生物肥料科技科普知識

什么是微生物肥料?

??是指含有特定微生物活體的制品,應用于農業生產,通過其中所含微生物的生命活動,增加植物養分的供應量或促進植物生長,提高產量,改善農產品品質及農業生態環境的肥料產品。

微生物肥料的種類?

1)有機物料腐熟劑;2)土壤修復菌劑(重茬、農藥解毒、除草劑降解等)功能菌劑;3)根瘤菌劑;4)溶磷菌劑;5)新型的復合微生物肥料;6)生物有機肥等6大類產品。

微生物肥料的六項功效

  • 提供或活化養分的功能;2)產生促進作物生長活性物質的能力;3)促進有機物料腐熟功能;4)改善農產品品種功能;5)增強作物抗逆性;6)改良和修復土壤功能;

微生物肥料為何成為國家發展戰略選擇?

????今年3月,制定的((到2020年化肥使用量零增長行動方案))明確指出要調整化肥使用結構,提高肥料利用率,發展新型肥料。微生物肥料質量監督檢驗中心李俊主任表示,由于長期使用化肥肥料,導致農業生產出現一系列問題,加上中國耕地復種指數高和連作生產,土壤持續生產能力、肥料利用率下降,土壤質量、農產品質量安全問題日益嚴重,而解決這些問題,離不開微生物肥料。

微生物肥料具有“四兩撥千斤”的獨特功能,既能活化土壤,提升肥效,又能保障農產品質量安全,是農業可持續發展不可缺失的投入品。同樣,微生物肥料功能多樣,能夠充當分解者(秸稈分解、土壤有毒有害物質降解)、轉化者(磷、鉀、鈣、鎂等養分的有效轉化)、生產者(生物固氮、產生各種促生物質)等。

“微生物肥料的功能特點與國家農業可持續發展道路相吻合,是國家戰略的必然選擇。”李俊講到,其在提高肥料利用率、減少化肥用量方面將大有可為。

在產業政策和產業定位上,2013年發布的((生物產業發展規劃))將微生物肥料列為高新技術產業和戰略新興產業;國家發改委也把微生物肥料列為現代農業優先發展的技術之一。

被化肥“喂瘦”了的土地到底缺什么?

?????中央電視臺近期((焦點訪談))播出了題目為((被化肥“喂瘦”了的耕地))的新聞專題調查,鮮明地指出了我國農業由于長期、大量并依賴性地使用化學肥料,已將我們本來健康、肥沃的土地“喂”得板結、酸化、鹽漬化、地力衰竭,其惡化程度觸目驚心!土壤污染、水污染、大氣污染、各種病害,其嚴重程度令人發指!農民感受頗深的“增加化肥使用量不增加產量”甚至“化肥用得越多產量越低”、農產品重金屬嚴重超標、品質惡化、賣難、效益低等等“亂象”已成了普遍現象,土壤危機、農業危機已為我們國家的糧食安全、食品安全乃至國民經濟可持續發展敲響了警鐘!

對于土地貧瘠、地理衰竭,((焦點訪談))中指出了個中原因,譬如用肥不平衡、缺乏有機質等等,但是從營養學、土壤健康學的角度看,這個論斷尚不全面,甚至沒有找到根源!

依筆者看來,按照土、肥、水、氣,或者按照化肥、有機質、微生物各自的功效來進行分析一一比照和深入分析,不外乎以下幾個方面的原因。

  • 被化肥“喂瘦”的板結、酸化、鹽漬化、不通透、不保水保肥、營養匱乏、地力衰竭的土壤,毫無疑義是由于化肥成分在土壤中長期積累、殘存、得不到有效分解和營養轉化所致。那么,化學肥料、土壤營養的轉化、分解和吸收靠什么?那就是“微生物”的生命活動!
  • 被化肥“喂瘦”的板結、酸化、鹽漬化、不通透、不保水保肥、營養匱乏、地力衰竭的土壤,其保水保肥、通透性、地力提升靠什么?顯然要靠土壤中的團粒結構、有機質、腐殖酸。腐殖質的生成也要靠“微生物”的生命活動。
  • 被化肥“喂瘦”的土壤里的各種污染物,譬如農藥殘留、化肥成分殘留、各種重金屬殘留等等,怎樣的理化反應中才能得到消解、降解或者無害化轉化?還是要靠“微生物”的生命活動在其繁殖和代謝過程中,對上述污染物進行分解、轉化、固化、轉移以及新的無害化合成等等,從而達到徹底降解目標,恢復土壤健康!

?????從嚴格意義上講,微生物菌不是土壤肥料,但是從其功能意義上講,微生物卻是土壤的“好廚師”、“營養師”、“清潔師”!因為對植物的健康茁壯成長具有特殊的作用,體現出肥料效應,所以命名為微生物肥料。

國家蘋果工程研究中心楊杰教授指出:“作物長不好的原因是作物的根不好,作物的根不好是因為土不好,土不好的原因是因為土壤中缺乏大量的有益微生物菌!”,可謂震耳發聵,一語中的!

我們的土壤中缺乏的不是“肥力”,真正缺乏的是“地力”!而土壤缺乏地力的根本原因則在于土壤缺乏有機質和微生物菌!

在實踐中,各地采用優質微生物菌劑改良板結、酸化、鹽漬化、病害嚴重、污染超標、地力衰竭的土壤,提高土壤有機質、修復土壤健康、恢復地力、促進作物增產、改良品質,已經取得了很大的成功,投入少,見效快,生態效果持久。

最后,我們用山東省林業廳張繁亮研究員的話做結語并給出本文的答案:“要徹底解決土壤健康問題,走出農業生產發展困境和危機,讓土地真正“肥”起來,我們必須在用肥方面進行徹底的變革,那就是要盡快、大量使用有機肥和微生物菌劑!”。

 

生物菌對作物和土壤的功效

???介紹以下14種生物菌對作物和土壤的功效

???一、枯草芽孢桿菌:增加作物抗逆性、固氮。

???二、巨大芽孢桿菌:解磷(磷細菌),具有很好的降解土壤中有機磷的功效。????????????????????????

???三、膠凍樣芽孢桿菌:解鉀,釋放出可溶磷鉀元素及鈣、硫、鎂、鐵、鋅、鉬、錳等中微量元素。

???四、地衣芽孢桿菌:抗病、殺滅有害菌。

???五、蘇云金芽孢桿菌:殺蟲(包括根結線蟲),對鱗翅目等節肢動物有特異性的毒殺活性。

???六、側孢芽孢桿菌:促根、殺菌及降解重金屬。

???七、膠質芽孢桿菌:有溶磷、釋鉀和固氮功能,分泌多種酶,增強作物對一些病害的抵抗力。

???八、涇陽鏈霉菌:具有增強土壤肥力、刺激作物生長的能力。

???九、菌根真菌:擴大根系吸收面,增加對原根毛吸收范圍外的元素(特別是磷)的吸收能力。

???十、棕色固氮菌:固定空氣中的游離氮,增產。

???十一、光合菌群:是肥沃土壤和促進動植物生長的主力部隊。

???十二、凝結芽孢桿菌:可降低環境中的氨氣、硫化氫等有害氣體。提高果實中氨基酸的含量。??

???十三、米曲霉:使秸稈中的有機質成為植物生長所需的營養,提高土壤有機質,改善土壤結構。??????十四、淡紫擬青霉:對多種線蟲都有防治效能,是防治根結線蟲最有前途的生防制劑。

 

??????????三種以上多種復合菌相互促進、相互補充,抗土傳病害效果遠遠大于單一菌種。有益菌群相互協同,共同作用,能使作物達到高產豐產的效果。

???1、促進快速生長:菌群中的巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌等有益微生物在代謝過程中產生大量的植物內源酶,可明顯提高作物對氮、磷、鉀等營養元素的吸收率。

???2、調節生命活動,增產增收:菌群中的膠凍樣芽孢桿菌、側孢芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等有益菌可促進作物根系生長,須根增多。有益微生物菌群代謝產生的植物內源酶和植物生長調節劑經由根系進入植物體內,促進葉片光合作用,調節營養元素往果實流動,膨果增產效果明顯。與施用化肥相比,在等價投入的情況下可增產15%—30%。????????????????????

???3、果實品質明顯提高:菌群中的側孢芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌等可降低植物體內硝酸鹽含量20%以上,能降低重金屬含量,可使果實中Vc含量提高30%以上,可溶性糖提高2—4度。乳酸菌、嗜酸乳桿菌、凝結芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等可提高果實中必需氨基酸(賴氨酸和蛋氨酸)、維生素B族和不飽和脂肪酸等的含量。果實口感好,耐儲藏,賣價高。????????????????????

???4、分解有機物質和毒素,防止重茬:菌群中的米曲菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等有益微生物能加速有機物質的分解,為作物制造速效養分、提供動力,能分解連作有毒有害物質,防止重茬。????????????????????

???5、根際環境保護屏障:菌群中的地衣芽孢桿菌等有益微生物施入土壤后,迅速繁殖成為優勢菌群,控制根際營養和資源,使重茬、根腐、立枯、流膠、灰霉等病原菌喪失生存空間和條件。使植物根系細胞的細胞壁增厚,纖維化、木質化,并生成角質雙硅層,形成阻止病原菌侵襲的堅固屏障。????????????????????

???6、增強抗逆性:菌群中的地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、側孢芽孢桿菌等有益微生物可增強土壤緩沖能力,保水保濕,增強作物抗旱、抗寒、抗澇能力;同時側孢芽孢桿菌還可強化葉片保護膜,抵抗病原菌侵染,抗病,抗蟲。

 

菌種知識

????1.側孢短芽孢桿菌

  生防菌名稱?:?側孢短芽孢桿菌?

  生防菌拉丁學名?:?Brevibacillus?laterosporu?

  生防菌類別?:?細菌?

  形態特征?:?在延遲期,?短芽孢桿菌為革蘭氏染色陰性,菌體呈細長的桿狀;在對數生長期,為革蘭氏染色陽性,菌體成短而粗的桿狀;在靜止期,革蘭氏染色又轉為陰性,菌體成細長的桿狀,偶爾也能觀察到橢圓形的芽孢。圖1是50號菌用1%H2SO4(pH6.8)負染后的電鏡照片:菌體桿狀、周生鞭毛、大小約0.88μm×2.2μm。?

  生理生化特征?:?不從碳水化合物產氣;不水解淀粉;兼性厭氧,葡萄糖培養液中培養物的pH小于8.0。?

  防治對象?:?線蟲?

  生防機理及特點?:?作為非脊椎動物的病原菌,有關研究人員曾報道了這種細菌的殺線蟲能力,由于所報道的這些側孢短芽孢桿菌菌株都不產生伴孢晶體,所以這些菌株的殺線蟲毒力因子并非來自于具有特征性的伴孢晶體。然而,Smirnova?TA,et?al.分離到了2株能形成大的伴孢晶體的側孢短芽孢桿菌菌株,這兩株菌顯示出很強的殺昆蟲能力,研究證實,這種能力與菌體在形成芽孢過程中的伴孢晶體相關。有趣的是,Singer的實驗表明,一株側孢短芽孢桿菌的殺線活性源于一個熱穩定蛋白的毒性。所有這些研究表明,不同側孢短芽孢桿菌菌株擁有不同的線蟲致病因子。牛秋紅研究小組分離到的側孢短芽孢桿菌G4菌株具有顯著的殺線蟲功能,但其并不產生伴孢晶體。從該菌株的發酵液里提取的粗蛋白酶液在12h內能殺死所有測試線蟲并在24h內完全降解。從側孢短芽孢桿菌G4菌株中純化出的絲氨酸胞外蛋白酶可水解多種底物,包括膠原和線蟲體壁,具有很強的殺線蟲能力,組織病理電鏡實驗證實這種蛋白酶嚴重破壞了線蟲體壁。而且,蛋白酶將線蟲體壁分解成為一些氨基酸或小肽,這些營養物使病原細菌更好的生長繁殖。該蛋白酶基因異源表達的菌株表現出了明顯的殺線蟲活性,重組蛋白酶在體外對線蟲體壁降解,而蛋白酶缺失菌株喪失了大部分的殺線活性,死亡線蟲在生測中保持了完整的體壁,表明蛋白酶在線蟲侵染中起主要作用。?

 

  • 枯草芽孢桿菌

????枯草芽孢桿菌,是芽孢桿菌屬的一種。單個細胞?0.7~0.8×2~3微米,著色均勻。無莢膜,周生鞭毛,能運動。革蘭氏陽性菌,芽孢0.6~0.9×1.0~1.5微米,橢圓到柱狀,位于菌體中央或稍偏,芽孢形成后菌體不膨大。菌落表面粗糙不透明,污白色或微黃色,在液體培養基中生長時,常形成皺醭。需氧菌。可利用蛋白質、多種糖及淀粉,分解色氨酸形成吲哚。在遺傳學研究中應用廣泛,對此菌的嘌呤核苷酸的合成途徑與其調節機制研究較清楚。廣泛分布在土壤及腐敗的有機物中,易在枯草浸汁中繁殖,故名。有的菌株是α-淀粉酶和中性蛋白酶的重要生產菌;有的菌株具有強烈降解核苷酸的酶系,故常作選育核苷生產菌的親株或制取5′-核苷酸酶的菌種。?

作用機理

  1、枯草芽孢桿菌菌體生長過程中產生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短桿菌肽等活性物質,這些活性物質對致病菌或內源性感染的條件致病菌有明顯的抑制作用;?

  2、枯草芽孢桿菌迅速消耗環境中的游離氧,造成腸道低氧,促進有益厭氧菌生長,并產生乳酸等有機酸類,降低腸道PH值,間接抑制其它致病菌生長;?

  3、刺激動物免疫器官的生長發育,激活T、B淋巴細胞,提高免疫球蛋白和抗體水平,增強細胞免疫和體液免疫功能,提高群體免疫力;?

  4、枯草芽孢桿菌菌體自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等酶類,在消化道中與動物體內的消化酶類一同發揮作用;?

  5、能合成維生素B1、B2、B6、煙酸等多種B族維生素,提高動物體內干擾素和巨噬細胞的活性。? 

功效特點

  1、本品對特殊菌體進行促芽孢和微膠囊包被處理,在孢子狀態下穩定性好,能耐氧化;耐擠壓;耐高溫,能長期耐60°C高溫,在120°C溫度下能存活20分鐘;耐酸堿,在酸性胃環境中能保持活性,可以耐唾液和膽汁的攻擊,是飼料微生物中可100%直達大小腸的活菌。?

  2、枯草芽孢桿菌以孢子狀態進入消化道后,迅速由休眠狀態復活,在短期內繁殖成高含菌量的優勢種群,消耗掉腸道內大量氧氣,并能產生過氧化氫、細菌素,建立微生態平衡,促進有益厭氧微生物的繁殖,抑制有害細菌(大腸桿菌、沙門氏桿菌)的生長,從而預防腹瀉、下痢等腸胃道疾病。?

  3、在快速繁殖過程中,產生大量多種維生素、有機酸、氨基酸、蛋白酶(特別是堿性蛋白酶)、糖化酶、脂肪酶、淀粉酶,能降解植物性飼料中復雜的有機物,從而促進消化吸收,提高飼料利用率,防止動物消化不良,出現“飼料便”等狀況發生。?

  4、本品安全高效,無藥殘,無毒副作用,能減少抗生素藥物的使用,增強免疫力。同時緩解動物不進食,生長緩慢等不良應激反應狀態,恢復由于用藥造成的動物體質下降,提高疫苗抗體水平等綜合抗病力。?

  5、除臭驅蠅,減少污染,控制細菌性疾病,能減少糞便中氮、磷、鈣的排泄量,減少糞便臭味及有害氣體排放,表現為動物糞便臭味逐步減輕,減少飼料蛋白質分解為氨氣浪費,從而減少環境污染。? 

應用范圍

  枯草芽孢桿菌不僅在飼料中應該比較廣泛,在污水處理及生物肥發酵或發酵床制作中應用也相當廣泛,是一種多功能的微生物.?

  1、?市政和工業污水處理,工業循環水處理,腐化槽、化糞池等處理,畜牧養殖動物廢料、臭味處理,糞便處理系統,垃圾、糞坑、糞池等處理。?

  2、?畜牧、家禽、特種動物及寵物養殖,水產養殖。?

  3、可以與多種菌種混配,在農業生產中具有重要作用;(如:JT菌種)?

注意事項

  1、可與低濃度抗生素同時使用,不得與殺菌劑、消毒劑、化學藥品、農藥等同時存放使用。?

2、若使用過量不會對動物造成任何傷害。

  3、包裝開啟后最好一次性用完,未用完密封保存。?

  【貯?藏】密封,陰涼、干燥處防潮、避光保存。?

【[保?質?期】未開封時,不少于24個月。?

 

 

解淀粉芽孢桿菌

?

功???用:解淀粉芽孢桿菌(Bacillus?amyloliquefaciens)屬于解磷解鉀類細菌,由于其自身具有廣泛地抑制真菌與細菌的能力,因而成為具有生物農藥、生物藥肥開發潛力的微生物。

應用原理:解淀粉芽孢桿菌是一種與枯草芽孢桿菌親緣性很高的細菌,在其自身的生長過程中可以產生一系列的酶及其代謝產物,這些代謝產物使得解淀粉芽孢桿菌能夠具有廣泛地抑制真菌和細菌活性的能力;同時高活性多種類酶具有分解有機物質、蛋白物質、脂肪類物質的能力,其代謝物質和降解廢棄物質又為植物提供了良好的生長環境條件及其營養物質來源。

作用簡介:芽孢桿菌(Bacillus)是植物病害生物防治研究中的重要微生物之一,其種類多分布廣,是土壤和植物微生態的優勢種群,該類微生物是自然界中廣泛存在的一種非致病性細菌,?通過分泌抗生物質和生長競爭,?可以產生對植物病原真菌有抑菌活性的抗菌物質,這些抗菌物質主要有低分子量的抗生素如肽類、脂肽類、細菌素以及高分子量蛋白類抗菌物質,主要抑制革蘭氏陽性菌;有些還能抑制革蘭氏陰性菌、霉菌和酵母。在防治植物病害方面發揮多種有益作用,它們易于繁殖,適應環境能力強,因而在生物防治中起著重要的作用。同時能產生多種酶活性物質,對降解有機廢棄物質有重要作用,亦能分解磷鉀化合類物質,能為植物生長提供良好的環境條件及其營養基質來源。

 

嗜熱脂肪芽孢桿菌

  嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus?stearothermophilus)屬嗜熱性需氧芽孢桿菌,但兼有厭氧的特性,細菌繁殖體G蘭氏染色陰性呈紫色,細菌芽胞孔雀綠著色。其細菌繁殖體對培養基要求低,在溴甲酚紫葡萄糖蛋白胨瓊脂上生長良好,表面粗糙呈米黃色。其最低生長溫度為28℃,最高生長溫度70~77℃。最適生長繁殖溫度為56~65℃,培養24h即可形成菌落,37℃下24h看不到菌落。?

  在pH?6.8~7.2的培養基中生長良好,當pH值接近5時就不能生長。因此,這種菌只能在pH5以上的罐頭食品中生長。它在pH≥5的食品中生長,使食品中糖類分解而產酸(乳酸、甲酸、醋酸),不產氣(有時在含氮物質的罐頭食品中微量產氣),使湯汁呈現渾濁并有酸味和異味,是引起低酸性罐頭食品的典型平酸菌之一,通常在青豌豆、青刀豆、蘆筍、蘑菇、紅燒肉、豬肝醬等罐頭中生長而引起腐敗。由于罐頭外觀還是正常、罐底和蓋仍是平的,但內容物已變酸,故稱平蓋酸敗。其耐熱性D值D121.1=4.0~5.0min(指在121.1℃下減少菌數90%所需要的時間)高于嗜溫菌。?

  嗜熱芽孢桿菌存在抗藥性質粒;嗜熱脂肪芽孢桿菌(60℃)含有多種抗藥性隱蔽質粒。因此人們認為,它們的嗜熱性可能與菌體內存在著某種染色體外遺傳因子有關,但還有待進一步地研究和證實。另外,這些嗜高溫特性是否與該菌產生熱穩定性酶和胞膜的特殊性質有一定相關性,這種酶是什么樣的酶,這種膜具有什么樣的特殊構造等問題均需要作深入的研究。內因的代表是各種酶蛋白。酶以及許多蛋白質的耐熱性是由其本身的結構特性所決定,熱穩定性起因于微妙的結構差異,這種差異一般隱藏在種間或屬間的氨基酸排列順序上的差異之中。嗜熱細菌的酶幾乎全是熱穩定性的。?

 

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