1、目 录 微生物 微生物肥料的种类和作用机理 土壤改良1微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023一、什么是微生物？一、什么是微生物？2微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023生物界的组成生物界的组成生物界宏生物动物、植物微生物真核微生物、原核微生物非细胞型病毒3微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 微生物:是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活关系密切。涵盖了有益跟有害的众多种类，广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。4微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023微生物定义表解微生物定义表解 微小微小 微生物微生
2、物 简单简单 低等低等微米级微米级(m 10-6 m)光镜下能见光镜下能见(细胞细胞)纳米级纳米级(nm 10-9 m)电镜下可见电镜下可见(亚细胞亚细胞)单细胞单细胞(各个细胞独立生存各个细胞独立生存)多细胞多细胞(一类细胞联合生存一类细胞联合生存,类似于单细胞类似于单细胞)非细胞非细胞(细胞内生存与胞外非生命态细胞内生存与胞外非生命态)原核类：细菌、蓝细菌、粘细菌、放线菌原核类：细菌、蓝细菌、粘细菌、放线菌真核类：真菌、原生动物、显微藻类、地衣真核类：真菌、原生动物、显微藻类、地衣非细菌类：病毒、亚病毒非细菌类：病毒、亚病毒5微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023微生物肥料 微生物肥料
3、的概念：微生物肥料是指一类含有活的微生物并在使用后能获得特定肥料效应，能增加植物产量或提高产品质量的微生物制剂。6微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 微生物肥料又称细菌肥料、生物肥料，有些国家称为接种剂接种剂或拌种剂拌种剂。在我国，有些人将特殊效能的微生物（如根瘤菌、解钾细菌、解磷菌）经发酵技术生产扩大培养后与草炭等载体混合，且使用量很少的称为接种剂、拌种剂接种剂、拌种剂。而将微生物和有机物（畜禽粪便、草炭等）或微生物与无机肥料混合，经过加工制成的用于底肥、追肥，且使用量较大的称为微生物肥料微生物肥料。7微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023发展微生物肥料的必要性发展微生物肥料的必
4、要性 首先：化肥使用量逐年增加，化肥利用率和增产效益下降；我国单位面积施用化肥量是日本的2倍，美国的2.4倍，加拿大的4.4倍，澳大利亚的8.2倍，俄罗斯的9.0倍！化肥利用率仅为30%！应用化肥引起水质和环境污染。8微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023发展微生物肥料的必要性发展微生物肥料的必要性 第二，土壤肥力下降，土壤退化荒漠化逐渐加剧；第三，土壤生态环境恶化，土壤生态功能下降；第四，中国化学肥料资源严重不足，这对农业的可持续发展构成了严重的挑战。9微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023开发和应用微生物肥料的意义开发和应用微生物肥料的意义土壤肥力的改良；节约能源，保护环境：1、提
5、高化肥的利用率，即提高了能源利用率；2、本身无毒害作用，不污染环境；3、减少土壤营养流失和富营养化的产生。4、可以此实现固体废弃物资源化_堆肥。可持续发展的要求。10微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 实践证明，微生物肥料在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中发挥着重要作用。目前，微生物肥料逐步成为中国国家生态示范区、绿色和有机农产品基地等肥料的主力军，正在农业生产中发挥着越来越明显的经济效益、社会效益和生态效益。11微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023微生物肥料的主要功效与机理微生物肥料的主要功效与机理一、增加土壤肥力，促进植物对营养元素的吸收
6、一、增加土壤肥力，促进植物对营养元素的吸收1、氮磷钾大量元素营养：根瘤菌、自生和联合固氮菌；硅酸盐细菌的解钾作用。2、土壤中大量微生物的活动使土壤有机质转化形成腐土壤有机质转化形成腐殖质，促进土壤团粒结构的形成殖质，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤肥力，改善土壤理化形状，增强土壤保肥、保水能力，从而提高作物的产量和品质。12微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023二、分泌多种生理活性物质刺激调节植物生长：二、分泌多种生理活性物质刺激调节植物生长：大量研究表明，微生物活动产生的植物生长调节物质以及维生素都不同程度地刺激和调节植物的生长。1、分泌植物激素生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯和酚类物质；2
7、、酸类物质的产生：有机酸的作用。13微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023三、对有害微生物起到生物防治作用：三、对有害微生物起到生物防治作用：通过在植物根际大量生长繁殖成为作物根际的优势菌，与病原微生物争夺营养物质，在空间上限制其它病原微生物的繁殖机会，对病原微生物起到挤压、抑制作用，从而减轻病害。这类微生物也叫做根圈促生细菌（PGPR）。微生物肥料的主要功效与机理微生物肥料的主要功效与机理14微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023四、产生抗病和抗逆作用，间接促进植物生长：四、产生抗病和抗逆作用，间接促进植物生长：1、产生多种抗病物质：、产生多种抗病物质：抗生素2、提高植物的抗逆性：、
8、提高植物的抗逆性：由于微生物肥料的施用，其所含的菌种能诱导作物产生超氧化物歧化酶菌种能诱导作物产生超氧化物歧化酶，在植物受到病害、虫害、干旱、衰老等逆境时，消除因逆境而产生的自由基来提高作物的抗逆性，减轻病害。微生物肥料的主要功效与机理微生物肥料的主要功效与机理15微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 枯草芽孢杆菌（Bs）微生物杀菌剂，能稳定地在土壤和植物表面定殖、产生抗生素、分泌刺激植物生长的激素、并能诱导寄主产生抗病性，是一种理想的微生物杀菌剂，有广阔的应用前景。如：美国Alabama州用Bs处理多种作物种子，平均产量增加9%，根病明显减轻；日本用Bs及其分泌物防治西红柿立枯病获得良
9、好防效；国内北京大学和河南省农科院报告Bs对小麦赤霉病、西瓜枯萎病、烟草青枯病、棉花枯萎病等多种病害有良好的田间防治效果，并有明显的增产效应。江苏省农科院植保所与国际水稻研究所长期合作研究，研制开发出生物杀菌剂Bs-916，经大面积示范推广试验证明，Bs-916对纹枯病防效达75-85%，对稻曲病防效达63.8-85.7%。国内外专家这一研究成果高度评价，认为用Bs杀菌剂防治水稻纹枯病是目前生物防治叶部病害研究中最先进的，且已具备了转向商品化生产条件。16微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 农用链霉素为放线菌所产生的代谢产物，杀菌谱广，特别是对多种细菌性病害效果较好（对真菌也有防治作用
10、），具有内吸作用，能渗透到植物体内，并传导到其他部位。对人、畜低毒，对鱼类及水生生物毒性亦很小。主要用于喷雾，也可作灌根和浸种消毒等。阿维菌素阿维菌素是由日本北里大学大村智等和美国Merck公司首先开发的一类具有杀虫、杀螨、杀线虫活性的十六元大环内酯化合物，由链霉菌中灰色链霉菌Streptomyces avermitilis发酵产生。17微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023微生物肥料的种类微生物肥料的种类微生物肥料按作用机理分：微生物肥料按作用机理分：u固氮菌类肥料（根瘤菌肥料、自生固氮菌肥、固氮蓝固氮菌类肥料（根瘤菌肥料、自生固氮菌肥、固氮蓝藻等）藻等）解磷菌类肥料解磷菌类肥料 解钾菌
11、类肥料解钾菌类肥料（硅酸盐细菌硅酸盐细菌）抗生菌肥料抗生菌肥料uPGPR菌肥菌肥 堆肥菌剂和发酵菌剂堆肥菌剂和发酵菌剂u复合微生物肥料复合微生物肥料18微生物微生物肥料土壤改良9/12/20231.固氮菌肥_根瘤菌肥料 根瘤菌肥料是用人工选育出来的高效根瘤菌根瘤菌肥料是用人工选育出来的高效根瘤菌株经大量繁殖用载体吸附制成的，是迄今为株经大量繁殖用载体吸附制成的，是迄今为止世界上研究最早、应用时间最长、生产量止世界上研究最早、应用时间最长、生产量最多、应用最广泛和效果最稳定的微生物肥最多、应用最广泛和效果最稳定的微生物肥料之一。料之一。19微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023根瘤菌与豆科植
12、物间的共生根瘤菌与豆科植物间的共生-形成根瘤共生体形成根瘤共生体t 根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供 氮素养料；氮素养料；t 豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生 长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定 的生长条件。的生长条件。20微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023Root Nodule Bacteria and Symbiosis with legumes豆类Soybean root nodulesUnnodulated soybeanNodulated soybean21微生物微生
13、物肥料土壤改良9/12/2023CK Spr4-522微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023生物固氮在氮循环中的作用生物固氮在氮循环中的作用大气中的大气中的N N2 2尿素及动尿素及动植物遗体植物遗体NONO3 3-土壤中的微生物土壤中的微生物NHNH3 3NONO3 3-氮素化肥氮素化肥23微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023细菌与豆科植物的共生细菌与豆科植物的共生根瘤菌根瘤菌形态特征形态特征 一般生理特征一般生理特征根瘤菌与宿主的共生特性根瘤菌与宿主的共生特性根瘤根瘤根瘤形成过程的主要步骤根瘤形成过程的主要步骤豆血红蛋白豆血红蛋白 24微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023根
14、瘤菌的形态特征：根瘤菌的形态特征：p 属于属于细菌细菌，在分类上归属于变性杆菌门的根瘤菌目。细胞呈，在分类上归属于变性杆菌门的根瘤菌目。细胞呈杆状，常内含许多折光性聚杆状，常内含许多折光性聚羟基颗粒（贮藏性物质），羟基颗粒（贮藏性物质），使细胞染色不均匀，有时呈环节状。使细胞染色不均匀，有时呈环节状。p 能与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气。能与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气。p 在生活史中表现出多形态，存在于根瘤中的根瘤菌在形态和在生活史中表现出多形态，存在于根瘤中的根瘤菌在形态和功能上都同培养基上生长的根瘤菌有很大的区别，形态不规功能上都同培养基上生长的根瘤菌有很大的区别
15、，形态不规则，则，这些这些变形的菌体称为类菌体，具有固氮功能变形的菌体称为类菌体，具有固氮功能。寄生的豆。寄生的豆科植物的范围也有所不同，但在寄生后形成根瘤的状态下，科植物的范围也有所不同，但在寄生后形成根瘤的状态下，都可进行显著的固氮作用。该菌在以铵盐等作氮源时，即使都可进行显著的固氮作用。该菌在以铵盐等作氮源时，即使不在豆科植物上也能生长，并可被纯分离。不在豆科植物上也能生长，并可被纯分离。寄生于豆科以外寄生于豆科以外的植物（赤杨、毒水晶花等）根部的植物（赤杨、毒水晶花等）根部，也能形成根瘤进行固氮也能形成根瘤进行固氮的的放线菌放线菌的的Frankia属细菌，也可称为广义的根瘤菌。属细菌，
16、也可称为广义的根瘤菌。p 在根瘤中菌体常呈棒状、在根瘤中菌体常呈棒状、T形和形和Y形。形。25微生物微生物肥料土壤改良9/12/202326微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 一般生理特性：一般生理特性：化能有机营养型能利用化能有机营养型能利用NO3-、NH4+，但培养基中含，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好。需要多种灰分元素：生活得更好。需要多种灰分元素：P素素的要求尤其高；的要求尤其高；铁铁是合成豆血红蛋白和铁蛋白的必要元素。当缺少某些是合成豆血红蛋白和铁蛋白的必要元素。当缺少某些二价阳离子（二价
17、阳离子（Ca2+、Mg2+）时生活力显著下降；钼是）时生活力显著下降；钼是固氮酶的成分；钴用于合成维生素固氮酶的成分；钴用于合成维生素B12，并能防止，并能防止Ni和和Cu的毒害作用。的毒害作用。适合中性和微碱性条件，适合的适合中性和微碱性条件，适合的pH在在6.5-7.5，适合的温度，适合的温度25-30。27微生物微生物肥料土壤改良9/12/202328微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 互接种族互接种族：从一个属植物根瘤中分离的根瘤菌从一个属植物根瘤中分离的根瘤菌能够在能够在其它属植物上结瘤其它属植物上结瘤，人们将这种能相互，人们将这种能相互利用同一根瘤菌菌株形成共生体系的豆科植
18、物利用同一根瘤菌菌株形成共生体系的豆科植物称为称为“互接种族互接种族”。如：大豆族只有大豆一属。如：大豆族只有大豆一属植物；豇豆族包括豇豆、花生、绿豆、赤豆、植物；豇豆族包括豇豆、花生、绿豆、赤豆、猪屎豆和胡枝子等许多植物。猪屎豆和胡枝子等许多植物。29微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023表表2 根瘤菌根瘤菌-豆科植物互接种族豆科植物互接种族30微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023微生物肥料的特点和正确使用微生物肥料的特点和正确使用(4)4 4、注意、注意适用作物和适用地区适用作物和适用地区，是微生物肥料功能发挥的重要保证。，是微生物肥料功能发挥的重要保证。一个产品不可能适用于一切
19、作物，适用于一切地区等等。一个产品不可能适用于一切作物，适用于一切地区等等。我国国土面积大，土壤类型多，肥力状况差异极大。我国国土面积大，土壤类型多，肥力状况差异极大。作物种类多，品种更迭快。作物种类多，品种更迭快。一种微生物肥料是否适用于本地区，应该做规范的田间试验一种微生物肥料是否适用于本地区，应该做规范的田间试验。生产菌种的获得毕竟是从某一局部分离得到或有某种针对性筛选出来生产菌种的获得毕竟是从某一局部分离得到或有某种针对性筛选出来 的，如从北京地区某处分离得到的菌种不见得既适应黑龙江省又适应的，如从北京地区某处分离得到的菌种不见得既适应黑龙江省又适应 海南省。我们提倡有针对性的选育生产
20、菌种，例如针对碱性土壤、酸海南省。我们提倡有针对性的选育生产菌种，例如针对碱性土壤、酸 性土壤的菌种，或是针对某特定作物的菌种，当前在这方面差距比性土壤的菌种，或是针对某特定作物的菌种，当前在这方面差距比 较大，要逐步往这方面发展。较大，要逐步往这方面发展。31微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 根瘤根瘤 根瘤形成过程的主要步骤根瘤形成过程的主要步骤：特定的根瘤菌与相应的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，进入根皮层后导致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
21、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。32微生物微生物肥料土壤改良9/12/202333微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 根瘤的的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。34微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023根瘤菌与宿主的共生特性：根瘤菌与宿主的共生特性：侵染性：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：专一性：每一种根瘤菌只与其有专一性对应的几种豆科植物建立共生关系形成根瘤。有效性：有效性：并不是能够结瘤的菌株都能固氮，据它们在根瘤中是否固氮而分
22、为有效菌株和无效菌株，它们形成的根瘤分别称为有效根瘤和无效根瘤。许多无效根瘤的结瘤能力比有效根瘤强。35微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023根瘤菌肥的生产根瘤菌肥的生产 拌种剂和复合肥料。拌种剂和复合肥料。拌种剂：粉状、液体、冻干粉。拌种剂：粉状、液体、冻干粉。复合肥料：同一根瘤菌属的不同菌株复合，或复合肥料：同一根瘤菌属的不同菌株复合，或与其他微生物合用以增强结瘤能力。与其他微生物合用以增强结瘤能力。生产过程：生产过程：菌种培养菌种培养固体扩大固体扩大收集菌泥制菌粉收集菌泥制菌粉装瓶装瓶液体扩大液体扩大吸附剂吸附剂拌种拌种装袋。装袋。36微生物微生物肥料土壤改良9/12/20232.自
23、生固氮菌肥料自生固氮菌肥料 单独生活时能固定空气中的氮的一类微生物称单独生活时能固定空气中的氮的一类微生物称为自生固氮菌，分为光合细菌和非光合细菌。为自生固氮菌，分为光合细菌和非光合细菌。主要类群：蓝细菌、圆褐固氮菌、假单胞菌、主要类群：蓝细菌、圆褐固氮菌、假单胞菌、多黏芽孢杆菌等。多黏芽孢杆菌等。固氮能力比共生固氮差固氮能力比共生固氮差。37微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023自生固氮微生物：圆褐固氮菌自生固氮微生物：圆褐固氮菌圆褐固氮菌代圆褐固氮菌代谢类型是？谢类型是？异养需氧型异养需氧型圆褐固氮菌能产生生圆褐固氮菌能产生生长素，促进植株生长长素，促进植株生长和果实的发育。和果实的发
24、育。38微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023生物固氮的利用价值生物固氮的利用价值 将圆褐固氮菌制成菌剂，施到将圆褐固氮菌制成菌剂，施到土壤中，可提高农作物产量土壤中，可提高农作物产量 2.2.对豆科植物进行根瘤菌拌种，对豆科植物进行根瘤菌拌种，也能提高豆科作物的产量也能提高豆科作物的产量 3.3.用豆科植物做绿肥，可明显增加用豆科植物做绿肥，可明显增加土壤中氮的含量土壤中氮的含量39微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023固氮菌菌剂固氮菌菌剂 p自生和联合固氮微生物的固氮能力比自生固氮的根瘤菌自生和联合固氮微生物的固氮能力比自生固氮的根瘤菌要少得多，而且在要少得多，而且在使用过程中更易
25、受到环境条件中氮素使用过程中更易受到环境条件中氮素含量的影响含量的影响。p但在实践中发现，它们对作物的作用除了固氮外，更重但在实践中发现，它们对作物的作用除了固氮外，更重要的是它们能够产生多种要的是它们能够产生多种植物激素类物质植物激素类物质。p19911991年年CopplaCoppla等从圆褐固氮菌细胞浸出液中发现了等从圆褐固氮菌细胞浸出液中发现了植物刺激物质；植物刺激物质；p19741974年年BareaBarea等用雀稗固氮菌培养物处理几种植物的等用雀稗固氮菌培养物处理几种植物的幼苗和根部，均有根、叶增重的结果。幼苗和根部，均有根、叶增重的结果。40微生物微生物肥料土壤改良9/12/2
26、023常见的自生固氮微生物包括以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻、念珠藻和颤藻为代表的具有异形胞的固氮蓝藻（异形胞内含有固氮酶，可以进行生物固氮）。共生固氮微生物只有和植物互利共生时，才能固定空气中的分子态氮。共生固氮微生物可以分为两类：一类是与豆科植物互利共生的根瘤菌，以及与桤木属、杨梅属和沙棘属等非豆科植物共生的弗兰克氏放线菌；另一类是与红萍（又叫做满江红）等水生蕨类植物或罗汉松等裸子植物共生的蓝藻。由蓝藻和某些真菌形成的地衣也属于这一类。有些固氮微生物如固氮螺菌、雀稗固氮菌等，能够生活在玉米、雀稗、水稻和甘蔗等植物根内的皮层细胞之间。这些固
27、氮微生物和共生的植物之间具有一定的专一性，但是不形成根瘤那样的特殊结构。这些微生物还能够自行固氮，它们的固氮特点介于自生固氮和共生固氮之间，这种固氮形式叫做联合固氮。41微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 磷素是作物生长发育所必需的营养元素之一。磷素是作物生长发育所必需的营养元素之一。虽然土壤中磷含量很高，但能被植物吸收利用的虽然土壤中磷含量很高，但能被植物吸收利用的有效态无机磷却很低，土壤中绝大部分磷为无效有效态无机磷却很低，土壤中绝大部分磷为无效磷。磷。磷是许多发展中国家农业生产重要的限制因素，磷是许多发展中国家农业生产重要的限制因素，提高土壤中磷的利用效率将具有提高土壤中磷的利用
28、效率将具有战略性意义战略性意义。3.解磷菌肥料解磷菌肥料42微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023解磷微生物菌剂：解磷微生物菌剂：能分解土壤中难溶态磷能分解土壤中难溶态磷的细菌制成的解磷细菌肥料，使解磷细菌的细菌制成的解磷细菌肥料，使解磷细菌在作物根际形成一个磷素供应较为充分的在作物根际形成一个磷素供应较为充分的微区。微区。p因磷细菌在生长代谢过程中能够产生一些有机酸如植因磷细菌在生长代谢过程中能够产生一些有机酸如植酸酶的酶类，使土壤中的难溶性磷形成作物能够吸收酸酶的酶类，使土壤中的难溶性磷形成作物能够吸收利用的可溶性磷，供作物吸收利用。利用的可溶性磷，供作物吸收利用。p目前生产上应用较多
29、的菌种为巨大芽孢扦菌目前生产上应用较多的菌种为巨大芽孢扦菌。43微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023解磷微生物溶解难溶性磷化物的机制可归结为以下几类：(1)分泌有机酸起作用：这些酸既能降低pH 值，又可与铁、铝、钙等离子结合，从而使难溶性磷酸盐溶解；通过代谢活动产生有机酸(细菌一般分泌乳酸、氨基酸、草酸、延胡索酸和柠檬酸等，真菌主要分泌草酸、丙二酸和乳酸等)，这些酸一方面直接溶解土壤中难溶性磷酸盐9/12/2023(2)(2)有机酸另一方面则是通过鳌合作用释放出土壤磷有机酸另一方面则是通过鳌合作用释放出土壤磷素：素：腐解植物残体而产生胡敏酸和富里酸。这两腐解植物残体而产生胡敏酸和富里酸。
30、这两种酸能与复合磷酸盐中的钙、铁鳌合，从而释放种酸能与复合磷酸盐中的钙、铁鳌合，从而释放出磷酸根，与铁、铝及磷酸盐形成稳定的可溶性出磷酸根，与铁、铝及磷酸盐形成稳定的可溶性复合物，可以被植物吸收利用。复合物，可以被植物吸收利用。(3)(3)生物矿化作用。即通过分泌生物矿化作用。即通过分泌植酸酶、核酸酶和磷植酸酶、核酸酶和磷酸脂酶酸脂酶等物质，分别将等物质，分别将植酸、核酸和磷酸脂植酸、核酸和磷酸脂等有等有机磷降解。机磷降解。9/12/2023 1.菌体形态特征：此菌的菌体实在粗大，因而拉丁文学名菌体形态特征：此菌的菌体实在粗大，因而拉丁文学名称其为为巨大芽孢杆菌。称其为为巨大芽孢杆菌。2.芽孢
31、形态特征：芽孢形态特征：有大芽孢，椭圆形偏端或中位；孢囊有大芽孢，椭圆形偏端或中位；孢囊多为背端生，芽孢内不着色，无色；成熟孢囊不膨大。多为背端生，芽孢内不着色，无色；成熟孢囊不膨大。3.菌落形态特征：在专用培养基上菌落圆形，有同心圈，菌落形态特征：在专用培养基上菌落圆形，有同心圈，表面光滑；菌落不透明，由灰白色变棕黄色，边缘整齐；表面光滑；菌落不透明，由灰白色变棕黄色，边缘整齐；菌落扁平，微隆起微绉折。菌落扁平，微隆起微绉折。4.生理生化特征：革兰氏染色阳性；在肉汤培养基中生长生理生化特征：革兰氏染色阳性；在肉汤培养基中生长很快，有较强分解很快，有较强分解核酸和卵磷脂核酸和卵磷脂的能力，也能
32、从难溶的无的能力，也能从难溶的无机磷灰石中释放出正磷酸盐。机磷灰石中释放出正磷酸盐。9/12/20239/12/2023解磷细菌：解磷细菌：l芽孢杆菌属(Bacillus)l欧文氏菌属(Erwinia)l假单孢菌属(Pseudomonas)l土壤杆菌属(Agrobacterium)l沙雷氏菌属(Serratia)l黄杆菌属(Flavobacterium)l肠细菌属(Enterbacter)解磷真菌：解磷真菌：青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、根霉属(Rhizopus)、镰刀菌属(Fusarium)、AM 菌根菌菌根菌9/12/2023 解钾细菌，又称硅酸盐细菌
33、。解钾细菌，又称硅酸盐细菌。解钾细菌，又称硅酸盐细菌。解钾细菌，又称硅酸盐细菌。硅酸盐钾硅酸盐钾可溶性钾可溶性钾 解钾细菌具有荚膜，为多糖类物质，促进土壤微团解钾细菌具有荚膜，为多糖类物质，促进土壤微团聚体的形成；聚体的形成；解钾细菌还能将土壤中的无效磷转化为有效磷；并解钾细菌还能将土壤中的无效磷转化为有效磷；并有微弱的固氮能力。有微弱的固氮能力。胶质芽孢杆菌：胶质芽孢杆菌又称硅酸盐细菌，其重要特性是能够分解胶质芽孢杆菌：胶质芽孢杆菌又称硅酸盐细菌，其重要特性是能够分解出长石、云母等矿物中的钾、硅，也能分解出磷灰石中的磷，以及分泌出长石、云母等矿物中的钾、硅，也能分解出磷灰石中的磷，以及分泌植
34、物生长刺激素及多种酶，以增强作物对一些病害的抵抗力。植物生长刺激素及多种酶，以增强作物对一些病害的抵抗力。9/12/2023p分解土壤中难溶的磷、钾等营养元素，并在生长、代谢过程中分泌可以刺激作物生长的激素类物质；p在植物根际形成优势种群，可抑制其它病原菌的生长；p因而达到增产效果。9/12/2023 光合细菌是地球上最早的光合生物，广泛分布于海洋、江光合细菌是地球上最早的光合生物，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。等根际土壤中。自然界中能以光合作用产能的细菌根据它们所含光合色素自然界中能以光合作
35、用产能的细菌根据它们所含光合色素和电子供体的不同而分为产氧光合细菌和电子供体的不同而分为产氧光合细菌(蓝细菌蓝细菌、原绿菌、原绿菌)和不产氧光合细菌和不产氧光合细菌(紫色细菌和绿色细菌紫色细菌和绿色细菌)。值得注意的是，。值得注意的是，光合细菌有叶绿素等光合色素，但无叶绿体。光合细菌有叶绿素等光合色素，但无叶绿体。它能促进土壤中放线菌、固氮菌等微生物的生长，增强农它能促进土壤中放线菌、固氮菌等微生物的生长，增强农产品的耐贮性和提高品质，降解土壤中残留的农药及其它产品的耐贮性和提高品质，降解土壤中残留的农药及其它有毒物质。有毒物质。与生产应用关系密切的光合细菌主要是红螺菌科中的一些与生产应用关系
36、密切的光合细菌主要是红螺菌科中的一些种、属。种、属。9/12/2023p菌根菌是特定的真菌与特定的植物的根系形成的相互作用菌根菌是特定的真菌与特定的植物的根系形成的相互作用的共生联合体的共生联合体p使用的菌种包括由多数内囊霉科属或种形成的泡霉使用的菌种包括由多数内囊霉科属或种形成的泡霉丛枝丛枝状菌根状菌根,简称简称AMAM真菌。真菌。p目前的土法生产已能够解决小批量生产问题，用于名贵花目前的土法生产已能够解决小批量生产问题，用于名贵花卉、苗木、药材，有较好的应用前景。卉、苗木、药材，有较好的应用前景。p注：目前广为流行的苗木移栽的带土球方法也兼有接种菌注：目前广为流行的苗木移栽的带土球方法也兼
37、有接种菌根菌的作用。根菌的作用。p有与菌根菌共生的植物类型应慎重使用杀菌剂药物。有与菌根菌共生的植物类型应慎重使用杀菌剂药物。9/12/2023应用菌根菌的增产效果应用菌根菌的增产效果CK菌根菌剂9/12/2023指通过接种在植物根际增殖且具有促进生长作用的指通过接种在植物根际增殖且具有促进生长作用的土壤细菌称为植物促生根际细菌（土壤细菌称为植物促生根际细菌（PGPRPGPR）。）。9/12/20239/12/2023 指用分泌抗生物质和刺激素的微生物制成指用分泌抗生物质和刺激素的微生物制成的肥料产品，使用菌种通常是放线菌，如的肥料产品，使用菌种通常是放线菌，如细黄链霉菌（细黄链霉菌（Stre
38、ptomyces Streptomyces jingyangesisjingyangesis）。）。我国应用多年的我国应用多年的“54065406”即属此类，应用即属此类，应用后不仅有肥效作用，而且能抑制一些作物后不仅有肥效作用，而且能抑制一些作物病害，刺激和调节作物生长。病害，刺激和调节作物生长。9/12/2023 5406 5406 菌肥，又称放线菌肥料，是在放线菌肥料研菌肥，又称放线菌肥料，是在放线菌肥料研制之初以制之初以“54065406”号放线菌为主要菌种加入到载体号放线菌为主要菌种加入到载体之中制成，所以称为之中制成，所以称为5406 5406 菌肥，简称菌肥，简称“5406540
39、6”。5406 5406 泾阳链霉菌的生物学特性：泾阳链霉菌的生物学特性：菌落圆形、凸起，开始生长时浅黄色至淡红色。气菌落圆形、凸起，开始生长时浅黄色至淡红色。气生菌丝粉白色，上面生满成串孢子呈粉红色。最适生菌丝粉白色，上面生满成串孢子呈粉红色。最适生长温度为生长温度为262632 32。9/12/2023 1 1、抗生菌肥、抗生菌肥54065406分泌抗生素，分泌抗生素，对植物病原真菌、寄生细菌对植物病原真菌、寄生细菌有很好的拮抗作用。抑制有害微生物，增加了根际微生物的有很好的拮抗作用。抑制有害微生物，增加了根际微生物的生理活性。生理活性。2 2、刺激与调节作物生长：、刺激与调节作物生长：分
40、泌多种不同类型的刺激素。分泌多种不同类型的刺激素。3 3、转化土壤和肥料的营养元素：、转化土壤和肥料的营养元素：将不能吸收利用的将不能吸收利用的N、P、K转化为可利用状态，可提高水解转化为可利用状态，可提高水解N、速效、速效P和速效和速效K的含量。的含量。4 4、促进农作物对养分的吸收，提高对纤维素的分界能力，、促进农作物对养分的吸收，提高对纤维素的分界能力，加强对有机质的分解；改善土壤物理性能；施用后，加强对有机质的分解；改善土壤物理性能；施用后，P P提高提高60%70%60%70%；土壤团粒结构增加，通气性好。；土壤团粒结构增加，通气性好。9/12/2023 是由两种或两种以上的微生物或
41、一种微生物是由两种或两种以上的微生物或一种微生物与其它营养物质复配而成的一种新型肥料。与其它营养物质复配而成的一种新型肥料。9/12/2023应用根瘤菌肥料的增产效果应用根瘤菌肥料的增产效果CKSpr2-9Spr2-9+0.3%钼9/12/2023应用菌根菌和根瘤菌双接种的增产效果应用菌根菌和根瘤菌双接种的增产效果菌根菌剂菌根菌+根瘤菌9/12/20239/12/20239/12/2023国内现有微生物肥料生产企业国内现有微生物肥料生产企业500 500 个以上，年个以上，年产量约为产量约为500 500 万万t t，在肥料家族中所占的比例逐年增加，应用面，在肥料家族中所占的比例逐年增加，应用
42、面积累计近亿亩。积累计近亿亩。在农业部登记在农业部登记的产品分为菌剂类和菌肥类二个大类，共有的产品分为菌剂类和菌肥类二个大类，共有11 11 个品种。个品种。9 9 个菌剂个菌剂类品种分别是类品种分别是根瘤菌剂、固氮菌剂、硅酸盐菌剂、溶磷菌剂、根瘤菌剂、固氮菌剂、硅酸盐菌剂、溶磷菌剂、光合菌剂、有机物料腐熟剂、产气菌剂、复合菌剂和土壤修光合菌剂、有机物料腐熟剂、产气菌剂、复合菌剂和土壤修复菌剂；复菌剂；2 2 个菌肥类产品是个菌肥类产品是复合生物肥料和生物有机肥。复合生物肥料和生物有机肥。(3)(3)9/12/2023 基础研究力度不够、科研人员相对不足；生产工艺参差不齐，产品质量不稳；对微生
43、物肥料缺乏正确的认识，存在随意复合现象；缺少统一的质量标准和规范的行业管理。9/12/202366微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023pH值值 酸碱度分级酸碱度分级 pH值值 酸碱度分级酸碱度分级 9.5 弱碱性弱碱性 碱性碱性 强碱性强碱性 我国土壤酸碱度分级我国土壤酸碱度分级 67微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023思考：造成土壤酸、碱性的原因是什么？思考：造成土壤酸、碱性的原因是什么？1 1、土壤酸性形成的原因：、土壤酸性形成的原因：矿物风化过程中产生的无机酸矿物风化过程中产生的无机酸或大量二氧化碳；土壤中强酸弱碱盐的水解；胶体上吸附的或大量二氧化碳；土壤中强酸弱碱盐的水解；
44、胶体上吸附的H+;有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生CO2、以及施肥、以及施肥加入的酸性物质，如（加入的酸性物质，如（NH4）2SO4和和NH4C1等生理酸性肥料施等生理酸性肥料施入到土壤中；入到土壤中；或者土壤中的氨气转化产生硝酸、硫化物转化或者土壤中的氨气转化产生硝酸、硫化物转化成硫酸；再有酸雨的影响成硫酸；再有酸雨的影响。2、土壤碱化的原因、土壤碱化的原因土壤强碱弱酸盐的水解，如土壤强碱弱酸盐的水解，如Na2CO3、NaHCO3等等;土壤所吸附的土壤所吸附的OH-、Na+等被其他阴离子交换；等被其他阴离子交换；土壤有机物中氮被微生物分解生成氨；土壤有
45、机物中氮被微生物分解生成氨；过度使用尿素；过度使用尿素；68微生物微生物肥料土壤改良9/12/20232 2、影响土壤微生物活性、影响土壤微生物活性 土壤中的细菌、真菌和其他生物能够分解垃圾和生物遗体，土壤中的细菌、真菌和其他生物能够分解垃圾和生物遗体，使生物生存所必需的化学物质得以循环。使生物生存所必需的化学物质得以循环。但是土壤中的微生物的生物活性又跟土壤的酸碱性有关，但是土壤中的微生物的生物活性又跟土壤的酸碱性有关，如土壤细菌和放线菌适宜于中性和微碱性环境；在强酸性土壤如土壤细菌和放线菌适宜于中性和微碱性环境；在强酸性土壤中真菌则占优势中真菌则占优势 。考虑：为何要对土壤进行酸碱性改良？
46、考虑：为何要对土壤进行酸碱性改良？1 1、为保证农业的可持续发展、为保证农业的可持续发展土壤是人类的衣食之本。但是由于人类对土地、森林资源不土壤是人类的衣食之本。但是由于人类对土地、森林资源不合理开发，利用以及环境污染等因素造成水土流失，土地荒合理开发，利用以及环境污染等因素造成水土流失，土地荒漠化、贫瘠化，污染严重。所以改良土壤是保护土壤资源，漠化、贫瘠化，污染严重。所以改良土壤是保护土壤资源，保证社会可持续发展的重要工作。保证社会可持续发展的重要工作。69微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023l在在pH6.5附近，大多数营养附近，大多数营养元素的有效性都较高。元素的有效性都较高。lN、
47、K、S元素在微酸性、元素在微酸性、中中 性、碱性土壤中都较高。性、碱性土壤中都较高。lP元素在中性土壤中有效性元素在中性土壤中有效性最高，最高，pH7时有效性时有效性降低。降低。lCa和和Mg在在pH6.5-8.5有效性有效性大，在强酸性和强碱性土壤中大，在强酸性和强碱性土壤中有效性较低。有效性较低。lFe、Mn、Cu、Zn等微量元等微量元素有效性在酸性和强酸性高。素有效性在酸性和强酸性高。lpH5.05.5时，铝和锰的溶时，铝和锰的溶解度升高，对许多生物产生毒解度升高，对许多生物产生毒害作用。害作用。3 3、影响养分的转化和有效性、影响养分的转化和有效性70微生物微生物肥料土壤改良9/12/
48、2023 不同作物对土壤酸碱性都有一定的要求，不同作物对土壤酸碱性都有一定的要求，这是植物长期的自然选择的结果。常见植物对这是植物长期的自然选择的结果。常见植物对土壤土壤pH的要求见下表：的要求见下表：5 5、植物生长与土壤酸碱环境有关、植物生长与土壤酸碱环境有关71微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023植物适宜的pH范围适应偏碱性pH7-8适应中到微碱性pH6.5-7.5适应中到微酸性的pH6-7适应偏酸性的pH5.5-6.5适应酸性的pH5-6紫苜蓿紫苜蓿苹果苹果蚕豆蚕豆水稻水稻小麦小麦金花菜金花菜黄花苜蓿黄花苜蓿碗豆碗豆油菜油菜大麦大麦甜菜甜菜大麦大麦甜菜甜菜花生花生燕麦燕麦豆类豆类
49、小麦小麦甘蔗甘蔗紫云英紫云英甜菜甜菜花菜花菜玉米玉米玉米玉米柑桔柑桔葡萄葡萄大麦大麦甘蓝甘蓝水稻水稻芝麻芝麻菠菜菠菜莴苣莴苣棉花棉花苹果苹果黑麦黑麦桔子桔子芦笋芦笋碗豆碗豆小米小米梨梨72微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023考虑：如何对土壤的酸碱性进行改良？考虑：如何对土壤的酸碱性进行改良？一、先要进行土壤酸碱性的测定一、先要进行土壤酸碱性的测定二、土壤酸碱性改良的具体做法二、土壤酸碱性改良的具体做法73微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023 一般采用施石灰的办法。一般采用施石灰的办法。使用的石灰材料是生石灰（使用的石灰材料是生石灰（CaOCaO）土壤胶粒土壤胶粒H+H+Ca(OH)
50、2土壤胶粒土壤胶粒Ca2+2H2O土壤胶粒土壤胶粒Al3+Ca(OH)2土壤胶粒土壤胶粒Ca2+Al3+Ca2+Ca2+2Al（OH）3(1)(1)土壤酸性的调节土壤酸性的调节74微生物微生物肥料土壤改良9/12/2023施用石灰的益处施用石灰的益处1 1、降低酸度；、降低酸度；2 2、抑制铁、铝、锰的毒性；、抑制铁、铝、锰的毒性；3 3、提高磷酸盐、钼酸盐等的有效性；、提高磷酸盐、钼酸盐等的有效性；4 4、提高微生物的活性；、提高微生物的活性；过度施用石灰的负面影响过度施用石灰的负面影响 土壤板结，结构变劣；土壤板结，结构变劣；部分微量元素有效性降低；磷的有效性也下降。部分微量元素有效性降低
