肥料微生物多样性.ppt

第二章 肥料微生物多样性 主要内容 固氮菌肥料微生物 磷细菌肥料微生物 钾细菌肥料微生物 抗生菌肥料微生物——产生抗生素 光合细菌肥料微生物 其他肥料微生物 一、氮素循环与固氮微生物 1997年美国农田氮的输入和作物吸收的氮 来源 氮量（Mt） 商业化肥 11.3 豆科作物固定 6.2 其他 2.1 总数 19.6 作物吸收 11.7 作物吸收（%） 60 自生固氮微生物 固氮梭菌属（Clostridium)——厌氧芽孢杆菌 丁酸梭菌 嗜果酸梭菌 拜氏梭菌 巴氏芽孢梭菌 克氏梭菌 丙酮丁醇梭菌 麦氏梭菌 固氮菌属（Azotabacter）——G-好气菌 褐球固氮菌（A. chroococcum) 自生固氮菌肥料的应用 自生固氮菌肥料用于禾本科作物大田试验中，只有1/3表现增产作用，增产率在5%~10%；对蔬菜作用效果明显 当土壤C/N小于（70~40）：1时，自生固氮菌固氮作用停止。因此自生固氮菌肥料应结合秸秆还田、有机肥料施用，还要保持有一定的水分、良好的通气状况和适宜的pH。 蓝细菌（Cyanobacteria）——产氧性光合作用的大型原核微生物 含有叶绿素a，能进行产氧光合作用的原核微生物 分布广泛，“先锋生物”的美称 形态差异极大,有球状、杆状和丝状等形态 营养极为简单,不需要维生素,以硝酸盐或氨作为氮源,多数能固氮,其异形细胞(heterocyst)是进行固氮的场所。 水体富营养化 指水体中生物营养物质过多积累而引起的水质污染现象。目前表征水体富营养化主要是以含N、P的有机和无机化合物的浓度高低来衡量。 水体富营养化来源： 生活污水：洗涤用品 工业废水： 水产养殖： 水体富营养化后果： 藻类大量繁殖，水体透明度降低，完全依赖于光的水生生物丧失 藻类进行光合作用放出O2，吸收CO2，使水体pH升高 许多藻类产生藻毒素——甲藻、金藻、蓝藻中的一些种 微囊藻毒素：淡水水华中广泛存在，感毒素，小鼠半致死剂量为0.05mg/kg，氰化纳为4.3mg/Kg 贝类中毒麻痹症：双鞭甲藻产生，软体动物及鱼类能富集毒素，食用鱼将引起“肉毒鱼类中毒” 联合固氮菌 有些固氮微生物与相应的植物间有较为密切的关系，但同时又不形成根瘤那样的共生结构 集聚于植物根际、根表，部分还可以进入根的皮层细胞间生活。取得定居环境和必要的养料，而又以固氮产物供植物利用 到目前为止，所发现的各种联合固氮细菌均能自生固氮作用，因而通常将他们归到自生固氮菌类群中。 固氮螺菌属 产脂固氮螺菌聚生于玉米、甘蔗、高梁等作物的根表 巴西固氮螺菌生长在水稻、大麦的根表，有时可以进入根的皮层内增殖，联合固氮量较高 产碱杆菌属 粪产碱杆菌首次从我国水稻根际分离到，它能在无氮无碳的培养基中生长，以氢为能源、二氧化碳为碳源，是一种化能自养菌，与水稻根系的联合固氮效率较高，固氮产物氨或氮化物分泌到体外，直接供给水稻利用。 共生固氮微生物 共生固氮体系 根瘤菌—豆科植物共生体 ——最高效的固氮体系 根瘤菌—豆科植物共生体 ——最高效的固氮体系 根瘤菌—豆科植物共生体 ——最高效的固氮体系 锦鸡儿 豆科植物/禾本科植物间作效应 紫花苜蓿与老芒麦间作效果 我们认识到禾本科为豆科解决了氮阻遏的障碍，不仅增加固氮量，豆、禾双高产，还可减少病虫危害，相互作用机制正研究中。我们更有信心要发挥豆科——根瘤菌共生体在农、牧业生产中的作用。 豆科植物/禾本科植物轮作效果 不施肥，玉米、豆轮作，玉米增产 235-265kg/ha 种草木樨后，小麦、谷子、高粱等增产 40-100% 豆科与非豆科的轮作套种的经济效益 1995年，江苏如皋市龙合乡70公顷棉花、荷兰豆轮作增产情况： 荷兰豆嫩荚产 7500 kg/ha 干 豆 粒 2250 kg/ha 皮 棉 1350 kg/ha 产 值 4.8 万元 （合3200元/亩） 弗兰克氏菌——非豆科植物共生体 Frankia: G+, 中温，好气菌。无气生菌丝，在基内菌丝末端形成孢囊，纵横分裂成孢子。菌丝末端膨大形成泡囊，为固氮“器官”。 自生、共生均可固氮 与木本双子叶植物共生固氮，