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微生物在土壤中究竟做了些什么?
时间:2016-4-12 17:48:19 阅读421次

微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物,个体微小,结构简单,通常要用光学显微镜和电子显微镜放大约1000倍 才能看到,但也有些微生物是肉眼可以看见的,像属于真菌的蘑菇、灵芝等。微生物千姿百态,它们为了自己的生存与繁衍在以自己特有的方式存在着。可能你从没 有看见过微生物,但是你可知道,牛奶是怎么变坏的?美酒是如何酿成的?吃下去的食物是如何消化吸收的?田里的秸秆残茬又是怎么变得面目全非,甚至不见踪影 的?这些都是微生物的功劳。

    土壤中微生物的种类较多,有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等。数量也很大,1克 土壤中就有几亿到几百亿个。大部分土壤微生物对作物生长发育是有益的,它们对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响,当然也有那么些不被人喜 欢的致病微生物。正是有了土壤微生物的默默耕耘,大地才会有春华秋实的生生不息。那么微生物在土壤中究竟做了些什么呢?

首先,土壤微生物可以形成土壤结构


    土壤并不是单纯的土壤颗粒和化肥的简单结合,作为土壤的活跃组成分, 土壤微生物在自己的生活过程中,通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换,以及分泌的有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构,最终形成真正意义上的土壤。土壤微生物的区系组成、生物量及其生命活动对土壤的形成和发育有密切关系。

其次,土壤微生物最显著的成效就是分解有机质


    比如作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料等,只有经过土壤微生物的作用,才能腐烂分解,释放出营养元素,供作物利用,并形成腐殖质,改善土壤的结构和耕性。

    然后,土壤微生物还可以分解矿物质,土壤微生物的代谢产物能促进土壤中难溶性物质的溶解。例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷,钾细菌能分解出钾矿石中的钾,以 利作物吸收利用,提高土壤肥力。另外,尿素的分解利用也离不开土壤微生物。这些土壤微生物就好比土壤中的肥料加工厂,将土壤中的矿质肥料加工成作物可以吸 收利用的形态。

另外,土壤微生物还有固氮作用


    氮气占空气组成的4/5,但植物不能直接利用,某些微生物可借助其固氮作用将空气中的氮气转化为植物能够利用的固定态氮化物,有了这样的土壤微生物,就相当于土壤有了自己的氮肥生产车间了。

    在植物根系周围生活的土壤微生物还可以调节植物生长,植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能为植物直接提供氮素、磷素和其他矿质元素的营养以及有机酸、氨基酸、维生素、生长素等各种有机营养,促进植物的生长。土壤微生物与植物根部营养有密切关系。

    土壤中各种微生物之间有互惠互利的,也有相互敌对的。例如,土壤中存在一些抗生性微生物,他们能够分泌抗生素,抑制病原微生物的繁殖,这样就可以防治和减少土壤中的病原微生物对作物的危害,所以,土壤中的微生物其实也有不利的一面,比如病原微生物。

    微生物还可以降解土壤中残留的有机农药、城市污物和工厂废弃物等,把他们分解成低害甚至无害的物质,降低残毒危害。当然,这些所有的功能都是由不同种群的微生物完成的,每一个功能的实现也需要有大量的微生物共同工作才行。

    土壤中的微生物这么能干,你可能会想,要是能让他们听人类的话,想要他们干什么,他们就发挥什么功能就好了。嗯,没错,科学家们也是这么想的。现在,在医药 卫生事业、工农业生产上,已经有大量应用微生物的例子。就拿土壤中的微生物来说吧,通过开发和筛选有效菌种,培育高效菌种,我们可以修复污染的土壤、生产 菌肥、生物农药等等。

    尽管如此,大多数土壤微生物未知种群蕴藏着目前还无法估量的资源,科学家们目前对于土壤微生物的认识、了解和利用还都很有限。从土壤微生物资源中分离筛选、开发出功能 微生物,将是今后应该加强研究的重要工作。随着科技的进步,分子生物技术为科学家们探索微生物个体、群体间作用及其与环境关系的奥秘找到一把钥匙,微生物 的大世界渐渐展现在人类眼前。

    为了充分开发微生物(特别是细菌)资源,1994年美国发起了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因,不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识,更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品,包括:接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。

    通过基因工程方法的改造,促进新型菌株的构建和传统菌株的改造,全面促进微生物工业时代的来临。到那时,土壤不再是黑箱,而是一个可以看得见的、摸得着的系 统,在许多年以来土壤微生物学家所面临诸多问题就可以解决了。土壤管理者可根据实际情况,通过各种措施,有目的的调理土壤微生物数目和种类,制定农业生产 措施;也可以根据土壤微生物客观条件制定耕作制度。通过改进施肥、栽培制度、人为引入有益的土壤微生物等措施,来恢复原有的微生物群落或增加某些功能,从 而抑制作物土传病菌、提高土壤微生物多样性,有助于土壤生态肥力的提高,从根本上防治作物土传病害、连作障碍。人类对微生物功能的利用将更能“随心所欲” 了。

 
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