土壤微生物在促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面的作用

柴苗苗

（土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

微生物的生長(zhǎng)需要一定的營(yíng)養(yǎng)、空氣和水，以及適當(dāng)?shù)臐B透壓、pH值和溫度。土壤環(huán)境適宜微生物的生長(zhǎng)發(fā)育。然而，由于土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH值和水分含量的差異，土壤微生物含量往往存在一定的差異。微生物的代謝可以為土壤提供產(chǎn)生氮、磷、鉀等元素所需的物質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)。下面筆者將詳細(xì)分析土壤微生物在促進(jìn)植物生長(zhǎng)中的作用。

1 土壤微生物有助于固定氮素

氮、磷、鉀等元素是植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。土壤微生物的作用是將空氣中的惰性元素氮轉(zhuǎn)化為離子氮，通過(guò)一系列的化學(xué)過(guò)程直接被植物吸收，最終為植物的生長(zhǎng)提供更加充足的養(yǎng)分。最早的共生固氮是在1886年植物根瘤菌的分離中被發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)前隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，生物學(xué)家所研究出來(lái)的固氮生物越來(lái)越多，其中固氮細(xì)菌有3種類型：自生固氮細(xì)菌、共生固氮細(xì)菌和聯(lián)合固氮細(xì)菌。比較常見(jiàn)的有固氮球菌、藍(lán)藻念珠菌、弗蘭克氏菌、放線菌和芽孢桿菌等[1]。

在非共生固氮活動(dòng)中，植物根系環(huán)境對(duì)非共生固氮起著極其重要的促進(jìn)作用。例如，腸桿菌、固氮螺桿菌和固氮細(xì)菌都屬于根際非共生固氮細(xì)菌，這些固氮細(xì)菌往往與高等作物有專性聯(lián)系。例如，稻谷、小麥及甘蔗在生長(zhǎng)過(guò)程中也含有這些菌屬。相關(guān)研究表明，1 g糖中所含固氮細(xì)菌可以固定約30 mg氮，使固氮作用越來(lái)越明顯，對(duì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)具有更加積極的作用。

2 土壤微生物有助于釋放難溶礦質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)元素

微生物能分解土壤中的不溶性礦物，并將其轉(zhuǎn)化為可溶性礦物化合物。土壤中含有豐富的細(xì)菌，細(xì)菌的頻繁活動(dòng)促進(jìn)了各種微量元素的釋放，如鉀細(xì)菌和磷細(xì)菌，當(dāng)土壤中沒(méi)有礦物質(zhì)時(shí)，這些微量元素可以快速釋放鉀和磷，進(jìn)而更好地促進(jìn)植物吸收鉀元素和磷元素，促進(jìn)植株的生長(zhǎng)與發(fā)育。土壤中鉀細(xì)菌與磷細(xì)菌的數(shù)量極為龐大，其主要會(huì)受到土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤物理結(jié)構(gòu)、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤肥力和耕作方式的影響。所謂的鉀細(xì)菌，實(shí)際上被稱為硅酸鹽細(xì)菌，其能分解含鉀的鋁硅酸鹽。硅酸鹽細(xì)菌有固定氮素、增強(qiáng)作物抗菌能力的作用，有助于植物的生長(zhǎng)與發(fā)育。具有分解磷元素能力的細(xì)菌可謂是多種多樣，如芽孢桿菌屬、歐文氏菌屬等能分解土壤中的磷元素[2]。土壤中的微生物通過(guò)分泌有機(jī)酸，可以中和土壤的酸堿度。此外，有機(jī)酸還可以提升微生物在磷分解中的作用，其可以與土壤中的鐵離子和鋁離子結(jié)合，快速有效地溶解難溶解的磷酸鹽，這也是促進(jìn)植物生長(zhǎng)的有效措施之一。

3 土壤微生物有助于提高植物的抗逆性

土壤中微生物系統(tǒng)往往是由多種因素所構(gòu)成的，不同微生物對(duì)于土壤中微量元素的分解作用以及對(duì)植物的生長(zhǎng)都會(huì)產(chǎn)生截然不同的影響。比如，在自然界中人們比較熟悉的真菌，在微生物系統(tǒng)中的作用是不容忽視的。真菌由土壤中高等植物根系的菌絲所組成，其能分解土壤中的多種物質(zhì)，對(duì)于植物根系的生長(zhǎng)和發(fā)育有著重要的推動(dòng)作用。真菌即便是生活在相對(duì)來(lái)說(shuō)比較貧瘠的環(huán)境中，也可以最大限度地發(fā)揮自己的價(jià)值和作用，其依附在植物根系上，可以最大限度地提高植物的抵抗能力，提高植物生長(zhǎng)的可能性。通常有2種菌根：外源菌根和內(nèi)生菌根。內(nèi)生菌的根大多屬于擔(dān)子菌，多種擔(dān)子菌、子囊菌和半熟悉菌參與外源菌的形成。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，與作物關(guān)系最密切的細(xì)菌是樹(shù)突狀菌根，其主要功能是有效改善土壤中植物根系的生長(zhǎng)環(huán)境，增強(qiáng)植物的抗逆性，更好地抵御一些常見(jiàn)的根系病害。

4 土壤微生物有助于降解污染物，減少毒性

在工業(yè)化高速發(fā)展的背景下，加之在農(nóng)業(yè)種植中農(nóng)藥和化肥的大規(guī)模使用，使得土壤環(huán)境污染問(wèn)題愈加嚴(yán)峻，土壤環(huán)境的污染破壞了土壤的酸堿度，導(dǎo)致土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素含量降低，多種有害病菌滋生，土壤肥力大幅度下降，影響了作物的正常生長(zhǎng)，在某些情況下甚至降低了作物的產(chǎn)質(zhì)量。因此，一直以來(lái)土壤環(huán)境治理都是人們極為關(guān)心的事情，而且做好土壤環(huán)境治理工作能為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供更加理想的環(huán)境。土壤中的微生物不僅能為植物的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，而且其具有降解土壤污染物的作用。在農(nóng)業(yè)耕作過(guò)程中，農(nóng)用農(nóng)藥的主要成分是有機(jī)農(nóng)藥鹵代芳香烴，鹵代芳香烴是含氯烴農(nóng)藥的主要成分，一旦進(jìn)入土壤就極難降解。這種農(nóng)藥雖然達(dá)到了殺蟲(chóng)的目的，但是其對(duì)于土壤所產(chǎn)生的污染卻可能需要長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年才能徹底消解。在實(shí)際生活中，污染物的種類和來(lái)源可謂是多種多樣，但是總體可以分為有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物兩大類。結(jié)合污染物的降解難易程度，可以將有機(jī)污染物分為易降解和不易降解2種。微生物在土壤中的主要作用是在生物和非生物的作用下，將土壤中的有機(jī)污染物逐漸轉(zhuǎn)化為不同穩(wěn)定性的產(chǎn)物，最終污染物中的污染成分被成功降解，轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物。這對(duì)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育是極為有利的。而在對(duì)土壤中的無(wú)機(jī)物進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)污染物的主要來(lái)源都是人為產(chǎn)生的，如沒(méi)有經(jīng)過(guò)降解處理的工業(yè)廢水直接排入土壤中，部分工業(yè)廢水中含有大量的汞、鉛等有害重金屬，對(duì)土壤造成了極為嚴(yán)重的污染。微生物的主要作用就在于其可以將各種有毒有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為毒性小或者基本沒(méi)有毒性的物質(zhì)，這樣即可大幅度降低土壤的受污染程度，土壤中的植物方可得以正常生長(zhǎng)[3]。

5 土壤微生物有助于促進(jìn)腐殖酸的形成

土壤微生物對(duì)土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)、肥力演變以及植物生長(zhǎng)等均有重大影響。其中，腐殖酸的形成離不開(kāi)土壤微生物，土壤微生物的繁衍同樣離不開(kāi)腐殖酸。比如，針葉林的落葉隨著時(shí)間的推移會(huì)變成腐質(zhì)，這些腐質(zhì)會(huì)吸引大量的微生物群，這些微生物群以腐質(zhì)為生，將會(huì)產(chǎn)生大量的無(wú)色腐殖質(zhì)酸，這些物質(zhì)對(duì)于植物的生長(zhǎng)極為有利。生物的多樣性使得土壤中的微生物各不相同，不同微生物之間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)也存在鮮明差異，如植物木材的殘?jiān)谖⑸锏慕到庾饔孟聲?huì)形成兒茶素、氨基酸和微生物酶等物質(zhì)，而這些物質(zhì)中所含有的腐殖酸鹽最終則會(huì)轉(zhuǎn)化成為氮[4]。多種類型的土壤微生物改變了原來(lái)的土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的活性，能有效促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。在某種程度上，土壤腐殖質(zhì)含量決定了植物的生長(zhǎng)周期和生產(chǎn)質(zhì)量。

6 土壤微生物有助于產(chǎn)生植物激素

植物激素是一種促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)，該物質(zhì)主要是在土壤微生物的生命活動(dòng)過(guò)程中分泌出來(lái)的，其不僅能有效促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而且能有效提高植物根系吸收土壤中各種微量元素的能力。因此，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，相較于完全沒(méi)有細(xì)菌的環(huán)境來(lái)說(shuō)，植物在含有微生物和各種有益菌類的土壤中可以更好地生長(zhǎng)發(fā)育。但是，需要注意土壤中不僅含有有益菌類，而且含有大量的有害菌類，因此在農(nóng)作物種植期間要做好土壤翻耕工作，注意實(shí)施輪作，同一種作物不宜長(zhǎng)時(shí)間在同一塊田塊種植，并注意合理施肥。總的來(lái)說(shuō)，土壤中多種多樣的微生物，使得土壤的活性不斷增強(qiáng)，植物得以吸收更多的養(yǎng)分。而植物生長(zhǎng)期間，種植者會(huì)不斷地給植物施肥，這樣也為微生物的生長(zhǎng)提供了更好的環(huán)境，根系微生物生態(tài)系統(tǒng)的形成更加容易。

7 土壤微生物有助于提供物理屏障，減少各類病原菌侵害

對(duì)于植物而言，土壤中存在的微生物具有保護(hù)植物根系的突出作用，正是因?yàn)槲⑸锸怪参镌谏L(zhǎng)過(guò)程中不會(huì)受到病原菌和各種害蟲(chóng)的傷害。植物根系周邊的微生物在土壤的作用下會(huì)慢慢聚集在一起，隨著時(shí)間的推移形成一個(gè)完整的物理保護(hù)層，在根部生長(zhǎng)的同時(shí)，這些微生物菌群也將會(huì)延伸生長(zhǎng)。最初，這些細(xì)菌只會(huì)分離出一些小的細(xì)胞，但是隨著根系的不斷生長(zhǎng)發(fā)育，細(xì)菌群落將會(huì)不斷增大，直到其形成一個(gè)完整的物理包圍圈層，在該圈層中含有大量的微生物，而圈層的特殊驅(qū)動(dòng)在一定程度上阻止了微生物進(jìn)一步繁殖發(fā)展，所以，植物根系周邊的物理保護(hù)層能將植物的根系圈入一個(gè)相對(duì)比較平穩(wěn)的微生態(tài)系統(tǒng)中，這樣各類病原菌和蟲(chóng)害也被隔絕了，植物被病毒細(xì)菌侵入的概率將會(huì)大幅度降低，其將會(huì)更加健康茁壯地生長(zhǎng)。

總之，作物生長(zhǎng)的土壤中含有多種有利于植物生長(zhǎng)的微生物，一般微生物越多，生態(tài)系統(tǒng)越多樣化，生態(tài)系統(tǒng)就越穩(wěn)定。微生物可以將有機(jī)質(zhì)分解為無(wú)機(jī)物，從而提高土壤肥力。但是，如果土壤中的微生物得不到有效利用，那么植物可能難以真正有效吸收土壤中的養(yǎng)分。因此，借助現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)對(duì)土壤中的微生物進(jìn)行改造，發(fā)揮微生物在土壤中的作用，盡可能以更加多元的方式給植物傳輸其生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)。