我國土壤資源類型豐富、土地利用方式多變、人為干擾程度強(qiáng)烈, 這些特點(diǎn)為我國的土壤學(xué)研究工作提供了十分有利的條件。土壤是物理、化學(xué)、生物等復(fù)雜過程的綜合體, 陸地生態(tài)系統(tǒng)的大部分作用過程都發(fā)生在土壤中或與之直接相關(guān)。土壤是微生物的大本營, 其中生活著極其豐富的微生物類群，蘊(yùn)藏著自然界最巨大的微生物種質(zhì)與基因資源, 它們在自然生態(tài)系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色。本文著重介紹土壤微生物的概念，與作物的聯(lián)系，對土壤環(huán)境的作用。
土壤微生物是指生活在土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類的總稱。其個(gè)體微小，一般以微米或毫微米來計(jì)算，通常1克土壤中有幾億到幾百億個(gè)，其種類和數(shù)量隨成土環(huán)境及其土層深度的不同而變化。它們在土壤中進(jìn)行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等過程，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的分解和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。土壤微生物一般以細(xì)菌數(shù)量最多，有益的細(xì)菌有固氮菌、硝化細(xì)菌和腐生細(xì)菌；有害的細(xì)菌有反硝化細(xì)菌等。土壤微生物是土壤中物質(zhì)形成與轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵動力，伴隨著土壤的形成與發(fā)育，在維系土壤結(jié)構(gòu)、保育土壤肥力、影響土壤植被等方面起著不可替代的作用，土壤微生物也是主要分解者，對生態(tài)環(huán)境起著天然的過濾和凈化作用，是決定土壤自凈、污染物消納等重要功能的主導(dǎo)因子。
土壤中微生物數(shù)量多、繁殖快、活動性強(qiáng)，對植物有非常重要的影響，主要表現(xiàn)在以下方面：
1.固定氮素：
微生物在生命活動過程中能將空氣中的惰性氮素轉(zhuǎn)化成植物可直接吸收的離子態(tài)氮素，提供給植物吸收，保證了植物的氮素營養(yǎng)。一般把它們分為自生固氮菌、共生固氮菌和聯(lián)合固氮菌。屬于自生固氮菌的有固氮球菌屬(Azococcus)、念珠藍(lán)菌屬(Nostoc)、拜葉林克氏菌屬(Beijerinckia)等； 屬于共生固氮菌的有根瘤菌屬(Rhizobium)、弗蘭克氏菌屬放線菌(Frankia)、滿江紅魚腥藍(lán)菌(Anabaena azollae)等；屬于聯(lián)合固氮菌的有芽抱桿菌屬(Bacillus)、褐球固氮菌屬(Azotobacter)等。
2.釋放難溶礦質(zhì)中的營養(yǎng)元素：
微生物在其生命活動期間能分解土壤中難溶性的礦物，并把它們轉(zhuǎn)化成易溶性的礦質(zhì)化合物，從而幫助植物吸收各種礦質(zhì)元素。土壤中含有很多鉀細(xì)菌和磷細(xì)菌，它們能夠?qū)⑼寥赖V物無效態(tài)的鉀和磷釋放出來，供植物生長發(fā)育用。鉀細(xì)菌又叫硅酸鹽細(xì)菌，硅酸鹽細(xì)菌能對土壤中云母長石等含鉀的鋁硅酸鹽及磷灰石進(jìn)行分解，釋放出鉀、磷與其他灰分等。解磷的微生物種類很多， 目前報(bào)道的解磷細(xì)菌主要有芽孢桿菌屬(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、埃希氏菌屬(Escherichia)、歐文氏菌屬(Erwinia)及多硫桿菌屬(Thiobacillus)等，而真菌的解磷能力一般是細(xì)菌的10倍，一般認(rèn)為，微生物解磷的機(jī)制是由于微生物分泌出有機(jī)酸，這些酸既能夠降低pH值，又可與鐵、鋁等離子結(jié)合，從而使難溶性磷酸鹽溶解。
3.提高植物的抗逆性:
一些真菌的菌絲與高等植物的根系形成一種聯(lián)合體，有利于提高植物在不良環(huán)境下的抗御能力，促進(jìn)植物生長。菌根是土壤中的菌根真菌與高等植物的根系形成的一種聯(lián)合體，是植物在長期的生存過程中，與菌根真菌一起共同進(jìn)化的結(jié)果。它的存在不僅有利于菌根真菌的生存， 也有利于相互的生存，有利于提高植物在不良環(huán)境下的抗御能力，促進(jìn)植物生長。
4.產(chǎn)生植物激素:
土壤微生物能產(chǎn)生一些次生代謝產(chǎn)物，對植物的生長發(fā)育有刺激作用。一些土壤微生物在進(jìn)入自身生命周期的后期時(shí)，能分泌出一些微量的次生代謝產(chǎn)物，其中就有一些是植物激素，可以刺激植物根系的發(fā)育，提高植物對營養(yǎng)元素的吸收。
5.提供物理屏障，減少病原菌侵害:
根際的土壤微生物在植物的根系周圍形成一個(gè)物理屏障，在這微生態(tài)環(huán)境中保護(hù)植物根系，減少了病原菌和蟲害的入侵。
工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和家庭消費(fèi)引起的有機(jī)無機(jī)污染廢棄物給環(huán)境帶來了相當(dāng)大的破壞，而微生物可在一定程度上降解或轉(zhuǎn)化有機(jī)無機(jī)污染物，對土壤的生態(tài)健康和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到了一定的作用。
1.有機(jī)污染物：
主要是有機(jī)農(nóng)藥，大多為一些鹵代芳烴，最難降解的是一些氯化烴殺蟲劑如艾氏劑，六六六、DDT、狄氏劑及苯氧基除草劑如2、4-D等。土壤中的一些微生物則具有降解這些有機(jī)農(nóng)藥的功能。一些微生物可以把非芳環(huán)碳上的氯原子以氫原于取代，具有這種還原脫氯功能的微生物有酵母、普通變形菌、粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratia marcescens)、紅平諾卡氏菌(Nocardia erythropolis)、產(chǎn)氣氣桿菌(Aerobactteraerogenes)和鏈霉菌等。而降解DDT的微生物則有假單胞菌屬、黃單胞菌屬、歐文氏菌屬等。
2.無機(jī)污染物：
主要是一些重金屬的污染，如汞、砷、鉛、鉻和鎘等的污染，微生物對土壤中重金屬活性的影響主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面:
1)生物吸附和富集作用。微生物可通過帶電荷的細(xì)胞表面吸附重金屬離子，或通過攝取必要的營養(yǎng)元素主動吸收重金屬離子，將重金屬離子富集在細(xì)胞表面或內(nèi)部；
2)溶解和沉淀作用。微生物對重金屬的溶解主要是通過各種代謝活動直接或間接地進(jìn)行的。土壤微生物的代謝作用能產(chǎn)生多種低分子量的有機(jī)酸，如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等。真菌產(chǎn)生的有機(jī)酸大多為不揮發(fā)性酸，如檸檬酸、蘋果酸、延胡索酸、琥珀酸和乳酸等，且真菌可以通過分泌氨基酸、有機(jī)酸以及其它代謝產(chǎn)物溶解重金屬及含重金屬的礦物；
3)氧化還原作用。土壤中的一些重金屬元素可以多種價(jià)態(tài)存在，它們呈高價(jià)離子化合物存在時(shí)溶解度通常較小，不易遷移，而以低價(jià)離子形態(tài)存在時(shí)溶解度較大，易遷移，微生物可以氧化土壤中多種重金屬元素；
4)微生物對重金屬-有機(jī)絡(luò)合物的生物降解。重金屬可與土壤有機(jī)質(zhì)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，對重金屬在土壤中的化學(xué)行為產(chǎn)生深刻的影響；
5）菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性關(guān)系。菌根真菌與植物根系共生可促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收和植物生長，菌根真菌也能借助有機(jī)酸的分泌活化某些重金屬離子，菌根真菌還能以其它形式如離子交換、分泌有機(jī)配體、激素等間接作用影響植物對重金屬的吸收。
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