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土壤中的微生物在农业生产中的作用

来源:飞鱼彩票发布日期:2018-12-05浏览:

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土壤微生物是土壤中一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称,严格意义上应包括细菌、古菌、真菌、病毒、原生动物和显微藻类。微生物的数量也很巨大,1克土壤中就有几亿到几百亿个。大部分土壤微生物对作物生长发育是有益的,它们对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响,当然也有一些令人讨厌的致病微生物。正是有了土壤中微生物的默默付出,才会有大地春华秋实的生生不息。那么微生物在土壤中都有哪些作用?今天我们就来了解一下:

一、形成土壤结构
作为土壤的活跃组成分,土壤微生物在自己的生活过程中,通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换,以及分泌的有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构,最终形成真正意义上的土壤。土壤微生物的区系组成、生物量及其生命活动对土壤的形成和发育有密切关系。
二、分解有机质
土壤微生物最显著的成效就是分解有机质,比如动植物残体和施入土壤中的有机肥料等,只有经过土壤微生物的作用,才能腐烂分解,释放出营养元素,供作物利用,并形成腐殖质,改善土壤的结构和耕性。
然后,土壤微生物还可以分解矿物质,土壤微生物的代谢产物能促进土壤中难溶性物质的溶解。方便作物吸收利用,提高土壤肥力。另外,尿素的分解利用也离不开土壤微生物。这些土壤微生物就好比土壤中的肥料加工厂,将土壤中的矿质肥料加工成作物可以吸收利用的形态。
三、固氮作用
氮气占空气组成的4/5,但植物不能直接利用,某些微生物可借助其固氮作用将空气中的氮气转化为植物能够利用的固定态氮化物,有了这样的土壤微生物,就相当于土壤有了自己的氮肥生产车间了。
在植物根系周围生活的土壤微生物还可以调节植物生长,植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能为植物直接提供氮素、磷素和其他矿质元素的营养以及有机酸、氨基酸、维生素、生长素等各种有机营养,促进植物的生长。土壤微生物与植物根部营养有密切关系。
四、抑制作物土传疾病
土壤中存在一些抗生性微生物,他们能够分泌抗生素,抑制病原微生物的繁殖,这样就可以防治和减少土壤中的病原微生物对作物的危害。
五、降解土壤中残留的有害物质
微生物还可以降解土壤中残留的有机农药、城市污物和工厂废弃物。微生物把他们分解成低害甚至无害的物质,降低残毒危害。当然,这些所有的功能都是由不同种群的微生物完成的,每一个功能的实现也需要有大量的微生物共同工作才行。
六、调节作物的生长
在植物根系周围生活的土壤微生物还可以调节植物生长,植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能为植物直接提供氮素、磷素和其他矿质元素的营养以及有机酸、氨基酸、维生素、生长素等各种有机营养,促进植物的生长。土壤微生物与植物根部营养有密切关系。
土壤中动植物残体和其他有机物,主要在微生物的参与下达到无机化和腐殖化。总之,微生物是在土壤的物质和能量输入和输出中扮演者分解者的重要角色,是物质循环生态系统中的重要环节,且不可代替。
土壤微生物多样性影响因素
影响士壤微生物群落的结构组成和多样性,尤其是其功能多样性的因素有很多种,可大体分成自然因素和人为因素两大类。自然因素包括植被、土壤类型、温度、水分以及pH值等;人为因素包括农药、施肥以及土壤耕作方式等人类对耕地的管理方式。下面就植被、土壤类型、温度和水分、土壤管理方式几种有代表性的土壤微生物多样性影响因素分别加以阐述。
1 、植被

植被通过影响土壤有机碳和氮的水平、土壤含水量、温度、通气性及pH值等来影响土壤微生物多样性。植被是土壤微生物赖以生存的有机营养物和能量的重要来源,影响着土壤微生物定居的物理环境,如植物调落物的类型和总量、水分从土壤表面的损失率等。植被的存在有利于增加土壤微生物多样性和微生物生物量;反之,植被的破坏可能改变微生物组成并降低微生物多样性。
      根际指包围并受植物根系影响的土壤区域。研究表明,植物多样性与根际土壤微生物的关系十分密切。 植物根系及其分泌物为土壤微生物提供生长基质和有利的生长环境,而植物本身则从微生物对根系的分泌物和其他土壤有机和无机物质的转化所带来的养分释放中获益。因此,研究植物根际土壤微生物多样性变化是研究植物与土壤微生物之间关系的重要问题之一。上述研究结果表明植物根际土壤微生物多样性不仅随着植物类型改变,还随着植物的生长发育过程改变,具有非常强的时空特征。

2、土壤 类型

     近年来大量实验都证明了土壤类型是土壤微生物群落结构和密度的主要影响因素。土壤颗粒越细小,有机质含量越高,土壤颗粒中的微生物群落结构越复杂,多样性越高。土壤微生物功能多样性与土壤pH值呈正相关。
3、温度和水分
温度和水分对土壤微生物多样性的影响存在交互性,具有协同效应微生物的功能多样性在夏季最高,春季最低。夏手温度高,植物代谢旺盛,向土壤中释放-一些根际分泌物而刺激细菌繁殖;到了秋季植物停止生长,微生物以能利用植物调落物的真菌为主;再到了冬季,适寒性微生物则大量繁殖。
4、 管理方式

      土壤的管理方式包括农药的应用、施肥、耕作方式等,这些人为的影响因素通过改变土壤的理化性质而影响微生物多样性。

      农药包括除草剂、杀真菌剂和杀虫剂等,不同农药对土壤微生物的影响不同,可能对土壤微生物产生不同程度的抑制作用,也可能使土壤微生物多样性和生物量减少,还可能使土壤微生物群落结构和功能发生改变。使用除草剂后,土壤微生物多样性降低,其群落结构和代谢能力受到明显影响; 百菌清使土壤细菌和真菌的群落结构都发生改变;杀虫剂在DNA水平上影响土壤微生物群落多样性,且受杀虫剂污染的土壤的有机碳含量和微生物生物量中碳含量都较低。

      施肥对土壤微生物多样性及活性的影响非常复杂,可能与肥料的种类、施用方式(施用量、长期施用或短期施用)、土壤类型和利用方式等因素有关。长期施用有机肥使得细菌/真菌的比例提高,细菌和真核微生物群落多样性受土壤有机碳和CN比的影响;自然的和经过有机肥处理的土壤微生物群落多样性相似,但是与化肥处理的差异明显,石灰处理对多样性的影响较小。无机氮肥和磷肥对土壤微生物多样性无明显影响。

      土地耕作方式包括传统耕作、免耕、连作、轮作等,不同的耕作方式会对土壤微生物多样性造成不同的影响。有较多报道认为,免耕土壤中的微生物多样性和生物量均高于传统耕作后的土壤,其原因是传统耕作会导致土壤团聚体的分裂和表层士壤中有机质的消耗,而已发现的大团聚体中的微生物生物量比微团聚体中的高,减少耕作能增大团聚体,使微生物多样性和生物量增加。谷物/豆科植物轮作对根际微生物群落结构有显著影响,在连续种植谷物的土壤中生长的植物有较相似的根际细菌群落,而轮作土壤中的微生物群落则出现较大的变异性。磷肥对微生物群落结构的影响只有在连作时才表现出来,轮作处理作用效果大于磷肥处理。
微生物是在土壤的物质和能量输入和输出中扮演者分解者的重要角色,在日常的农业生产中,土壤中微生物的多样性对作物的生长有着很大的作用。所以我们在田间的日常管理中要更加合理化科学化:例如减少农药的使用,加大有机肥和生物有机肥的使用比重,秸秆还田,作物轮作。


 
 
 

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