微生物微生物肥料土壤改良学习教案.pptx

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1、会计学1微生物微生物肥料微生物微生物肥料(filio)土壤改良土壤改良第一页，共82页。一、什么一、什么(shn me)是微生物是微生物？第2页/共82页第二页，共82页。生物界的组成生物界的组成(z chn)生物界宏生物(shngw)动物、植物微生物真核微生物、原核微生物非细胞(xbo)型病毒第3页/共82页第三页，共82页。n n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(yyo)、工农业、环保等诸多领域。第4页/共82页第四页，共82页。微生物定义微生物定义(

2、dngy)表解表解 微小(wixio)微生物 简单 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(各个细胞独立各个细胞独立(dl)生存生存)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、亚病毒第5页/共82页第五页，

3、共82页。微生物肥料微生物肥料(filio)n n微生物肥料的概念(ginin)：n n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。第6页/共82页第六页，共82页。n n微生物肥料又称细菌肥料、生物肥料，有些国家称为接微生物肥料又称细菌肥料、生物肥料，有些国家称为接种剂或拌种剂。在我国，有些人将特殊种剂或拌种剂。在我国，有些人将特殊(tsh)(tsh)效能的微效能的微生物（如根瘤菌、解钾细菌、解磷菌）经发酵技术生产生物（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扩大培养后与草炭等载体混

4、合，且使用量很少的称为接种剂、拌种剂。种剂、拌种剂。n n而将微生物和有机物（畜禽粪便、草炭等）或微生物与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。用量较大的称为微生物肥料。第7页/共82页第七页，共82页。发展发展(fzhn)微生物肥料的必要微生物肥料的必要性性n n首先首先(sh(sh uxin)uxin)：n n化肥使用量逐年增加，化肥利用率和增产效益下化肥使用量逐年增加，化肥利用率和增产效益下降；降；n n我国单位面积施用化肥量是日本的我国单位面积施用化肥量是

5、日本的2 2倍，美国的倍，美国的2.42.4倍，加拿大的倍，加拿大的4.44.4倍，澳大利亚的倍，澳大利亚的8.28.2倍，俄罗斯的倍，俄罗斯的9.09.0倍！倍！n n化肥利用率仅为化肥利用率仅为30%30%！n n应用化肥引起水质和环境污染。应用化肥引起水质和环境污染。第8页/共82页第八页，共82页。发展发展(fzhn)微生物肥料的必要微生物肥料的必要性性n n第二，土壤肥力下降，土壤退化荒漠化逐渐加剧；第二，土壤肥力下降，土壤退化荒漠化逐渐加剧；n n第三，土壤生态环境恶化，土壤生态功能下降；第三，土壤生态环境恶化，土壤生态功能下降；n n第四，中国化学肥料资源严重不足，这对农业第四，

6、中国化学肥料资源严重不足，这对农业(nngy)(nngy)的的可持续发展构成了严重的挑战。可持续发展构成了严重的挑战。第9页/共82页第九页，共82页。开发和应用微生物肥料开发和应用微生物肥料(filio)的意义的意义土壤肥力的改良；节约能源，保护环境：1、提高化肥的利用率，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(jinsho)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。第10页/共82页第十页，共82页。n n实践证明，实践证明，微生物肥料在绿色有机食品生产、微生物肥料在绿色有机食品生产、农业生态环境保护农业生态环境保护(hun

7、jng b(hunjng b oh)oh)以及高产、以及高产、优质、高效农业的持续发展中发挥着重要作用。优质、高效农业的持续发展中发挥着重要作用。n n目前，微生物肥料逐步成为中国国家生态示范目前，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，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、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。社会效益和生态效益。第11页/共82页第十一页，共82页。微生物肥料的主要微生物肥料的主要(zhyo)功效功效与机理与机理一、增加土壤肥力，促进植物对营一、增加土壤肥力，促进植物对营养

8、元素的吸收养元素的吸收1、氮磷钾大量元素营养：根瘤菌、氮磷钾大量元素营养：根瘤菌、自生和联合固氮菌；硅酸盐细菌的自生和联合固氮菌；硅酸盐细菌的解钾作用解钾作用(zuyng)。2、土壤中大量微生物的活动使土壤、土壤中大量微生物的活动使土壤有机质转化形成腐殖质，促进土壤有机质转化形成腐殖质，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤肥力，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、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保水能力，从而提高作物的产量和品质。品质。第12页/共82页第十二页，共82页。二、分泌多种生理活性物质刺激调二、分泌多种生理活性物质刺激调节节(ti

9、oji)(tioji)植物生长：植物生长：大量研究表明，微大量研究表明，微生物活动产生的植物生长调节生物活动产生的植物生长调节(tioji)(tioji)物质以及维生素都不同物质以及维生素都不同程度地刺激和调节程度地刺激和调节(tioji)(tioji)植物植物的生长。的生长。1 1、分泌植物激素、分泌植物激素生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯和生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯和酚类物质；酚类物质；2 2、酸类物质的产生：有机酸的作、酸类物质的产生：有机酸的作用。用。微生物肥料微生物肥料(filio)的主要功效的主要功效与机理与机理第13页/共82页第十三页，共82页。三、对有害微生物起到生物防治作用：

10、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通过在植物根际大量生长繁殖成为作物(zuw)根际的优势菌，与病原微生物争夺根际的优势菌，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、抑制作繁殖机会，对病原微生物起到挤压、抑制作用，从而减轻病害。用，从而减轻病害。这类微生物也叫做根圈促生细菌（这类微生物也叫做根圈促生细菌（PGPR）。）。微生物肥料微生物肥料(filio)的的主要功效与机理主要功效与机理第14页/共82页第十四页，共82页。四、产生抗病和抗逆作用，间接促四、产生抗病和抗逆作用，间接促

11、进植物生长：进植物生长：1、产生多种抗病物质：抗生素、产生多种抗病物质：抗生素2、提高植物的抗逆性：由于微生、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，诱导作物产生超氧化物歧化酶，在植物受到病害、虫害、干旱、在植物受到病害、虫害、干旱、衰老衰老(shuilo)等逆境时，消除等逆境时，消除因逆境而产生的自由基来提高作因逆境而产生的自由基来提高作物的抗逆性，减轻病害。物的抗逆性，减轻病害。微生物肥料的主要微生物肥料的主要(zhyo)功效与机理功效与机理第15页/共82页第十五页，共82页。n n枯草芽孢杆菌（枯草芽孢杆菌（BsBs

12、）微生物杀菌剂，能稳定地在土壤和植物表面微生物杀菌剂，能稳定地在土壤和植物表面(bi(bi omin)omin)定殖、产生抗生素、分泌刺激植物生长的激素、并能诱导寄定殖、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：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：美国美国AlabamaAlabama州用州用BsBs处理多种作物种子，平均产量增加处理多种作物种子，平均产量增加9%9%，根病明显减，根病明显减轻；日本用轻；日本用BsBs及其分泌物防治西红柿立枯病获得良好防效；国内北京大及其分泌物防治西红柿立枯病获得良好防效

13、；国内北京大学和河南省农科院报告学和河南省农科院报告BsBs对小麦赤霉病、西瓜枯萎病、烟草青枯病、棉对小麦赤霉病、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菌剂Bs-916Bs-916，经大面积示范推广试验证明，经大面积示范推广试验证明，Bs-916Bs-916对纹枯病防效达对纹枯病防效达75-75-85%85%，对稻曲病防效达，对稻曲病防效达63.8-85.7

14、%63.8-85.7%。国内外专家这一研究成果高度评价，。国内外专家这一研究成果高度评价，认为用认为用BsBs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。的，且已具备了转向商品化生产条件。第16页/共82页第十六页，共82页。n n农用农用(nn(nn yn yn)链霉素为放线菌所产生的代谢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），具有内吸作果较好（对真菌也有防治作用），具有内吸作用，能渗透到植物体内，并

15、传导到其他部位。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。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。主要用于喷雾，也可作灌根和浸种消毒等。n n阿维菌素是由日本北里大学大村智等和美国阿维菌素是由日本北里大学大村智等和美国MerckMerck公司首先开发的一类具有杀虫、杀螨、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菌中灰色链霉菌Streptomyces avermitilisStreptomyces avermitilis发酵产发酵

16、产生。生。第17页/共82页第十七页，共82页。微生物肥料微生物肥料(filio)(filio)的的种类种类微生物肥料微生物肥料微生物肥料微生物肥料(filio)(filio)按作用机理分：按作用机理分：按作用机理分：按作用机理分：固氮菌类肥料固氮菌类肥料固氮菌类肥料固氮菌类肥料(filio)(filio)（根瘤菌肥料（根瘤菌肥料（根瘤菌肥料（根瘤菌肥料(filio)(filio)、自生、自生、自生、自生固氮菌肥、固氮蓝藻等）固氮菌肥、固氮蓝藻等）固氮菌肥、固氮蓝藻等）固氮菌肥、固氮蓝藻等）解磷菌类肥料解磷菌类肥料解磷菌类肥料解磷菌类肥料(filio)(filio)解钾菌类肥料解钾菌类肥料解钾

17、菌类肥料解钾菌类肥料(filio)(filio)（硅酸盐细菌）（硅酸盐细菌）（硅酸盐细菌）（硅酸盐细菌）抗生菌肥料抗生菌肥料抗生菌肥料抗生菌肥料(filio)(filio)PGPRPGPR菌肥菌肥菌肥菌肥堆肥菌剂和发酵菌剂堆肥菌剂和发酵菌剂堆肥菌剂和发酵菌剂堆肥菌剂和发酵菌剂复合微生物肥料复合微生物肥料复合微生物肥料复合微生物肥料(filio)(filio)第18页/共82页第十八页，共82页。1.固氮菌肥固氮菌肥_根瘤菌肥料根瘤菌肥料(filio)n n根瘤菌肥料是用人工选育出来的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高效根瘤菌株经大量繁殖用载体吸附制成的，是迄今为止世界上

18、吸附制成的，是迄今为止世界上研究研究(ynji)(ynji)最早、应用时间最最早、应用时间最长、生产量最多、应用最广泛和长、生产量最多、应用最广泛和效果最稳定的微生物肥料之一。效果最稳定的微生物肥料之一。第19页/共82页第十九页，共82页。根瘤菌与豆科植物间的共生根瘤菌与豆科植物间的共生(gngshng)-形成形成(xngchng)(xngchng)根瘤共生体根瘤共生体t 根瘤菌固定大气中的气态根瘤菌固定大气中的气态(qti)氮为植物提供氮为植物提供t 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

19、，还为根瘤菌提供保护和稳定 的生长条件。的生长条件。第20页/共82页第二十页，共82页。Root Nodule Bacteria and Symbiosis with legumes豆豆类类Soybean root nodulesUnnodulated soybeanNodulated soybean第21页/共82页第二十一页，共82页。CK Spr4-5第22页/共82页第二十二页，共82页。生物固氮在氮循环生物固氮在氮循环(xnhun)中的作用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

20、素化肥氮素化肥第23页/共82页第二十三页，共82页。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根瘤形成过程(guchng)的主要步骤的主要步骤豆血红蛋白豆血红蛋白 第24页/共82页第二十四页，共82页。根瘤菌的形态特征：根瘤菌的形态特征：根瘤菌的形态特征：根瘤菌的形态特征：属于细菌，在分类上归属于变性杆菌门的根瘤菌目。细胞呈杆属于细菌，在分类上归属于变性杆菌门的根瘤菌目。细胞呈杆属于细菌，在分类上归属于变性杆菌门的根瘤菌目。细胞呈杆属于细菌，在分类上归属于变性杆菌门的根瘤菌目

21、。细胞呈杆状，常内含许多折光性聚状，常内含许多折光性聚状，常内含许多折光性聚状，常内含许多折光性聚羟基颗粒（贮藏性物质），使羟基颗粒（贮藏性物质），使羟基颗粒（贮藏性物质），使羟基颗粒（贮藏性物质），使细胞染色不均匀，有时呈环节状。细胞染色不均匀，有时呈环节状。细胞染色不均匀，有时呈环节状。细胞染色不均匀，有时呈环节状。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。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。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在生活史中表现出多形态，存在于根瘤中的根

22、瘤菌在形态和功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，形态不规则，能上都同培养基上生长的根瘤菌有很大的区别，形态不规则，能上都同培养基上生长的根瘤菌有很大的区别，形态不规则，能上都同培养基上生长的根瘤菌有很大的区别，形态不规则，这些变形的菌体称为类菌体，具有固氮功能。寄生的豆科植这些变形的菌体称为类菌体，具有固氮功能。寄生的豆科植这些变形的菌体称为类菌体，具有固氮功能。寄生的豆科植这些变形的菌体称为类菌体，具有固氮功能。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物的范围也

23、有所不同，但在寄生后形成根瘤的状态物的范围也有所不同，但在寄生后形成根瘤的状态物的范围也有所不同，但在寄生后形成根瘤的状态(zhungti)(zhungti)下，都可进行显著的固氮作用。该菌在以铵盐下，都可进行显著的固氮作用。该菌在以铵盐下，都可进行显著的固氮作用。该菌在以铵盐下，都可进行显著的固氮作用。该菌在以铵盐等作氮源时，即使不在豆科植物上也能生长，并可被纯分离。等作氮源时，即使不在豆科植物上也能生长，并可被纯分离。等作氮源时，即使不在豆科植物上也能生长，并可被纯分离。等作氮源时，即使不在豆科植物上也能生长，并可被纯分离。寄生于豆科以外的植物（赤杨、毒水晶花等）根部，也能形寄生于豆科以外

24、的植物（赤杨、毒水晶花等）根部，也能形寄生于豆科以外的植物（赤杨、毒水晶花等）根部，也能形寄生于豆科以外的植物（赤杨、毒水晶花等）根部，也能形成根瘤进行固氮的放线菌的成根瘤进行固氮的放线菌的成根瘤进行固氮的放线菌的成根瘤进行固氮的放线菌的FrankiaFrankia属细菌，也可称为广义属细菌，也可称为广义属细菌，也可称为广义属细菌，也可称为广义的根瘤菌。的根瘤菌。的根瘤菌。的根瘤菌。在根瘤中菌体常呈棒状、在根瘤中菌体常呈棒状、在根瘤中菌体常呈棒状、在根瘤中菌体常呈棒状、T T形和形和形和形和Y Y形。形。形。形。第25页/共82页第二十五页，共82页。第26页/共82页第二十六页，共82页。一

25、般生理特性：一般生理特性：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化能有机营养型能利用化能有机营养型能利用NO3-NO3-、NH4+NH4+，但培养基中含植物性，但培养基中含植物性，但培养基中含植物性，但培养基中含植物性氮素物质（豆芽汁、酵母汁等）时大多数根瘤菌生活得更好。氮素物质（豆芽汁、酵母汁等）时大多数根瘤菌生活得更好。氮素物质（豆芽汁、酵母汁等）时大多数根瘤菌生活得更好。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：需要多种灰分元素：需要多种灰分元素：需要多种灰分元素：P P素的要求尤其高；铁是合成豆血红蛋白和素的要求尤其高；铁是合

26、成豆血红蛋白和素的要求尤其高；铁是合成豆血红蛋白和素的要求尤其高；铁是合成豆血红蛋白和铁蛋白的必要元素。当缺少某些铁蛋白的必要元素。当缺少某些铁蛋白的必要元素。当缺少某些铁蛋白的必要元素。当缺少某些(m(m u xi)u xi)二价阳离子（二价阳离子（二价阳离子（二价阳离子（Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+）时生活力显著下降；钼是固氮酶的成分；钴用于合成维）时生活力显著下降；钼是固氮酶的成分；钴用于合成维）时生活力显著下降；钼是固氮酶的成分；钴用于合成维）时生活力显著下降；钼是固氮酶的成分；钴用于合成维生素生素生素生素B12B12，并能防止，并能防止，并能防止，并能防止NiNi和和和和CuC

27、u的毒害作用。适合中性和微碱性条的毒害作用。适合中性和微碱性条的毒害作用。适合中性和微碱性条的毒害作用。适合中性和微碱性条件，适合的件，适合的件，适合的件，适合的pHpH在在在在6.5-7.56.5-7.5，适合的温度，适合的温度，适合的温度，适合的温度25-3025-30。第27页/共82页第二十七页，共82页。第28页/共82页第二十八页，共82页。互接种族：从一个属植物根瘤互接种族：从一个属植物根瘤中分离的根瘤菌能够在其它属中分离的根瘤菌能够在其它属植物上结瘤，人们植物上结瘤，人们(rn men)(rn men)将将这种能相互利用同一根瘤菌菌这种能相互利用同一根瘤菌菌株形成共生体系的豆科

28、植物称株形成共生体系的豆科植物称为为“互接种族互接种族”。如：大豆族。如：大豆族只有大豆一属植物；豇豆族包只有大豆一属植物；豇豆族包括豇豆、花生、绿豆、赤豆、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。第29页/共82页第二十九页，共82页。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(zhngz)第30页/共82页第三十页，共82页。微生物肥料的特点微生物肥料的特点(tdin)和正确使和正确使用用(4)4 4、注意适用作物和适用地区，是微生物肥料功能发挥的重要保证。、注意适用作物和适用地区，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作

29、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，应该做规范一种微生物肥料是否适用于本地区，应该做规范(gufn)(gufn)的田间试验。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

30、们提倡有针对性的选育生产菌种，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。第31页/共82页第三十一页，共82页。根瘤根瘤 根瘤形成过程根瘤形成过程(guchng)(guchng)的主要步骤：特的主要步骤：特定的根瘤菌与相应的豆科植物相互辩认使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根瘤菌特异地吸附在根毛上 二者相互作二者相互作用使根毛变形，主要表现卷曲或分枝用使根毛变

31、形，主要表现卷曲或分枝 细细菌进入根内菌进入根内 形成侵入线形成侵入线 侵入线发侵入线发展，进入根皮层后导致一部份细胞转化为展，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，根瘤开始发分生组织，细胞分裂和分化，根瘤开始发育育 根瘤菌从侵入线内释放到根瘤细胞中根瘤菌从侵入线内释放到根瘤细胞中繁殖，而后转化成类菌体形态繁殖，而后转化成类菌体形态 豆血红蛋豆血红蛋白出现，固氮作用开始。白出现，固氮作用开始。第32页/共82页第三十二页，共82页。第33页/共82页第三十三页，共82页。n n根瘤的的寿命较寄主植物根瘤的的寿命较寄主植物(zhw)(zhw)短得多，在植物短得多，在植物(zh

32、w)(zhw)成熟之前根瘤就开始衰败，表现为类菌体周膜破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。坏，类菌体裂解，根瘤内部由浅红色变为绿褐色。第34页/共82页第三十四页，共82页。根瘤菌与宿主的共生特性：根瘤菌与宿主的共生特性：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：根瘤菌能进入豆科植物根内，在其中繁殖，并形成根侵染性：根瘤菌能进入豆科植物根内，在其中繁殖，并形成根侵染性：根瘤菌能进入豆科植物根内，在其中繁殖，并形成根侵染性：根瘤菌能进入豆科植物根内，在其中繁殖，并形成根瘤。瘤。瘤。瘤。专一性：每一种根瘤菌只与其有专一性对应专一性：

33、每一种根瘤菌只与其有专一性对应专一性：每一种根瘤菌只与其有专一性对应专一性：每一种根瘤菌只与其有专一性对应(duyng)(duyng)的几种的几种的几种的几种豆科植物建立共生关系形成根瘤。豆科植物建立共生关系形成根瘤。豆科植物建立共生关系形成根瘤。豆科植物建立共生关系形成根瘤。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为有效菌株和无效菌株，它们形成的根瘤分别否固氮而分为有效菌株和无效菌株，它们形成的根瘤分别否固氮

34、而分为有效菌株和无效菌株，它们形成的根瘤分别否固氮而分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称为有效根瘤和无效根瘤。许多无效根瘤的结瘤能力比有称为有效根瘤和无效根瘤。许多无效根瘤的结瘤能力比有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效根瘤强效根瘤强效根瘤强 。第35页/共82页第三十五页，共82页。根瘤菌肥的生产根瘤菌肥的生产(shngchn)n n拌种剂和复合肥料。拌种剂和复合肥料。拌种剂和复合肥料。拌种剂和复合肥料。n n拌种剂：粉状、液体、冻干粉。拌种剂：粉状、液体、冻干粉。拌种剂：粉状、液体、冻干粉。拌种剂：粉状、液

35、体、冻干粉。n n复合肥料：同一根瘤菌属的不同复合肥料：同一根瘤菌属的不同复合肥料：同一根瘤菌属的不同复合肥料：同一根瘤菌属的不同(b tn(b tn)菌菌菌菌株复合，或与其他微生物合用以增强结瘤能株复合，或与其他微生物合用以增强结瘤能株复合，或与其他微生物合用以增强结瘤能株复合，或与其他微生物合用以增强结瘤能力。力。力。力。n n生产过程：生产过程：生产过程：生产过程：n n菌种培养菌种培养菌种培养菌种培养固体扩大固体扩大固体扩大固体扩大收集菌泥制菌粉收集菌泥制菌粉收集菌泥制菌粉收集菌泥制菌粉装装装装瓶瓶瓶瓶n n液体扩大液体扩大液体扩大液体扩大吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂拌种拌种拌种拌种装袋。

36、装袋。装袋。装袋。第36页/共82页第三十六页，共82页。2.自生固氮菌肥料自生固氮菌肥料(filio)n n单独生活单独生活单独生活单独生活(shnghu)(shnghu)时能固定空气中的氮的一类微生物称为自生固氮时能固定空气中的氮的一类微生物称为自生固氮时能固定空气中的氮的一类微生物称为自生固氮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。菌，分为光合细菌和非光合细菌。菌，分为光合细菌和非光合细菌。菌，分为光合细菌和非光合细菌。n n主要类群：蓝细菌、圆褐固氮菌、假单胞菌、多黏芽孢杆菌等。主要类群：蓝细菌、圆褐固氮菌、假单胞菌、多黏芽孢杆菌等。主要类群：蓝细菌、圆

37、褐固氮菌、假单胞菌、多黏芽孢杆菌等。主要类群：蓝细菌、圆褐固氮菌、假单胞菌、多黏芽孢杆菌等。n n固氮能力比共生固氮差。固氮能力比共生固氮差。固氮能力比共生固氮差。固氮能力比共生固氮差。第37页/共82页第三十七页，共82页。自生固氮自生固氮(dn)微生物：圆褐固氮微生物：圆褐固氮(dn)菌菌圆褐固氮菌代圆褐固氮菌代谢谢(dixi)类类型是？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，促进植株长素，促进植株(zhzh)生长和果实生长和果实的发育。的发育。第38页/共82页第三十八页，共82页。生物固氮的利用生物固氮的利用(lyng)价值价值1.1.将圆褐固氮菌制成菌剂，

38、施到将圆褐固氮菌制成菌剂，施到2.2.土壤中，可提高土壤中，可提高(t go)(t go)农作物产量农作物产量 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，也能提高也能提高(t go)(t go)豆科作物的产量豆科作物的产量 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第39页/共82页第三十九页，共82页。固氮菌菌剂固氮菌菌剂固氮菌菌剂固氮菌菌剂 自生和联合固氮微生物的固氮能力比自生固氮的根瘤自生和联合固氮微生物的固氮能力比自生固氮的根瘤自生和联合固氮微生物的固氮能力比自生固氮的根瘤自生和联合固氮微生物的固氮能力比自生固氮的根瘤

39、菌要少得多，而且在使用过程中更易受到环境条件菌要少得多，而且在使用过程中更易受到环境条件菌要少得多，而且在使用过程中更易受到环境条件菌要少得多，而且在使用过程中更易受到环境条件中氮素含量的影响。中氮素含量的影响。中氮素含量的影响。中氮素含量的影响。但在实践中发现，它们对作物的作用除了固氮外，更但在实践中发现，它们对作物的作用除了固氮外，更但在实践中发现，它们对作物的作用除了固氮外，更但在实践中发现，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植物重要的是它们能够产生多种植物重要的是它们能够产生多种植物重要的是它们能够产生多种植物(zhw)(zhw)(zhw)(zhw)激素类物激素类物

40、激素类物激素类物质。质。质。质。1991199119911991年年年年CopplaCopplaCopplaCoppla等从圆褐固氮菌细胞浸出液中发现了植等从圆褐固氮菌细胞浸出液中发现了植等从圆褐固氮菌细胞浸出液中发现了植等从圆褐固氮菌细胞浸出液中发现了植物物物物(zhw)(zhw)(zhw)(zhw)刺激物质；刺激物质；刺激物质；刺激物质；1974197419741974年年年年BareaBareaBareaBarea等用雀稗固氮菌培养物处理几种植物等用雀稗固氮菌培养物处理几种植物等用雀稗固氮菌培养物处理几种植物等用雀稗固氮菌培养物处理几种植物(zhw)(zhw)(zhw)(zhw)的幼苗和

41、根部，均有根、叶增重的结果。的幼苗和根部，均有根、叶增重的结果。的幼苗和根部，均有根、叶增重的结果。的幼苗和根部，均有根、叶增重的结果。第40页/共82页第四十页，共82页。n n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）。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）。n n共生固氮微生物只有和植物互利共生时

42、，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。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。n n有些固氮微生物如固氮螺菌、雀

43、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。这些固氮微生物和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(jigu)(jigu)。这些微生物还能够自行固氮，它们的固氮特点介于自。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。生固氮和共生固氮之间，这种固氮形式叫做联合固氮。第41页/共82页第四十一页，共82页。n n磷素是作物生长发育

44、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。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。n n虽然土壤中磷含量很高，但能被植物吸收利用的有效态虽然土壤中磷含量很高，但能被植物吸收利用的有效态虽然土壤中磷含量很高，但能被植物吸收利用的有效态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磷。无机磷却很低，土壤中绝大部分磷为无效磷。无机磷却很低，土壤中绝大部分磷为无效磷。无机磷却很低，土壤中绝大部分磷为无效磷。n n磷是许多发展中国家农业生产重要的限制磷是许多发展中国家农业生产重要的限制磷是许多发展中国家农业

45、生产重要的限制磷是许多发展中国家农业生产重要的限制(xinzh)(xinzh)因素，因素，因素，因素，提高土壤中磷的利用效率将具有战略性意义。提高土壤中磷的利用效率将具有战略性意义。提高土壤中磷的利用效率将具有战略性意义。提高土壤中磷的利用效率将具有战略性意义。3.解磷菌肥料解磷菌肥料(filio)第42页/共82页第四十二页，共82页。解磷微生物菌剂：能分解土壤中难溶态磷的解磷微生物菌剂：能分解土壤中难溶态磷的解磷微生物菌剂：能分解土壤中难溶态磷的解磷微生物菌剂：能分解土壤中难溶态磷的细菌制成的解磷细菌肥料，使解磷细菌在细菌制成的解磷细菌肥料，使解磷细菌在细菌制成的解磷细菌肥料，使解磷细菌在

46、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作物根际形成一个磷素供应较为作物根际形成一个磷素供应较为作物根际形成一个磷素供应较为(jio(jio(jio(jio wi)wi)wi)wi)充分的微区。充分的微区。充分的微区。充分的微区。因磷细菌在生长代谢过程中能够产生一些有因磷细菌在生长代谢过程中能够产生一些有因磷细菌在生长代谢过程中能够产生一些有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，使土壤中的难溶性机酸如植酸酶的酶类，使土壤中的难溶性机酸如植酸酶的酶类，使土壤中的难溶性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利用的可溶性磷，供磷形成作物能够

47、吸收利用的可溶性磷，供磷形成作物能够吸收利用的可溶性磷，供磷形成作物能够吸收利用的可溶性磷，供作物吸收利用。作物吸收利用。作物吸收利用。作物吸收利用。目前生产上应用较多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。目前生产上应用较多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。第43页/共82页第四十三页，共82页。细菌细菌(xjn)解磷机制解磷机制解磷微生物溶解难溶性磷化物的机制可归结为以下几类：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)(1)分泌有机酸起作用：这些酸既能降低分泌有机酸起作用：这些酸既能降低pH pH 值，又可与铁、铝、钙等离子结

48、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(细菌细菌(xjn)(xjn)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，这些酸一方面直接溶解土壤中难溶性磷酸盐第44页/共82页第四十四页，共82页。细菌细菌(xjn)解磷机制解磷机制(2)(2)(2)(2)有机酸另一方面则是通过鳌合作用释放出土壤磷素：腐解植物残体而产有机酸另一方面则是通过鳌合作用释放出土壤

49、磷素：腐解植物残体而产有机酸另一方面则是通过鳌合作用释放出土壤磷素：腐解植物残体而产有机酸另一方面则是通过鳌合作用释放出土壤磷素：腐解植物残体而产生胡敏酸和富里酸。这两种酸能与复合磷酸盐中的钙、铁鳌合，从而释生胡敏酸和富里酸。这两种酸能与复合磷酸盐中的钙、铁鳌合，从而释生胡敏酸和富里酸。这两种酸能与复合磷酸盐中的钙、铁鳌合，从而释生胡敏酸和富里酸。这两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复合物，可以被植物放出磷酸根，与铁、铝及磷酸盐形成稳定的可溶性复合物，可以被植物放出磷酸根，与铁、铝及磷酸盐形成稳定的可溶性复合物，可以被植物放出磷酸根，与铁、铝

50、及磷酸盐形成稳定的可溶性复合物，可以被植物吸收利用。吸收利用。吸收利用。吸收利用。(3)(3)(3)(3)生物生物生物生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)矿化作用。即通过分泌植酸酶、核酸酶和磷酸脂酶等物质，矿化作用。即通过分泌植酸酶、核酸酶和磷酸脂酶等物质，矿化作用。即通过分泌植酸酶、核酸酶和磷酸脂酶等物质，矿化作用。即通过分泌植酸酶、核酸酶和磷酸脂酶等物质，分别将植酸、核酸和磷酸脂等有机磷降解。分别将植酸、核酸和磷酸脂等有机磷降解。分别将植酸、核酸和磷酸脂等有机磷降解。分别将植酸、核酸和磷酸脂等有机磷降解。第45页/共82页第四十五页，共82页。巨大巨大(jd)芽胞杆