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微生物知多少?解析微生物對土壤的影響

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微生物知多少?解析微生物對土壤的影響

發布日期:2018-04-19 作者:網絡部 點擊:

微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物,個體微小,結構簡單,通常要用光學顯微鏡和電子顯微鏡放大約1000倍才能看到,但也有些微生物是肉眼可以看見的,像屬於真菌的蘑菇、靈芝等。微生物千姿百態,它們為了自己的生存與繁衍在以自己特有的方式存在著。可能你從沒有看見過微生物,但是你可知道,牛奶是怎麽變壞的?美酒是如何釀成的?吃下去的食物是如何消化吸收的?田裏的秸稈殘茬又是怎麽變得麵目全非,甚至不見蹤影的?這些都是微生物的功勞。


土壤由礦物質、有機質和微生物三大部分組成,是農作物生長發育的基礎。土壤中的有益微生物直接參與土壤中物質和能量的轉化、腐殖質的形成和分解、養分的釋放。氮素的固定等一係列土壤肥力形成和發育過程。

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采用人為方式向土壤中增加有益微生物數量,就能夠增強土壤中微生物的活性,從而提高土壤的肥力。特別是農作物根際土壤微生態係的微生物活性對植物根部營養則更為重要,因此,在植物根際施用微生物肥料,就可以增加根際土壤中的有益菌的數量和活性,導致土壤肥力的增強。


土壤中微生物的種類較多,有細菌、真菌、放線菌、藻類和原生動物等。數量也很大,l克土壤中就有幾億到幾百億個。大部分土壤微生物對作物生長發育是有益的,它們對土壤的形成發育、物質循環和肥力演變等均有重大影響,當然也有那麽些不被人喜歡的致病微生物。正是有了土壤微生物的默默耕耘,大地才會有春華秋實的生生不息。那麽微生物在土壤中究竟做了些什麽呢?


首先,土壤微生物可以形成土壤結構。土壤並不是單純的土壤顆粒和化肥的簡單結合,作為土壤的活躍組成分, 土壤微生物在自己的生活過程中,通過代謝活動的氧氣和二氧化碳的交換,以及分泌的有機酸等有助於土壤粒子形成大的團粒結構,最終形成真正意義上的土壤。土壤微生物的區係組成、生物量及其生命活動對土壤的形成和發育有密切關係。


其次,土壤微生物最顯著的成效就是分解有機質, 比如作物的殘根敗葉和施入土壤中的有機肥料等,隻有經過土壤微生物的作用,才能腐爛分解,釋放出營養元素,供作物利用,並形成腐殖質,改善土壤的結構和耕性。


然後,土壤微生物還可以分解礦物質,土壤微生物的代謝產物能促進土壤中難溶性物質的溶解。例如磷細菌能分解出磷礦石中的磷,鉀細菌能分解出鉀礦石中的鉀,以利作物吸收利用,提高土壤肥力。另外,尿素的分解利用也離不開土壤微生物。這些土壤微生物就好比土壤中的肥料加工廠,將土壤中的礦質肥料加工成作物可以吸收利用的形態。

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另外,土壤微生物還有固氮作用,氮氣占空氣組成的4/5,但植物不能直接利用,某些微生物可借助其固氮作用將空氣中的氮氣轉化為植物能夠利用的固定態氮化物,有了這樣的土壤微生物,就相當於土壤有了自己的氮肥生產車間了。在植物根係周圍生活的土壤微生物還可以調節植物生長,植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能為植物直接提供氮素、磷素和其他礦質元素的營養以及有機酸、氨基酸、維生素、生長素等各種有機營養,促進植物的生長。土壤微生物與植物根部營養有密切關係。


土壤中各種微生物之間有互惠互利的,也有相互敵對的。例如,土壤中存在一些抗生性微生物,他們能夠分泌抗生素,抑製病原微生物的繁殖,這樣就可以防治和減少土壤中的病原微生物對作物的危害,所以,土壤中的微生物其實也有不利的一麵,比如病原微生物。


微生物還可以降解土壤中殘留的有機農藥、城市汙物和工廠廢棄物等,把他們分解成低害甚至無害的物質,降低殘毒危害。當然,這些所有的功能都是由不同種群的微生物完成的,每一個功能的實現也需要有大量的微生物共同工作才行。


土壤中的微生物這麽能幹,你可能會想,要是能讓他們聽人類的話,想要他們幹什麽,他們就發揮什麽功能就好了。嗯,沒錯,科學家們也是這麽想的。現在,在醫藥衛生事業、工農業生產上,已經有大量應用微生物的例子。就拿土壤中的微生物來說吧,通過開發和篩選有效菌種,培育高效菌種,我們可以修複汙染的土壤、生產菌肥、生物農藥等等。


盡管如此,大多數土壤微生物未知種群蘊藏著目前還無法估量的資源,科學家們目前對於土壤微生物的認識、了解和利用還都很有限。從土壤微生物資源中分離篩選、開發出功能微生物,將是今後應該加強研究的重要工作。隨著科技的進步,分子生物技術為科學家們探索微生物個體、群體間作用及其與環境關係的奧秘找到一把鑰匙,微生物的大世界漸漸展現在人類眼前。


為了充分開發微生物(特別是細菌)資源,1994年美國發起了微生物基因組研究計劃(MGP)。通過研究完整的基因組信息開發和利用微生物重要的功能基因,不僅能夠加深對微生物的致病機製、重要代謝和調控機製的認識,更能在此基礎上發展一係列與我們的生活密切相關的基因工程產品,包括:接種用的疫苗、治療用的新藥、診斷試劑和應用於工農業生產的各種酶製劑等等。通過基因工程方法的改造,促進新型菌株的構建和傳統菌株的改造,全麵促進微生物工業時代的來臨。到那時,土壤不再是黑箱,而是一個可以看得見的、摸得著的係統,在許多年以來土壤微生物學家所麵臨諸多問題就可以解決了。


土壤管理者可根據實際情況,通過各種措施,有目的的調理土壤微生物數目和種類,製定農業生產措施;也可以根據土壤微生物客觀條件製定耕作製度。通過改進施肥、栽培製度、人為引入有益的土壤微生物等措施,來恢複原有的微生物群落或增加某些功能,從而抑製作物土傳病菌、提高土壤微生物多樣性,有助於土壤生態肥力的提高,從根本上防治作物土傳病害、連作障礙。人類對微生物功能的利用將更能“隨心所欲”了。


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