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微生物到底對土壤都做了什么!

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  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,1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,當然也有那么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結構

  土壤并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于土壤粒子形成大的團粒結構,最終形成真正意義上的土壤。土壤微生物的區系組成、生物量及其生命活動對土壤的形成和發育有密切關系。

  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,只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,并形成腐殖質,改善土壤的結構和耕性。

  然后,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。

  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,就相當于土壤有了自己的氮肥生產車間了。

  在植物根系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系。

  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,抑制病原微生物的繁殖,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面,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、城市污物和工廠廢棄物等,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。

  土壤中的微生物這么能干,你可能會想,要是能讓他們聽人類的話,想要他們干什么,他們就發揮什么功能就好了。嗯,沒錯,科學家們也是這么想的。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,我們可以修復污染的土壤、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,科學家們目前對于土壤微生物的認識、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,將是今后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系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制、重要代謝和調控機制的認識,更能在此基礎上發展一系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、診斷試劑和應用于工農業生產的各種酶制劑等等。

  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,全面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、摸得著的系統,在許多年以來土壤微生物學家所面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,制定農業生產措施;也可以根據土壤微生物客觀條件制定耕作制度。通過改進施肥、栽培制度、人為引入有益的土壤微生物等措施,來恢復原有的微生物群落或增加某些功能,從而抑制作物土傳病菌、提高土壤微生物多樣性,有助于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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