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文檔簡介

微生物肥料的課件資料第1頁/共73頁內(nèi)容一、微生物肥料的概念與分類二、微生物肥料的作用機(jī)制三、主要的微生物肥料及其生產(chǎn)菌種四、我國微生物肥料研究與開發(fā)概況第2頁/共73頁引子(一)傳統(tǒng)化學(xué)肥料及其對環(huán)境的影響

化學(xué)肥料的發(fā)展對世界糧食的增產(chǎn)作出了巨大的貢獻(xiàn);美國科學(xué)家于1990年研究后認(rèn)為,如果立即停止氮肥的使用,全世界農(nóng)作物將會(huì)減產(chǎn)40%~50%,而且美國作物的單產(chǎn)增長中,50%~60%是使用化肥的結(jié)果。在我國,化肥對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)到30%至50%。20世紀(jì)全世界作物產(chǎn)量的一半來自化肥的施用。因此,可以預(yù)見,在整個(gè)21世紀(jì),化學(xué)肥料的使用仍將是不可代替的農(nóng)作物增產(chǎn)的重要措施之一。第3頁/共73頁化學(xué)肥料對農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)是功不可沒,但是,過量施用化肥又導(dǎo)致環(huán)境污染和生態(tài)破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界和我國每年氮肥的消費(fèi)量分別約為9000萬和2000萬噸,通過氣態(tài)、淋洗和徑流離開農(nóng)田的損失量分別達(dá)3500萬和900萬噸(孫彭力,1995)。美國面源污染約占總污染量的2/3,其中農(nóng)業(yè)面源污染占面源污染總量的68%~83%,導(dǎo)致50%~70%的地面水體受污染或影響。愛爾蘭大多數(shù)湖泊的富營養(yǎng)化都是由面源污染引起的(FoyRHetal,1995)。荷蘭面源污染中大致50%左右來自農(nóng)業(yè)面源污染。丹麥270條河流近70%左右的污染負(fù)荷來自面源污染。境內(nèi)一些水質(zhì)惡化的湖泊流域,環(huán)境污染負(fù)荷50%以上來自農(nóng)業(yè)面源污染(UunkEJB,1991)。第4頁/共73頁在全球范圍內(nèi),30%~50%的地球表面已受面源污染的影響,全世界內(nèi)不同程度退化的12億hm2耕地中,約12%是由于農(nóng)業(yè)面源污染引起的(DennisLetal,1998)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,我國首先是氮肥用量繼而是化肥生產(chǎn)總量和施肥總量相繼躍居世界首位,在占世界7%的耕地上消耗了全球35%的氮肥(林葆,1997)。在我國,農(nóng)業(yè)面源污染占到了面源污染總量的60%~80%,己成為流域污染的主導(dǎo)因素。一些重要生態(tài)湖泊的富營養(yǎng)化污染主要也是由面源污染所釋放的N、P等營養(yǎng)鹽類物質(zhì)引起的。(閻伍玖等,2001)。第5頁/共73頁我國不僅是糧食生產(chǎn)大國而且是蔬菜生產(chǎn)大國。為追求高產(chǎn),大量甚至過量使用化肥,再加上比較落后的生產(chǎn)設(shè)施及管理措施等原因,造成了肥料利用率低、地下水污染和蔬菜品質(zhì)惡化等一系列環(huán)境問題和食品安全問題。蔬菜是一種易于富集硝酸鹽的植物,人體攝入的硝酸鹽有81.2%來自蔬菜,攝入過多的硝酸鹽對人體健康有極大危害。北方一些蔬菜大棚由于長期過量施用氮肥使土壤pH值由原來的7-8降低到4-5,病蟲害嚴(yán)重發(fā)生,蔬菜品質(zhì)和產(chǎn)量顯著下降,一半以上的氮肥養(yǎng)分進(jìn)入地下水造成飲用水硝酸鹽污染。國際公認(rèn)的化肥施用安全上限是225千克/公頃,但目前我國農(nóng)用化肥單位面積平均施用量達(dá)到434.3千克/公頃,是安全上限的1.93倍。

第6頁/共73頁(二)土壤的生物肥力隨著世界各國對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的日益重視,對土壤生產(chǎn)能力的可持續(xù)性提出了更高的要求。特別是在我國人口多、耕地少、面臨食品安全的嚴(yán)峻形勢下,如何保障土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力尤為重要。近幾年科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),土壤生物在土壤肥力和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力上的重要性不可或缺,提出了土壤生物肥力(soilbiologicalfertility)的概念和相關(guān)的評價(jià)體系。健康、肥沃的土壤是作物生產(chǎn)的基礎(chǔ),土壤的質(zhì)量主要取決于土壤肥力,土壤肥力由物理肥力、化學(xué)肥力和生物肥力三個(gè)不可缺少的組成部分構(gòu)成的。微生物是土壤生物肥力的核心。第7頁/共73頁1生物肥力的定義及特征土壤生物肥力,簡稱生物肥力,是指生活在土壤中的微生物、植物根系、動(dòng)物等有機(jī)體為植物生長發(fā)育所需養(yǎng)分的貢獻(xiàn);生物過程對土壤的物理特性(如團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、透氣性、保水能力等)、化學(xué)特性(如保肥能力、養(yǎng)分供應(yīng)能力等)和健康狀況起到良好的促進(jìn)和維持作用;生物肥力的核心是土壤中微生物的組成及其功能。生物肥力與物理肥力和化學(xué)肥力相比,具有以下顯著特征:(1)生物種群的多樣性。表現(xiàn)在生物肥力的形成和作用過程是由多種生物參與的綜合結(jié)果;(2)動(dòng)態(tài)性。生物過程對植物生長的作用隨著時(shí)間而變化。

施用微生物肥料是維持和提高土壤肥力的有效手段。在我國現(xiàn)有栽培與管理措施(如土壤復(fù)種指數(shù)高、不合理或過多使用化肥和農(nóng)藥等)情況下,施用微生物肥料對于恢復(fù)、提高、維持土壤生物肥力是必不可少的。第8頁/共73頁2生物肥力的形成及作用2.1微生物是土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的主導(dǎo)者微生物種群多樣性和功能多樣性是生物肥力形成的基礎(chǔ),對于土壤中有機(jī)物的分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和釋放具有不可替代的作用。微生物在土壤物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化中主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)功能。

1)分解有機(jī)物和動(dòng)植物殘?bào)w,釋放養(yǎng)分;

2)轉(zhuǎn)換復(fù)合物的化學(xué)形態(tài),提高養(yǎng)分的有效性;

3)產(chǎn)生抗生素等殺菌物質(zhì),降低土傳病害的發(fā)生;

4)平衡養(yǎng)分的供應(yīng),促進(jìn)作物對養(yǎng)分的吸收;

5)產(chǎn)生胞外多糖等黏合物質(zhì),有力于土壤膠體和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,減少養(yǎng)分的流失,提高化肥利用率。

6)直接為植物提供有效養(yǎng)分。第9頁/共73頁2.2植物根際微生物主導(dǎo)的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及對病害的控制2.2.1根際是微生物進(jìn)行養(yǎng)分轉(zhuǎn)化最活躍的區(qū)域植物根際(根圈)是根系及其分泌物產(chǎn)生影響的區(qū)域,是微生物主導(dǎo)進(jìn)行養(yǎng)分轉(zhuǎn)化最活躍的區(qū)域,也是生物肥力表達(dá)的主要場所。大多數(shù)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和吸收發(fā)生在根際微環(huán)境中。植物與微生物的強(qiáng)烈相互作用決定了植物根際這一特殊的土壤微環(huán)境。根際微生物在土壤肥力形成中起到重要作用。植物通過光合作用固定的碳素60-80%保留在植物體中,10-25%用于植物根呼吸作用,11-18%以根系分泌物等形式釋放到根際中;釋放到根際中的碳40-80%被根際微生物代謝呼吸所消耗,20-60%的碳被轉(zhuǎn)化為微生物的生物量或合成代謝產(chǎn)物。根際微生物的大量生長繁殖,產(chǎn)生植物激素、氨基酸等,促進(jìn)根系發(fā)育和植物生長;產(chǎn)生抗生素、抗菌蛋白等,抑制病原菌的生長;產(chǎn)生有機(jī)酸等活化難溶性磷、鐵。第10頁/共73頁2.2.2磷有效形態(tài)的轉(zhuǎn)化盡管在土壤中磷的含量很高,但大部分以無效磷的形式存在。作物對磷的利用率很低,由于土壤的吸附作用、沉淀作用以及轉(zhuǎn)化為磷有機(jī)物等,植物對磷的利用率不到20%,80%以上的磷對植物是無效的。在形態(tài)上,有機(jī)磷主要以植酸形式存在,約占土壤總磷量的80%以上;無機(jī)磷也主要以難溶性磷酸鹽的形式存在。多數(shù)微生物通過產(chǎn)生有機(jī)酸等能夠溶解土壤中的難溶性磷;有些微生物通過合成植酸酶、磷酸酯酶、磷酸二酯酶、磷酸水解酶等催化有機(jī)磷的降解,轉(zhuǎn)化為被植物直接吸收利用的有效磷。第11頁/共73頁2.2.3根際微生物對鐵元素的轉(zhuǎn)化土壤中的鐵元素主要以難溶性的Fe3+的形式存在,因此,盡管土壤中存在大量的鐵,但能被植物利用的卻很少。某些微生物產(chǎn)生的鐵載體可以促進(jìn)植物對鐵的吸收。2.2.4微生物促進(jìn)植物對錳的吸收植物只能吸收還原態(tài)的錳,某些根際微生物可以將氧化態(tài)的錳轉(zhuǎn)化為還原態(tài)的錳,促進(jìn)植物對錳的吸收利用。因此,在缺錳土壤上,施用由根際微生物生產(chǎn)的微生物肥料,可降低含錳化肥的用量。第12頁/共73頁2.2.5植物根際促生細(xì)菌(PGPR)促進(jìn)植物生長、控制土傳病害植物根際存在著一定的產(chǎn)生抗生素的拮抗菌、鐵載體產(chǎn)生菌、植物激素產(chǎn)生菌、植物自毒物質(zhì)降解菌等促生細(xì)菌,對于促進(jìn)植物根系發(fā)育和生長、抑制土傳?。ㄏx)害具有重要作用。在長期連作(重茬)或多年生作物上,由于根際環(huán)境的破壞和失衡,導(dǎo)致根際促生細(xì)菌數(shù)量減少,病害加重,因此需要通過施用由植物根際促生細(xì)菌生產(chǎn)的微生物肥料加以補(bǔ)充和調(diào)控。第13頁/共73頁一、微生物肥料的概念與分類(一)概念微生物肥料是指一類含有活的微生物并在使用后能獲得特定肥料效應(yīng),能增加植物產(chǎn)量或提高產(chǎn)品質(zhì)量的微生物制劑。是一類含有活的微生物的特定制品,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,能夠獲得特定的肥料效應(yīng)。在這種效應(yīng)的生產(chǎn)中,制品中的活的微生物起關(guān)鍵作用,符合上述定義的制品均應(yīng)歸入微生物肥料。----華中農(nóng)業(yè)大學(xué)陳華癸教授。微生物肥料是指含有特定微生物活體的制品,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),通過其中所含微生物的生命活動(dòng),增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)量或促進(jìn)植物生長,提高產(chǎn)量,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境微生物肥料又稱細(xì)菌肥料、生物肥料,有些國家稱為接種劑或拌種劑。在我國,有些人將特殊效能的微生物(如根瘤菌、解鉀細(xì)菌、解磷菌)經(jīng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)擴(kuò)大培養(yǎng)后與草炭等載體混合,且使用量很少的稱為接種劑、拌種劑。將微生物和有機(jī)物(畜禽糞便、草炭等)或微生物與無機(jī)肥料混合,經(jīng)過加工制成的用于底肥、追肥,且使用量較大的稱為微生物肥料。第14頁/共73頁(二)分類根據(jù)微生物的種類

細(xì)菌肥料:根瘤菌、固氮菌、磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌、光合細(xì)菌放線菌肥料:抗生菌類真菌類肥料:菌根真菌類根據(jù)作用機(jī)理固氮菌類肥料(根瘤菌肥料、自生固氮菌肥、固氮藍(lán)藻等)

解磷菌類肥料

解鉀菌類肥料(硅酸鹽細(xì)菌)

抗生菌肥料PGPR菌肥

堆肥菌劑和發(fā)酵菌劑復(fù)合微生物肥料根據(jù)肥料的組成

單一的微生物肥料復(fù)合微生物肥料(包括多種微生物類群的復(fù)合和微生物類群與有機(jī)物無機(jī)物的復(fù)合)第15頁/共73頁二、微生物肥料的作用機(jī)制1、增加土壤肥力,促進(jìn)植物對營養(yǎng)元素的吸收(1)氮磷鉀大量元素營養(yǎng):根瘤菌、自生和聯(lián)合固氮菌的固氮作用;解磷細(xì)菌、硅酸鹽細(xì)菌的解磷、解鉀作用。(2)土壤中大量微生物的活動(dòng)使土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化形成腐殖質(zhì),促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,提高土壤肥力,改善土壤理化形狀,增強(qiáng)土壤保肥、保水能力,從而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。2、分泌多種生理活性物質(zhì)刺激調(diào)節(jié)植物生長

微生物活動(dòng)產(chǎn)生的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)以及維生素都不同程度地刺激和調(diào)節(jié)植物的生長。(1)分泌植物激素:生長素、赤霉素、脫落酸、乙烯和酚類物質(zhì);(2)酸類物質(zhì)的產(chǎn)生:有機(jī)酸的作用。第16頁/共73頁3、抗病和抗逆作用,間接促進(jìn)植物生長營養(yǎng)競爭。通過在植物根際大量生長繁殖成為作物根際的優(yōu)勢菌,與病原微生物爭奪營養(yǎng)物質(zhì)。生態(tài)位排斥(位點(diǎn)競爭)。在空間上限制其它病原微生物的繁殖機(jī)會(huì),對病原微生物起到擠壓、抑制作用,從而減輕病害。產(chǎn)生多種抗病物質(zhì)抗生素(抗菌物質(zhì))。產(chǎn)生水解酶。誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性。所含的菌種能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生超氧化物歧化酶,在植物受到病害、蟲害、干旱、衰老等逆境時(shí),消除因逆境而產(chǎn)生的自由基來提高作物的抗逆性,減輕病害。第17頁/共73頁三、主要的微生物肥料及其生產(chǎn)菌種(一)固氮菌肥氮?dú)馐强諝庵械闹饕煞?,占空氣總量?/5,不能直接為高等植物吸收利用。某些微生物在其生命活動(dòng)過程中可以直接將大氣中的氮素通過固氮酶的作用轉(zhuǎn)換成植物可以直接吸收的NH4+,保證了植物的氮素營養(yǎng),這類微生物稱為固氮微生物。在這一點(diǎn)上,人類遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上固氮菌。

目前人類生產(chǎn)氮肥使用的化學(xué)方法,不僅需要高溫、高壓等非??量痰臈l件,而且還浪費(fèi)大量原料,氮分子的有效利用率很低。固氮菌每年從空氣中約固定1.5億噸氮肥,是全世界生產(chǎn)氮肥總量的3倍

。所以,科學(xué)家正在認(rèn)真研究固氮酶的構(gòu)成。我國科學(xué)家在上世紀(jì)70年代仿制出與固氮酶功能相似、能夠固氮的分子。相信在不遠(yuǎn)的將來,人類一定能學(xué)會(huì)并利用固氮菌“巧施氮肥”的本領(lǐng)。

第18頁/共73頁生物固氮在氮循環(huán)中的作用大氣中的N2尿素及動(dòng)植物遺體NO3-土壤中的微生物NH3NO3-氮素化肥生物固氮高能固氮工業(yè)固氮硝化作用氨化作用反硝化作用第19頁/共73頁固氮菌:具有生物固氮功能的各種細(xì)菌的通稱。根據(jù)固氮微生物與植物的關(guān)系,固氮微生物分為三大類;自生固氮微生物;聯(lián)合固氮微生物;共生固氮微生物。1、自生固氮微生物獨(dú)立生活時(shí)就能進(jìn)行固氮的微生物目前發(fā)現(xiàn)的自生固氮微生物,有十幾個(gè)科,50多個(gè)屬,200多個(gè)種。其中,最常見的是固氮梭菌屬、固氮菌屬和固氮藍(lán)細(xì)菌。固氮效率較低。2、聯(lián)合固氮微生物有些固氮微生物與C4植物(玉米、高粱、谷類)根際形成松散聯(lián)合,在植物根分泌物的影響和刺激下,大量聚集和繁殖,但不形成共生結(jié)構(gòu)。常見的有:固氮菌屬(Azotobacter)、拜氏固氮菌(Beijerinckia)、固氮螺菌屬(Azospirillum)、產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)。固氮效率比自生固氮微生物高。常產(chǎn)生植物激素促進(jìn)植物生長。第20頁/共73頁3、共生固氮微生物只有與植物或真菌形成共生結(jié)構(gòu),才能固定分子態(tài)氮。共生固氮的效率高,其固氮量占生物固氮(8,000萬噸/年)的50%以上。(1)根瘤菌(Rhizobia)是一類存在于土壤中的革蘭氏陰性桿菌,侵入豆科植物根部,形成共生結(jié)構(gòu)-根瘤(nodule),在根瘤中生活、固氮。在分類上屬于根瘤菌科,包括六個(gè)屬:根瘤菌屬(Rhizobium)、慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、中華根瘤菌屬(Sinorhizobium)、中慢生根瘤菌屬(Mesorhizobium)、固氮根瘤菌屬(Azorhizobium)。(2)弗蘭克氏菌(Frankia)弗蘭克氏菌是一類共生固氮放線菌,與一些木本雙子葉非豆科植物的根系形成共生結(jié)構(gòu)-根瘤,進(jìn)行生物固氮。(3)共生固氮的藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌中的魚腥藻屬和念珠藻屬與真菌、蕨類植物、苔蘚植物、裸子植物和被子植物等眾多生物類群共生進(jìn)行生物固氮。固氮地衣是藍(lán)細(xì)菌與真菌的共生體。在1700多種地衣中有8%含有固氮藍(lán)細(xì)菌。

第21頁/共73頁根瘤菌肥根瘤菌(Rhizobia)是一類存在于土壤中的革蘭氏陰性桿菌,侵入豆科植物根部,形成共生結(jié)構(gòu)-根瘤,在根瘤中生活、固氮。根瘤菌接種于豆科植物種子上,在土壤條件適宜情況下,根瘤菌能在豆科植物根際進(jìn)行活躍的生命活動(dòng),并侵入豆科植物根部結(jié)瘤,固定空氣中的氮素為NH3或NH4+。根瘤菌肥是用人工選育出來的高效根瘤菌株經(jīng)大量繁殖用載體吸附制成的,是迄今為此世界上研究最早、應(yīng)用時(shí)間最長、生產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣泛和效果最穩(wěn)定的微生物肥料之一。根瘤菌肥料應(yīng)用于農(nóng)牧業(yè)已有100多年歷史。目前在農(nóng)業(yè)林業(yè)上一些豆科植物與根瘤菌的共生體系是地球上最重要共生體系之一。豆科植物大約有近20000種,已調(diào)查2400種中約有98%結(jié)有根瘤,大豆、虹豆、花生、豌豆、菜豆等。迄今從豆科植物根瘤里分離出并研究的根瘤菌有100多種,但在生產(chǎn)上應(yīng)用的種類不足1/5,有的根瘤菌只在1~2種豆作物上根瘤,有的在多種豆科植物上根瘤。第22頁/共73頁第23頁/共73頁根瘤菌與豆科植物間的共生------形成根瘤共生體根瘤菌固定大氣中的氣態(tài)氮為植物提供氮素養(yǎng)料;豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生長,同時(shí),還為根瘤菌提供保護(hù)和穩(wěn)的生長條件。根瘤形成過程的主要步驟

特定的根瘤菌與相應(yīng)的豆科植物相互辯認(rèn)使根瘤菌特異地吸附在根毛上

二兩者相互作用使根毛變形,主要表現(xiàn)卷曲或分枝

細(xì)菌進(jìn)入根內(nèi)

形成侵入線

侵入線發(fā)展,進(jìn)入根皮層后導(dǎo)致一部份細(xì)胞轉(zhuǎn)化為分生組織,細(xì)胞分裂和分化,根瘤開始發(fā)育

根瘤菌從侵入線內(nèi)釋放到根瘤細(xì)胞中繁殖,而后轉(zhuǎn)化成類菌體形態(tài)

豆血紅蛋白出現(xiàn),固氮作用開始。

第24頁/共73頁第25頁/共73頁StepsintheformationofrootnoduleinalegumeinfectedbyRhizobium第26頁/共73頁根瘤菌與宿主的共生特性:侵染性:根瘤菌能進(jìn)入豆科植物根內(nèi),在其中繁殖,并形成根瘤。專一性:每一種根瘤菌只與其有專一性對應(yīng)的幾種豆科植物建立共生關(guān)系形成根瘤。有效性:并不是能夠結(jié)瘤的菌株都能固氮,據(jù)它們在根瘤中是否固氮而分為有效菌株和無效菌株,它們形成的根瘤分別稱為有效根瘤和無效根瘤。許多無效根瘤的結(jié)瘤能力比有效根瘤強(qiáng)。第27頁/共73頁根瘤菌肥的生產(chǎn)

拌種劑:粉劑、液劑、凍干粉。

復(fù)合肥料:同一根瘤菌屬的不同菌株復(fù)合,或與其他微生物合用以增強(qiáng)結(jié)瘤能力。主要生產(chǎn)過程菌種培養(yǎng)—

固體或液體擴(kuò)大擴(kuò)大—

收集菌泥制菌粉第28頁/共73頁(二)解磷菌肥料對于土壤中難溶的磷,微生物中的許多種群可將其溶解出來,或者通過間接的作用使難溶性磷酸鹽釋放出來,達(dá)到供應(yīng)農(nóng)作物磷素營養(yǎng)的目的。1、解磷機(jī)制(1)分泌有機(jī)酸細(xì)菌一般分泌乳酸、氨基酸、草酸、延胡索酸和檸檬酸等;真菌主要分泌草酸、丙二酸和乳酸等。這些酸使難溶性磷酸鹽溶解。(2)通過鰲合作用釋放出土壤磷素腐解植物殘?bào)w而產(chǎn)生胡敏酸和富里酸。這兩種酸能與復(fù)合磷酸鹽中的鈣、鐵鰲合,從而釋放出磷酸根,與鐵、鋁及磷酸鹽形成穩(wěn)定的可溶性復(fù)合物,可以被植物吸收利用。(3)生物礦化作用即通過分泌植酸酶、核酸酶和磷酸脂酶等物質(zhì),分別將植酸、核酸和磷酸脂等有機(jī)磷降解。第29頁/共73頁2、解磷微生物的種類解磷細(xì)菌:芽孢桿菌屬(Bacillus)巨大芽孢桿菌:是應(yīng)用最早與應(yīng)用最廣的菌種。蠟樣芽孢桿菌:由于菌種可分泌毒素,應(yīng)用前應(yīng)做必要的安全鑒定。短小芽孢桿菌歐文氏菌屬(Erwinia)假單孢菌屬(Pseudomonas)此類菌一般是植物病害菌,也是一些人畜共患病原菌。土壤桿菌屬(Agrobacterium)沙雷氏菌屬(Serratia)黃桿菌屬(Flavobacterium)腸細(xì)菌屬(Enterbacter)解磷真菌:研究深度不夠,目前還處于試驗(yàn)階段。青霉屬(Penicillium)、曲霉屬(Aspergillus)、根霉屬(Rhizopus)、鐮刀菌屬(Fusarium)、AM菌根菌?第30頁/共73頁(三)硅酸鹽細(xì)菌(解鉀細(xì)菌)肥料硅酸鹽細(xì)菌肥料是指用膠質(zhì)芽孢桿菌(莢膜較厚)為菌種生產(chǎn)的硅酸鹽菌劑或硅酸鹽細(xì)菌肥料,許多企業(yè)稱其為生物鉀肥。此產(chǎn)品是否能向作物提供鉀素營養(yǎng)或提供有意義的鉀素營養(yǎng),研究深度不夠,從行業(yè)管理看,目前只允許叫做硅酸鹽菌劑。硅酸鹽細(xì)菌在我國生產(chǎn)應(yīng)用已有20多年的歷史,在我國多種作物和許多地區(qū)獲得了較好效果,獲得農(nóng)民的歡迎。存在問題:機(jī)理研究不夠,菌種培養(yǎng)時(shí)由于莢膜太厚影響菌體密度(莢膜生長厚度與營養(yǎng)素有關(guān))。第31頁/共73頁(四)光合細(xì)菌肥料

光合細(xì)菌是一大類在地球上生存最早的能進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱。它們含光合色素,光照厭氧條件下生長成紅色、紫紅色、黃褐色等。目前農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的光合細(xì)菌:紅假單胞菌屬(球形紅假單胞菌、血色紅假單胞菌等);紅螺菌屬(深紅紅螺菌、黃褐紅螺菌等);紅細(xì)菌屬(莢膜紅細(xì)菌等)光合細(xì)菌應(yīng)用:范圍較廣,如有機(jī)廢水的處理;湖泊凈化處理;水產(chǎn)養(yǎng)殖、魚蝦餌料方面的應(yīng)用;農(nóng)作物與畜牧方面的應(yīng)用等。存在問題:光合細(xì)菌制劑的培養(yǎng)、產(chǎn)品保存、菌種性能等方面還有許多問題沒有解決好,有待進(jìn)一步的研究。第32頁/共73頁(五)芽孢桿菌制劑非芽孢桿菌在生產(chǎn)應(yīng)用中對不良環(huán)境抵抗力低,許多企業(yè)和技術(shù)依托單位把目光轉(zhuǎn)向芽孢桿菌的篩選開發(fā)。常見菌種枯草芽孢桿菌:自然界中存在最廣,因?yàn)榇x產(chǎn)物有許多激素、酶類,應(yīng)用廣泛。但不是隨便一株菌都可以進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用,需認(rèn)真篩選鑒定。地衣芽孢桿菌:可分泌拮抗代謝產(chǎn)物,能減輕作物病害,因此目前對地衣芽孢菌的應(yīng)用力度不斷加大。多粘類芽孢桿菌:以蔗糖為碳源時(shí)形成多粘物,一定條件下有固氮能力。除此之外,還有其他一些種類。這些細(xì)菌除了嚴(yán)格篩選、鑒定作用外,還要考慮安全監(jiān)督方面。第33頁/共73頁(六)分解作物秸稈制劑我國生產(chǎn)糧食(小麥、水稻、高梁三類),產(chǎn)生大量秸稈。據(jù)1995年統(tǒng)計(jì)全年秸稈產(chǎn)量有6億噸。秸稈利用方式主要是燃料、肥料、飼料和工業(yè)原料。我國目前大約20%(1億噸)的秸稈沒有得到利用。秸稈中含有大量氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì),利用微生物制劑促使腐熟,引導(dǎo)農(nóng)民走秸稈還田之路意義重大。秸稈還田要“碎”(提供合適的粉碎機(jī))和“爛”(提供使秸稈快速腐熟的菌劑)。微生物作物秸稈腐熟劑菌種細(xì)菌類(纖維素分解菌、芽孢菌等);放線菌類(高溫放線菌等);真菌類(木霉等)。存在問題目前,秸稈制劑在市場上已有一些產(chǎn)品,但產(chǎn)品中是否使秸稈腐熟快捷,升溫與腐熟時(shí)間、多種搭配微生物作用等深入研究還較少;同時(shí)產(chǎn)品還沒有國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),因此需進(jìn)一步規(guī)范。第34頁/共73頁(七)復(fù)合微生物肥料

復(fù)合菌劑是為提高接種效果或顯示接種效果而應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生的,我國目前有:

1)兩種或兩種以上的微生物復(fù)合(或復(fù)混):應(yīng)用的前提是微生物之間無拮抗作用,充分發(fā)酵后混合。

2)一種微生物和其他營養(yǎng)物質(zhì)復(fù)配菌+大量元素(氮、磷、鉀或其中1~2種);菌+微量元素;菌+適量有機(jī)物或植物生長激素。配制原則:無論哪種菌劑量,都需考慮復(fù)配制劑的質(zhì)量,pH值和鹽濃度等對微生物的影響。問題:目前復(fù)合(復(fù)混)微生物肥料試驗(yàn)品種較多,但應(yīng)用效果不穩(wěn)定,還需深入研究和試驗(yàn)。第35頁/共73頁

(八)PGPR類制劑最近20年來,在微生物資源研究中,植物根際(圈)促生細(xì)菌(簡稱PGPR)研究正在興起。在植物根圈范圍中,生存著許多生長過程能產(chǎn)生促進(jìn)植物生長物質(zhì)的細(xì)菌,通稱植物根際(圈)促生細(xì)菌?,F(xiàn)在國際上該領(lǐng)域?qū)W術(shù)交流非?;钴S,如1994年、1997年、2000年、2003年分別在加拿大、日本、南美洲、非洲等舉行。菌種:已報(bào)道PGPR種類:醋桿菌,氣單胞菌,巴西固氮螺菌,自生固氮菌,巨大芽孢桿菌,多粘芽孢桿菌,枯草桿菌,陰溝腸桿菌,熒光假單胞菌,惡臭假單胞菌,根瘤科中的一些種和根癌土壤桿菌等。第36頁/共73頁(九)其他微生物肥料

1.AM菌根真菌肥料土壤中內(nèi)囊霉科真菌中多數(shù)屬、種與植物根部形成的叢枝狀菌根,為真菌菌根中宿主和分布最廣的。AM菌根的菌絲具有協(xié)助植物吸收磷、鈣、硫、鋅等和水分的功能。接種AM菌根可獲得較好的增產(chǎn)效果。

2.5406抗生菌肥料中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所尹辛耘教授從苜蓿根土壤中分離篩選出的放線菌。20世紀(jì)50年代開始研究,隨即發(fā)展大規(guī)模應(yīng)用.曾有一段因質(zhì)量問題消身匿跡。近幾年研究又有新突破,菌種優(yōu)化與產(chǎn)品質(zhì)提高量,制劑生產(chǎn)多,使用面積不斷增加。

第37頁/共73頁四、我國微生物肥料研究與開發(fā)情況國外對微生物肥料的研究和應(yīng)用歷史較長。1888年荷蘭學(xué)者BeiierliIlck第一次獲得了根瘤菌的純培養(yǎng)。1889年波蘭學(xué)者Prazmowah用根瘤菌純培養(yǎng)物接種豆科植物形成了根瘤。1895年法國學(xué)者第一次研制并在歐美推廣純培養(yǎng)的根瘤菌制劑專利產(chǎn)品,1905年以根瘤菌接種劑形式接種的微生物肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的研究利用,并起到很好的效果。除根瘤菌以外,許多國家在其它一些有益微生物的研究和應(yīng)用方面也做了大量的工作。1930年前蘇聯(lián)及東歐一些國家的學(xué)者將從土壤中分離出的硅酸鹽細(xì)菌和解磷細(xì)菌用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。20世紀(jì)80年代。加拿大篩選出了高效溶解無機(jī)磷的青霉菌。1988年。PhimBios公司用此菌株生產(chǎn)的微生物肥料JumStart,產(chǎn)品遍及加拿大西部草原,近l0種作物平均增產(chǎn)6%-9%。第38頁/共73頁目前,關(guān)于復(fù)合菌根的研究還在探索階段。如美國的“生物一號”接種劑,日本的“EM”等都是由若干不同種類的微生物組成的復(fù)合微生物肥料。據(jù)統(tǒng)計(jì),至少有70多個(gè)國家生產(chǎn)和應(yīng)用豆科根瘤菌劑,生產(chǎn)應(yīng)用規(guī)模較大的國家有美國、巴西、阿根廷、澳大利亞、新西蘭、日本、意大利、奧地利、加拿大、法國、荷蘭、芬蘭、泰國、韓國、印度、盧旺達(dá)等。美國、巴西等大豆種植的主要國家,根瘤菌接種率達(dá)到了95%以上,澳大利亞、新西蘭等國家對豆科牧草的接種面積不斷擴(kuò)大,種植的其他豆科作物也逐步擴(kuò)大適宜的根瘤菌接種應(yīng)用范圍。第39頁/共73頁我國微生物肥料研究可以追溯到20世紀(jì)30年代,中國著名的土壤微生物學(xué)專家張憲武教授在1937年發(fā)表第一篇大豆根瘤菌研究與應(yīng)用的文章。50年代初,中國科學(xué)院林業(yè)土壤研究所科研人員在張憲武教授的帶領(lǐng)下,在東北地區(qū)150萬hm2土地上大面積推廣大豆根瘤菌接種劑技術(shù),平均增產(chǎn)大豆10%以上。中國在50年代末期開始生產(chǎn)和應(yīng)用微生物肥料,微生物肥料在1958年曾經(jīng)列為《農(nóng)業(yè)發(fā)展綱要》中的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施。1960年代推廣使用放線菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮藍(lán)綠藻肥。1970-1980年代中期,又開始研究VA菌根,以改善植物磷素營養(yǎng)條件和提高水分利用率。第40頁/共73頁1980年代中期-1990年代,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中又相繼應(yīng)用聯(lián)合固氮菌和生物鉀肥作為拌種劑。近十年相繼推出聯(lián)合固氮菌肥、硅酸鹽菌劑、光合細(xì)菌菌劑、PGPR制劑和有機(jī)物料(秸稈)腐熟劑等適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的新品種。植物根際促生細(xì)菌(PGPR)的研究逐漸成為土壤微生物學(xué)的活躍研究領(lǐng)域;近幾年來又推廣應(yīng)用由固氮菌、磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌和有機(jī)肥復(fù)合制成的復(fù)合(復(fù)混)生物肥料做基肥施用。進(jìn)入2l世紀(jì)后,國內(nèi)外出現(xiàn)了基因工程菌肥、作基肥和追肥用的有機(jī)無機(jī)復(fù)合菌肥、生物有機(jī)肥、非草炭載體高密度的菌粉型微生物接種劑肥料以及其它多種功能類型和名稱的微生物肥料。第41頁/共73頁(一)取得的成績1、基本形成了微生物肥料產(chǎn)業(yè)近幾年來發(fā)展迅速,已形成了800多家生產(chǎn)企業(yè)、年產(chǎn)量900萬噸、11個(gè)品種、產(chǎn)值超百億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,已成為我國農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。目前登記的微生物肥料產(chǎn)品數(shù)量達(dá)1100個(gè),應(yīng)用面積在一億畝以上。微生物肥料在國家生態(tài)示范區(qū)、綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品基地中已成為肥料主力軍,其用量超過450萬噸,占產(chǎn)量的一半。2010年國內(nèi)化肥產(chǎn)量6620萬噸:其中氮肥4521萬噸,其中尿素2516.3萬噸;磷肥1701.4萬噸;鉀肥396.8萬噸,對外依存度已降至45%以下。第42頁/共73頁

2、產(chǎn)品種類繁多在農(nóng)業(yè)部登記的產(chǎn)品種類有12個(gè),包括固氮菌劑、硅酸鹽菌劑、溶磷菌劑、光合菌劑、有機(jī)物料腐熟劑、復(fù)合菌劑、微生物產(chǎn)氣劑、農(nóng)藥殘留降解菌劑、水體凈化菌劑和土壤生物改良劑(或稱生物修復(fù)劑)、復(fù)合生物肥和生物有機(jī)肥類產(chǎn)品。3、微生物肥料使用菌種種類不斷擴(kuò)大所使用的菌種早已不限于根瘤菌,即使是根瘤菌種類也達(dá)10多種。其他的諸如各種自生、聯(lián)合固氮微生物,纖維素分解菌,PGPR菌株等,據(jù)統(tǒng)計(jì),目前使用菌種已達(dá)到100多種。

4、使用效果逐漸被農(nóng)民等使用者認(rèn)可微生物肥料的應(yīng)用效果不僅表現(xiàn)在產(chǎn)量增加上,而且表現(xiàn)在產(chǎn)品品質(zhì)的改善、減少化肥的使用、降低病蟲害的發(fā)生、保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境等方面,應(yīng)用面積不斷擴(kuò)大,累計(jì)達(dá)2,000多萬hm2。第43頁/共73頁

5、質(zhì)量意識開始深入人心,質(zhì)檢體系初步形成農(nóng)業(yè)部于1996年將微生物肥料納入國家登記管理范疇,對微生物肥料的生產(chǎn)、銷售、應(yīng)用、宣傳等方面進(jìn)行監(jiān)管。至今農(nóng)業(yè)部微生物肥料質(zhì)檢中心已舉辦了14期標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)培訓(xùn)班,發(fā)表了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品質(zhì)量、應(yīng)用誤區(qū)等文章,使社會(huì)各界的產(chǎn)品質(zhì)量意識有了較大的提高。

6、少數(shù)產(chǎn)品開始進(jìn)人國際市場主要是硅酸鹽菌劑產(chǎn)品、復(fù)合菌劑和生物有機(jī)肥產(chǎn)品出口到澳大利亞、泰國、印度等國家。

7、國家產(chǎn)業(yè)政策對行業(yè)的發(fā)展給予了一定的重視和支持科研資金支持,產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目的建設(shè)立項(xiàng)。第44頁/共73頁(二)存在的問題1、微生物肥料領(lǐng)域的相關(guān)基礎(chǔ)理論研究落后,投入不足微生物肥料科學(xué)領(lǐng)域中的一些關(guān)鍵性問題還未得到解決,研究的手段相對落后,很多研究僅僅停留在增產(chǎn)原因分析、菌株分離和大田試驗(yàn)方面,對于微生物肥料及其產(chǎn)品中微生物本身的生物學(xué)特性、作用機(jī)制、最佳生產(chǎn)工藝、微生物肥料在土壤和根際的定植機(jī)理和存活繁殖動(dòng)態(tài)、菌劑的生態(tài)行為、影響肥效的制約因子等機(jī)理問題缺乏了解。應(yīng)用微生態(tài)學(xué)與PGPR理論來促進(jìn)微生物肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,把微生物肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與資源有效利用、環(huán)境保護(hù)和食品安全等相聯(lián)系等需要進(jìn)一步研究。同時(shí)研究與生產(chǎn)脫節(jié)的矛盾仍很嚴(yán)重,這些都制約了微生物肥料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。第45頁/共73頁

2、產(chǎn)品穩(wěn)定性差,生產(chǎn)工藝落后由于微生物肥料生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展過快過多,且多數(shù)是小規(guī)模企業(yè),設(shè)備簡陋,工藝不完善,使得許多微生物肥料產(chǎn)品存在質(zhì)量問題。如:有效活菌數(shù)較低、雜菌率較高、有效期短等,還有些產(chǎn)品的構(gòu)成明顯不合理,如:菌種組合不合理、產(chǎn)品成分不合理等,甚至有的菌株完全檢測不到,表現(xiàn)出配方和成分的隨意性。3、產(chǎn)品的監(jiān)督管理制度不夠完善市場上流通的微生物肥料良莠不齊,魚目混珠現(xiàn)象嚴(yán)重。由于相關(guān)管理不夠規(guī)范,管理力度不夠,不少未登記的企業(yè)或產(chǎn)品甚至假冒劣產(chǎn)品還在大張旗鼓的宣傳,生產(chǎn)和銷售,嚴(yán)重干擾了中國微生物肥料市場。有一些中小型企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范甚至無企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),很多產(chǎn)品沒有必要的檢測手段,質(zhì)量難以保證。有的冠以微生物肥料的名稱而實(shí)質(zhì)上是植物激素或與其他有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)元素復(fù)配的產(chǎn)品,其產(chǎn)品效果和質(zhì)量很難穩(wěn)定,從而影響了微生物肥料的市場銷售和信譽(yù),也影響了企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和利潤。第46頁/共73頁

4、微生物肥料宣傳推廣應(yīng)用的力度不夠目前有很多農(nóng)民還不了解微生物肥料的使用方法和范圍,把它當(dāng)化肥一樣使用,甚至和殺菌農(nóng)藥一起使用,會(huì)大大降低其肥效甚至使其無效,造成農(nóng)民對微生物肥料的誤解,不利于微生物肥料的推廣和應(yīng)用。其他一些值得全社會(huì)重視的問題菌種安全問題

微生物肥料使用菌種越來越多,出現(xiàn)條件性病原的機(jī)會(huì)也增多,因此必須對菌種進(jìn)行認(rèn)真鑒定,防止有害微生物進(jìn)入市場。媒體誤導(dǎo)一些媒體對微生物肥料盲目夸大宣傳,欺騙投資者,欺騙消費(fèi)者。使用效果辨析

“高新技術(shù)”、“國外產(chǎn)品”。使用效果要判斷。實(shí)事求是,促進(jìn)微生物肥料健康發(fā)展。第47頁/共73頁

(三)發(fā)展趨勢菌株的篩選和聯(lián)合菌群的應(yīng)用。在深入了解有關(guān)微生物特性的基礎(chǔ)上,采用新的技術(shù)手段,根據(jù)用途把幾種所用菌種進(jìn)行恰當(dāng)、巧妙組合,使其某種或幾種性能從原有水平再提高一步,使復(fù)合或聯(lián)合菌群發(fā)揮互惠、協(xié)同、共生等作用,排除相互拮抗的發(fā)生。生產(chǎn)條件的改善和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)。發(fā)酵條件、工藝流程、合適的載體、劑型、粘著劑的發(fā)展,尤其是在產(chǎn)品保質(zhì)期方面需要開展深入的研究。研發(fā)的熱點(diǎn)產(chǎn)品主要有:有機(jī)物料腐熟劑(或稱發(fā)酵劑)、根瘤菌劑、生物修復(fù)劑(微生物區(qū)系、解毒、重茬等)、促生菌劑,生物有機(jī)肥等。第48頁/共73頁對于新疆林果業(yè)關(guān)注大樹種、特色樹種、苗木(連作障礙)專用肥料(樹種、地域)自主創(chuàng)新與引進(jìn)并舉自主創(chuàng)新:重視原位土著微生物;引進(jìn):重視大田結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的結(jié)合。第49頁/共73頁五、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院應(yīng)用微生物學(xué)研究室主要研究方向植物根際微生物生態(tài)研究(微生物肥料)微生物活性物質(zhì)的分離純化與結(jié)構(gòu)鑒別(微生物藥物)其他內(nèi)容環(huán)境污染物的生物降解第50頁/共73頁(一)植物根際微生物生態(tài)研究(微生物肥料)國內(nèi)外的研究資料表明,植物根系和根際微生物的生理活動(dòng)對土壤性狀、養(yǎng)分吸收及植物生長都有明顯影響。植物根際微生物繁殖速度快、數(shù)量多、代謝能力強(qiáng),在改善土壤肥力和根際環(huán)境、促進(jìn)根系生長和防治植物病害等方面均有一定的作用。根際微生物種群與植物的健康狀況也有關(guān)系,通過改善根際微生態(tài)環(huán)境來促進(jìn)植物生長以及從根際微環(huán)境中篩選具有良好促生和抗菌作用的有益菌群,在哈密瓜、煙草、茶樹、玉米等植物已有所報(bào)道。同時(shí),將土壤微生物種群、數(shù)量及分布作為評價(jià)土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo),也受到了人們的重視。第51頁/共73頁研究策略菌株分離菌株鑒定生物活力測定植物根際定殖研究菌株組配盆栽與大田試驗(yàn)制劑生產(chǎn)

一級斜面菌種培養(yǎng)、二級種子發(fā)酵培養(yǎng)、發(fā)酵罐發(fā)酵、收集菌體、制劑加工、成品大田應(yīng)用第52頁/共73頁本實(shí)驗(yàn)室已研究的內(nèi)容茶樹根際微生物煙草根際微生物桑樹根際微生物蘋果樹根際微生物楊樹根際微生物蘋果樹連作障礙微生物修復(fù)劑研制防治蔬菜卵菌病害微生物藥物研制第53頁/共73頁(二)微生物活性物質(zhì)的分離純化與結(jié)構(gòu)鑒別(微生物農(nóng)藥)研究動(dòng)機(jī)微生物殺菌劑蘊(yùn)藏著巨大的市場潛力植物病害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大敵,據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì),每年因植物遭受病害造成的減產(chǎn)平均損失為總產(chǎn)量的10%~15%。目前,防治植物病害的主要手段為化學(xué)殺菌劑。由于化學(xué)農(nóng)藥潛在的對人類健康的危害、對環(huán)境的污染、對非靶標(biāo)生物的影響及植物病原菌抗性的產(chǎn)生等問題,使得化學(xué)農(nóng)藥的發(fā)展受到來自各方面的限制。尋找廣譜、高效、低毒的生物農(nóng)藥已成為科研人員及農(nóng)藥使用人員的共識。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前國際上生物農(nóng)藥產(chǎn)品90%以上是微生物殺蟲劑,有專家預(yù)測,第二個(gè)重要的商業(yè)化的生物農(nóng)藥將是微生物殺菌劑。第54頁/共73頁微生物生物活性物質(zhì)的分離、結(jié)構(gòu)鑒別及性質(zhì)研究是開發(fā)新的微生物農(nóng)藥的基礎(chǔ)自1929年Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素,1940年Waksman發(fā)現(xiàn)鏈霉素,20世紀(jì)60年代Umezawa研究微生物產(chǎn)生的酶制劑以來,由微生物產(chǎn)生的抗生素和非抗生素活性物質(zhì)的研究領(lǐng)域不斷拓寬,盡管新的活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn),是一種艱難而復(fù)雜的工作,但每年都有近百種新的微生物活性物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)。綜觀我國微生物農(nóng)藥的研究和開發(fā)工作,盡管對活性物質(zhì)的研究已受到重視,但與國際發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距。菌株的分離、鑒定、抗菌譜、抗菌機(jī)理、室內(nèi)及田間試驗(yàn)等研究居多,活性物質(zhì)及其性質(zhì)等基礎(chǔ)研究的力度不足。農(nóng)用微生物的研究應(yīng)該與醫(yī)用微生物一樣,形成由天然資源采集(土壤、植物、海洋等)→微生物分離、培養(yǎng)→藥效活性篩選(體外活性物評價(jià))→活性物質(zhì)分離、結(jié)構(gòu)鑒別→體內(nèi)或室外活性評價(jià)→安全性評價(jià)→應(yīng)用,這樣的規(guī)范程序,其中活性物質(zhì)的分離、結(jié)構(gòu)鑒別和性質(zhì)研究是研究的最關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是整個(gè)工作的基礎(chǔ)。第55頁/共73頁研究策略菌株分離研究價(jià)值初步確定(遺傳穩(wěn)定性、抗菌譜、抗菌譜、活性物質(zhì)穩(wěn)定性、安全性等)菌株鑒定與注冊發(fā)酵研究活性物質(zhì)分離純化與結(jié)構(gòu)鑒別毒理學(xué)與代謝動(dòng)力學(xué)研究室內(nèi)、室外或動(dòng)物試驗(yàn)劑型研究與應(yīng)用第56頁/共73頁分離與研究的菌株Brevibacillussp.B26(GenBank登錄號:AY387586)

Bacillussp.95(GenBank登錄號:AY387584)Bacillussp.A3-2(GenBank登錄號:AY387583)Bacillussp.C332(GenBank登錄號:AY756511)Bacillussp.C333(GenBank登錄號:DQ279740)Paenibacillussp.Cp_S316(GenBank登錄號:AY292989

Paenibacillussp.4'531(GenBank登錄號:DQ279739)Paenibacillussp.d313(GenBank登錄號:DQ311638

)Bacillussp.C425(GenBank登錄號:AY387585)BrevibacillusbrevisstrainXDH(GenBank登錄號:DQ279738)第57頁/共73頁三、其他研究內(nèi)容環(huán)境污染物的生物降解(羽毛角蛋白降解)第58頁/共73頁對黃曲霉的拮抗作用A3-2C332ByXDHA95S24第59頁/共73頁關(guān)于白網(wǎng)鏈霉菌(Streptomycesalbireticuli)S24

白網(wǎng)鏈霉菌S24及其活性物質(zhì)對幾種糧食真菌病原物的拮抗作用黃曲霉黑曲霉赫曲霉煙曲霉S24活性物質(zhì)對黃曲霉的拮抗作用第60頁/共73頁S24菌株的鑒定S24菌株的16SrRNA核酸序列全長為1426bp,將此序列注冊GeneBank(注冊號:FJ596182)并與數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)種進(jìn)行比較,構(gòu)建以16SrRNA全序列為基礎(chǔ)的系統(tǒng)發(fā)育樹。S24菌株與鏈霉菌(Streptomyces)同源性都很高,與鏈霉菌屬中的輪生類群處于同一大的分支,其中與輪生類群中的白網(wǎng)鏈霉菌(Streptomycesalbireticuli)進(jìn)化距離最近,其相似性達(dá)到99%。結(jié)合形態(tài)學(xué)特征、培養(yǎng)特征、生理生化特征分析和細(xì)胞壁化學(xué)成分分析,將該菌株的分類地位初步確定為鏈霉菌屬白網(wǎng)鏈霉菌。

第61頁/共73頁獲得了可應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的活性物質(zhì)的提取方

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