第七章 微生物在农业上的应用

微生物在农业上的应用

第七章 微生物在农业上的应用第一节 微生物肥料 第二节 微生物农药 第三节 有机废物处理和土壤净化 第四节 微生物在发酵工业中的应用

微生物在农业上的应用

第一节 微生物肥料微生物肥料：菌肥，利用微生物生命活动,作物不能利用

物质 可被吸收利用物质改善作物的营养条件，提高产量.设备简单，成本低，易于

土法上马改善土壤理化性质.

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一 微生物肥料的种类1. 氮肥：增加土壤氮素和作物氮素营养，如 根瘤菌、固氮菌、固氮蓝藻 2. 分解土壤有机质的菌肥：有机磷细菌肥料、 综合性菌肥等 3. 分解土壤中难溶矿物质，钾细菌、无机磷 细菌肥料等 4. 防治植物病害，刺激植物生长：抗生素 5. 增加作物根吸收营养能力：菌根菌肥料

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二. 微生物肥料的生产及质量保证(一)菌肥生产1.菌肥用菌种的活化及大量繁殖

2.吸附剂的准备，菌和吸附剂的拌合(二)质量 1. 菌种的有效性，有效活菌数含量，无污染 2. 菌肥含水量、pH值 3. 保存：0~10°C,一般菌肥3~6个月

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三. 菌肥的使用优良菌肥+合理使用=良好效果1. 使用方法：播种时作为种肥，固氮菌肥料 与有机肥料混合使用 2. 菌肥的使用量：没有统一的标准 3. 菌肥的混合使用:菌肥一般不与杀虫农药 混合使用

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四. 生物固氮N2 NH3 (固氮酶催化) 1888年 Beijerinck(贝依林克) 首次分离到固氮微生 物. 种类： 原核生物：真细菌、古菌、蓝细菌

真核生物：尚未发现共同特点：环境中缺少化合态氮时进行

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自生固氮微生物生理特性庞杂类群:多种营养类型和呼吸类型

1. 化能有机营养固氮菌(化能异养菌)1.1 好氧性固氮细菌

10个科的30个属发现固氮细菌固氮菌科全部能固氮，其余各科部分属、种 固氮。

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固氮菌营养类型：化能异养

呼吸类型：严格好氧细菌碳源：简单碳水化合物 氮源：N2、铵盐、硝酸盐、尿素等 生态：广泛存在于温带土壤中

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1.2 兼性厌氧固氮细菌

肠杆菌科的一些属、种 芽孢杆菌属的一些种 在有氧、无氧条件下都能生长 只有在无氧或低氧分压条件下固氮1.3 厌氧固氮细菌

梭菌属(Clostridium)中的有些种 如巴斯德芽孢梭菌(Cl. pasteurianum) 广泛分布于各种土壤中 固氮效率不高

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2. 化能无机营养固氮细菌巴氏甲烷八叠球菌，属古菌(Archae) 固氮古菌的发现说明固氮微生物广泛分布

3. 光合固氮细菌固氮红螺菌：光照、厌氧生活时进行固氮

红色红螺菌(Rhodospirillum rubrum),主要固氮种类，第一个被分离的光能营养固氮细菌。

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固氮蓝细菌大多数都是有异形胞的多细胞丝状蓝绿藻 在异形胞中进行固氮，营养细胞只在无氧

条件下能诱导固氮酶活性固氮蓝细菌在自然界中分布广泛,在 pH 6~9范围

内生长，最适温度20~30C

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不同固氮体系的固氮作用比较 固氮体系 固氮量(N kg/h年) 豆科植物： 大豆 57~94 豇豆 84 三叶草 104~160 羽扇豆 150~169 非豆科植物： 赤扬 40~300 沙棘 2~179 植物-蓝藻共生： 红萍 313 地衣 39~84 自生微生物： 蓝藻 25 固氮菌属 0.3

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五. 根瘤菌肥料根瘤菌“种豆美田”__(共生固氮微生物)

根瘤菌与豆科植物形成共生固

氮体系—根瘤是两个共生伙伴结合而成的特

殊器官，在功 能上高度统一。根瘤菌是(好氧、厌氧、兼性厌氧)微生物？

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根瘤形成的过程

根瘤菌感染植物根毛，进入植物体，在皮屑细胞中大 量增殖，刺激植物根部皮屑和周鞘进行细胞分裂和生 长，形成根瘤。

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识别吸附(LPS与植物凝集素Lectin) 根毛变形，根瘤菌进入 根毛产生新细胞壁将根瘤菌包围

根瘤菌分裂繁殖并向根毛基部推进根毛细胞壁延伸形成侵入线，进入皮层

皮层细胞分裂，根瘤发育根瘤菌释放到根瘤细胞中繁殖，形成类菌体

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1 根瘤菌在培养条件下根瘤菌为杆状， 0.5~0.9 1.2~3.0 m,G能运动，周身鞭毛或端生或侧生鞭毛

不形成芽孢细胞内含有聚 -羟基丁酸颗粒

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2. 根瘤菌在形成根瘤过程中的变化

进入根内时为杆状，随着根瘤的发育菌体变大、变形， 类菌体，具固氮能力.3. 根瘤菌生理特性 化能异养菌、碳源、氮源、生长因子 无机盐：Fe合成豆血红蛋白和铁蛋白 钼是固氮酶的成分 4. 根瘤菌的感染性、专一性及感染过程 感染性：进入豆科植物根内，促成根瘤的形成 专一性：寄主专一性 有效性:

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5. 类菌体根瘤菌在固氮根瘤中的形态 不规则，分支状、T形、Y形、梨状、膨大杆 状、圆球形等 类菌体被植物合成的类菌体周膜包裹 根瘤中豆血红蛋白是一个氧的缓冲系统 调节呼吸作用和固氮作用的正常进行