《微生物肥料》PPT课件.ppt

第二章微生物肥料,教学要求：掌握微生物肥料的概念微生物肥料的种类微生物肥料生产过程掌握几种常见微生物肥料的使用技术,一、微生物肥料定义,中国科学院院士，我国土壤微生物学的奠基人、华中农业大学陈华癸教授就微生物肥料的含义问题指出，所谓微生物肥料，“是指一类含有活微生物的特定制品，应用于农业生产中，能够获得特定的肥料效应，在这种效应的产生中，制品中活微生物起关键作用，符合上述定义的制品均应归入微生物肥料”。,第一节微生物肥料的概念及分类,微生物肥料定义,目前“国家标准（GB20287-2006）”的定义：微生物肥料(microbialfertilizer/biofertilizer)-含有特定微生物活体的制品，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境。,微生物肥料种类的三种分法,按其制品中特定的微生物种类可分为：细菌菌剂/肥料(如根瘤菌肥、固氮菌肥)放线菌菌剂/肥料(如抗生菌肥料)真菌类菌剂/肥料(如菌根真菌)，复合微生物菌剂/肥料；,二、微生物肥料的分类,按其作用机理分：有根瘤菌菌剂/肥料，固氮菌菌剂/肥料(自生或联合共生类)，解磷菌类菌剂/肥料，硅酸盐菌类菌剂/肥料等；按其制品内组成分：含有单一的微生物肥料和复合(或复混)微生物肥料。复合(或复混)微生物肥料又有菌、菌复合，也有菌和各种添加剂复合的。,在登记管理上划分的微生物肥料种类,产品分为两个大类:微生物菌剂(简称菌剂类产品)：9个品种微生物肥料类(简称菌肥类产品)：2个品种菌剂类包括：根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂（秸秆、粪便）、促生菌剂、复合菌剂、菌根菌剂和生物修复菌剂（农药残留降解、克服作物重茬）菌肥类包括：生物有机肥（菌+有机质/肥）和复合微生物肥料（菌+无机养分）,第二节微生物肥料的种类,微生物肥料按作用机理分：固氮菌类肥料（根瘤菌肥料、自生固氮菌肥、固氮蓝藻等）解磷菌类肥料解钾菌类肥料（硅酸盐细菌）抗生菌肥料PGPR菌肥堆肥菌剂和发酵菌剂复合微生物肥料,一、固氮菌肥_根瘤菌肥料,根瘤菌是含有大量根瘤菌活菌体的生物制剂，接种于豆科植物种子上，在土壤条件适宜情况下，根瘤菌能在豆科植物根际进行活跃的生命活动，并侵入豆科植物根部结瘤，固定空气中的氮素为NH3或NH4+。,根瘤菌与豆科植物间的共生,-形成根瘤共生体,根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料；,豆科植物的根系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的生长条件。,RootNoduleBacteriaandSymbiosiswithlegumes豆类,Soybeanrootnodules,Unnodulatedsoybean,Nodulatedsoybean,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。,StepsintheformationofrootnoduleinalegumeinfectedbyRhizobium,根瘤菌肥的生产,拌种剂和复合肥料。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，或与其他微生物合用以增强结瘤能力。生产过程：菌种培养固体扩大收集菌泥制菌粉装瓶液体扩大吸附剂拌种装袋。,2.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、多黏芽孢杆菌等。固氮能力比共生固氮差。,自生固氮微生物：圆褐固氮菌,圆褐固氮菌代谢类型是异养需氧型,圆褐固氮菌能产生生长素，促进植株生长和果实的发育。,N2+8H+8e-+（1824）ATP2NH3+H2+（1824）ADP+（1824）Pi,总反应式,生物固氮的生物化学机制,生物固氮的利用价值,将圆褐固氮菌制成菌剂，施到土壤中，可提高农作物产量,2.对豆科植物进行根瘤菌拌种，也能提高豆科作物的产量,3.用豆科植物做绿肥，可明显增加土壤中氮的含量,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有效态无机磷却很低，土壤中绝大部分磷为无效磷。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战略性意义。,3.解磷菌肥料,解磷微生物类肥料能分解土壤中难溶态磷的细菌制成的解磷细菌肥料，使解磷细菌在作物根际形成一个磷素供应较为充分的微区。,解磷微生物,产生磷酸酯酶，分解有机磷化物，提供植物所必须的磷元素。,巨大芽孢杆菌,假单孢菌,能产生有机酸、碳酸、硝酸和硫酸，增加磷酸钙的溶解性，提高土壤可溶性磷的含量。,溶磷微生物,假单孢菌属,产碱杆菌属,黄杆菌属,节杆菌属,欧文氏菌属,菌根菌能溶解无机磷化物，分解有机磷化物，增加菌根菌周围的有效磷含量。,菌根菌,硬果孢霉属,无柄孢霉属,巨孢霉属,球孢霉属,巨大芽胞杆菌（Bacillusmegatheriumvar.phosphaticum）,1.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。2.芽孢形态特征：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。3.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；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很快，有较强分解核酸和卵磷脂的能力，也能从难溶的无机磷灰石中释放出正磷酸盐。,溶磷圈直径（D）和菌落生长直径(d)的比值(D/d)是表征解磷菌相对解磷能力的一个指标。,4、解钾细菌菌肥,解钾细菌，又称硅酸盐细菌。,解钾细菌，又称硅酸盐细菌。,解钾细菌具有荚膜，荚膜的组成分为多糖类物质，促进土壤微团聚体的形成；,解钾细菌还能将土壤中的无效磷转化为有效磷；并有微弱的固氮能力。,胶质芽孢杆菌,转化钾化物的微生物,能分解长石和云母等硅酸盐类矿物产生有效钾的微生物。,最重要的是胶冻样芽孢杆菌,芽孢椭圆形,产生大荚膜,革兰氏染色阳性,固氮和分解矿物钾,低分子量的酸性代谢物（如柠檬酸、乳酸等）,解钾机理,细菌胞外多糖的形成,5.抗生菌肥-5406,抗生菌肥：能分泌抗菌物质和刺激素的微生物制成的肥料产品，含有抗生菌的制品即为抗生菌肥。例如：5406菌肥，又称放线菌肥料，是在放线菌肥料研制之初以“5406”号放线菌为主要菌种加入到载体之中制成，所以称为5406菌肥，简称“5406”。5406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2632。,5406菌肥作用机理,1、抗生菌肥5406分泌抗生素，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生理活性。2、刺激与调节作物生长：分泌多种不同类型的刺激素。3、转化土壤和肥料的营养元素：将不能吸收利用的N、P、K转化为可利用状态，可提高水解N、速效P和速效K的含量。4、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，P提高60%70%；土壤团粒结构增加，通气性好。,6、堆肥菌剂和发酵菌剂,7、根际促生细菌肥料（PGPR）,根际微生物,菌根菌,是一类产生促进生长物质，产生促生作用的根际细菌肥料,根际微生物,根际微生物是指根表面和离根表面5mm范围内的微生物。,植物根部的分泌物在根际形成营养带，促进了微生物的大量繁殖，这种效应称为根际效应。,根际效应,根际微生物对植物的促进作用,产生活性物质,核酸,生长激素、细胞分裂素,赤霉素、乙烯和脱落酸,水杨酸,产生铁载体抑制病害,抑病作用,产生抑制真菌病害的酶,产生抗生素抑制病害,农杆菌属、无色杆菌属,假单孢菌,根际促生微生物的种类,硝化细菌、反硝化细菌,链霉菌,小单孢菌,放线菌,细菌,霉菌,毛霉、根霉、腐霉,青霉、曲霉、木霉、镰刀霉,菌根菌对植物的促进作用,提高植物对毒物的耐受能力,提高植物对不良环境的耐受范围,产生抗生素抑制植物病害,8、光合细菌肥料,是一类能将光能转化成生物代谢能量的微生物。如蓝细菌、紫细菌、绿细菌和盐细菌等，广泛分布于自然界中。,9、复合微生物肥料,指含一种以上有益微生物及其他营养物质的混合制剂.选择配制复混微生物肥料的主要原则是：各种微生物必须彼此没有抑制作用，并且在同一载体中不会互相争夺营养，在微生物与营养物质复配中所加入的营养干物质数量及其对微生物的存活没有影响,生物有机肥的生产过程,（1）、防治枯萎病病菌的拮抗菌菌种,病原菌,普通菌株,拮抗菌,1、抗病菌种,抑制西瓜枯萎病盆栽效果,（2）、抑制枯萎病病菌生长的生防真菌（木霉）,哈茨木霉竞争性抑制枯萎病病原菌,绿色木霉竞争性抑制枯萎病病原菌,病原菌尖孢镰刀菌,病原菌尖孢镰刀菌,绿色木霉,哈茨木霉,绿粘帚霉,绿粘帚霉竞争性抑制枯萎病病原菌,高效木霉菌种资源,拮抗棉花黄萎病菌株,黄萎病病原菌,拮抗菌的抑制效果,黄萎病病原菌,（3）、抑制棉花黄萎病的拮抗菌,实验室利用15150全自动发酵系统研究发酵条件,150L发酵罐,15L种子罐,(1)、实验室研究,在位控制装置,2、发酵生产各种抗病菌种,(2)、大规模发酵生产抗病菌种年产1500吨抗病菌种生产能力,125吨发酵系统,1-2-5吨发酵系统,3、固体有机载体的生产（1）利用中药渣废弃物生产载体,（2）、利用酒糟生产有机载体江苏花厅肥料有限公司,（3）、利用畜禽粪便生产有机载体江苏田粮农业科技有限公司,（4）、利用饼粕固体发酵生产载体江苏新天地氨基酸肥料有限公司,4、固体复合微生物有机肥生产流程,固体菌种真空包装生产线,配料技术注意事项：配料因原料来源、发酵方法、微生物种类和设备的不同而各有差异。配料的一般原则是：在总物料中的有机质含量应高于30，最好在5070；碳氮比为（30：1）（35：1），腐熟后达到（15：1）(20:1);pH为67.5之间，水分含量控制在50左右为宜，但加菌发酵时水分含量可调节至5070。具体配方因有机物料成分来源而定。,第四节微生物肥料的使用及管理,一、微生物肥料的施用,（一）通用技术要求产品选择：选择在农业部获得登记的产品产品贮存：阴凉干燥的场所，避免阳光直射或雨淋产品使用：施用时期、次数及数量,(二)应用时的注意事项：,1、选用质量合格的微生物肥料。质量低下、杂菌含量高或过期的产品不能施用。2、施用时要尽量减少微生物的死亡。菌肥要避免阳光直射，拌种时应在阴凉处操作，拌种后要及时播种，并立即覆土。菌肥不可与有害农药、化肥混合施用。,3、创造适宜的土壤环境。酸性土壤应中和土壤酸度。土壤过分干燥时，应及时灌浇，大雨后要及时排除田间积水，应改良土壤，合理耕作，提高土壤的通透性。应针对性地补施微生物必须的矿质营养。4、因地制宜推广应用微生物肥料。根瘤菌肥料增产效果明显，可在豆科作物上广泛应用。对其他微生物肥料，应探索不同菌肥的效应，施用量、施用方法逐步推广。,（三）固氮菌肥的施用方法拌种要注意固氮菌对土壤湿度、pH（最适宜7.47.6）、温度（2530），土壤中施用大量氮肥后，应隔10d左右再施固氮菌肥。,浸种：把适量菌剂倒入盆中，再倒入清水，菌剂与清水按1:1比例混合，摇匀后把种子放入菌液中，搅拌，浸泡8-12h，捞出阴干后播种，可提高种子发芽率，增强抗病能力。,二、微生物肥料的管理,（一）、登记管理机构：农业部类型:临时登记：有效期1年正式登记：有效期5年续展登记：临时登记或正式登记的登记证有效期满，需要继续生产、销售产品的，生产者应当申请续展登记（临时登记2个月，正式登记6个月）变更登记：在登记证有效期内，改变产品使用范围、产品名称和企业名称等,微生物肥料生产菌种的相关要求要说明产品菌种的来源、分类地位、相应的鉴定报告，产品的安全性报告。菌种及安全鉴定单位应为农业部认定的鉴定机构如中国科学院微生物研究所、国家级菌种保藏中心，农业部微生物肥料和食用菌菌种质检中心、中国疾病预防控制中心及农业部确定的其它单位,（二）、微生物肥料的技术指标,微生物肥料行业标准一览表,农用微生物菌剂产品技术指标,有机物料腐熟剂产品技术指标,复合微生物肥料的产品技术指标,生物有机肥产品技术指标,产品无害化技术指标,（三）、微生物肥料田间试验技术规程及肥效评价指南,范围：本标准规定了微生物肥料田间试验的方案设计、试验实施、数据分析、效果评价和试验报告撰写。术语和定义常规施肥regularfertilizing亦称习惯施肥，指当地前三年的平均施肥量（主要指氮、磷、钾肥）、施肥品种和施肥方法。空白对照control指无肥处理，用于确定肥料效应的绝对值，评价土壤自然生产力和计算肥料利用率等。基质substrate指不含目的微生物或目的微生物被灭活的物料。,微生物肥料的效果评价（1）,产量效果评价增产差异显著水平的试验点数达到总数的2/3以上者，判定该产品有增产效果。品质效果评价外观指标包括外形、色泽、口感、香气、单果重/千粒重、大小、耐储运性能等；内在品质指标，如粮食作物测定淀粉及蛋白质含量；叶菜类作物测定硝酸盐含量、维生素含量；瓜果类作物主要以糖分、维生素、氨基酸等。,微生物肥料的效果评价（2）,抗逆性效果评价抗逆性包括抑制病虫害发生（病情指数记录）、抗倒伏、抗旱、抗寒及克服连作障碍等方面。土壤改良效果评价若经过同一地块两季以上的肥料施用，可测定土壤中的微生物种群与数量、有机质、速效养分、pH、土壤容重（团粒结构）等。安全指标评价对试验作物或土壤进行农药残留、重金属等监测，以评价产品是否具有降解和转化功能。,肥料登记：由农业部负责实施管理。国外的通行做法。主要从产品的有效性、安全性、适用性进行管理。主要是养分含量、养分配比、有毒有害元素限量等使用层面内容。工业产品生产许可证：由国家质量监督检验检疫总局负责实施管理。强调的是企业的生产条件和产品质量检验水平，考察的是企业是否具备持续生产合格产品的能力。主要是企业的生产能力、检验能力、管理能力等生产层面内容。,1、肥料登记管理和生产许可管理的比较,肥料登记管理产品：包括复混肥料（复合肥料）、掺混肥料、有机无机复混肥料、有机肥料、各种水溶性肥料、微生物肥料、各种新型肥料、土壤调理剂、床土调酸剂、配方肥料。工业产品生产许可证管理的产品：包括复混肥料（复合肥料）、掺混肥料、有机无机复混肥料、磷肥（过磷酸钙、钙镁磷肥等）。,肥料登记管理和生产许可管理的比较（2）：,微生物肥料登记管理,2000年农业部颁发的肥料登记管理办法是中国第一部也是目前唯一的一部关于肥料管理的规章文件。目前国家计划启动起草肥料管理条例，填补我国在这方面法规空白。肥料管理条例中仍将坚持登记为核心的管理方式,中国(微生物)肥料管理的方式:登记+监管,国家管理达到的目标：安全（无毒、无害）、有效产品登记是微生物肥料产品进入市场的唯一通行证国家实行强制性的登记管理制度：未经登记的微生物肥料产品不得进口、生产、销售和使用，不得进行广告宣传按“一厂一品一证”进行登记管理微生物肥料在1996年才开始实行登记，1997年批准颁发第一批登记产品。监管：包括实行市场抽查、农业或生产资料的执法检查、消费者的投诉,微生物肥料产品安全性把关和有效性评价,安全性把关：NY1109-2006微生物肥料生物安全通用技术准则菌种安全监督-4级管理；产品的无害化指标（环保指标）。有效性（效果/肥效）评价：NY/T1536-2007微生物肥料田间试验技术规程及肥效评价指南规范田间试验全规程：对“田间试验设计要求、具备条件、试验实施、效果评价和试验报告撰写”作了规定；效果评价6个方面：产量，品质，抗逆性（抑制病害、连作障碍等）、土壤改良，安全评价（农残、重金属）；促进腐熟（有机物料腐熟剂）。,微生物菌种安全分级：4级-（NY1109-2006）,农业部登记证：生产、销售的生物肥料产品必须获得国家的登记证,微生物肥料登记证（背面）,申请微生物肥料登记资格和资料,凡经工商注册，具有法人资格的肥料生产者均可提出肥料登记申请。肥料生产者申请肥料登记，应按照肥料登记资料要求提供产品化学、肥效、安全性、标签等方面资料和有代表性的肥料样品。,微生物肥料产品登记的受理机构,我国的微生物肥料产品统一由农业部进行登记，其登记工作的受理授权农业部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心。审查资料是否齐全、样品检测、和登记评审的具体事务。各省、自治区、直辖市人民政府农业行政主管部门协助农业部做好本行政区域内的微生物肥料登记工作，对向农业部申请登记的肥料产品进行初审。填写对企业的考查表和初审结论表，抽取样品。,微生物肥料登记的两个阶段,临时登记经田间试验后，需要进行田间示范试验、试销的肥料产品。正式登记经田间示范试验、试销可以作为正式商品流通的肥料产品。,获得登记证后的管理：登记证的续展,临时登记证有效期为一年，如需要，可在到期前2个月提出续展。续展的有效期为1年，最多续展2次。正式登记证有效期为5年，如需要，可在有效期满前6个月提出续展。续展有效期为5年。,获得登记证后的管理：登记证的变更,变更登记：在登记证有效期内，改变产品使用范围、名称和企业名称等未涉及产品质量的，生产者应当申请变更登记。如变更涉及产品内涵，如改变成分(菌种)、剂型，则不属于变更登记范围，应重新申请登记。,是监督抽查的内容包装标识基本内容均应符合法律、法规和相应标准要求。已经成为未来执法管理的重点。是对消费者的承诺包装标识所标明的养分含量（菌种组成）、养分配比等内容，是消费者科学用肥的依据，也是对产品本身内在质量的承诺。是建立品牌效应的重要手段利用合法包装标识，创立企业品牌。,包装标识的重要性:,1、微生物肥料的种类有哪些？2、微生物肥料有哪些作用？其作用机理是什么？3、微生物肥料生产程序及工艺是什么？4、正确施用微生物肥料需要考虑哪些内容？,思考题,