土壤微生物在促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面的作用

周敏

摘 要 在大自然中，植物與土壤微生物存在著共生的關(guān)系。數(shù)量龐大，種類繁多的土壤微生物為植物提供各式各樣的生長(zhǎng)便利，而植物反過(guò)來(lái)也為微生物提供他們賴以生存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)?；诖?，就土壤微生物在促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面的作用作簡(jiǎn)單的介紹。

關(guān)鍵詞 土壤；微生物；植物生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S154 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2014）11--2

一些體積小到無(wú)法用肉眼觀察的微生物，卻對(duì)植物生長(zhǎng)方面有著不可替代的作用。每畝耕地微生物的濕重約為90～225 kg/667 m?，這些重量看似微不足道，但作為有機(jī)物的分解者，它們不但為植物提供有機(jī)物，更在植物固定氮?dú)夥矫孀龀隽司薮蟮呢暙I(xiàn)?？茖W(xué)家就此研制出的微生物制劑，以提高作物產(chǎn)量推動(dòng)人類社會(huì)發(fā)展。

1 微生物簡(jiǎn)介

1.1 物種多樣性

微生物以群落為單位生存，這些可以適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，甚至高濃度酸堿等極端環(huán)境下生存的微生物，種類龐大。到目前為止，人類未知的微生物種類幾乎占據(jù)整個(gè)微生物家族種類數(shù)量的99%以上。

1.2 遺傳多樣性

微生物遺傳多樣性在本質(zhì)上就是堿基排列的多樣性。這些不同數(shù)量，不同種類，不同排列方式的堿基，以其無(wú)數(shù)多的排列種類，構(gòu)成了無(wú)數(shù)多的微生物物種，從而產(chǎn)生了各種各樣作用的微生物，這些微生物又分工合作，對(duì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生作用。

1.3 結(jié)構(gòu)多樣性

導(dǎo)致微生物生理功能和代謝方式多樣化的原因有很多，最直接的原因是細(xì)胞結(jié)構(gòu)組分的多樣化程度?？茖W(xué)家們通常用提取、分析標(biāo)志性生化組成部分和微生物的代謝產(chǎn)物來(lái)或取微生物的結(jié)構(gòu)特征。

2 微生物作用

2.1 提供所需的離子或元素

植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，通常需要大量的氮離子來(lái)合成自身所必須的物質(zhì)。而這些氮離子的來(lái)源一度讓否定土壤里含有大量氮離子的科學(xué)家們費(fèi)解。這個(gè)問(wèn)題直到1886年科學(xué)家從大豆的根部提取出可以固氮的微生物后才得以解決。

固氮微生物家族由一百多種原核生物組成，通常固氮菌與植物的關(guān)系為一對(duì)多的專一共生關(guān)系，且與二氧化碳的同化最初產(chǎn)物為蘋果酸或天冬氨酸的碳四植物共生的固氮菌，固氮效率高于二氧化碳同化最初產(chǎn)物為光合碳循環(huán)中的三碳化合物3-磷酸甘油酸的碳三植物。

這些固氮菌能通過(guò)自身的生命活動(dòng)，新陳代謝把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為利于植物吸收的氮離子，從而提高土壤中氮離子的含量，使植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中大量需要的氮離子數(shù)量得到保障[1]。

此外，土壤中的鉀元素、磷元素，含量遠(yuǎn)不夠植物生長(zhǎng)發(fā)育的需求。所以，植物生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)吸收礦物質(zhì)中的鉀元素、磷元素，需要鉀細(xì)菌和磷細(xì)菌的幫助。

這些細(xì)菌在提取礦物質(zhì)中鉀元素，磷元素時(shí)，產(chǎn)量受到許多外界人為因素，自然條件的影響。這些細(xì)菌在提取元素時(shí)還可以起到一定的固氮等積極作用。值得一提的是，鉀細(xì)菌和磷細(xì)菌不僅對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有積極作用，對(duì)土地土質(zhì)提高也有積極影響。這些細(xì)菌在新陳代新時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，而且產(chǎn)生的代謝廢物還可以提高土壤肥沃程度，提高地力。

錳元素是植物進(jìn)行生命活動(dòng)，新陳代新，化合物合成不可或缺，不可替代的重要元素，植物對(duì)錳元素吸收程度決定植物生長(zhǎng)發(fā)育的優(yōu)劣?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)根部促生菌可以促進(jìn)植物對(duì)錳元素的吸收，并且這種在微生物界大量存在的促生菌還會(huì)產(chǎn)生吲哚乙酸改變細(xì)胞壁的微結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)一系列作用使細(xì)胞變大，增大植物體積。促生菌還可產(chǎn)生IAA，ABA等植物生長(zhǎng)素，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育[2]。

2.2 增強(qiáng)植物自身體質(zhì)

在自然界，植物由于無(wú)法移動(dòng)，對(duì)環(huán)境的要求要比動(dòng)物大得多。當(dāng)植物生長(zhǎng)在條件惡劣的土壤里，能幫助他們的只有微生物了。微生物通過(guò)產(chǎn)生一些酶并作用于植物的各個(gè)細(xì)胞，使細(xì)胞活性增高，體積變大，增加內(nèi)部化合物合成效率，增強(qiáng)細(xì)胞生存能力，從而提高植物的抗逆性。還有一些菌根可以承擔(dān)一部分根的作用，使植物更好地生長(zhǎng)發(fā)育。

此外，微生物還能在植物根部形成一層類似于人類皮膚的保護(hù)層，每個(gè)微生物與微生物之間通過(guò)細(xì)胞膜，水和一些化合物相互聯(lián)系形成一種黏膠層，覆蓋在植物的體表，在不影響植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育的情況下，使這層保護(hù)層可以阻擋大多數(shù)病菌對(duì)植物的侵犯，并且降低植物染病的幾率，有效地保護(hù)植物，增加植物在野生狀態(tài)下的成活率，使植物生長(zhǎng)發(fā)育更加健康，高效[3]。

2.3 對(duì)土壤有很強(qiáng)的改善能力

作為土壤里主要的分解者，微生物對(duì)于土壤的積極影響是相當(dāng)巨大的。隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，工業(yè)的不斷進(jìn)步，一些生產(chǎn)過(guò)程中不可避免出現(xiàn)的垃圾，廢棄物被排入江河，最終吸收進(jìn)土壤，還有一些土地，連續(xù)大量使用化肥強(qiáng)行提高產(chǎn)量，不注重土地的保護(hù)，使土地養(yǎng)分，水分流失嚴(yán)重，造成土地的日益貧瘠干枯，重金屬含量超標(biāo)，影響植物生長(zhǎng)發(fā)育，如果這些含有重金屬的植物被裝盤送上餐桌，便可造成重金屬在人體內(nèi)的積累，無(wú)法排除。日積月累下，重金屬含量由量變到質(zhì)變，便會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不可估量的巨大傷害。此時(shí)，微生物的作用便會(huì)凸現(xiàn)出來(lái)。

微生物在土壤內(nèi)無(wú)處不在，它們可以和土壤內(nèi)的有害物質(zhì)充分接觸，通過(guò)自身的化合作用，降低土壤內(nèi)重金屬的含量，分解無(wú)機(jī)物垃圾及有機(jī)物廢物，使之變成無(wú)害的小分子或離子，這些小分子或離子隨微生物代謝排出體外，進(jìn)入土壤，可以大幅度提高土壤肥力。

同時(shí)，微生物作為生命體，其體內(nèi)儲(chǔ)存一些生命所需的必要元素，如碳、氮、鉀、硫，所以微生物種群可以作為一個(gè)元素及能量的儲(chǔ)存載體，可以控制土壤內(nèi)生命元素的輸入以及輸出的平衡。在新陳代謝過(guò)程中微生物系統(tǒng)可以被看作是一個(gè)銀行，控制著整體資金流動(dòng)，調(diào)控整體資源，使有益的元素流動(dòng)起來(lái)，循環(huán)再生。

此外，在一些樹叢或灌木林，地上堆積的大量枯葉，經(jīng)過(guò)微生物的分解后產(chǎn)生一種芳香族及其多種官能團(tuán)構(gòu)成的高分子有機(jī)酸—腐殖質(zhì)酸，這種酸具有良好的生理活性和吸收，絡(luò)合，交換等功能。腐殖質(zhì)酸可以構(gòu)成微生物細(xì)胞內(nèi)的溶質(zhì)，承載各種化合反應(yīng)，還可以充當(dāng)植物激素，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有一定的促進(jìn)作用。殘留在土壤中的腐殖質(zhì)酸，可以改良土壤，提高土壤肥力，保持土壤水分，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育，有間接地促進(jìn)作用。

3 人造微生物制劑發(fā)展概況

鑒于微生物對(duì)植物及土壤的積極作用，科學(xué)家們開始陸續(xù)研制微生物制劑，來(lái)補(bǔ)充一些土壤微生物不足的情況，或者直接培育噴灑微生物制劑的農(nóng)作物，增加產(chǎn)值。微生物制劑多種多樣，有固體制劑與液體制劑，功能主要有促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，與加強(qiáng)植物抗病能力。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展越來(lái)越多的有益微生物制劑將被研制出來(lái)。

參考文獻(xiàn)

[1]李小容，李蕾植物化感物質(zhì)與土壤微生物的研究進(jìn)展[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（12）.

[2]王從彥.豆科植物對(duì)根際土壤微生物種群及代謝的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2013（1）.

[3]孫萍高.多環(huán)芳烴污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（19）.

（責(zé)任編輯：趙中正）endprint