微生物和农业专家讲座.pptx

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,*,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,(,Microbial fertilizer),。,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,根瘤菌形态特征,普通生理特征,根瘤菌与宿主共生特征,根瘤,根瘤形成过程主要步骤,豆血红蛋白,微生物和农业专家讲座,第6页,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,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,普通生理特征：,化能有机营养型能利用,NO,3,-,、,NH,4,+,，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（,Ca,2+,、,Mg,2+,）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,。,微生物和农业专家讲座,第10页,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,2-4,h,；,慢生型,在含甘露醇或其它碳水化合物培养基上产碱，代时,6-8,h,；也存在中间类型。,微生物和农业专家讲座,第11页,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,Root Nodule Bacteria and Symbiosis with legumes,Soybean root nodules,Unnodulated soybean,Nodulated soybean,微生物和农业专家讲座,第17页,CK Spr4-5,微生物和农业专家讲座,第18页,根瘤,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,Rhizobium nodules on a pea root,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。,微生物和农业专家讲座,第24页,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,:分泌植物促生物质；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；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；对污染物降解；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（,Streptomyces jingyangesis,）。,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,CK,Spr2-9,Spr2-9+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,52510,6,t,工业下脚料,5010,6,t,畜、禽粪便,25010,6,t,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,7500 kg,稻草,/hm,2,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,8001000,1000,30003200,草菇,740,500,2260,平菇,3700,3500,7000,表绪,4,几个食用菌效益分析,（,100m,2,）,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,多汁饲料,。它含有能够长久保留青绿多汁饲料特征，扩大饲料资源，确保家畜营养均衡。青贮饲料含有气味酸香、柔软多汁、颜色黄绿、适口性好等优点。,微生物和农业专家讲座,第50页,1.,青贮原理,青贮发酵是一个,复杂微生物活动,和生物化学改变过程。青贮过程是为青贮原料上,乳酸菌,生产繁殖创造有利条件，使乳酸菌大量繁殖，将青贮原料中可溶性糖类变成乳酸，当到达一定浓度时，抑制了有害微生物生长，从而到达保留饲料目标。,微生物和农业专家讲座,第51页,2.,青贮原料,1).,玉米秸杆,玉米秸杆是最好青贮原料，也是不易青贮和不能青贮植物最正确混配原料。青贮时可铡碎，也可全株青贮。,2).,豆科作物秸杆,如青绿大豆、蚕豆、豌豆及杂豆茎叶，以及花生秧，它们与豆科牧草一样，糖分含量低，蛋白质含量较高。豆科作物秸杆不宜单一品种青贮，但可与富含碳水化合物植物混合青贮，或外加淀粉、糖浆等，也可生产出很好青贮产品。,微生物和农业专家讲座,第52页,3).,树叶,树叶普通含粗纤维较少，蛋白质含量较高，普通春夏季节修剪树木时幼嫩枝叶可作青贮原料，秋末凋谢树叶可与其它原料混合青贮。如杨、柳、榆、桑、葡萄、苹果、桃、杏、枣等树木叶子和嫩枝。,微生物和农业专家讲座,第53页,4).,栽培牧草,5).,其它,不含有毒有害野生杂草、菜叶、水葫芦、水花生、甘蔗渣、饴糖渣及啤酒渣等，都可单独或与其它原料混合制成青贮饲料,微生物和农业专家讲座,第54页,