、过磷酸钙,11.25 t/,公顷,.,年；,处理,3.,光合细菌,180 Kg/,公顷,.,年；,处理,4.,有机肥,+,光合细菌,90Kg/,公顷,.,年，其中有机肥用量同处理,1,；,处理,5.,化肥,+,光合细菌,90Kg/,公顷,.,年，其中化肥用量同处理,2,；,对照 为不施肥。,各组随机排列，,3,次重复，小区面积,10.5m*3m,。不同组之间设保护行。,PSB,菌液,pH 8.0,，活菌数,16,亿,/,毫升。,PSB,处理区全生育期喷施,3,次,50,倍稀释液，每次用,PSB,原液,15Kg/,公顷。,不用,PSB,的喷等量清水。,78,2.,试验结果,光合细菌具有促进土壤微生物增殖的作用。,PSB,对土壤中微生物总量的影响（,mg/100g,）,项目,CK,处理,1,处理,2,处理,3,处理,4,处理,5,生物总量,38.47 57.29 42.39,60.78,76.56,57.28,试验表明：全部施用,PSB,（处理,3,）的土壤微生物总量比对照增加,58.0%,；,PSB,与有机肥、无机肥合用的（处理,4,）和（处理,5,）土壤微生物总量也分别比对照增加,13.7%,和,35.1%,。,79,光合细菌可在土壤中增殖，并刺激土壤中固氮菌和放线菌的增殖，从而使土壤中有益菌数量大大增加。同时，使放线菌与真菌的比值增加，有利于减少病害，使土壤更健康。,PSB,对土壤中微生物区系的影响（,10,8,/g,）,处理 光合细菌 固氮菌 放线菌 真菌 放线菌,/,真菌,CK 1.42 4.24 2.84 2.27 1.09,1 2.48 6.44 5.27 4.63 1.14,2 2.34 2.32 2.56 2.74 0.93,3 5.27 5.74 5.86 3.49 1.68,4 5.43 7.38 6.27 4.82 1.30,5 4.21 3.23 3.41 3.83 0.89,80,光合细菌可使土壤容重下降，有利于改善表层土壤的疏松程度。同时，光合细菌能明显提高土壤的阳离子交换量。,光合细菌对土壤容重和阳离子代换量的影响,土层,（,cm,）,CK,处理,1,处理,2,处理,3,处理,4,处理,5,土壤容重,020 1.792 1.706 1.890,1.717 1.511,1.730,（,g/cm,3,）,2040 1.804 1.793 1.881,1.796 1.608,1.803,阳离子代换量,020 9.042 10.084 9.314,9.943 10.887,9.180,（,mg/100g,）,2040 8.537 10.081 8.972,9.562 10.542,8.695,81,光合细菌的施用可以提高土壤有机质含量，使,020cm,、,2040cm,土层中的有机质分别比对照高,14.3%,和,30.5%,，这与光合细菌自养合成有机物有关。,光合细菌对土壤有机质含量的影响（,%,）,土层（,cm,）,CK,处理,1,处理,2,处理,3,处理,4,处理,5,020 1.243 1.443 1.247,1.421 1.682,1.407,2040 0.692 0.661 0.617,0.903 0.821,0.684,82,光合细菌能增加土壤中全氮和全磷的含量,.,在,020cm,和,2040cm,土层中，分别比对照高,26.99%,、,10.75%,和,35.16%,、,71.78%,。全氮的增加与光合细菌及其他固氮菌的增加有关，全磷的增加则可能与异养微生物的代谢有关。,光合细菌对土壤全氮、全磷含量的影响（,%,）,项目,土层,（,cm,）,CK,处理,1,处理,2,处理,3,处理,4,处理,5,全氮含量,020 0.0541 0.0692 0.0630,0.0687 0.0719,0.0610,2040 0.0372 0.0407 0.0330,0.0412 0.0514,0.0370,全磷含量,020 0.0475 0.0643 0.0607,0.0648 0.0652,0.0607,2040 0.0241 0.0473 0.0387,0.0414 0.0493,0.0321,83,PSB,能明显改善土壤养分状况,.,在,020,和,2040cm,土层，与对照相比,:,碱解氮含量分别提高,41.36%,和,28.8%,；速效磷含量分别提高,26.24%,和,27.9%,；速效钾含量分别提高,20.9%,和,34.6%,。,光合细菌对土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响,（,mg/Kg,）,项目 土层,（,cm,）,CK,处理,1,处理,2,处理,3,处理,4,处理,5,碱解氮含量,020 47.240 68.490 58.937,66.780 76.590,57.870,2040 27.380 36.914 30.169,35.270 39.920,31.300,速效磷含量,020 22.520 31.310 29.300,28.430 32.910,27.800,2040 8.270 10.960 10.414,10.580 11.900,10.180,速效钾含量,020 66.430 86.300 75.933,80.300 95.730,83.930,2040 44.360 65.600 55.630,59.720 74.370,53.670,84,光合细菌能明显提高作物产量，与对照相比,:,冬小麦增产,17.6%,，夏玉米增产,24.8%,，总产量增加,21.3%,。,光合细菌对作物产量的影响,（,Kg/,公顷）,作物,CK,处理,1,处理,2,处理,3,处理,4,处理,5,冬小麦,4611 5646 5173,5422 6202,5623,夏玉米,4750 6747 5390,5932 7433,6890,合计,9361 12393 10563,11352 13645,12513,85,已有的研究表明，光合细菌是地球生态系统中重要的初级生产者，在,C,、,N,固定及土壤硫素循环中均占有重要地位。它能利用可见、红外等较长波长的光能，将土壤中的硫氢化物和碳氢化物中的氢分离出来，与,CO,2,、,N,2,等一起合成糖类、氨基酸类、维生素类、生理活性物质等生物大分子物质。,光合细菌的生产力是很高的。,PSB,在土壤中进行着无机光能增殖，这是,PSB,使土壤有机质增加的重要原因之一。,光合细菌能固氮，与其他固氮菌相比它的能量来源于最廉价的光能，而且波长正好与植物吸收的波长不同，二者呈互补关系。因此，光合细菌可在固氮、固碳的同时，将植物不能吸收的光能导入土壤生态系统。,由于光合细菌在土壤中能以无机光能代谢进行增殖，大大刺激了固氮菌和放线菌等异养微生物的生长，使土壤中微生物总量增加。土壤中有机肥的施入，是这些异养微生物增殖的物质基础，因此,有机肥与光合细菌结合施用效果最佳,。,土壤中有益微生物总量的增加，加速了土壤团粒结构的形成，和土壤养分的再生和有效化，从而为植物生长创造了良好的环境。这是光合细菌促进农业增产的最主要原因。,88,五、光合细菌对残留农药的处理效果,日本的小林正泰在上世纪,80,年代进行了光合细菌处理残留农药的试验，其结果十分理想。,1.,试验方法,把各种农药按使用时稀释浓度的,2,倍以上配置成试验液；,在该液中每升添加,PSB,的营养剂（,N,、,P,、,K,、,NaCl,、酵母浸出汁等）；,pH,调至中性；,把,PSB,按,5%,接入其中；,置于,20,0,C,左右，轻微曝气进行处理；,通过测定,TOC,（总有机碳）的减少来考察,PSB,的活性和农药成分的降低。,90,2.,试验结果,diazinon,（二嗪农、地亚农）,为有机磷系广谱杀虫剂、杀螨剂，通常稀释,1000,倍使用,本试验采用,diazinon34,的,500,倍稀释液，按设定方法进行,PSB,处理。结果见下表：,pH TOC,起始,7.2 203,2,天后,7.5 65,5,天后,7.6 12,10,天后,7.5,1,benomyl,水合剂（苯菌灵、苯来特）,为杀菌剂。通常使用,10002000,倍稀释液。,试验采用,50%benomyl,的,500,倍稀释液，按设定方法作,PSB,处理。结果如下：,pH TOC,起始,7.4 424,2,天后,7.8 112,5,天后,7.8 15,10,天后,7.8,1,92,Thiuram,水合剂（福美联）,为有机碳杀菌剂，通常稀释,250,倍使用。,本试验以,80%,的,Thiuram,水合剂制成,100,倍稀释液，按设定方法进行,PSB,处理。结果如下：,pH TOC,起始,7.2 2520,2,天后,7.85 870,5,天后,7.6 125,10,天后,7.6,5,maneb,水合剂（代森锰）,为有机硫系杀菌剂，通常以,4001000,倍稀释液使用。,本试验用,maneb,水合剂的,200,倍稀释液，按设定方法进行,PSB,处理。结果如下：,pH TOC,起始,7.3 684,2,天后,7.5 162,5,天后,7.6 26,10,天后,7.6,2,94,CAT,水合剂（西玛津，,Simazine,）,为除草剂，通常稀释,1000,倍使用。,以,50%,的西玛津制成,500,倍稀释液，按设定方法作,PSB,处理。结果如下：,pH TOC,起始,7.2 298,2,天后,7.5 112,5,天后,7.5 28,10,天后,7.6,1,TPN,水合剂（百菌清，,chlorothalonil,）,为有机氯系杀虫、杀菌剂，通常稀释,500,倍使用。,本试验制成,thalonil,的,200,倍稀释液，按设定方法进行,PSB,处理。结果如下：,pH TOC,起始,7.2 874,2,天后,7.3 216,5,天后,7.4 35,10,天后,7.4,1,96,EPN,乳剂（苯硫磷，伊皮恩）,为,O-,乙基,-O,对硝基苯基硫逐磷酸（,C,14,H,14,NO,4,PS,），,制成,EPN,乳剂的,500,倍稀释液，处理方法同上。,结果如下：,pH TOC,起始,7.3 132,2,天后,7.5 45,5,天后,7.5 12,10,天后,7.5,1,以上试验测试结果表明，所试农药都,可通过,PSB,处理被去除。这对降低乃至消除土壤农药残留、改善农业土壤环境具有重要意义。,98,六、,在农业中应用,PSB,应注意的技术要点,1.,必须确保,PSB,菌剂的质量,农业部曾于,2002,年,8,月发布了光合细菌液肥质量的行业标准，并