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微生物肥料的六个神秘身份

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发表时间:2019-02-26 10:13作者:加百列生物

一是土壤的“造就师”

微生物肥料中有益微生物能产生糖类物质,与植物粘液、矿物胚体和有机胶体结合在一起,可以改善土壤团粒结构,有效打破土壤板结,促进团粒结构的形成,并能改善土壤的通气状况,促进有机质、腐殖酸和腐殖质的生成。

微生物能够促使有机质、腐植酸和腐殖质的生产,土壤中的秸秆、纤维素等大分子物质,通过微生物的分解可以转为有机质,进一步分解可以形成腐植酸和腐殖质,直至分解成微生物和植物均能直接吸收利用的小分子水溶有机碳。

土壤团粒结构是由若干土壤单粒粘结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。单粒间形成小孔隙、团聚体间形成大孔隙,小孔隙能保持水分,大孔隙则保持通气。而腐殖质是构成土壤团粒结构的核心成分,没有腐殖质,团粒结构将无法形成,而微生物丰富的土壤中,微生物可以源源不断的分解有机质为腐殖质,为土壤团粒结构的形成奠定基础。


二是“养分转换师”    

     微生物在土壤中物质和能量的输入输出中扮演着非常重要的角色,是物质循环链上的重要环节。它能够活化土壤有机与无机养分,分解有机物,释放养分,增加养分的有效性。

微生物能够活化土壤中的无机养分,让土壤中的无机养分从离子态变成络合态,增加养分的活性。施入土壤中的肥料,各元素之间存在一定的拮抗,相互之间排斥导致利用率低下,特别是磷元素与所有的元素之间存在拮抗,而微生物可以改变这种形态,活化养分,提高肥料的利用率。

微生物可以分解土壤中的一切动植物的尸体,让动植物的残体中的养分重新释放出来,产生大量的中微量元素和氨基酸等物质,供植物吸收利用。


三是土壤的“清洁师”  

微生物在其繁殖和代谢过程中,可以降解土壤中残留的化肥、有机农药、重金属和其他污染物等,在其理化反应中对上述污染物质进行分解、转化、固定、转移以及新的无害化合成,把他们分解成低害甚至无害的物质,从而降低土壤污染的程度。

土壤与其相连的水环境称为土壤-水环境系统,其中存在着大量的土壤固有微生物,并在表面存在生物膜,因为生物膜形成了隔离层,有机污染物在接触到支撑生物膜的固体基底之前,必须首先到达并且穿过这个隔离层,这样就强烈地改变矿物颗粒或基底的吸附行为,对吸附作用有重要的影响,近年的研究表明,由于受污染影响,导致土壤中含有多环芳烃(PAHs),沉积物中PAHs主要为原油污染以及工业或民用煤不完全燃烧所致,枯草芽孢杆菌对菲与苯并芘的吸附及生物降解研究,研究表明以枯草芽孢杆菌为接种微生物,对菲与苯并芘都可进行吸附或生物降解,48h液相PAHs浓度达到平衡时,微生物对菲消除了98%,对苯并芘消除85%;接种的样品48h吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程;在接种微生物情况下,沉积物与土壤对菲和苯并芘吸附特征均发生较大变化,对菲的吸附量增大约35倍,而对苯并芘的吸附量却降低了23左右;未接种微生物的土壤和沉积物对菲解吸率为20%,接种的样品组为2.9%,而对苯并芘的解吸结果与菲相反,未接种的对照组为4%,接种的样品组为l3%。


四是土壤的“治疗师”

  土壤中的微生物,例如抗生性微生物,它们能够分泌抗生素,抑制病原微生物的繁殖,这样就可以防治和减少土壤中土传病害微生物对作物的危害,提高作物产量和品质。对土壤进行解毒保健,调控和维护土壤的健康质量。(下面以枯草芽孢杆菌为例进行讲解

1.营养和空间位点的竞争

  枯草芽孢杆菌的竞争作用主要包括营养竞争和空间位点竞争。可以在植物根际、体表或体内及土壤中快速、大量繁衍和定殖,有效地排斥、阻止和干扰植物病原微生物在植物上的定殖与侵染,从而达到抑菌和防病的效果。

2.产生抑菌物质

  枯草芽孢杆菌在生长过程中能产生多种具有抑菌、溶菌作用的物质,如枯草菌素、有机酸、抗菌蛋白等等,这些物质可以抑制病原菌的生长和繁殖,甚至破坏细菌结构,杀死病原菌。因此,枯草芽孢杆菌对于重茬病、根腐病、灰霉病等疾病防治效果很好。

3.增强免疫促进生长

  枯草芽孢杆菌可以分泌活性物质,激活植物防御系统,增强作物的免疫力与抗病性,减轻或消除病原菌对植株的危害。

  还可促进多种植物种子、幼苗和根系的生长发育,增强了植物的抗病性, 从而间接地减少病害发生。如增加吲哚乙酸等生长素的形成,刺激作物根系发育,增强光合作用。同时将土壤中难吸收的物质转化为易于作物吸收的物质,促进作物对营养物质的吸收利用,提高肥料利用率。

4.诱导植物产生抗性

  枯草芽孢杆菌不但能直接抑制植物病原菌,而且能通过诱发植物自身的抗病潜能从而增强植物的抗病性。如水稻纹枯病生防菌枯草芽孢杆菌,能诱导水稻叶鞘细胞抗病相关的酶(PODPPOSOD)活性增强,达到抗病效果。


五是土壤的“营养师

微生物肥料具有解磷、解钾、固氮的作用,促进土壤中微量元素的释放及螯合,可提高肥料利用率10%~30%。

固氮微生物是指通过生命活动,将空气中游离态的氮素直接转变为含氮化合物的微生物。固氮微生物种类很多,可分为:好气性自生固氮微生物,厌氧性自生固氮微生物和共生固氮微生物三大类群。前二者独立存在于土壤之中;后者与高等植物如根瘤菌等共生时才能固氮。固定的氮素除供自身生长发育外,部分以无机状态或简单的有机氮化物分泌于体外,供植物吸收利用。

土壤中有一些种类的微生物在生长繁殖和代谢过程中能够产生一些有机酸,如乳酸、柠檬酸和一些酶,如植物酶类物质,使固定在土壤中的难溶性磷如磷酸铁磷酸铝以及有机磷酸物矿化成作物能吸收利用的可溶性磷,供作物使用。可以分解难溶性磷化合物的微生物种类很多,也比较复杂。有人根据它们分解的底物,将它们分为分解有机磷的微生物和分解无机磷的微生物。目前研究和应用的主要有以下属中的一些种,比如芽胞杆菌属(BACILLUS)如巨大芽胞杆菌(B.MEGATHERIUM)、枯草芽胞杆菌(B.SUBTILIS)、矮小芽胞杆菌(B.PUMILIS)、短小芽胞杆菌(B.BRES)、环状芽胞杆菌(B.CIRCULANS)、蜡状芽胞杆菌(B.CEREUS)、胶冻样芽胞杆菌(B.MUCILAGINOSUS)等

解钾菌potassium bacteria又称钾细菌,是从土壤中分离出来的一种能分化铝硅酸盐和磷灰石类矿物的细菌,能作为微生物肥料;能够分解钾长石,磷灰石等不溶的硅铝酸盐的无机矿物;促进难溶性的钾、磷、镁等养分元素转化成为可溶性养分,增加土壤中速效养分含量;促进作物生长发育,提高产量。


六是植物促生的“催化师”

许多用作微生物肥料的微生物还可产生植物激素类物质,能刺激和调节作物生长,使植物生长健壮,营养状况得到改善,主要包含以下系列激素。

  1. 植物激素:生长素(IAA,固氮螺菌,假单胞菌,黄单胞菌,粪产碱菌以及根瘤菌),细胞分裂素(假单胞,沙雷氏菌),赤霉素、脱落酸、乙烯、酚类化合物。

  2. 酸类物质:有机酸(螯合,酸溶作用,生理活性物质),水杨酸(铁载体-获得性抗性,激素-开花、产热、抑制乙烯合成、种子萌发)。



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