发布者：卫丹丹 所属单位：商丘市职业教育中心 发布时间：2019-07-25 浏览数( -) 【举报】
一、授课章节
微生物应用实例。
二、学时安排
2学时。
三、教学目标
1．了解微生物在农业上的应用情况。
2．熟悉微生物农药的生产工艺。
3．熟悉微生物肥料的生产工艺。
四、教学重点、难点分析
重点：
1．微生物农药的生产工艺。
2．微生物肥料的生产工艺。
难点：
1．微生物农药生产工艺。
2．微生物肥料生产工艺。
五、教具
电化教学设备。
六、教学方法
讲授法，多媒体课件。
七、教学过程
Ⅰ导入
上节回顾：主要讲述微生物培养技术，包括固体和液体培养技术。
本节主要讲述微生物农药和微生物肥料生产工艺和参数。
II新课
一、微生物应用概况
1．微生物在植物保护方面的应用
植物上的病虫害，长久以来依靠化学药剂控制，长时间大剂量的使用农药，不仅污染了环境，还使得一些病虫产生了抗药性，造成病害越来越难防治，只有不断加大药量，造成恶性循环。生物农药是公认的“无公害农药”，一般害虫不易产生抗药性，且选择性强，不伤害天敌；微生物繁殖快，能利用农副产品甚至工业废水作生产原料，广泛生产。
2．微生物在植物营养方面的应用
有益微生物在土壤中大量生长繁殖，增加土壤含氮量，如根瘤菌能在根瘤中固定氮素并被植物吸收，加快有机质在土壤中的腐烂分解，提高磷、钾养分的利用率；供给植物生长刺激类物质，或抑制植物病原菌的活动，从而提高了土壤肥力，改善了植物的营养条件，获得增产效果，如AM真菌是一种土壤真菌，它与多种植物根系共生，其菌丝可以吸收更多的营养供给植物吸收利用，尤其磷的吸收最明显，还可增加植物的抗病虫害和抗旱能力。因此可将微生物制成肥料加以应用。
二、微生物农药生产实例
1．微生物农药概述
微生物农药是利用微生物本身及其代谢产物来防治病、虫、杂草的制剂。一般分为微生物杀虫剂、微生物除草剂和农用抗生素三大类。
目前国内外研究最多、应用最广的是苏云金芽孢杆菌和乳状芽孢杆菌。正在试验和研究的尚有蜡质芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、黏质雷氏菌以及气杆菌等。
苏云金芽孢杆菌制剂的生产可采用液体深层培养、固体发酵和液体浅层培养三种方法。其中，液体培养为大规模工业生产法，后两种则便于在农村、镇推广应用。
2．菌体农药生产的工艺流程
保藏的菌种 ® 活化 ® 摇瓶种子培养 ® 种子罐培养 ® 主发酵罐培养 ® 压滤 ® 粉碎 ® 成品 ® 检测 ® 入仓或出售
3．菌体农药生产的工艺参数
（1）菌种特性 苏云金芽孢杆菌属于真细菌目，芽孢杆菌科，芽孢杆菌属。大小为（0.8～1.2）μm×（2.0～5.0）μm，周生鞭毛，革兰氏染色阳性，生活过程中形成芽孢和伴孢晶体，伴孢晶体是一种毒性蛋白。菌体生长对温度的要求不严，12～40℃均能生长，最适温度为27～32℃。对营养物质的要求也不高，能利用各种氮源、碳源和无机盐。苏云金芽孢杆菌是一种好氧性细菌，培养时要求通气，适宜的pH为7.0～7.2 。苏云金芽孢杆菌的治虫作用，主要是靠它在代谢过程中产生的毒素（δ-内毒素、α-外毒素、β-外毒素和γ-外毒素）。
（2）菌种活化 将保藏的砂土管菌种，接种于试管斜面上，30～32℃下，培养24 h。
（3）摇瓶种子培养 将活化后的试管斜面，制成菌悬液，按10%的接种量接入摇瓶（三角瓶）中，300 r/min，培养6～8 h。
（4）种子罐培养 将摇瓶种子接入种子罐，接种量为10%，控制通风比1∶1.1（即1体积液体培养基通1.1体积无菌空气）、搅拌转速400 r/min、温度30～32℃、初始pH7.0～7.5，培养6～8h。在培养过程中及时消泡。
种子培养基配方：花生饼粉２％、蚕蛹粉0.5％、磷酸二氢钾0.04％、硫酸镁0.04％、植物油0.15 ％。
（5）主发酵罐培养 将种子罐中的种子接入主发酵罐中，接种量为10%，控制通风比1∶1.5，搅拌转速400 r/min，温度30～32℃，初始pH 7.0～7.5，培养18～20 h。在培养过程中及时消泡。
（6）压滤、粉碎 发酵液及时镜检，80%的菌体产生芽孢，即到了发酵终点，将发酵液加碳酸钙10％ ，明矾1％吸附菌体，搅拌均匀后，用压滤机进行压滤，吹风，将过滤物放在60℃烘房内干燥后，粉碎，包装。
（7）成品检测 苏云金芽孢杆菌制剂的质量检验，常用的检验方法为血细胞板计数法、平皿培养计数法和生物测定法。
先将10倍悬浮液移入水浴锅内80℃ 处理15min，计数，活孢子数应在109/g 以上视为合格。
（8）入仓或销售 成品存放应注意防潮、防火，及时销售。
4．菌体农药生产的注意事项
（1）发酵培养基配方和种子培养基配方一致，可以缩短发酵周期。
（2）不同的菌株，发酵条件不同，相同菌株，培养基原料来源不同也常使得培养条件发生偏差，需要重新优化确定。
（3）发酵过程注意防止杂菌污染，特别是生产环境和车间要定期消毒，操作人员应严格按照规程操作。
三、微生物肥料生产实例
1．微生物肥料概述
微生物肥料是指一类含有活微生物的特定制品，应用于农业生产中，作物能够获得特定的肥料效应，在这种效应的产生中，制品中活的微生物起关键作用。
目前已推广应用的微生物肥料主要有根瘤菌肥料、“5406”菌肥、磷细菌肥料、沼气发酵肥料等。
根瘤菌属于真细菌目，根瘤菌科，根瘤菌属，是一类能固定空气中游离氮素的细菌，根瘤菌肥料是用人工选育出来的优良根瘤菌菌种，通过大量繁殖制成的根瘤菌菌剂。将它接种于相应的豆科作物上，可以形成大量的有效根瘤，充分发挥固氮作用，促进豆科作物增产，提高土壤氮素含量。根瘤菌肥料是我国推广最早、效果最稳定的一种高效微生物肥料。根据研究，每亩豆科植物的根瘤菌，每年固定的氮素约6～16kg ，相当于25～75kg 硫酸铵。所以根瘤菌肥料对于提高作物产量，提高土壤肥力的作用是很大的。现以紫云英根瘤菌肥料的生产为例进行介绍。
2．菌体肥料生产的工艺流程
保藏的菌种®活化®摇瓶种子培养®种子罐培养®主发酵罐培养®检测
泥炭®干燥、粉碎、灭菌®制成吸附剂®吸附菌液®拌种®成品®检测
3．菌体肥料生产的工艺参数
（1）菌种活化 将保藏的砂土管菌种，接种于试管斜面上，25～30℃，培养3～5d，乳白半透明黏质状的菌苔长丰满后即可。
斜面培养基配方Ⅰ：蔗糖１％ 、磷酸氢二钾0.05％ 、硫酸镁0.02％ 、氯化钠0.02％ 、碳酸钙0.5％ 、酵母膏0.1％ 、微量元素（0.01％ 钼酸钠加0.5％ 硼酸）混合液0.4％ 、水、琼脂2％ 。
斜面培养基配方Ⅱ：黄豆芽汁100％ ，加蔗糖1％ 、碳酸钙0.5％ 、琼脂2％ （黄豆汁制法：黄豆芽250～500 g ，加水500 mL ，煮沸30～50 min，纱布过滤，加水至1 000 mL 即成）。
（2）摇瓶种子培养 每支斜面菌种可接500 mL 三角瓶（每瓶装培养液150 mL）2～3瓶，接种时，每支斜面菌种管加无菌水10 mL，使菌苔悬浮于水中，而后接入三角瓶，在25～30℃ 下摇荡培养2～3 d。菌液呈乳白色，浑浊，无臭味。镜检菌体为均匀杆状，无杂菌，生物量3 × 109 cfu/mL 以上即合格。
摇瓶培养基配方与斜面培养基配方基本一致，只是不加琼脂，加食油一至数滴消沫。
（3）种子罐培养 培养基与摇瓶种子培养基相同，并加食油少量以消沫。培养时罐温保持28～30℃，罐压控制在0.05 MPa ，通气量为1∶（0.8～1.1），搅拌速度为360 r/min ，培养２d即可，接种量为6％～7％。同时培养过程中及时消泡。
（4）主发酵罐培养 培养时罐温保持28～30℃，罐压控制在0.05MPa，通气量为1∶0.8～1.1，搅拌速度为360r/min ，培养２d即可，接种量为6％～7％。
培养基与种子罐培养基相近，以缩短发酵周期，只是要考虑成本低廉并且获得方便。
（5）发酵液检测 及时测定发酵液的生物量，当发酵液含菌量达到2×109～1×1010个/mL时，即达到了发酵终点，可以放罐。
（6）泥炭预处理 泥炭一般偏酸性，应加些熟石灰或细炉灰，使其呈中性。在缺乏泥炭的地方，用菜园肥土或塘泥，加些细炉灰，使疏松易散，也可代替泥炭。由于泥炭和肥土中都含有大量微生物，经晒干、粉碎、过筛后，尚需进行灭菌，以免拌成菌肥后，大量杂菌继续生长繁殖，抑制根瘤菌的生长和发育，不能保证菌肥的质量。泥炭或肥土的灭菌，可装瓶或装袋用笼蒸灭菌，或0.15 MPa，120℃灭菌2 h。
（7）吸附剂制备 吸附剂配方一般采用泥炭（或风化煤）70％、肥土20％、煤渣灰或烟灰10％。其优点是含有机质丰富，吸湿性大，疏松通气，有利于拌入菌体的存活。
拌菌时加水到吸附剂最大持水量的35％～50％。拌菌要在无菌室内进行，拌菌量为固体料的12％～15％，拌菌后随即扎好瓶口或袋口，在25～30℃下放置２～３d，以使菌数继续增长。
（8）成品检测及入仓 合格菌肥应湿润疏松，不结成团块，含水量在30％ 左右，pH 6.8～7.6，菌肥菌体数量为2～3×108个/g，杂菌数量应控制在3～5％ 以下，无霉菌，结瘤效能为95％。菌肥贮存的温度，不宜超过25℃ ，最好在12℃ 以下，温度太高，根瘤菌死亡率提高，菌肥使用的有效期缩短。常温下存放一般不能超过半年。
4．菌体肥料生产注意事项
（1）使用方法 主要采用拌种的方法。菌剂用量视种子大小而定，一般每１/15 hm2用0.1～0.25 kg。使用时要做到随拌、随播、随盖才能保证其使用效果。
（2）用杀菌剂消毒的种子，要隔2～3 d再进行拌种，以防止杀菌剂毒害根瘤菌。
（3）根瘤菌肥料使用前，应贮存在阴凉通风干燥处，勿使受热受潮，以免生霉变质。如果长霉变臭，就不宜使用；出厂日期超过半年往往失效，也不宜使用。
III作业
1.简述菌体农药生产的工艺流程？
2.简述菌体肥料生产的工艺流程？
3.简述微生物在农业上的应用？