微生物在农业中的作用

微生物在农业中的作用

摘要：论述了微生物新型农业的理论基础，营养结构原理，增加食物链原理等，

简述了微生物在新型农业中的广泛应用，如发展微生物饲料，微生物化肥，微生物农药，微生物食品，和微生物环保机制等分析了微生物新型农业的发展前景。 关键词：微生物，新型农业。

第一章 绪论

农业的本质是开发利用生物资源，传统农业是利用植物、动物资源形成“二维结构”，将传统农业调整为植物、动物和微生物资源组成的“三维结构”新型农业，是实现农业战略性调整之一。地球上三大生物资源之一的微生物资源是至今尚未充分开发利用的生物资源宝库，应用高科技生物工程技术开发微生物资源，创立微生物产业化利用的工业型农业，这类新型农业是在洁净生产车间内进行生产，人们穿戴白色工作服从事劳动，故有人形象的称之为“白色农业”。与水土为主的绿色植物生产——“绿色农业”和海洋的水产农业——“蓝色农业”并称为三色农业。

第二章 微生物应用于农业的理论基础

1.1 营养结构原理

在农业生态系统中，植物是生产者，把太阳能转化为化学能储存到生态系统中，为人类和动物提供植物性食品和营养及能量。动物是消费者，以生产者的产品为最初食物来源，通过自身转化，生产营养丰富、经济价值高的产品如肉、蛋、奶等。微生物是分解者，以动植物残体及其他有机物为食，使构成有机成分的元素和储存的能量通过它的分解释放到环境中，使有限量的元素可持续利用，通过它的繁殖和活动将人类不能直接利用的物质转变为可利用的产品。这三大功能类群通过食物营养关系组成的食物链、食物网是生态系统的营养结构。开发微生物新型农业，将微生物在农业系统中的被动、隐形作用主动化和显性化，提高系统的综合生产能力，所以营养结构原理是微生物新型农业的理论基础。

1.2 增加食物链理原

在生态系统中，能量的流动和传递，每个营养级只能利用前一营养级所持有能量的10%-20%，每经过一个营养级能量损失80%-90%，大部分的能量和有机物被浪费，这是十分不经济的转化。所以每一级的损失物质必须经过多次循环利用。在农业生态系统中植物产品约占80%是人类不能直接利用的初级产品，大部分是第二、三级生产者的资源，通过增加食物链能充分利用废弃物，是每个食物链环节上生产转化的产率提高，进而提高整个系统人类可直接利用产品的输出。提高物质和能量的转化。如秸秆等废料→生产食用菌→菌糠作饲料喂畜→畜粪便进入沼气池→沼气渣养蚯蚓→蚯蚓喂鸡→鸡粪养鱼→塘泥肥田。

此食物链中生物能量总利用率达90%，氮素总利用率可达90%以上，增加食物

链中间环节，延长食物链的大回路反馈循环可大大提高能量转化和物质利用率。

1.3 生态位原理

生态位是生物在完成其自身正常生活周期是所表现的对环境综合性适应特征。生态位理论在物种间的竞争和进化，群落结构和资源利用等领域有广泛应用。自然界的生态位有现实生态位和潜在生态位。

新型农业利用这一原理可充分利用农业微生物的潜在生态位，调整农业结构，改善农业生物的生长环境，充分利用潜在生物资源。如应用微生物技术培养某些优势菌株，将品质低劣且适口性差的秸秆通过微生物发酵转化为营养丰富、适口性好的优质饲料。微生物肥料的应用可改善植物营养、刺激促进植物的生长、增强植物的抗逆性。沼气发酵就是利用沼气细菌将有机废弃物中作为能源的C、H和作为营养元素的N、P、K等分离，使其各得所能，各尽其用。提高了物质和能量的利用效率。

第二章 微生物在新型农业中的利用

2.1 微生物饲料

微生物饲料主要单细胞蛋白和菌体蛋白饲料。是利用微生物生长繁殖快、蛋白含量高的特点，利用有机废弃物来生产的蛋白饲料。我国在1984年3月20日发现的可利用薯类等粗淀粉的混生配伍菌株生产的蛋白饲料，简称4320菌体蛋白饲料，我国又相继选育出在柠檬渣、甜菜渣、豆渣、酒糟和玉米渣等工业废渣上生长良好的混生配伍菌株，用来生产4320系列菌体蛋白饲料。发酵饲料是利用各种有益微生物，把秸秆类饲料加工成营养丰富适口性好的饲料。微生物饲料添加剂也属于微生物饲料类，主要有酶制剂、真菌添加剂、维生素类、抗生素类、氨基酸类、活体微生物类等。通过生物发酵技术制取的微生物及代谢产物、转化物作为饲料，正广泛应用于畜牧农业中。

2.2 微生物肥料

微生物废料是指利用微生物的生命活动极其代谢产物的作用，改善作物养分供应，为农作物提供营养元素、生长物质、调控生长、增强抗逆性，达到提高产量、改善品质、减少化肥使用、提高土壤肥力的效果。

微生物肥料的主要种类有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、解磷解钾菌肥料、光合菌肥料、复合微生物肥料、微生物生长调节剂、菌根制剂、抗生菌肥料及促进植物生长的根细菌类制剂。

根瘤菌肥料是世界各国应用最多的微生物肥料，国内微生物肥料厂有一半左右生产含根瘤菌的微生物肥料。解磷微生物可以把有机磷或不溶态磷转化为可溶态无机磷。解钾硅酸盐细菌经发酵制成菌剂，在缺钾的土壤上施用对各种作物表现良好的增产效果。微生物肥料的施用可以减少化肥使用量，减少能源资源的消耗。

2.3 微生物农药

随着科学技术的不断进步，减少使用化学农药，保护人类生存环境的呼声日益高涨，且早已引起人们重视。研究开发利用有益微生物及其代谢产物防制作物

病虫害已取得较为理想的效果。目前微生物农药主要开发有微生物杀虫剂、微生物杀菌剂、微生物除草剂及利用微生物代谢分泌的有效活性物质制成的农用抗生素杀虫、杀菌剂。微生物杀虫剂中细菌类以苏云金芽孢杆菌推广应用面积最大，而且杀虫效果也非常理想。此外还有真菌杀虫剂、病毒杀虫剂等。

目前，开发应用面积较大的农用抗生素杀虫剂阿维菌素是由美国和日本共同开发的，抗生素杀虫剂井冈曲霉是由井冈地区发现的一株链霉菌开发成功的。抗生素产品的当家品种——农抗120是由中国农科院开发成功的抗生素杀虫剂。

2.4 微生物食物

我国是世界公认的食用菌王国。在我国微生物视频中食用菌的分布最广泛、食用最普遍、历史最悠久。食用菌是世界上公认的优质蛋白质资源，其营养丰富、味道鲜美，含人体必需的十几种氨基酸，并含人体必需的维生素、微量元素、多种抗生素等。是人类的第三类食品。

食用菌的栽培利用了农业及轻工业生产的废弃物，生产高产优质的食用菌。培养食用菌的菌糠可作为优质饲料，其蛋白质含量及其利用率比原料高出许多。通过食用菌栽培，变废为宝。我国食用菌栽培已遍布全国，特别是东北地区，由于iran条件和培养资源丰富，香菇、平菇、木耳等的生产早已形成规模。

2.5 微生物能源

沼气是微生物分解有机质产生的主要由甲烷组成的可燃气体。它是复杂的有机物经多种微生物共同作用产生的。经过微生物发酵，将作为燃料的C、H和营养元素N、P、K等分开，使其各尽其用，提高了能量和物质的利用效率。随着工业生产的发展，有机残体及废弃物不断增加，对环境造成严重污染，对生活生产带来不良后果。以沼气为纽带可促进物质和能量在系统内部的多重循环利用。是一条适合我国国情的农业发展道路。

第三章 微生物在农业中的发展前景

邓小平同志曾指出：将来农业问题的出路，最终要靠生物工程来解决，要靠尖端技术。这一论断与当前国内外科技界的论断一致。

本世纪生物科技革命的主战场在农业方面，开展新农业科技革命，应以生物工程为中心，改革传统农业，创建新型农业。微生物新型农业的开发是生物工程技术推动农业发展的主要体现。

发展微生物新型农业，由植物、动物资源为主组成的“二维结构”传统农业，调整为种植业、动物养殖业、微生物发酵的“三维结构”的新型农业。这是一个产业结构健全、资源节约型的农业。此外，白色农业是节土节水型农业，能环节传统农业与人争地，与人争水的日益尖锐的矛盾。

微生物肥料、食用菌和沼气菌的引入，填补了农业生态系统中的一些潜在生态位；微生物肥料和微生物农药的应用，可以减少能源、资源消耗，减轻环境污染，实现农业植物安全生产和生态环境保护。。。微生物农业的崛起，标志着我国新的农业科技革命的到来，它符合生态农业的发展要求，必将使我国的农业发展周三一条高效和可持续发展的道路。

湖北工业大学

普通微生物学论文——微生物在农业中

的应用

院系：化学与环境工程学院 专业：环境工程 班级：10环境1班 姓名：胡想成 学号：1010431103 授课老师：

2012年5月4日

参考文献：

【1】环境工程微生物学（第3版）周群英，王士芬 【2】食品微生物学 何国庆，丁立孝 【3】农业微生物学 王贺群