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功能性微生物肥料研发现状与应用（种类、功能和作用效果）吴玉光（研究员）北京市农林科学院植物营养与资源研究所微生物的作用1.任何生物都有微生物2.微生物的菌种数量大、品种繁杂、互相作用难以猜测3.微生物的作用是促进代谢也可以降低代谢的速度4.微生物可以保持生态的平衡5.微生物可以增加或减少各种不良因素对土壤环境的影响6.微生物是整个农业发展的银行微生物肥料发展历程和方向微生物肥料经历了130多年的历史，按照微生物肥料中微生物的种类和其功能，把微生物肥料分类如下：第一代微生物肥料（养分单一型）以根瘤菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌等为代表的单一菌种组成的微生物肥料。目前根瘤菌肥料仍以其突出的效果，具有旺盛的生命力。第二代微生物肥料（养分互补性）按照化肥大三元的原理，将固氮菌、解磷菌、解钾菌等营养菌复合成的微生物肥料。目前市场上推广的微生物肥料。第三代微生物肥料（药肥兼效型）将具有“营养、调理、保健”功能的菌种和它们与中药发酵产生的化感物质有机组合在一起的复合微生物肥料。这类肥料十分注重生物防治和刺激生长的作用，把微生物肥料的“肥效作用、防病作用和防虫作用”聚合成“三效合一”，在实际应用上，显示出了强劲的发展势头。土壤微生物筛选有益菌剂有害菌剂人工繁殖自然繁殖促进发展增强的抗性杂菌繁生特性减弱扩大培养成型的菌剂回接到土壤中土壤营养型的菌种•固氮菌•解磷菌•钾细菌•硅酸盐细菌•硝酸还原酶•磷酸转移酶•金属蛋白酶药效型肥料（药肥）第三代微生物肥料1、加入农药等产生的化学产品，属于化学药肥，但存在污染、残毒等环境问题；2、不加入任何农药，而是加入微生物和协同利用植物营养元素来调动植物体内产生化感物质从而实现不用农药就能杀虫治病除草，成为具有植保功能的肥料。因此构成了具有植保功能的多功能药效型微生物药肥，是环保型的产品。二、理论依据1、药食（药肥）同源平衡施肥2、以菌治菌，以素杀虫生物防治第三代微生物肥料技术体系微生物药肥是按照“第三代”微生物肥料概念，并依据微生物与中草药双向培养产生化感物质和诱导农作物打开次生代谢途径产生化感物质抗病杀虫的原理，将不同功效的营养菌和生防促生菌等菌株优势组合，进行中草药发酵，再用氨基酸或腐植酸螯合微量元素，研制出的具有肥效、抗病和驱灭害虫的三效合一功能的新产品，主要含有营养菌和生防促生菌、活性萜烯多肽、中微量元素和细胞分裂素以及脱落酸等其他成分。产品剂型有颗粒、粉剂和水剂。产品种类有底施肥、冲施肥和喷施肥。连作障碍自毒作用土壤管理肥料管理水分管理种植管理残留物的影响植株向土壤中释放化学物质影响其他有机体的生长化学生态学现象马铃薯发生病害的原因土传病害多功能生物有机肥技术体系生物土壤改良技术生物防治技术生物营养技术生物有机肥（微生物药肥）第三代微生物肥料技术体系1、土壤生物修复作用土壤有机无机胶体复合体构成土壤的团粒结构土壤团粒结构的破坏源于土壤有机无机胶体的破坏土壤团粒结构的作用：保水、保肥、解毒、增加土壤通透性和抗逆性土壤团粒结构的破坏：土壤含钠占土壤盐基代换量的12%～15%时改善土壤团粒结构的必要条件：耕翻土地改善土壤团粒结构的充分条件：土壤无机胶体（硅铝酸盐）、土壤有机胶体（腐殖酸）、必要的搭桥物质如：Ca、Mg、Mn、Fe及腐植酸的两性特点在水田条件下直接形成有机无机胶体复合体等）生物有机肥和微生物对土壤修复起关键作用2、生物营养作用1、固氮、解磷、解钾2、提高肥料利用率3、调理农作物体内代谢途径，促进生长3、生物防治作用化感－农业研究的热点化感作用涉及土壤学、生物学等多种学科，是当前土壤生态学等学科研究的热点，已经取得了许多成果。化感作用定义为：植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物的有利或不利的作用。目前，已经分离鉴定的化感物质几乎都是植物和微生物的次生代谢产物，一般分子量较小，结构较简单，但种类很多，主要有三大类：一类为生长激素、黄酮、甾类和萜类化合物等；另一类为大分子有机物，包括糖、蛋白质、酶和凝胶等；第三类为小分子酸、酚和酮等。但其中具有化感作用的种类是有限的。然而，这些有限的化感物质却在农业生产，尤其在土壤连作障碍中起着关键的和意想不到的有利或有害作用。3、生物防治作用土壤中的化感活动主要是植物的根分泌物在起主要作用。因为根系分泌物是植物直接输入根际环境最多的一类化学物质，因此，根分泌物也是土壤环境中化感物质的主要来源。根系可以通过根分泌物数量和种类的变化，以及对土壤酶及土壤微生物的影响而影响到化感物质的生物学效应。研究发现，无论粮食作物、果蔬作物，还是经济作物和饲料作物，都能表现出一定程度的化感作用。这说明化感作用在土壤和作物中是广泛存在的。现在化感作用的研究已不仅仅局限于植物之间或植物与微生物之间的相互作用,生物体分泌到体外的化学物质对别种或本种其它生物个体发生的影响以及将这些化学物质变成化学合成物质等已经成为我们的研究内容，并且，开发成产品，运用到生产实际中，解决农业生产遇到的问题。生物防治生物防治的概念：通过除人以外的一种或多种生物来降低一种病原菌的数量或其致病活性。另一种概念是：在农业生态系统中调节植物的微生态环境，使其不利于病原物或者使其对病原物与微生物的相互作用发生有利于寄主而不利于病原物的影响，从而达到防治病害的目的。土传病害病原菌主要有：引起各类作物枯萎病的镰刀菌（Fusariumoxysporum）；引起茄科类作物黄萎或半边疯的轮枝菌（Verticilliumdahliae）；苗期猝倒病的腐霉菌（Pythiumspp）；导致作物烂根、疫病的疫霉菌（Phytophthora）；导致根腐或植株各部位腐烂症状的核盘菌和丝核菌（Rhizoctoniasolani）；致整株腐烂的软腐细菌（Euwinia）；引起死苗及花叶病的TMV病毒（TobaccoMosaicViruse）；可危害几乎所有蔬菜作物的根结线虫（Meloidogyne）等。土传病害发生情况原有的一些土传病害发生日益严重,成为蔬菜生产中的障碍蔬菜根结线虫病瓜类枯萎病茄子黄萎病马铃薯的创痂病新发生的蔬菜土传病害对一些蔬菜构成威胁甘蓝黄萎病马铃薯的粉痂病辣椒死秧病原有的土传病害发生日益严重成为蔬菜生产中的障碍枯萎病根结线虫根结线虫是一类无色、透明、不分节的无脊椎动物，常以卵或2龄幼虫病残体遗留在土壤中越冬，病株、病菌及灌溉水是其主要传播途径。田间土壤湿度是影响孵化的重要条件，。根结线虫主要为害植株根部，根部受害后，植物的侧根或须根上，形成根结，开始如针头般大小，以后增生膨大，多个根结相连呈节结状、鸡爪状或串珠状，表面粗糙有时龟裂，白色至黄白色根结易腐烂。解剖根结，病部组织呈细小乳白色线虫。地上部表面症状因发病的轻重程度有差异，轻病株症状不明显，重病株发育不良，植株矮小，黄化、天早时萎蔫枯死，易误认为是枯萎病株、影响结实，且果实多为畸形，发病严重时，全株枯死。西瓜、甜瓜出苗5～7天，在根上就可形成白色圆形根结，若根结密度过大，加之苗期缺水，则可导致幼苗急性死亡。瓜类整修生育期能多次重复侵染。患有线虫的植株清度线虫的黄瓜的根中度线虫的黄瓜的根重度线虫的黄瓜的根国优生态有机肥一、主要成分：含有植物生长所必须的有机质，氮、磷、钾、中微量元素，还含有大量的有益菌、氨基酸、蛋白质等，将生物技术枯草芽孢杆菌和D1土壤改良优质菌群及韩国进口的高含量土壤改良剂、阿维菌素菌丝豆粉原料、植物楝素、蓖麻粕、中草药等经过发酵提炼出的又一国优新产品，二、主要作用：是一种具有供肥、促生长、防病抑菌、杀灭线虫和根部害虫等多重功效绿色生态肥料。该品施用后能够提高地温，活化、疏松土壤、补充有机质、修复土壤环境，形成沃土养根和降解土壤中重金属及农药残留物。该产品不但可有效防治作物因缺素而引起的生理病害。本品为国内首创，可替代化学药剂，无药害，无残留，安全环保。三、显著特点：1．杀灭地下害虫（地蛆、蝼蛄、地老虎等），尤其对线虫（根结线虫、孢囊线虫、茎线虫）有奇特功效；2．克重茬，并具有抗旱、抗涝、抗逆、抗寒和保水能力，作物施用后，生长旺盛、根系发达，不烂根、不死棵，光合作用强，有利于作物连茬种植。3．改善农产品品质，使之色泽鲜艳，糖度高、口感好、耐贮存、商品率高，增产幅度大，一般可达20%～50%。对照线净菌线威国优生态肥处理重复根结线虫数（头）4月10日9月20日ⅠⅡ平均ⅠⅡ平均虫口减退率（%）校正防效（%）平均防效(%)普乐微Ⅰ957685.520121681.383.381.4Ⅱ72546312161477.878.5Ⅲ84587114161578.982.4无线乳油Ⅰ552439.520161854.459.561.1Ⅱ428865223126.559.261.3Ⅲ64726824282661.862.5红宇悬浮液Ⅰ664857323533.541.245.344.6Ⅱ63475542263438.242.6Ⅲ573244.529232641.645.9（对照）Ⅰ403638837880.5-137.9\\Ⅱ322026598170-169.2\Ⅲ441228722649-75.0\普乐微对根结线虫的防治作用使用普乐微的试验原有的土传病害发生日益严重成为蔬菜生产中的障碍近年来，瓜类枯萎病的发生普遍率达到20-30%，平均发病率在20-30%；茄子黄萎病影响了茄子的连茬种植；保护地冬瓜枯萎病曾一度使大兴80%冬瓜种植区不能种植冬瓜。瓜类枯萎病新传入的蔬菜土传病害对一些蔬菜构成威胁2001年我们在北京延庆县夏屯镇甘蓝上发现枯萎病，蔓延迅速，最初发生的地块现已不能种植感病的甘蓝品种,目前在延庆县普遍发生。甘蓝枯萎病(Fusariumyellowsofcabbage)是由镰刀菌(Fusariumoxysporumf.sp.conglutinans)引起的土传病害,可以侵染多种十字花科蔬菜,对甘蓝的生产构成严重威胁。天元普乐丰高效广谱抗病增产活性微生物肥。主要成份:本品富含芽孢菌、光合菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌、固氮菌等多种复合高效有益微生物以及大量黄腐酸、氨基酸、微量元素等。有效活菌数≥1.0亿/ml，N+P205+K20≥4.0%，有机质≥20.0%。适用作物：本品广泛适用于水稻、玉米、小麦、棉花、各种蔬菜、瓜类、豆类、果类、辣椒、茄子、西红柿、大蒜、蘑菇、烟叶、茶叶、薯类、花卉、苗木、药材、桑、麻、牧草等各种作物的喷施、浸种、灌根。沃土磷钾菌的研究沃土磷钾制剂是国内最高含量超浓缩型微生物菌肥。本品选用双菌株，使用后进入根部，随根生长、繁殖，具有分解活化土壤中的无效磷、钾及硅、钙、硫、铁、锌、硼、铜、钼等多种中微量元素的能力，产品中的赤霉素、生长素、细胞分裂素等活性因子含量高，能促使作物根系发达，抗旱、抗冻、抗倒伏、抗早衰，长势稳健、不旺长、成熟早；清洁根际土壤、抗重茬、抗土传病害；减少病虫害的发生。菌株fy-06（上）和胶质芽胞杆菌（下）在含富钾岩培养基上的解钾特性2、沃土特抗菌的研究采取直接法，选用20多株植物病原真菌和10多株植物病原细菌以及酵母菌作指示菌来筛选生防促生菌的拮抗敏感菌。结果表明，该菌对真菌和G-细菌有抑菌作用（图1），对G+细菌和酵母菌无抑菌作用。经过比较，选定一株病原细菌作指示菌用于本研究中。图1、生防促生菌对真菌和G-细菌的抑制作用图3、晶体的偏光照片有效成分与杆菌肽比较产生菌抗生素组成结构抗菌谱用途生防促生菌(FY菌株)广谱抗菌肽(BL961C)17种氨基酸---真菌和G-细菌预防植物真菌性和细菌性病害,对黄瓜霜霉病和荔枝霜霉病有特效(农用抗生素)地衣芽胞杆菌(标准菌株)杆菌肽12种氨基酸环状结构G+细菌饲料和乳制品添加剂(兽用抗生素)3、沃土特抗菌产生的细胞分裂素的提取和鉴定表4.细胞分裂素的生物测定结果项目浓度样品O.D值含量（mg/100ml）542nm620nm542-620nm10μl0.0130.0030.0104.550μl0.0590.0050.0544.05标准品0.1580.0130.14515.0样品名称测定结果（含量以g/100g计）粗脂肪蛋白质单宁果胶灰份水分三萜糖有机酸酚酸