微生物和微生物肥料专家讲座.pptx

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纲,微生物和微生物肥料专家讲座,第1页,一、微生物基础知识,微生物和微生物肥料专家讲座,第2页,1,、微生物定义,微生物,（,microorganism,microbe,）,:,存在于自然界中一群体型细小、结构简单、肉眼看不见，必须借助于特殊仪器放大后才能观察到微小生物。,葡萄球菌,酵母菌（芽痕）,棒状杆菌,大肠杆菌,弧状菌,链球菌,微生物和微生物肥料专家讲座,第3页,2,、微生物分类,按其结构、化学组成及生活习性可分为,:,原核类,:,仅有原始核质，无核仁或核膜，细胞器很不完善。如细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体等。,真核类,:,细胞核分化程度较高，有核膜、核仁和染色体，细胞器完整。如真菌（酵母菌和霉菌）、原生动物、显微藻类。,非细胞类,:,体积微小，能经过除菌过滤器。如病毒和亚病毒等。,按其致病性可分为,:,病原性微生物,非病原性微生物,微生物和微生物肥料专家讲座,第4页,3,、微生物特点,个体小，面积大：,小于,0.1mm,。肉眼不可见。,吸收多，转化快：,发酵乳糖细菌在,1,小时内可分解其自重,1000,10000,倍乳糖；产朊假丝酵母合成蛋白质能力比食用公牛强,10,万倍,生长旺，繁殖快：,微生物有惊人繁殖速度，大多数微生物几十分钟内就能够繁殖一代,适应性强，易变异,（耐药性产生原因）,分布广，,种类多（,10,万各种）,：自然界中处处都有，如水、空气、土壤等,土壤中数量最多。,微生物和微生物肥料专家讲座,第5页,4,、微生物分布,土壤：,是微生物生活最适环境,水：,仅次于土壤微生物分布、定居第二场所,空气,：,空气中微生物主要起源于带有微生物菌体及孢子灰尘，这类微生物大多数是腐生性，还起源于人和动物，它们大多数是经过呼吸道排出，其中也包含有病原微生物，悬浮在大气中。,微生物和微生物肥料专家讲座,第6页,5,、微生物作用及危害,1.,微生物作用,绝大多数微生物对人和动物是有益，已广泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业，发挥了越来越主要作用。比如与我们日常生活亲密相关如酸奶、酒类、抗生素、疫苗等。,2.,微生物危害,微生物中也有一部分能引发人及动、植物发生病害，这些含有致病性微生物，称为病原微生物。如人类许多传染病（感冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎等），均是由病原微生物引发。,从药品生产卫生学而言，微生物对药品原料、生产环境和成品污染是造成生产失败、成品不合格主要原因,。,微生物和微生物肥料专家讲座,第7页,二、,为何发展微生物肥料？,微生物和微生物肥料专家讲座,第8页,长久、,过量施用化肥危害,危害之一：减弱庄稼生产能力,造成了土壤板结，土壤有机质含量降低，肥力下降，土壤中有益微生物生存空间变小，数量降低。农作物抗病、抗寒、抗旱、抗倒伏能力减弱，病虫害发生越来越严重，造成农作物品质下降，产量降低。,微生物和微生物肥料专家讲座,第9页,危害之二：加剧环境污染。,过多施用肥料假如超出土壤保持能力时，就会流入周围水中，形成农业面源污染、造成水体富营养化，造成藻类滋生，继而破坏水环境。据统计，中国每年因不合理施肥造成,1000,多万吨氮素流失到农田之外，直接经济损失约,300,亿元。过量肥料还会渗透,20,米以内浅层地下水中，使得地下水硝酸盐含量增加。,微生物和微生物肥料专家讲座,第10页,危害之三：浪费大量紧缺资源。假如能够把浪费掉化肥节约下来，就会缓解我国能源紧缺情况。仅在,年，我国化肥生产消耗了大约,1,亿吨标准煤，超出国家能源消耗比重,5,。另外，我国化肥生产每年消耗高端磷矿石超出了,1,亿吨，而磷矿石已经列入国土资源部,年后紧缺资源之列；化肥生产还消耗了我国,72,硫资源。,微生物和微生物肥料专家讲座,第11页,所以在这种情况下，,20,世纪,70,年代，国际上成立了“有机农业联盟”，在世界范围内呼吁不用或者尽可能少用化肥，并主动研究化肥代替品。大家都知道，几十年前我国农业生产主要施用农家肥，最近几十年主要应用化肥，而今后微生物肥料使用量将越来越大，这是生产绿色食品和发展可连续农业必定趋势。,微生物和微生物肥料专家讲座,第12页,我国微生物肥料产业近几年发展快速，并已成为我国农业生物产业主要组成部分。当前登记微生物肥料产品数量达,1200,个（截止,年,10,月），应用面积在一亿亩以上。微生物肥料年产量,800,万吨，在国家生态示范区、绿色和有机农产品基地中已成为肥料主力军，其用量超出,450,万吨，约占我国微生物肥料年产量,50%,，且这一数字还呈不停上升趋势。,微生物和微生物肥料专家讲座,第13页,国家支持微生物肥料行业发展,出台,促进生物产业加紧发展若干政策,（国办发,45,号）,实施,绿色农用生物产品高技术产业化专题,（发改办高技,536,号；,国家高技术产业化示范工程项目（发改委）,；,国家土壤有机质提升试点补助项目（农业部）：秸秆还田中，政府采购腐熟菌剂，提供农民使用；,中小企业创新基金：,七大新型战略产业之一,微生物和微生物肥料专家讲座,第14页,三、微生物肥料作用机理与效果,微生物和微生物肥料专家讲座,第15页,微生物,种类繁多,，在长久,生物进化和环境适应,中，不一样种类微生物具备了对应作用机理，表现出,多样化功效与效果,;,选择和应用这些功效微生物，是微生物肥料,(,农用微生物产品,),新品种研发、生产和应用,基础,。,微生物和微生物肥料专家讲座,第16页,1,、微生物肥料定义,中国科学院院士，我国土壤微生物学奠基人、华中农业大学陈华癸教授就微生物肥料含义问题指出，所谓微生物肥料，,“,是指一类含有活微生物特定制品，应用于农业生产中，能够取得特定肥料效应，在这种效应产生中，制品中活微生物起关键作用，符合上述定义制品均应归入微生物肥料,”,。,当前,“,国家标准（,GB20287-,）,”,定义：微生物肥料,(microbial fertilizer/biofertilizer)-,含有特定微生物活体制品，应用于农业生产，经过其中所含微生物生命活动，增加,植物养分供给量或促进植物生长,，提升,产量,，改进农产品,品质,及,农业生态环境,。,微生物和微生物肥料专家讲座,第17页,2,、微生物肥料种类,微生物菌剂：,一个或一个以上微生物经工业化生产增殖后直接使用，或经浓缩或经载体吸附而制成活菌制品（,NY/T 1113-,）。,生物有机肥：,是指特定功效微生物与主要以动植物残体（如禽畜粪便、农作物秸秆等）为起源并经无害化处理、腐熟有机物料复合而成一类兼具微生物肥料和有机肥效应肥料。,复合微生物肥料：,是指特定微生物与营养物质复合而成，能提供、保持或改进植物营养，提升农产品产量或改进农产品品质活体微生物制品（,NY/T 798-,）。,微生物和微生物肥料专家讲座,第18页,3,、微生物肥料六大功效机理,NY/T 1847-,微生物肥料生产菌株质量评价通用技术要求,中总结,6,个方面：,提供或活化养分功效；,产生促进作物生长活性物质能力；,促进有机物料腐熟功效；,改进农产品品质功效；,增强作物抗逆性功效；,改良和修复土壤功效。,微生物和微生物肥料专家讲座,第19页,提供或活化养分功效：,生物固氮,微生物固氮肥料是微生物肥料中施用历史最久、应用范围最广一类。,根瘤菌,及其制剂产品：如花生根瘤菌,Bradyrhizobium,sp.(,Arachis hypogae,);,大豆根瘤菌,(,B.japonicum,或,B.elkanii,或,Sinorhizobium fredii,);,自生固氮菌,/,联合固氮菌及其制剂,：,圆褐固氮菌,(,Azotobacter chroococcum,),、拜氏固氮菌,(,Azotobacter beijerimckii,);,巴西固氮螺菌,(,Azospirillium brasilense,),、粪产碱菌,(,Alcalige faecalis,),微生物和微生物肥料专家讲座,第20页,图,A,大豆根瘤,图,B,大豆根瘤菌,根瘤菌能与其它生物共生来固定空气中氮素，并产生很多激素类物质来刺激作物生长。,图,B,花生根瘤菌,图,A,花生根瘤,微生物和微生物肥料专家讲座,第21页,圆褐固氮菌（带夹膜）,圆褐固氮菌含有较强固氮能力，也能分泌一些维生素及吲哚乙酸等刺激作物根系生长，进而促进植株生长和果实发育，所以，将圆褐固氮菌制成菌剂，施用到土壤中，能够提升农作物产量。,它不形成根瘤菌，而是利用土壤中有机质或根系分泌有机质作碳源固定空气中氮素，也能直接利用铵盐和硝酸盐等无机氮化物，有氮化合物时它不固定分子态氮。,微生物和微生物肥料专家讲座,第22页,我国磷矿资源缺乏，尤其是高端磷矿；土壤中积累了大量,难溶性磷，,研究开发溶磷菌剂十分必要。,微生物解磷或溶磷机理是：经过产生有机酸（如乳酸、柠檬酸）和一些酶类（如植酸酶），使土壤中,难溶性磷素,如磷酸铁、磷酸铝以及有机磷酸盐矿化形成作物能够吸收利用可溶性磷。,将分解利用不一样磷素起源如分解卵磷脂类细菌称为,有机磷细菌,，分解磷酸三钙细菌称为,无机磷细菌,。,提供或活化养分功效：,溶磷,微生物和微生物肥料专家讲座,第23页,当前主要研究和应用菌种有以下一些种：,细菌,：,巨大芽胞杆菌,(,Bacillus megatherium,),；氧化硫硫杆菌,(,Thiobacillus thiooxidans,),；假单胞菌属一些种,(,Pseudomonas,spp.),；芽胞杆菌属或类芽胞杆菌属一些种,(,Bacillus,spp.,或,Paenibacillus,spp.),；,许多真菌,：,(,比如,青霉菌、黑曲霉，,菌根,等,),含有非常强溶磷能力。,提供或活化养分功效：,溶磷,微生物和微生物肥料专家讲座,第24页,巨大芽孢杆菌在肉汤培养基上菌落,巨大芽孢杆菌菌体,巨大芽孢杆菌能利用各种碳源，营养要求低，生长快，巨大芽孢杆菌在,28,37,都能很好地生长。,在营养琼脂上，生长堆积，有光泽或中度暗淡；随菌龄增加，有时微起褶皱，常呈黄色色调；长时间培养后，生长和培养基变为褐色或淡黑色（见菌落照片）。,微生物和微生物肥料专家讲座,第25页,一些微生物能分解长石和云母产生有效钾，这类微生物称为,钾细菌,或硅酸盐细菌。它能将长石、磷矿石、云母等难溶性矿物中磷钾有效化，分泌能够刺激作物生长 激素。施用硅酸盐细菌肥料不但可改进作物营养条件，还可提升作物对养分利用能力，可减轻各种作物病害。,提供或活化养分功效：,解钾,微生物和微生物肥料专家讲座,第26页,钾细菌,Bacillus mucilaginosus,钾细菌作用机理：首先，,细菌,-,矿物复合体形成,，硅酸盐细菌在培养基中增殖，产生大量多糖物质，经过其粘结作用，使矿物颗粒与细胞物质纠结在一起，进而形成细菌,-,矿物复合体；这种复合体形成促进细菌细胞与矿物颗粒深入接触，甚至能够在小分子如培养基水分子帮助下，使矿物晶格层间域增大，从而有利于,钾离子释放,。,微生物和微生物肥料专家讲座,第27页,难溶性,钙,、镁或硫元素活化，提供给作物利用,微生物种类：,产生铁载体：,Thiobacillus thiooxidans,（氧化硫硫杆菌）,Rhizopus arrhizus,(,根霉,),提供或活化养分功效：,溶解中量元素能力,微生物和微生物肥料专家讲座,第28页,微生物肥料提升化肥利用率，,降低化肥使用量,微生物肥料与化肥配合使用，可提升化肥利用率，降低化肥流失，从而,降低化肥施用量（,10%-30%,）,。,巴西、阿根廷,种植大豆,不施化学氮肥,，,美国,仅施,5Kg/,公顷,氮肥。我国则施用,150Kg/,公顷,氮肥,，,产量比国外,低,30,以上,。,有经济上意义，而且有生态学方面价值，对环境也有益处。,微生物和微生物肥料专家讲座,第29页,产生促进作物生长活性物质能力,种类多,：菌种主要有醋杆菌,(,Acetobacter diazotrophicus,),、气单胞菌,(,Aeromonas caviae,),、柠檬节杆菌,(,Arthrobacter citreus,),、巴西固氮螺菌,(,Azospirllum brasilense,),、自生固氮菌,(,Azotobacter,spp.),、,巨大芽胞杆菌,(,Bacillus megaterium,),、多粘类芽胞杆菌,(,Paenibacillus polymyxa,),、,枯草芽胞杆菌,(,B.subtilis,),、阴沟肠杆菌,(,Enterobacter cloaced,),、荧光假单胞菌,(,P.fluorescens,),，等。,应用范围广,：在农业上有良好应用前景，尤其是这类微生物能够单独使用，更能够与其它微生物种类复合使用，使促生作用、肥效作用更加好地结合起来，以提升和加强应用效果。这种复合剂型研制是一个发展方向。,微生物和微生物肥料专家讲座,第30页,枯草芽孢杆菌,菌落表面粗糙不透明，乳白色或微黄色。,枯草芽孢杆菌以孢子形式存在，有耐高温、耐酸碱、耐挤压和耐温度改变等特点，能够满足各种加工要求；,枯草芽孢杆菌能够产生促进作物生长活性物质，促进有机物料腐熟。,微生物和微生物肥料专家讲座,第31页,促进有机物料腐熟功效,腐熟菌剂产品使用菌种：,40,个种,细 菌（,13,）,：,枯草芽孢杆菌,、多粘芽孢杆菌、黄褐假单胞菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌、多食鞘氨醇杆菌、戊糖片球菌、解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌、乳酸乳杆菌、施氏假单胞菌、,地衣芽孢杆菌,、,巨大芽孢杆菌,、短小芽孢杆菌；,放线菌（,12,）,：,白色链霉菌、天青链霉菌、白浅灰链霉菌、热紫链霉菌、唐德链霉菌、细黄链霉菌、嗜热灰色链霉菌、灰肉红链霉菌、除虫链霉菌、泾阳链霉菌、微白黄链霉菌、灰螺链霉菌,;,霉菌（,10,）,：,里氏木霉、绿色木霉、黑曲霉、米曲霉、温特曲霉、帚状曲霉、杂色曲霉、嗜热性侧孢霉、米根霉、卷枝毛霉,;,酵母菌（,5,）,：,粉状毕赤酵母、酿酒酵母、热带假丝酵母、扣囊拟内孢霉、乳酸可鲁维酵母。,微生物和微生物肥料专家讲座,第32页,地衣芽孢杆菌,(Bacillus licheniformis),是芽孢杆菌中较具应用潜力菌种之一，可产生各种抗性物质，促进有机物料腐熟。能分泌一定量胞外酶物质。,PH,为,4.06.0,条件下生长稳定。产品热贮稳定性很好，在,542,温度下，可贮存,14,天，常温贮存稳定时最少,2,年。,微生物和微生物肥料专家讲座,第33页,促进有机物料发酵腐熟,(,除臭、缩短发酵时间,),微生物和微生物肥料专家讲座,第34页,改进农产品品质功效,微生物肥料可增加农产品有效营养成份，如面粉中面筋含量、不一样大豆中油脂含量、蛋白质含量，蔬菜瓜果中维生素、糖含量。相关试验表明，微生物肥料不但能使粮食作物增产,10%,左右，果菜类增产,15%,左右，而且还可使产品外观有较大改进。,微生物和微生物肥料专家讲座,第35页,注：左侧,-,为微生物肥料菌剂产品与常规施肥（羊粪）配合施用；,右侧,-,为当地常规施肥（羊粪）,示范试验地点：山西省平遥,长山药（收获期）,施用微生物菌剂,常规施肥,微生物和微生物肥料专家讲座,第36页,增强作物抗逆性功效,减轻作物病虫害发生（病情指数）,提升作物抗倒伏、抗旱、抗寒,克服作物连作障碍等方面能力,微生物和微生物肥料专家讲座,第37页,甜瓜球腔菌引发甜瓜枯霉病,经过对甜瓜球腔菌引发枯霉病抑制作用筛选有效菌株,微生物和微生物肥料专家讲座,第38页,对照,加功效微生物和有机载体,仅加功效微生物,微生物和微生物肥料专家讲座,第39页,提升植物耐干旱等抗性能力,+,微生物肥料,-,微生物肥料,微生物和微生物肥料专家讲座,第40页,增强植物对重金属污染抗性,微生物和微生物肥料专家讲座,第41页,改良和修复土壤功效,农药等污染物生物修复作用：,新热点,微生物因为数量大、种类多，变异快，降解有机物潜力相当大，而且洁净彻底、无二次污染，几乎全部能造成环境污染有机物都能被微生物所分解、利用，这为我们消除农药残留环境污染提供了一条崭新路径,农药面源污染微生物修复（,微生物降解全方面性,）。,生物修复在美国已经形成了一门新兴生物技术产业，有几十家生物修复企业，专门提供污染环境（土壤和水体石油、化工污染）生物修复技术方案和产品，在美国生物修复市场营业额已经到达了,百亿美元,（,新兴生物技术产业,）。,农药污染是中国等发展中国家所面临迫切需要处理问题，国内在农药残留微生物降解方面进行了很多研究，逐步在加大应用（,现实迫切需要,）。,微生物和微生物肥料专家讲座,第42页,美国,WIK Associate Inc.,开发,Bugs+plus,系列用于环境修复生物制剂产品,微生物和微生物肥料专家讲座,第43页,甲基对硫磷降解菌,DLL-1,（,Pseudomonas putida,）,农药残留降解微生物分离筛选,微生物和微生物肥料专家讲座,第44页,CK,（,No atrazine,）,Atrazine BATH1 BATH1,阿特拉津降解菌,盆,钵,试验,微生物和微生物肥料专家讲座,第45页,四、微生物肥料合理使用,微生物和微生物肥料专家讲座,第46页,微生物肥料合理使用,颁布,NY/T 1535-,肥料合理使用准则 微生物肥料,中，对微生物肥料合理使用作了标准性、技术性要求；发挥微生物肥料功效必须注意以下,5,个方面：,1,、微生物肥料关键是制品中特定有效活微生物，必须确保,有一定数量有效活菌,。另外，还应有不一样微生物特有活性指标，当前相关活性指标尚在试验、探索之中，用什么样指标，多大数字量化需要研究、试验、验证。我国现行由农业部颁布微生物肥料标准对各种微生物肥料产品均要求了对应最低活菌含量,。,微生物和微生物肥料专家讲座,第47页,微生物肥料合理使用,2,、,要从生产到使用都要给产品中有效微生物一个,生存适当环境,：水分含量、,pH,、温度、载体中残糖含量、包装材料等等，尤其是产品中杂菌含量应注意严格控制。,产品中水分含量过高易滋生霉菌，过多霉菌常可造成种子霉烂，造成缺苗断垅。温度过高,(,如长时间在,35,以上,),可致产品中有效微生物降低，杂菌增加。,产品冰冻或重复冻融也是造成产品中有效微生物数量骤减一个主要原因。,微生物和微生物肥料专家讲座,第48页,微生物肥料合理使用,3,、,微生物肥料作为活菌制剂有一个,使用期,问题。这类产品刚生产出来时活菌含量较高，伴随保留时间和不妥运输、保留条件改变，产品中有效微生物数量逐步降低。,当降低到一定数量时其有效作用显示不出来，我们通常认为失效，就是这个意思。,不一样微生物肥料使用期是不一样。,使用者首先要注意在使用期内使用，另首先注意维持微生物生命活动必要条件。,微生物和微生物肥料专家讲座,第49页,4,、注意,适用作物和适用地域,，是微生物肥料功效发挥主要确保。,一个产品不可能适合用于一切作物，适合用于一切地域等等。,我国国土面积大，土壤类型多，肥力情况差异极大。作物种类多，品种更迭快。所以，,一个微生物肥料是否适合用于当地域，应该做规范田间试验,。,生产菌种取得毕竟是从某一局部分离得到或有某种针对性筛选出来，如从北京地域某处罚离得到菌种不见得既适应黑龙江省又适应海南省。我们提倡有针对性选育生产菌种，比如针对碱性土壤、酸性土壤菌种，或是针对某特定作物菌种，当前在这方面差距比较大，要逐步往这方面发展。,微生物肥料合理使用,微生物和微生物肥料专家讲座,第50页,微生物和微生物肥料专家讲座,第51页,5,、,施用技术,上问题：,微生物肥料使用时一定注意勿使长时间暴露在阳光下，以免紫外线杀死肥料中微生物。,配伍禁忌是另一个必须注意问题，有产品不宜与化肥混施，尤其是一些与固氮相关微生物肥料不宜与化学氮肥混施。杀菌剂,(,杀细菌制品,),不能与各种微生物肥料混用，以免杀死其中有效菌。,微生物肥料合理使用,微生物和微生物肥料专家讲座,第52页,生物肥料使用小结,产品质量：登记证号、国家（行业,/,企业）标准号、包装和标签完整、使用说明清楚、明确；,产品种类与使用农作物及地域：尤其是根瘤菌；,在产品使用期内使用：注意生产日期；,产品保留适宜环境和施用技术；,配伍使用：不能与杀菌剂等共同使用,微生物和微生物肥料专家讲座,第53页,Thank you,微生物和微生物肥料专家讲座,第54页,