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關于金沂蒙

農友天地

土壤、腐植酸、微生物之間的關系

時間：2022-07-20 11:24:18

土壤是有生命的，這個生命就是土壤微生物。大家知道，土壤是微生物的大本營，是微生物生長和繁殖的天然培養基。腐植酸貫穿于土壤生命之中，是土壤的“生命核”。沒有腐植酸，土壤將失去活性。據此，理清“土壤—腐植酸—微生物”之間的關系，對保護國土資源、促進土壤可持續生產具有重要的現實意義。
1、土壤腐植酸
(1) 土壤生命之本腐植酸是土壤中最深刻的“暗色物質”，其生命的每一個周期皆與生命體相關聯。①依生命體而生：主要以動、植物殘體(主要是植物殘體)為物質來源；②借生命體轉化：主要通過微生物的參與和作用，不斷分解、轉化、合成；③復歸生命體：主要通過土壤腐植酸反哺生命體，促進綠色植物(生產者)生長，增強畜禽、水產、人等(消費者)的免疫力，為微生物(分解者)提供營養物質和能量來源。據此，腐植酸伴隨著生命的節拍，實現“生存→轉化→消亡→重生”的循環，依其存在而成為煥發土壤生命活力的本懷。
(2) 土壤結構之核土壤的結構特性包括3層含義：①在土壤形成過程中，有機質和礦物質形成有機-無機復合體、微小團聚體、大團聚體等；②微團聚體是土壤結構的核心，是土壤發揮其功能最小的、能夠獨立存在的結構單元(相當于土壤中的細胞)；③土壤利用過程中土壤的結構性對土壤的功能影響很大。微團聚體是“土壤房子”結構穩定的關鍵所在，而腐植酸是構筑土壤“微房子”的關鍵成分。在土壤形成過程中，腐植酸與各種微生物分泌的多糖醛酸甙等有機大分子、粘粒礦物以及鐵、鋁的氫氧化物等，通過不同形式與各種作用力相結合，形成各種類型的有機無機復合體。同時，在各種表面電荷和作用力下，通過團聚作用而形成了不同粒級的微團聚體。據此，腐植酸之微團聚體的形成過程，賦予了土壤有機無機復合體鮮活的生命力，是穩定土壤結構的核心和關鍵所在。
(3) 土壤功能之要土壤生態系統功能主要包括：土壤中物質轉化和能量流通的能力和水平、土壤生物的活性，土壤中營養物質和水分的平衡狀況及其對環境的影響等。腐植酸是土壤有機質中最活躍的部分，對土壤生態系統物質循環和能量轉換起著至關重要的作用。①土壤形成和土壤肥力的積極參與者與促進者；②促進和制約著土壤金屬離子、微量元素的遷移、固定和淋溶；③是土壤結構的穩定劑；④影響著土壤的鹽基交換容量；⑤影響著土壤的持水性；⑥是植物物料的倉庫。據此，腐植酸可以調節生物系統、土壤系統和環境系統之間的物質循環、能量轉換和信息傳遞，是維持土壤功能穩定的重要物質。
2、土壤微生物
(1) 土壤微生物組成土壤是微生物的大本營，是微生物生長和繁殖的天然“培養基”。土壤微生物是生活在土壤中的細菌、真菌、放線菌、藻類等的總稱，是土壤的重要組成成分。其個體微小，一般以微米或毫微米來計算，其種類和數量隨成土環境及土壤深度的不同而變化。其中，以細菌最多，放線菌、真菌次之，藻類較少。據推算，每克土壤中有數千乃至數萬種，約幾億至幾十億個微生物個體，其種類和數量隨成土環境及其土層深度的不同而變化。一般來說，在每克耕作層土壤中，細菌數量約為10^8～10^9個，放線菌數量約為10^7～10^8個，真菌數量約為10^5～10^6個，藻類數量約為10^4～10^5個，它們都居住在土壤中。
(2) 土壤微生物作用土壤微生物對土壤的形成發育、物質循環、肥力演變以及植物生長等均有重大影響。①細菌：適于中性及微堿性的生存條件。其中，自養細菌有同化二氧化碳的能力，直接影響土壤的理化性質，平衡土壤的酸堿度高低；異養細菌以與作物共生的狀態存在，對作物生長有直接促進作用，如豆科植物的根瘤菌等，具強大的固氮作用，在少施氮肥的情況下產生明顯的增產效果。②放線菌：適合于中性和微堿性的生存條件。在土壤中放線菌是以需氧性異養狀態生活，它們的主要活動是分解土壤中的纖維素、木質素和果膠類物質等，通過這些作用來改善土壤的養分狀況，便于作物直接吸收利用土壤養分。③真菌：適于微酸性的生存條件。參與動、植物殘體的分解，成為土壤中氮、碳循環不可缺少的動力，特別是在植物有機體分解的早期階段，真菌比細菌和放線菌更為活躍。④藻類：為一類單細胞生物，主要存在于水生環境。藻類中的藍細菌也具有固定空氣中氮素的作用。它更適于在堿性環境下發揮作用。
(3) 土壤微生物活力土壤微生物不僅是土壤的重要組成部分，也是土壤生態系統活力所在。①各類微生物代謝產生的氣體和有機酸等，有助于土壤團粒結構的形成；②分解有機質，合成土壤腐殖質—腐植酸，培肥土壤；③分解礦物質，促進土壤中難溶性物質的溶解(如磷細菌、鉀細菌等)；④固定大氣氮素，增加土壤氮素養分；⑤調節植物生長，如與植物共生的根瘤菌、菌根、真菌等；⑥分泌抗生素(如放線菌)，防止土傳病害；⑦分泌大量的酶，促進土壤養分的轉化；⑧降解土壤中殘留的有機農藥、城市污染物和工廠廢棄物等。上述8項，反映了土壤微生物與土壤肥力、土壤健康、植物生長之間的重要關系，是土壤生態系統物質循環和能量流動的主力軍。
3、土壤腐植酸與微生物
(1)土壤腐植酸形成的微生物學機理關于腐植酸形成的微生物學機理主要有7種假說：①瓦克斯曼學說認為，植物向腐殖質形成過程中，含氮有機物和無氮有機物通過好氣性微生物分解而產生微生物體(土壤蛋白)和木質素，二者再與堿類結合形成腐植土。②威廉斯學說認為，腐植酸是土壤微生物的分泌物；③微生物合成假說認為，微生物利用植物做碳源和能源，可在細胞內合成高分子腐殖質物質，微生物死后釋放到土壤中，在細胞外再降解為腐植酸和黃腐酸；④細胞自溶假說認為，腐殖質是植物和微生物死亡之后細胞自溶產物；⑤煤化學說認為，影響植物殘體在沼澤的積累和形成泥炭的條件主要有兩個，一是使植物殘體與空氣隔絕的物理條件，另一個就是維持微生物良好活動的化學條件；⑥科諾諾娃學說認為腐殖質的形成包括“分解—縮合”2個階段，均有土壤微生物的參與；⑦厭氧發酵學說認為腐植酸形成包括“水解—產酸—合成”3個階段，不同程度提到微生物的作用。不管哪個假說，都充分肯定了微生物在腐植酸形成過程中的重要作用。
(2)土壤微生物繁衍的腐植酸功效腐植酸的形成離不開土壤微生物，土壤微生物的繁衍同樣離不開腐植酸。①腐植酸為土壤微生物提供物質和能量來源。土壤微生物營養主要包括碳、氫、氧、氮以及一些礦質元素。腐植酸含有碳、氧、氫、氮等元素，可以為土壤微生物提供碳源、氮源，供其生存和繁衍。②腐植酸為土壤微生物創造適宜的生存環境。土壤微生物生存需要適宜的溫度、濕度、pH等。腐植酸可以直接或間接改善土壤溫度、水分及透氣狀況，調節土壤pH，促進土壤微生物的生長和繁殖，增加其數量與種類。③腐植酸為土壤微生物提供生存家園。凡土層深厚、土質疏松、物理性能較好、有效養分較豐富的土壤中微生物總數也較高。腐植酸是土壤肥力的核心，腐植酸興則土肥興；土肥興，則微生物興。
(3)腐植酸與微生物同為土壤生命共同體腐植酸是土壤生命的承載者，為微生物提供碳源、氮源并伴其終身，對微生物的數量、種類、多樣性具有促進作用；微生物是土壤生命的體現者，擔當著分解者的角色，對腐植酸的形成與分解功不可滅。腐植酸的形成離不開土壤微生物，土壤微生物的生存和繁衍離不開腐植酸，二者相互依存，共同促進土壤的形成發育、肥力演變、物質循環及能量轉化。可見，“土壤—腐植酸—微生物”三者密不可分，屬于生命共同體。

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