微生物在农业中的应用.pptx
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1、主要内容主要内容微生物在畜禽水产养殖业中的应用微生物在畜禽水产养殖业中的应用微生物在植物保护中的应用微生物在植物保护中的应用微生物在肥料中的应用微生物在肥料中的应用一、微生物在畜禽水产养殖业中的应用一、微生物在畜禽水产养殖业中的应用1、微生态制剂微生态制剂 定义:定义:19741974年首先被美国学者年首先被美国学者R R E E ParkerParker称之称之为为ProbioticsProbiotics,目前国内把这个词又译为,目前国内把这个词又译为促生素促生素、益生素、生、益生素、生 菌素、促菌生、活菌制剂、微生菌素、促菌生、活菌制剂、微生态制剂态制剂等。等。19891989年,年,Fu
2、llerFuller重新定义为重新定义为“一种可一种可以通过改善肠道菌群平衡而对动物施加有利影响以通过改善肠道菌群平衡而对动物施加有利影响的活微生物饲料添加剂的活微生物饲料添加剂”。(不太准确:除整肠(不太准确:除整肠以外,还会有促生长作用)以外,还会有促生长作用)作用机理作用机理 l保持动物肠道内微生态平衡保持动物肠道内微生态平衡l补充营养成分补充营养成分l防止有害物质的产生防止有害物质的产生 l提高机体免疫功能提高机体免疫功能 功能上:整肠、促生长功能上:整肠、促生长生产工艺生产工艺l固体发酵:生料发酵(以麸皮、粕类为主)和熟料发酵固体发酵:生料发酵(以麸皮、粕类为主)和熟料发酵(麸皮、淀
3、粉、蛋白胨、酵母膏)(麸皮、淀粉、蛋白胨、酵母膏)生料发酵:菌量少(约生料发酵:菌量少(约5-305-30亿亿/克),杂菌多克),杂菌多熟料发酵:菌量高(可高达熟料发酵:菌量高(可高达300-400300-400亿亿/克),杂菌少克),杂菌少l液体发酵:斜面液体发酵:斜面摇瓶摇瓶 种子罐种子罐发酵罐发酵罐离心浓缩离心浓缩喷雾干燥(或吸附干燥、或低温干燥、或冷冻干燥)喷雾干燥(或吸附干燥、或低温干燥、或冷冻干燥)l液体发酵产品稳定性、外观、流动性要好于固体发酵产液体发酵产品稳定性、外观、流动性要好于固体发酵产品,但在实际应用时因为去除代谢物而效果差于固体发品,但在实际应用时因为去除代谢物而效果差
4、于固体发酵产品。酵产品。市售产品市售产品l芽孢杆菌类:芽孢杆菌类:枯草枯草、地衣、地衣、纳豆、蜡样纳豆、蜡样l乳酸菌类:乳酸菌类:嗜酸乳杆菌嗜酸乳杆菌 、乳酸链球菌乳酸链球菌 、干酪、干酪乳杆菌乳杆菌 、粪链球菌粪链球菌 、植物乳酸菌、植物乳酸菌、双歧杆菌双歧杆菌l酵母类:啤酒酵母、假丝酵母酵母类:啤酒酵母、假丝酵母l曲霉类:黑曲霉、曲霉类:黑曲霉、米曲霉米曲霉 新型微生态制剂新型微生态制剂l乳酸芽孢杆菌乳酸芽孢杆菌l酪酸菌酪酸菌微生态制剂应用模式微生态制剂应用模式l水产料因为要高温制粒,添加量要高于畜禽料水产料因为要高温制粒,添加量要高于畜禽料1 1倍;倍;l定植力强的微生态制剂要较定植力弱
5、的添加量定植力强的微生态制剂要较定植力弱的添加量要少;要少;l非芽孢菌类制剂要注意储存期。一般微胶囊包非芽孢菌类制剂要注意储存期。一般微胶囊包埋处理(但影响使用效果),或低温(成本太埋处理(但影响使用效果),或低温(成本太高)高)微生态制剂状况及发展趋势微生态制剂状况及发展趋势l目前,微生态制剂在国内销售量约为目前,微生态制剂在国内销售量约为3 3万吨万吨(不连水质净化剂,以(不连水质净化剂,以200200亿亿/克计。来自广东克计。来自广东海大集团),主要为枯草、地衣及其复合菌剂;海大集团),主要为枯草、地衣及其复合菌剂;l目前研发主要针对仔猪腹泻、具有整肠作用的目前研发主要针对仔猪腹泻、具有
6、整肠作用的新型微生态制剂开发;新型微生态制剂开发;l剂型研究。剂型研究。微生态制剂研发需注意问题微生态制剂研发需注意问题l正确的来源正确的来源l定植和粘附力定植和粘附力 l在酸性和高胆盐环境中的生存能力在酸性和高胆盐环境中的生存能力 l产品中稳定的活菌数产品中稳定的活菌数 l生产过程中代谢产物的利用生产过程中代谢产物的利用l我们必须清楚的认识到我们必须清楚的认识到并不是并不是所有的益生菌都是所有的益生菌都是绝对绝对安全的安全的。有的益生菌含有的抗药因子可以通过基因。有的益生菌含有的抗药因子可以通过基因物质的交换转移到正常的肠道菌群中。现在有人把物质的交换转移到正常的肠道菌群中。现在有人把含有抗
7、药因子的基因工程菌用做益生菌,其结果将含有抗药因子的基因工程菌用做益生菌,其结果将会和滥用抗生素一样,制造出任何抗生素都无法消会和滥用抗生素一样,制造出任何抗生素都无法消灭的超级细菌,给人类造成更大的威胁。(如灭的超级细菌,给人类造成更大的威胁。(如MTMT乳乳酸菌)酸菌)l绿色饲料添加剂的开发已是大势所趋,值得指出的是,绿色饲料添加剂的开发已是大势所趋,值得指出的是,在研究益生菌的同时,必须下大力气研究动物肠道在研究益生菌的同时,必须下大力气研究动物肠道菌菌群自身的特点及与寄主和环境之间的关系,才菌菌群自身的特点及与寄主和环境之间的关系,才能设计出新一代高效的微生态制剂。能设计出新一代高效的
8、微生态制剂。2、微生物酶制剂、微生物酶制剂l种类种类:淀粉酶淀粉酶非淀粉酶:非淀粉酶:木聚糖酶木聚糖酶(小麦、米糠日粮)、(小麦、米糠日粮)、-葡聚糖酶(大麦日粮)葡聚糖酶(大麦日粮)、甘露聚糖酶甘露聚糖酶(豆粕(豆粕日粮)、纤维素酶(秸秆类)、杂粕酶(日粮)、纤维素酶(秸秆类)、杂粕酶(-半乳糖苷酶半乳糖苷酶 )其它:其它:植酸酶植酸酶(替代磷源)、(替代磷源)、蛋白酶蛋白酶、脂肪酶脂肪酶、果胶酶果胶酶等等作用:作用:l促进营养物的消化吸收,消除营养不良和减少腹泻的促进营养物的消化吸收,消除营养不良和减少腹泻的发生。发生。主要是对于早期幼小畜禽来讲主要是其内源酶分主要是对于早期幼小畜禽来讲主
9、要是其内源酶分泌不足。一般在常规日粮饲料中添加以淀粉酶、蛋白泌不足。一般在常规日粮饲料中添加以淀粉酶、蛋白酶为主的复合酶。酶为主的复合酶。l消除饲料原料中的抗营养因子及降解难于消化的成分。消除饲料原料中的抗营养因子及降解难于消化的成分。饲料中的抗营养因子是植酸盐和非淀粉多糖,包饲料中的抗营养因子是植酸盐和非淀粉多糖,包括括-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、纤维素、果胶,而消除葡聚糖、阿拉伯木聚糖、纤维素、果胶,而消除这些抗营养因子的酶制剂就是:植酸酶、这些抗营养因子的酶制剂就是:植酸酶、-葡聚糖酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶、木聚糖酶、果胶酶、-半乳糖苷酶。半乳糖苷酶。生产生产l固体发酵:麸皮、粕类和一
10、些无机盐为培养基,菌种固体发酵:麸皮、粕类和一些无机盐为培养基,菌种一般为木霉类。一般为木霉类。l液体发酵:斜面液体发酵:斜面摇瓶摇瓶 种子罐种子罐发酵罐发酵罐超滤浓缩超滤浓缩喷雾干燥(或吸附干燥、或低温干燥、或冷冻干燥)喷雾干燥(或吸附干燥、或低温干燥、或冷冻干燥)目前,国内菌种一般采用基因工程菌巴斯德毕赤目前,国内菌种一般采用基因工程菌巴斯德毕赤酵母来表达(如植酸酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、脂酵母来表达(如植酸酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、脂肪酶);纤维素酶采用农杆菌介导技术的里氏木霉;肪酶);纤维素酶采用农杆菌介导技术的里氏木霉;木聚糖酶也有通过农杆菌介导技术的长枝木霉来分泌木聚糖酶也有通过农
11、杆菌介导技术的长枝木霉来分泌的。的。固体发酵:酶活较液体发酵低,但酶系较多;固体发酵:酶活较液体发酵低,但酶系较多;液体发酵:酶活高,但酶系单一。液体发酵:酶活高,但酶系单一。饲用酶的应用模式饲用酶的应用模式 l畜禽等的喂养方式是以粉料或颗粒的方式来喂畜禽等的喂养方式是以粉料或颗粒的方式来喂养的。当使用粉料时,酶可以直接先加到预混养的。当使用粉料时,酶可以直接先加到预混料,混合好,均匀混合进去。料,混合好,均匀混合进去。l水产料要高温制粒,为了避免饲料制粒的活性水产料要高温制粒,为了避免饲料制粒的活性损失,可采用稳定化技术(物理包埋、化学修损失,可采用稳定化技术(物理包埋、化学修饰饰 、点突变
12、)和制粒后喷酶技术、点突变)和制粒后喷酶技术 (采用液体(采用液体酶通过喷雾系统,将酶均匀地涂布到还保持余酶通过喷雾系统,将酶均匀地涂布到还保持余热的颗粒饲料表面,利用余热加水分蒸发。均热的颗粒饲料表面,利用余热加水分蒸发。均匀性要注意)匀性要注意)饲用酶制剂研发趋势饲用酶制剂研发趋势l提高生物发酵效价,大幅度提高酶活性。提高生物发酵效价,大幅度提高酶活性。l集多种酶有同一微生物生产。集多种酶有同一微生物生产。l研制能耐高温的酶。研制能耐高温的酶。l酶的应用方面,研究酶与日粮成分的相互作用,以确酶的应用方面,研究酶与日粮成分的相互作用,以确定所需酶的种类;同时研究酶在肠道内的作用方式,定所需酶
13、的种类;同时研究酶在肠道内的作用方式,和不同日粮状况下酶的最佳组成,以及加酶后哪些氨和不同日粮状况下酶的最佳组成,以及加酶后哪些氨基酸和微量元素或矿物质可以不加或少加。所有这些基酸和微量元素或矿物质可以不加或少加。所有这些将带来较高的经济效益。将带来较高的经济效益。3、其它、其它l兽药(如吉他霉素、多粘菌素、杆菌肽锌、兽药(如吉他霉素、多粘菌素、杆菌肽锌、新型抗菌肽和溶菌酶)、疫苗(灭活疫苗、新型抗菌肽和溶菌酶)、疫苗(灭活疫苗、抗体疫苗)抗体疫苗)l发酵饲料:发酵豆粕、发酵秸秆发酵饲料:发酵豆粕、发酵秸秆l发酵床技术(应用技术非常关键)发酵床技术(应用技术非常关键)l水质调节剂:水质调节剂:
14、EMEM、光合细菌、硝化细菌、净、光合细菌、硝化细菌、净水剂(应用技术非常关键)水剂(应用技术非常关键)二、二、微生物在植物保护中的应用阿维菌素阿维菌素(avermectin)是杀线虫和节肢动物是杀线虫和节肢动物(特特别是螨类别是螨类)的抗生素。它能增加虫体内的的抗生素。它能增加虫体内的-氨基氨基丁酸,后者对神经有抑制作用。丁酸,后者对神经有抑制作用。Streptomyces avermitilis球孢白僵菌球孢白僵菌(Beauveria bassianaBeauveria bassiana)的菌丝的菌丝长出金龟甲尸体表面长出金龟甲尸体表面球孢白僵菌杀死松毛虫、蝗虫和家蚕球孢白僵菌杀死松毛虫、
15、蝗虫和家蚕松毛虫松毛虫僵蚕僵蚕(家蚕幼虫感染白僵菌而致死的干燥带菌虫体家蚕幼虫感染白僵菌而致死的干燥带菌虫体)棉铃虫幼虫的环节处被核型多角体病毒感染棉铃虫幼虫的环节处被核型多角体病毒感染.80%的昆虫病毒都是农林业中常见的鳞翅目害虫的昆虫病毒都是农林业中常见的鳞翅目害虫的病原体,因此是害虫生物防治的巨大资源库的病原体,因此是害虫生物防治的巨大资源库。微生物农药的特点微生物农药的特点l研发的选择余地大,开发利用途径多研发的选择余地大,开发利用途径多l无公害、无残留,安全环保无公害、无残留,安全环保l特异性强,不杀伤害虫天敌及有益生物,维持特异性强,不杀伤害虫天敌及有益生物,维持生态平衡生态平衡l
16、不易产生抗药性不易产生抗药性l环境相容性好环境相容性好l生产工艺简单生产工艺简单 见效慢、稳定性差见效慢、稳定性差l微生物杀虫剂微生物杀虫剂l微生物杀菌剂微生物杀菌剂l微生物除草剂微生物除草剂l微生物杀鼠剂微生物杀鼠剂l微生物植物生长调节剂微生物植物生长调节剂微生物农药的种类微生物农药的种类微生物杀虫剂微生物杀虫剂 细菌杀虫剂(细菌杀虫剂(bacterial insecticide)l是利用对某些昆虫有致病或致死作用的杀虫细菌,及是利用对某些昆虫有致病或致死作用的杀虫细菌,及其所含有的活性成分制成,用于防治和杀死目标害虫其所含有的活性成分制成,用于防治和杀死目标害虫的生物杀虫制剂的生物杀虫制剂
17、 。作用机制是胃毒作用,通过肠细胞。作用机制是胃毒作用,通过肠细胞吸收,进入体腔和血液,使之得败血症导致全身中毒吸收,进入体腔和血液,使之得败血症导致全身中毒死亡死亡l全世界约有全世界约有3030多个国家多个国家100100多家公司生产细菌杀虫剂,多家公司生产细菌杀虫剂,品种可达品种可达150150多个,并已逐渐应用于蔬菜、林业、园艺、多个,并已逐渐应用于蔬菜、林业、园艺、卫生害虫等领域的害虫防治中卫生害虫等领域的害虫防治中苏云金杆菌(苏云金杆菌(BtBt)l用途最广、开发时间最长、产量最大、应用最成功用途最广、开发时间最长、产量最大、应用最成功l占生物防治剂总量的占生物防治剂总量的9595以
18、上,已有以上,已有6060多个国家登多个国家登记了记了120120多个品种多个品种l美国用以防治蔬菜害虫和玉米害虫的面积分别占总美国用以防治蔬菜害虫和玉米害虫的面积分别占总面积的面积的8080和和5050,销售额从,销售额从8080年代末的年代末的40004000万美万美元上升到元上升到9090年代的年代的5 5亿多美元亿多美元l我国于我国于19591959年引进年引进BtBt杀虫剂,杀虫剂,19651965年在武汉年在武汉建成国内第一家建成国内第一家BtBt杀虫剂生产企业杀虫剂生产企业l我国目前已登记的我国目前已登记的BtBt杀虫剂粉剂有杀虫剂粉剂有l6l6种,液种,液剂剂l2l2种,生产厂
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- 微生物 农业 中的 应用
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