1、微生物在農(nóng)業(yè)中的應用學習主要內(nèi)容微生物在畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應用微生物在植物保護中的應用微生物在肥料中的應用一、微生物在畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應用1、微生態(tài)制劑 定義：1974年首先被美國學者REParker稱之為Probiotics，目前國內(nèi)把這個詞又譯為促生素、益生素、生 菌素、促菌生、活菌制劑、微生態(tài)制劑等。1989年，F(xiàn)uller重新定義為“一種可以通過改善腸道菌群平衡而對動物施加有利影響的活微生物飼料添加劑”。（不太準確：除整腸以外，還會有促生長作用） 作用機理 保持動物腸道內(nèi)微生態(tài)平衡補充營養(yǎng)成分防止有害物質(zhì)的產(chǎn)生 提高機體免疫功能 功能上：整腸、促生長生產(chǎn)工藝固體發(fā)酵：生料發(fā)酵（以麩皮

2、、粕類為主）和熟料發(fā)酵（麩皮、淀粉、蛋白胨、酵母膏）生料發(fā)酵：菌量少（約5-30億/克），雜菌多熟料發(fā)酵：菌量高（可高達300-400億/克），雜菌少液體發(fā)酵：斜面搖瓶 種子罐發(fā)酵罐離心濃縮噴霧干燥（或吸附干燥、或低溫干燥、或冷凍干燥）液體發(fā)酵產(chǎn)品穩(wěn)定性、外觀、流動性要好于固體發(fā)酵產(chǎn)品，但在實際應用時因為去除代謝物而效果差于固體發(fā)酵產(chǎn)品。市售產(chǎn)品芽孢桿菌類：枯草、地衣、納豆、蠟樣乳酸菌類：嗜酸乳桿菌 、乳酸鏈球菌 、干酪乳桿菌 、糞鏈球菌 、植物乳酸菌、雙歧桿菌酵母類：啤酒酵母、假絲酵母曲霉類：黑曲霉、米曲霉 新型微生態(tài)制劑乳酸芽孢桿菌酪酸菌微生態(tài)制劑應用模式水產(chǎn)料因為要高溫制粒，添加量要高于

3、畜禽料1倍；定植力強的微生態(tài)制劑要較定植力弱的添加量要少；非芽孢菌類制劑要注意儲存期。一般微膠囊包埋處理（但影響使用效果），或低溫（成本太高）微生態(tài)制劑狀況及發(fā)展趨勢目前，微生態(tài)制劑在國內(nèi)銷售量約為3萬噸（不連水質(zhì)凈化劑，以200億/克計。來自廣東海大集團），主要為枯草、地衣及其復合菌劑；目前研發(fā)主要針對仔豬腹瀉、具有整腸作用的新型微生態(tài)制劑開發(fā)；劑型研究。微生態(tài)制劑研發(fā)需注意問題正確的來源定植和粘附力 在酸性和高膽鹽環(huán)境中的生存能力 產(chǎn)品中穩(wěn)定的活菌數(shù) 生產(chǎn)過程中代謝產(chǎn)物的利用我們必須清楚的認識到并不是所有的益生菌都是絕對安全的。有的益生菌含有的抗藥因子可以通過基因物質(zhì)的交換轉(zhuǎn)移到正常的腸道

4、菌群中?，F(xiàn)在有人把含有抗藥因子的基因工程菌用做益生菌，其結果將會和濫用抗生素一樣，制造出任何抗生素都無法消滅的超級細菌，給人類造成更大的威脅。（如MT乳酸菌）綠色飼料添加劑的開發(fā)已是大勢所趨，值得指出的是，在研究益生菌的同時，必須下大力氣研究動物腸道菌菌群自身的特點及與寄主和環(huán)境之間的關系，才能設計出新一代高效的微生態(tài)制劑。 2、微生物酶制劑種類：淀粉酶非淀粉酶：木聚糖酶（小麥、米糠日糧）、-葡聚糖酶（大麥日糧） 、甘露聚糖酶（豆粕日糧）、纖維素酶（秸稈類）、雜粕酶（-半乳糖苷酶 ）其它：植酸酶（替代磷源）、蛋白酶、脂肪酶、果膠酶等作用：促進營養(yǎng)物的消化吸收，消除營養(yǎng)不良和減少腹瀉的發(fā)生。 主

5、要是對于早期幼小畜禽來講主要是其內(nèi)源酶分泌不足。一般在常規(guī)日糧飼料中添加以淀粉酶、蛋白酶為主的復合酶。消除飼料原料中的抗營養(yǎng)因子及降解難于消化的成分。 飼料中的抗營養(yǎng)因子是植酸鹽和非淀粉多糖，包括-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、纖維素、果膠，而消除這些抗營養(yǎng)因子的酶制劑就是：植酸酶、-葡聚糖酶、木聚糖酶、果膠酶、-半乳糖苷酶。生產(chǎn)固體發(fā)酵：麩皮、粕類和一些無機鹽為培養(yǎng)基，菌種一般為木霉類。液體發(fā)酵：斜面搖瓶 種子罐發(fā)酵罐超濾濃縮噴霧干燥（或吸附干燥、或低溫干燥、或冷凍干燥） 目前，國內(nèi)菌種一般采用基因工程菌巴斯德畢赤酵母來表達（如植酸酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、脂肪酶）；纖維素酶采用農(nóng)桿菌介導技術的里氏

6、木霉；木聚糖酶也有通過農(nóng)桿菌介導技術的長枝木霉來分泌的。固體發(fā)酵：酶活較液體發(fā)酵低，但酶系較多；液體發(fā)酵：酶活高，但酶系單一。飼用酶的應用模式 畜禽等的喂養(yǎng)方式是以粉料或顆粒的方式來喂養(yǎng)的。當使用粉料時，酶可以直接先加到預混料，混合好，均勻混合進去。水產(chǎn)料要高溫制粒，為了避免飼料制粒的活性損失，可采用穩(wěn)定化技術（物理包埋、化學修飾 、點突變）和制粒后噴酶技術 （采用液體酶通過噴霧系統(tǒng)，將酶均勻地涂布到還保持余熱的顆粒飼料表面，利用余熱加水分蒸發(fā)。均勻性要注意）飼用酶制劑研發(fā)趨勢提高生物發(fā)酵效價，大幅度提高酶活性。 集多種酶有同一微生物生產(chǎn)。 研制能耐高溫的酶。 酶的應用方面，研究酶與日糧成分的

7、相互作用，以確定所需酶的種類；同時研究酶在腸道內(nèi)的作用方式，和不同日糧狀況下酶的最佳組成，以及加酶后哪些氨基酸和微量元素或礦物質(zhì)可以不加或少加。所有這些將帶來較高的經(jīng)濟效益。 3、其它獸藥（如吉他霉素、多粘菌素、桿菌肽鋅、新型抗菌肽和溶菌酶）、疫苗（滅活疫苗、抗體疫苗）發(fā)酵飼料：發(fā)酵豆粕、發(fā)酵秸稈發(fā)酵床技術（應用技術非常關鍵）水質(zhì)調(diào)節(jié)劑：EM、光合細菌、硝化細菌、凈水劑（應用技術非常關鍵）二、微生物在植物保護中的應用阿維菌素(avermectin)是殺線蟲和節(jié)肢動物(特別是螨類)的抗生素。它能增加蟲體內(nèi)的-氨基丁酸，后者對神經(jīng)有抑制作用。Streptomyces avermitilis球孢白僵

8、菌(Beauveria bassiana)的菌絲長出金龜甲尸體表面球孢白僵菌殺死松毛蟲、蝗蟲和家蠶松毛蟲僵蠶(家蠶幼蟲感染白僵菌而致死的干燥帶菌蟲體)棉鈴蟲幼蟲的環(huán)節(jié)處被核型多角體病毒感染.80%的昆蟲病毒都是農(nóng)林業(yè)中常見的鱗翅目害蟲的病原體，因此是害蟲生物防治的巨大資源庫 。微生物農(nóng)藥的特點研發(fā)的選擇余地大，開發(fā)利用途徑多無公害、無殘留，安全環(huán)保特異性強，不殺傷害蟲天敵及有益生物，維持生態(tài)平衡不易產(chǎn)生抗藥性環(huán)境相容性好生產(chǎn)工藝簡單 見效慢、穩(wěn)定性差微生物殺蟲劑微生物殺菌劑微生物除草劑微生物殺鼠劑微生物植物生長調(diào)節(jié)劑微生物農(nóng)藥的種類微生物殺蟲劑 細菌殺蟲劑（bacterial insectic

9、ide）是利用對某些昆蟲有致病或致死作用的殺蟲細菌，及其所含有的活性成分制成，用于防治和殺死目標害蟲的生物殺蟲制劑 。作用機制是胃毒作用，通過腸細胞吸收，進入體腔和血液，使之得敗血癥導致全身中毒死亡全世界約有30多個國家100多家公司生產(chǎn)細菌殺蟲劑， 品種可達150多個，并已逐漸應用于蔬菜、林業(yè)、園藝、衛(wèi)生害蟲等領域的害蟲防治中蘇云金桿菌（Bt）用途最廣、開發(fā)時間最長、產(chǎn)量最大、應用最成功占生物防治劑總量的95以上，已有60多個國家登記了120多個品種美國用以防治蔬菜害蟲和玉米害蟲的面積分別占總面積的80和50，銷售額從80年代末的4000萬美元上升到90年代的5億多美元我國于1959年引進B

10、t殺蟲劑，1965年在武漢建成國內(nèi)第一家Bt殺蟲劑生產(chǎn)企業(yè)我國目前已登記的Bt殺蟲劑粉劑有l(wèi)6種，液劑l2種，生產(chǎn)廠家達76家，年產(chǎn)量達2.0108kg-3.0108kg由我國構建的高效殺蟲重組蘇云金桿菌，已于2000年底通過了安全評價，并獲準進行商品化生產(chǎn)世界上已記載的殺蟲真菌約有100屬，800多種。各國應用研究最多的是白僵菌，其次是綠僵茵。此外，還有赤僵菌、蟲生藻菌等。微生物殺蟲劑 真菌殺蟲劑1）白僵菌(Beaurevria bassiana) 研制較早，普及面積大、應用最廣。美國已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的兩種白僵菌制劑，即：B.bassiano Strain TBl，Bb147和CHA，以及B. b

11、rongniar。菌株Bb-147是從被感染的玉米螟幼蟲體上分離得到，其生產(chǎn)工藝由INRA研制而成。菌株TBI由美國的一家研究中心從墨西哥棉鈴蟲體內(nèi)獲得 被用于防治螫草等地下害蟲、天牛等蛀干害蟲以及蘋果食心蟲，并且對蚊子幼蟲也有效。最近，由我國研制的綠僵菌農(nóng)藥，雖速效性較低，但7-9天可使蝗蟲集中大量死亡， 能有效控制蝗蟲種群數(shù)量。藥后持效期15天以上2）綠僵菌(Metarhizium anisopliae)3）其它玫煙色擬青霉Paecilomyces fumosoroseus：廣州大學與廣東省農(nóng)科院植保所聯(lián)合研制。主要作為對付抗性小菜蛾、粉虱、蚜蟲等刺吸式口器害蟲的真菌殺蟲劑而被研究和開發(fā)淡

12、紫擬青霉Paecilomyces lilacinus:廈門大學研制，防治線蟲。目前，已有30多個國家和地區(qū)，開展病毒防治害蟲工作，20多個國家的30多種病毒殺蟲劑已進行登記、注冊、生產(chǎn)應用。病毒殺蟲劑宿主特異性強，能在害蟲群內(nèi)傳播形成流行病。也能潛伏于蟲卵，傳播給后代，持效作用長。缺點是施用效果受環(huán)境影響大，宿主范圍窄已知的昆蟲病毒有1600多種，其中60為桿狀病毒，可引起1100種昆蟲和螨類發(fā)病，可控制近30的糧食和纖維作物上的主要害蟲。在昆蟲病毒研究領域中，我國已發(fā)現(xiàn)報道的昆蟲病毒近220種，約250株，其中，110株為我國首次分離得到。目前，已有20多種昆蟲病毒進入大田試驗推廣，針對農(nóng)牧

13、業(yè)害蟲的有l(wèi)2株微生物殺蟲劑 昆蟲病毒殺蟲劑1993年。國內(nèi)第一個昆蟲病毒殺蟲劑棉鈴蟲核型多角體病毒(HaNPV)完成了產(chǎn)品注冊登記，標志著我國昆蟲病毒殺蟲劑的研究開始從實驗室走向?qū)嵱没奔y夜蛾NPV(蟲瘟一號)、茶尺蠖NPV、茶毛蟲NPV、黃地老虎GV及菜青蟲GV殺蟲劑微生物殺菌劑是一類控制植物病原菌的制劑，主要有農(nóng)用抗生素、細菌殺菌劑、真菌殺菌劑和病毒殺菌劑等類型。微生物殺菌劑主要抑制病原菌能量產(chǎn)生、干擾生物合成和破壞細胞結構。內(nèi)吸性強、毒性低，有的兼有刺激植物生長的作用。目前，生產(chǎn)上應用的微生物殺菌劑，包括有井岡霉素、公主嶺霉素、赤霉索、春雷霉素、農(nóng)抗120、農(nóng)抗5102、中生菌素、武夷

14、菌素、瀏陽霉素、萬隆霉素、熒光假單胞菌、多粘芽孢桿菌等微生物殺菌劑微生物農(nóng)藥面臨的問題發(fā)展速度緩慢 推廣周期長，至少要六、七年時間；品種也不齊全，在農(nóng)藥中所占比例不到10開發(fā)力度小 投資太少，導致新產(chǎn)品開發(fā)的后勁不足，上市的微生物農(nóng)藥品種也不夠齊全；生產(chǎn)結構不合理、企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、研究開發(fā)與生產(chǎn)銜接不力科研成果轉(zhuǎn)化率低 廣泛推廣應用的主要是井岡霉素、阿維菌索和赤霉素3種廣東及海南用藥研發(fā)方向殺蟲劑：抗性小菜蛾、薊馬、跳甲用藥為開發(fā)方向殺菌劑：青枯病、枯萎病、炭疽病、白粉病用藥為開發(fā)方向三、微生物在肥料中的應用大豆根瘤 生長期為6個月的松樹幼苗A:沒有接種菌根；b：接種菌根1. 微生物肥料的含義

15、是將某些有益微生物經(jīng)大量人工培養(yǎng)制成的生物肥料，又稱菌肥、菌劑、接種劑。其原理是利用微生物的生命活動來增加土壤中的氮素或有效磷、鉀的含量，或?qū)⑼寥乐幸恍┳魑锊荒苤苯永玫奈镔|(zhì)，轉(zhuǎn)換成可被吸收利用的營養(yǎng)物質(zhì)，或提高作物的生產(chǎn)刺激物質(zhì)，或抑制植物病原菌的活動，從而提高土壤肥力，改善作物的營養(yǎng)條件，提高作物產(chǎn)量能將空氣中的惰性氮素轉(zhuǎn)化為作物可直接吸收的離子態(tài)氮素。屬于這一類的有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、固氮藍細菌肥料等能分解土壤中的有機質(zhì)，釋放出其中的營養(yǎng)物質(zhì)供植物吸收的微生物制品能分解土壤中難溶性的礦物，并把它們轉(zhuǎn)化成易溶性的礦質(zhì)化合物，從而幫助植物吸收各種礦質(zhì)元素的微生物制品。其中主要的是硅酸鹽細

16、菌肥料和磷細菌肥料2. 微生物肥料的種類對某些植物的病原菌具有拮抗作用，能防治植物病害，從而促進植物生長發(fā)育的微生物制品，如某些芽孢桿菌制劑（側孢芽孢桿菌）和抗生菌肥料等菌根菌肥料。使用的菌種主要是內(nèi)囊菌科的一些種類形成的叢枝狀菌根，此外還有部分擔子菌和少數(shù)子囊菌形成的外生菌根微生物腐熟劑（堆肥） 微生物一微量元素復合肥料聯(lián)合固氮菌復合肥料 固氮菌、根瘤菌、磷細菌和鉀細菌復合生物肥料 有機無機生物復合肥料多菌株、多營養(yǎng)生物復合肥料復合生物肥料微生物肥料主要是提供有益的微生物群落，而不是提供礦質(zhì)營養(yǎng)養(yǎng)分合格的微生物肥料對環(huán)境污染少微生物肥料用量少，每畝通常使用5001000克微生物菌劑微生物肥料

17、作用的大小，容易受到微生物生存環(huán)境的影響，例如：光照、溫度、水分、酸堿度、有機質(zhì)等；微生物肥料有它的有效期限，通常為半年至一年3. 微生物肥料的特點增加作物營養(yǎng) 固氮細菌、解磷細菌、腐解細菌改良土壤 有益微生物能產(chǎn)生糖類物質(zhì)，占土壤有機質(zhì)的01 ，與植物粘液，礦物胚體和有機膠體結合在一起，可以改善土壤團粒結構，增強土壤的物理性能和減少土壤顆粒的損失，在一定的條件下，還能參與腐殖質(zhì)形成4. 微生物肥料的作用增強作物抗性 在根部附近區(qū)域大量繁殖，變?yōu)閮?yōu)勢種群，抑制或減少了病原微生物的繁殖，有些還有拮抗病原微生物的作用，減少了有害病原的危害；菌種活動區(qū)能增加水分吸收，提高作物抗旱能力減少資源和環(huán)境的污染 可以減少不臺理使用化肥造成的水體污染，有利于發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和保護環(huán)境初步形成了微生物肥料產(chǎn)業(yè)，具有一定的規(guī)模和水平。目前，我國已有幾百家企業(yè)生產(chǎn)各種微生物肥料，年產(chǎn)量超過100萬t。但是，就總體而言，無論是生產(chǎn)設備，還是生產(chǎn)工藝都與國外先進水平存在較大的差距產(chǎn)品種類繁多。我國生產(chǎn)的微生物肥料不僅有傳統(tǒng)的根瘤菌，而且有聯(lián)合固氮菌、芽孢桿菌、光合細菌、解磷解鉀細菌等。劑型主要有液體、固體、顆粒劑型以及凍于劑型等5. 我國微生物肥料的現(xiàn)狀使用范圍不斷擴大，產(chǎn)品穩(wěn)定性逐步提高。經(jīng)過多年的推