土壤微生物資源在農(nóng)業(yè)中的開發(fā)和利用

瞿翔 郝琦 李媛媛 何仕帆

摘 要 土壤中含有大量微生物，其與植物共同構(gòu)成穩(wěn)定的微生物-植物系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中微生物處于核心地位。以土壤微生物的概述及相關(guān)鑒定為切入點(diǎn)，分析了土壤微生物肥料的種類，又提出了土壤微生物的具體作用，并闡述了土壤微生物資源在農(nóng)業(yè)中的利用方式。

關(guān)鍵詞 土壤;微生物資源;農(nóng)業(yè)開發(fā)

中圖分類號：S154.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.15.106

我國作為農(nóng)業(yè)大國，土壤資源幾乎是我國最重視的資源開發(fā)方向，其中不僅蘊(yùn)含著豐富的養(yǎng)分和水分，還蘊(yùn)含著數(shù)量龐大的微生物，這些微生物可以利用土壤中的養(yǎng)分不斷繁殖和生長，逐漸形成能為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供輔助的特殊生態(tài)體系。這一體系十分龐大，且具有明顯的多樣性，微生物在體系中自然繁衍，與真菌和細(xì)菌共同構(gòu)成了土壤微生物主體結(jié)構(gòu)。

1 土壤微生物概述及鑒定

1.1 土壤微生物概述

土壤環(huán)境中幾乎有微生物生長發(fā)育所需要的全部養(yǎng)分，簡單講土壤是微生物生活的最佳環(huán)境。土壤中含有的微生物數(shù)量龐大，尤其是以細(xì)菌為主，常規(guī)用于農(nóng)作物種植的土壤中，每667 m2耕地細(xì)菌濕質(zhì)量90～225 kg，細(xì)菌干質(zhì)量能達(dá)到土壤有機(jī)物質(zhì)含量的1%。不同土壤中蘊(yùn)含的微生物種類和數(shù)量差異如表1所示[1]。

1.2 土壤微生物鑒定

微生物的鑒定主要是通過對微生物的形態(tài)、生理生化反應(yīng)、生態(tài)特性等方面的觀察鑒定[2]。鑒定工作中微生物的形態(tài)及生理生化反應(yīng)特點(diǎn)是觀察工作落實(shí)的側(cè)重點(diǎn)，通過對此類特點(diǎn)的觀察，能夠?qū)ξ⑸镱愋秃凸δ苓M(jìn)行初步判定。這也是經(jīng)典微生物鑒定的方式，隨著我國生物學(xué)發(fā)展，新的微生物鑒定手段層出不窮，也為土壤微生物資源在農(nóng)業(yè)中的開發(fā)與利用相關(guān)工作的優(yōu)化奠定了穩(wěn)定基礎(chǔ)。

2 土壤微生物肥料種類

2.1 促生細(xì)菌劑

植物根圈促生出的細(xì)菌主要存在于植物的根圈內(nèi)，他們在生長代謝過程中，能夠促進(jìn)植物生長。這種微生物菌之所以能夠具有此種優(yōu)勢，主要原因在于其能夠主動分泌植物促生物質(zhì)，甚至有部分菌株還能為農(nóng)作物提供生長激素。尤其是對豆科農(nóng)作物結(jié)瘤有很明顯的促進(jìn)作用，這一作用對于促進(jìn)植物出芽來說十分有利，也能調(diào)控土壤中會對農(nóng)作物生長產(chǎn)生影響的土傳病害。

2.2 菌根菌劑

菌根是一種真菌和植物根莖共同形成的具有特定形態(tài)和結(jié)構(gòu)的共生體，實(shí)際上植物形成菌根屬于常見現(xiàn)象，且自然界中的大部分植物都有菌根，具體可以劃分成為外生和叢植兩種。

1）外生菌根。植物外生菌根從幼苗階段就會開始生長，一般情況下有機(jī)物質(zhì)越豐富，通氣情況越好的砂質(zhì)土壤就越有利于植物菌根的養(yǎng)成。外生菌根對于農(nóng)作物來講有明顯的促進(jìn)作用，還可以一定程度上預(yù)防病害，具體表現(xiàn)在擴(kuò)大寄生植物根的吸收能力，同時(shí)能夠幫助農(nóng)作物獲得更多的水分和營養(yǎng)。具有外生菌根的農(nóng)作物對于土壤中的吲哚乙酸吸收能力有所加強(qiáng)，這種物質(zhì)具有促進(jìn)植物生長的效果。不僅如此，外生菌根還能產(chǎn)生抗生素，幫助農(nóng)作物抑制細(xì)菌活性，降低農(nóng)作物受到病害影響的可能性。

2）叢植菌根。內(nèi)生菌根中最常見的就是叢植菌根，這種菌根主要的特點(diǎn)是在農(nóng)作物根系的皮層內(nèi)有叢植和無隔菌絲，屬于植物與土壤微生物的共生體。生長過程中，農(nóng)作物為微生物提供能量，而叢植菌根則幫助農(nóng)作物獲得更多能量，對農(nóng)作物吸收水分來講有很明顯的提升作用，簡單講就是能提升農(nóng)作物抗旱能力。

2.3 根瘤菌接種劑

根瘤菌接種劑的應(yīng)用十分廣泛，對于農(nóng)作物的增產(chǎn)效果也很明顯。我國對此種微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：1）種子拌菌，這種方式十分常見，對于使用者本身的技術(shù)要求不高，僅使用少量的微生物菌劑就能使每顆農(nóng)作物種子黏附根瘤菌;2）土壤拌菌，這種方式是將根瘤菌劑混合到農(nóng)作物根莖出的土壤中，此方式比種子拌菌的效果更加直接，能有效提高農(nóng)作物的固氮效率。但需要注意的是，土壤拌菌法需要的微生物菌劑劑量較大，不適合大范圍使用[3]。

3 土壤微生物資源在農(nóng)業(yè)中的作用

3.1 提高化肥利用率

我國是農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，僅依靠大量的化肥來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量并不科學(xué)，長期使用大量化肥會導(dǎo)致土壤中殘留的氮、磷、鉀元素過多。對于我國農(nóng)作物種植種類和土壤條件的特點(diǎn)來講，使用微生物肥料和化肥結(jié)合提升農(nóng)作物產(chǎn)量具有十分明顯的優(yōu)勢，不僅能有效提高化肥的使用效果，而且不會在土壤中殘留過多的營養(yǎng)元素。研究表明，某地區(qū)使用土壤微生物肥料后，農(nóng)作物的根系發(fā)育和抗逆能力等都得到了促進(jìn)提升。后續(xù)在這片土壤上種植的其他農(nóng)作物也可以節(jié)約化肥用量，達(dá)到降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本投入的效果。不僅如此，微生物化肥本身來自自然界，適當(dāng)使用也不會對自然環(huán)境產(chǎn)生破壞。

3.2 生產(chǎn)綠色無公害食品

我國當(dāng)下對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求不僅是增產(chǎn)，更主要的是健康，因此綠色無公害的食品生產(chǎn)成為主要發(fā)展方向[4]。要想盡快達(dá)到較好的生產(chǎn)效果，顯然使用土壤微生物肥料是良好選擇，在生產(chǎn)綠色食品的過程中，可以盡量減少化學(xué)肥料和農(nóng)藥的使用。我國種植綠色食品過程中經(jīng)常使用具有特殊功能的微生物肥料，一方面減少了農(nóng)業(yè)種植對自然環(huán)境產(chǎn)生的污染，另一方面對土壤環(huán)境也有改善的作用，能夠增加土壤中的有機(jī)物和礦物質(zhì)營養(yǎng)。檢測發(fā)現(xiàn)，使用過微生物肥料的土壤中，有害化學(xué)物質(zhì)和農(nóng)藥殘留都有化解的跡象，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有事半功倍的效果。

3.3 環(huán)境保護(hù)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必然會對自然環(huán)境造成一定影響，微生物資源在環(huán)保工作中的應(yīng)用也有明顯效果，具體工作方式有兩種，一種是將農(nóng)業(yè)和城市垃圾等肥料作為原料生產(chǎn)微生物有機(jī)復(fù)合肥料;另一種是將微生物肥料供應(yīng)給堆肥企業(yè)，加速其發(fā)酵過程，最終達(dá)到提高肥料質(zhì)量的效果，這樣就實(shí)現(xiàn)了廢物利用，也能有效緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境破壞影響[5-6]。

3.4 土壤改良

長時(shí)間的農(nóng)作物種植會降低土壤肥力，還有可能將有害物質(zhì)遺留在土壤中。使用微生物資源能夠在提升農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的同時(shí)，產(chǎn)生次級代謝物，與植物黏液和其他有機(jī)膠體結(jié)合起來，進(jìn)而改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤物理性能，降低土壤流失損失，十分有利于土壤形成腐殖質(zhì)。

4 結(jié)語

微生物在土壤中儲量十分豐富，且會隨著環(huán)境的差異和時(shí)間的推移產(chǎn)生變化，若能夠合理開發(fā)和利用微生物資源，新型微生物的開發(fā)能較大幅度地提升其在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的實(shí)際效率。在現(xiàn)代分子技術(shù)的輔助下，我國已經(jīng)具備將開發(fā)出的新微生物分子進(jìn)行克隆的技術(shù)，最終應(yīng)用到土壤環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)肥料、飼料等方向上，能獲得十分廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王朝才，申學(xué)鋒，查梓琰，等.安徽阜南縣農(nóng)業(yè)廢棄物與生物天然氣開發(fā)利用PPP項(xiàng)目調(diào)研報(bào)告[J].財(cái)政科學(xué)，2021，9（2）：127-131.

[2] 汪麗珍，周曉雷.農(nóng)業(yè)氣象資源旅游優(yōu)勢評價(jià)及開發(fā)利用：評《農(nóng)業(yè)氣象》[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2021，42（1）：85.

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[6] 何沛，蘇代發(fā)，楊俊譽(yù)，等.微生物在煙草中的研究，開發(fā)與利用進(jìn)展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，6（S2）：25-26.

（責(zé)任編輯：趙中正）