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土壤—腐植酸—微生(shēng)物”之間(jiān)有(yǒu)什麽關系?土壤是有(yǒu)生(shēng)命的,這個(gè)生(shēng)命就是土壤微生(shēng)物。大(dà)家(jiā)知道(dào),土壤是微生(shēng)物的大(dà)本營,是微生(shēng)物生(shēng)長和(hé)繁殖的天然培養基。腐植酸貫穿于土壤生(shēng)命之中,是土壤的“生(shēng)命核”。沒有(yǒu)腐植酸,土壤将失去活性。據此,理(lǐ)清“土壤—腐植酸—微生(shēng)物”之間(jiān)的關系,對保護國土資源、促進土壤可(kě)持續生(shēng)産具有(yǒu)重要的現實意義。 一、土壤腐植酸 (1) 土壤生(shēng)命之本 腐植酸是土壤中最深刻的“暗色物質”,其生(shēng)命的每一個(gè)周期皆與生(shēng)命體(tǐ)相關聯。 ①依生(shēng)命體(tǐ)而生(shēng):主要以動、植物殘體(tǐ)(主要是植物殘體(tǐ))為(wèi)物質來(lái)源; ②借生(shēng)命體(tǐ)轉化:主要通(tōng)過微生(shēng)物的參與和(hé)作(zuò)用,不斷分解、轉化、合成; ③複歸生(shēng)命體(tǐ):主要通(tōng)過土壤腐植酸反哺生(shēng)命體(tǐ),促進綠色植物(生(shēng)産者)生(shēng)長,增強畜禽、水(shuǐ)産、人(rén)等(消費者)的免疫力,為(wèi)微生(shēng)物(分解者)提供營養物質和(hé)能量來(lái)源。 據此,腐植酸伴随着生(shēng)命的節拍,實現“生(shēng)存→轉化→消亡→重生(shēng)”的循環,依其存在而成為(wèi)煥發土壤生(shēng)命活力的本懷。 (2) 土壤結構之核 土壤的結構特性包括3層含義: ①在土壤形成過程中,有(yǒu)機質和(hé)礦物質形成有(yǒu)機-無機複合體(tǐ)、微小(xiǎo)團聚體(tǐ)、大(dà)團聚體(tǐ)等; ②微團聚體(tǐ)是土壤結構的核心,是土壤發揮其功能最小(xiǎo)的、能夠獨立存在的結構單元(相當于土壤中的細胞); ③ 土壤利用過程中土壤的結構性對土壤的功能影(yǐng)響很(hěn)大(dà)。 微團聚體(tǐ)是“土壤房(fáng)子”結構穩定的關鍵所在,而腐植酸是構築土壤“微房(fáng)子”的關鍵成分。在土壤形成過程中,腐植酸與各種微生(shēng)物分泌的多(duō)糖醛酸甙等有(yǒu)機大(dà)分子、粘粒礦物以及鐵(tiě)、鋁的氫氧化物等,通(tōng)過不同形式與各種作(zuò)用力相結合,形成各種類型的有(yǒu)機無機複合體(tǐ)。 同時(shí),在各種表面電(diàn)荷和(hé)作(zuò)用力下,通(tōng)過團聚作(zuò)用而形成了不同粒級的微團聚體(tǐ)。據此,腐植酸之微團聚體(tǐ)的形成過程,賦予了土壤有(yǒu)機無機複合體(tǐ)鮮活的生(shēng)命力,是穩定土壤結構的核心和(hé)關鍵所在。 (3) 土壤功能之要 土壤生(shēng)态系統功能主要包括:土壤中物質轉化和(hé)能量流通(tōng)的能力和(hé)水(shuǐ)平、土壤生(shēng)物的活性,土壤中營養物質和(hé)水(shuǐ)分的平衡狀況及其對環境的影(yǐng)響等。腐植酸是土壤有(yǒu)機質中最活躍的部分,對土壤生(shēng)态系統物質循環和(hé)能量轉換起着至關重要的作(zuò)用。 ①土壤形成和(hé)土壤肥力的積極參與者與促進者; ②促進和(hé)制(zhì)約着土壤金屬離子、微量元素的遷移、固定和(hé)淋溶; ③是土壤結構的穩定劑; ④影(yǐng)響着土壤的鹽基交換容量; ⑤影(yǐng)響着土壤的持水(shuǐ)性; ⑥是植物物料的倉庫。 據此,腐植酸可(kě)以調節生(shēng)物系統、土壤系統和(hé)環境系統之間(jiān)的物質循環、能量轉換和(hé)信息傳遞,是維持土壤功能穩定的重要物質。 二、土壤微生(shēng)物 (1) 土壤微生(shēng)物組成 土壤是微生(shēng)物的大(dà)本營,是微生(shēng)物生(shēng)長和(hé)繁殖的天然“培養基”。土壤微生(shēng)物是生(shēng)活在土壤中的細菌、真菌、放線菌、藻類等的總稱,是土壤的重要組成成分。其個(gè)體(tǐ)微小(xiǎo),一般以微米或毫微米來(lái)計(jì)算(suàn),其種類和(hé)數(shù)量随成土環境及土壤深度的不同而變化。 其中,以細菌最多(duō),放線菌、真菌次之,藻類較少(shǎo)。據推算(suàn),每克土壤中有(yǒu)數(shù)千乃至數(shù)萬種,約幾億至幾十億個(gè)微生(shēng)物個(gè)體(tǐ),其種類和(hé)數(shù)量随成土環境及其土層深度的不同而變化。 一般來(lái)說,在每克耕作(zuò)層土壤中,細菌數(shù)量約為(wèi)10^8~10^9個(gè),放線菌數(shù)量約為(wèi)10^7~10^8個(gè),真菌數(shù)量約為(wèi)10^5~10^6個(gè),藻類數(shù)量約為(wèi)10^4~10^5個(gè),它們都居住在土壤中。 (2) 土壤微生(shēng)物作(zuò)用 土壤微生(shēng)物對土壤的形成發育、物質循環、肥力演變以及植物生(shēng)長等均有(yǒu)重大(dà)影(yǐng)響。 ①細菌:适于中性及微堿性的生(shēng)存條件。其中,自養細菌有(yǒu)同化二氧化碳的能力,直接影(yǐng)響土壤的理(lǐ)化性質,平衡土壤的酸堿度高(gāo)低(dī);異養細菌以與作(zuò)物共生(shēng)的狀态存在,對作(zuò)物生(shēng)長有(yǒu)直接促進作(zuò)用,如豆科植物的根瘤菌等,具強大(dà)的固氮作(zuò)用,在少(shǎo)施氮肥的情況下産生(shēng)明(míng)顯的增産效果。 ②放線菌:适合于中性和(hé)微堿性的生(shēng)存條件。在土壤中放線菌是以需氧性異養狀态生(shēng)活,它們的主要活動是分解土壤中的纖維素、木質素和(hé)果膠類物質等,通(tōng)過這些(xiē)作(zuò)用來(lái)改善土壤的養分狀況,便于作(zuò)物直接吸收利用土壤養分。 ③真菌:适于微酸性的生(shēng)存條件。參與動、植物殘體(tǐ)的分解,成為(wèi)土壤中氮、碳循環不可(kě)缺少(shǎo)的動力,特别是在植物有(yǒu)機體(tǐ)分解的早期階段,真菌比細菌和(hé)放線菌更為(wèi)活躍。 ④藻類:為(wèi)一類單細胞生(shēng)物,主要存在于水(shuǐ)生(shēng)環境。藻類中的藍(lán)細菌也具有(yǒu)固定空(kōng)氣中氮素的作(zuò)用。它更适于在堿性環境下發揮作(zuò)用。 (3) 土壤微生(shēng)物活力 土壤微生(shēng)物不僅是土壤的重要組成部分,也是土壤生(shēng)态系統活力所在。 ①各類微生(shēng)物代謝産生(shēng)的氣體(tǐ)和(hé)有(yǒu)機酸等,有(yǒu)助于土壤團粒結構的形成; ②分解有(yǒu)機質,合成土壤腐殖質—腐植酸,培肥土壤; ③分解礦物質,促進土壤中難溶性物質的溶解(如磷細菌、鉀細菌等); ④固定大(dà)氣氮素,增加土壤氮素養分; ⑤調節植物生(shēng)長,如與植物共生(shēng)的根瘤菌、菌根、真菌等; ⑥分泌抗生(shēng)素(如放線菌),防止土傳病害; ⑦分泌大(dà)量的酶,促進土壤養分的轉化; ⑧降解土壤中殘留的有(yǒu)機農藥、城市污染物和(hé)工廠廢棄物等。 上(shàng)述8項,反映了土壤微生(shēng)物與土壤肥力、土壤健康、植物生(shēng)長之間(jiān)的重要關系,是土壤生(shēng)态系統物質循環和(hé)能量流動的主力軍。 三、土壤腐植酸與微生(shēng)物 (1) 土壤腐植酸形成的微生(shēng)物學機理(lǐ) 關于腐植酸形成的微生(shēng)物學機理(lǐ)主要有(yǒu)7種假說: ①瓦克斯曼學說認為(wèi),植物向腐殖質形成過程中,含氮有(yǒu)機物和(hé)無氮有(yǒu)機物通(tōng)過好氣性微生(shēng)物分解而産生(shēng)微生(shēng)物體(tǐ)(土壤蛋白)和(hé)木質素,二者再與堿類結合形成腐植土。 ②威廉斯學說認為(wèi),腐植酸是土壤微生(shēng)物的分泌物; ③微生(shēng)物合成假說認為(wèi),微生(shēng)物利用植物做(zuò)碳源和(hé)能源,可(kě)在細胞內(nèi)合成高(gāo)分子腐殖質物質,微生(shēng)物死後釋放到土壤中,在細胞外再降解為(wèi)腐植酸和(hé)黃腐酸; ④細胞自溶假說認為(wèi),腐殖質是植物和(hé)微生(shēng)物死亡之後細胞自溶産物; ⑤煤化學說認為(wèi),影(yǐng)響植物殘體(tǐ)在沼澤的積累和(hé)形成泥炭的條件主要有(yǒu)兩個(gè),一是使植物殘體(tǐ)與空(kōng)氣隔絕的物理(lǐ)條件,另一個(gè)就是維持微生(shēng)物良好活動的化學條件; ⑥科諾諾娃學說認為(wèi)腐殖質的形成包括“分解—縮合”2個(gè)階段,均有(yǒu)土壤微生(shēng)物的參與; ⑦厭氧發酵學說認為(wèi)腐植酸形成包括“水(shuǐ)解—産酸—合成”3個(gè)階段,不同程度提到微生(shēng)物的作(zuò)用。 不管哪個(gè)假說,都充分肯定了微生(shēng)物在腐植酸形成過程中的重要作(zuò)用。 (2) 土壤微生(shēng)物繁衍的腐植酸功效 腐植酸的形成離不開(kāi)土壤微生(shēng)物,土壤微生(shēng)物的繁衍同樣離不開(kāi)腐植酸。 ①腐植酸為(wèi)土壤微生(shēng)物提供物質和(hé)能量來(lái)源。土壤微生(shēng)物營養主要包括碳、氫、氧、氮以及一些(xiē)礦質元素。腐植酸含有(yǒu)碳、氧、氫、氮等元素,可(kě)以為(wèi)土壤微生(shēng)物提供碳源、氮源,供其生(shēng)存和(hé)繁衍。 ②腐植酸為(wèi)土壤微生(shēng)物創造适宜的生(shēng)存環境。土壤微生(shēng)物生(shēng)存需要适宜的溫度、濕度、pH等。腐植酸可(kě)以直接或間(jiān)接改善土壤溫度、水(shuǐ)分及透氣狀況,調節土壤pH,促進土壤微生(shēng)物的生(shēng)長和(hé)繁殖,增加其數(shù)量與種類。 ③腐植酸為(wèi)土壤微生(shēng)物提供生(shēng)存家(jiā)園。凡土層深厚、土質疏松、物理(lǐ)性能較好、有(yǒu)效養分較豐富的土壤中微生(shēng)物總數(shù)也較高(gāo)。腐植酸是土壤肥力的核心,腐植酸興則土肥興;土肥興,則微生(shēng)物興。 (3) 腐植酸與微生(shēng)物同為(wèi)土壤生(shēng)命共同體(tǐ) 腐植酸是土壤生(shēng)命的承載者,為(wèi)微生(shēng)物提供碳源、氮源并伴其終身,對微生(shēng)物的數(shù)量、種類、多(duō)樣性具有(yǒu)促進作(zuò)用;微生(shēng)物是土壤生(shēng)命的體(tǐ)現者,擔當着分解者的角色,對腐植酸的形成與分解功不可(kě)滅。 腐植酸的形成離不開(kāi)土壤微生(shēng)物,土壤微生(shēng)物的生(shēng)存和(hé)繁衍離不開(kāi)腐植酸,二者相互依存,共同促進土壤的形成發育、肥力演變、物質循環及能量轉化。可(kě)見,“土壤—腐植酸—微生(shēng)物”三者密不可(kě)分,屬于生(shēng)命共同體(tǐ)。 |