《农用与环保微生物》——以微生物区系为中心的土壤分类（4）

来源：西部果友联盟 | 作者:西部果友联盟 | 时间：2015-05-17 09:46

迄今对土壤的研究主要以物理和化学性质为中心，对物化性质、生物性质的研究起步较晚。特别是对微生物的研究由于研究对象的不可视，大量工作是确认其再现性，取得的成果较少，其巨大的多样性甚至使人们失去了信心。在这种情况下，有必要从大的框架上进行微生物的分类，注意微生物内部生态系统形成的方式，确认其对作物的影响，根据大量的事实加以分类以确定一定的方向性。

并非，以微生物为中心，而是以人类的管理为中心是这_方法的基本思路。如果这一概念得以建立，就必须将微生物视同于地面上的作物进行管理，其效果将取决于能够实现何种程度的管理。

根据上述观点，加上过去10余年的应用研究及其再现性的观察，可将微生物分为下列几类。

1．微生物的功能——腐败、发醇、合成

土壤中各种微生物可以概略地分为分解和合成两大系列。分解系列又可以如图2所示分为氧化分解和发酵分解，有发酵分解又可再分为有益发酵（称为发酵）和有害发酵（称为腐败）。另一方面，合成系列又可分为氮素同化和弹素同化两种。

一般有一种将发酵、腐熟及腐败混为一谈的倾向。“使堆把自然发酵”这样的说法就是将、腐熟当作发酵的一种表现，有这样的误用的例子还不在少数。

所谓腐败，正如图2所明示的那样，是在有机物分解过程中，由于微生物的活动，大量的能量以气体或热的形态放出，并产生对植物或动物有害的中间产物或酶抑制物质，使有机物迅速无机化的系统，而腐熟则是使上述系统无害化的长时间的催熟过程。

所谓发酵，是一种由微生物的活动所产生的极少能量只有酸化分解的1/20的能量，使不可溶的有机物在较短时间里变为可溶的有机物有效化（加工）的系统。

而合成则是以上述已分解物质为基质进行固氮和光合作用等摄取外部能量的系统。

光合作用有多种形式，既有像蓝藻或绿藻那样在好氧条件下的完全光合作用，又有像光合细菌那样在厌氧条件下的不完全光合作用等等。固氮微生物既有好气性的固氮菌，又有根瘤菌、蓝藻等。

2．腐败、发酵、合成的连锁作用

酸化腐败、发酵、合成等系统如图2所示在土壤中是同时进行的，系统比例的高低，决定了土壤性状的优劣。

极端地讲，有机物的生产是摄取正电子的过程，而崩坏则是放出正电子的过程．起主导作用的是氢离子。如果氢离子和氧结合生成水则无大碍，但如果转化成硫化氢、烯烃或其他产生恶臭的腐败物质（还原物质）则战为万恶之源。

相反地，如图3所示的那样，如果土壤能够吸收氢离子，再促使光合细菌等合成型微生物占据优势，就可以使将腐败物质合成为糖类的系统发挥强大的作用，从而形成高生产力土壤。

像光合细菌那样的不完全光合菌列。于有效的土壤管理和有机物利用以及持续提高地力是十分合适的，这些微生物能够在嫌气条件下吸收还原状态的氢，也即是对植物有害的烯烃、硫化氢等，使之合成为对植物有用的物质，同时还可以为植物根系提供氧气。

另一方面，在有机物分解过程中产生的甲烷、硫化氢等还原物质将显著地抑制氮合成微生物的活动。如果这时存在着光合细菌那样的可以利用还原物质的合成菌，将不会出现缺氧的情况。这样，氮合成菌即使在嫌氧条件下，不仅可以充分发挥期能力，其固氮作用还可以比单独存在时提高数倍。

光合细菌不仅可以进行光合作用，而且可以固氮，如果与土壤的固氮菌共存，将可强化其固氮能力。因此，要使土壤成为合成型土壤，就必须充分认识光合细菌和固氮菌等的作用并加以应用。最理想的状态是使发酵优位于腐败，形成与合成系联动的发酵合成型。

3．依据微生物的功能进行土壤分类

根据在上述腐败、发酵、合成的联动中起主要作用的微生物的不同，可以对土壤进行以下的分类：

(1)腐败型土壤

土壤丝状菌中镰孢霉菌的比例较高（15%以上），施用含氮量较高的新鲜有机物后会产生恶臭，易出现吸引各种害虫。这种土壤容易发生病虫害，施用新鲜有机物反面有害。目前一般土壤中有90%以上是腐败型土壤。无机养分被固化，土壤板结，物理性状差。如果是水田则易产生甲烷气体。

(2)净菌型土壤

富集产生抗菌素的微生物、极少发生病虫害的土壤称为净菌型土壤。青霉菌、木霉菌、链霉菌等比较活跃，丝状菌中镰孢霉菌的比例在5%以下，土壤中极少发生病虫害。即使施用含氮量高的新鲜有机物也很少产生恶臭，分解后么产生山地表土的气味。土壤的团粒结构被改善，透水性良好。虽然不会出现病害，但产量较低。如果与第(4)类的合成型联动的话，会变得十分高产。

(3)发酵型土壤

指乳酸菌、酵母菌等发酵型微生物占优势的土壤，施用新鲜有机物可产生发酵的清香，富含曲霉菌真菌。镰孢霉菌的比例也在5%以下，具高的水稳性团粒的形成潜力，土壤膨松，无机养分的可溶度高。土壤中富含氨基酸、糖类、维生素以及其他生理活性物质，可迅速促进作物的生长发育。在水田，甲烷气体的产生被抑制。

(4)合成型土壤

指光合细菌、藻菌类以及固氮菌等合成型微生物占优质的土壤，如果水分条件稳定，仅施用少量的有机物就可使土壤肥沃化。镰孢霉菌的比例低，常与第(2)类的净菌型土壤联动。在水田，甲烷气体的产生受到抑制。

上述土壤分类只是一种粗略的方法，各种土壤间没有严格的界限，彼此间相互交替，只是为了方便将各自有代表性的微生物突显出来的一种分类方法。最为理想的是具有净菌力以及较高发酵合成能力的土壤，如何得到这样的土壤是微生物区系管理的中心课题。

4．依据功能进行微生物区系管理的要点

如果对土壤微生物区系进行了切实的管理，由于可以自然而然地改善土壤的理化性状，因此，只要土壤母质没有缺点，更无需特意进行土壤改良。但如果希望获得优质的产品以及更高的产量，还是应该采取传统的土壤改良措施。

微生物区系的形成决定于目标微生物在土壤中的定居，但要突出某一特定的种类是困难的，关键在于促使生态群的定居。例如，要形成净菌型土壤的话，不管是好气或嫌气、子酸或好碱，只要是产生抗菌素的革兰氏阳性菌，均可用米糖、油渣或鱼粉发酵增殖，提高菌的密度后与堆肥等有机质一起施人土壤中，便可比较容易形成净菌型微生物区系。

由于土壤种类很多，不同的土壤可能会出现完全不同的效果。既有可能仅一次施用便取得完美的效果，也有可能施用多次都根本不起作用。对后者人们往往误认为无效，但实际上如果在菌的基本性质上不发生错误，只要给予充是的水分，并在施用微生物时加上优良的有机物质（米糠、油渣、鱼粉等）1--2t/hm2，便可取得意想不到的效果。

由于微生物的应用试验不像化肥或农药那样有一定的见律，如果为了方便采用化肥或农药试验的方法的话，则会以浓度和施用次数作为基准，其结果常常导致在再现性方面出现问题，使得绝大多数试验都因此而失败。

需要再三强调的是，微生物的施用效果取决于所施用的微生物是否占据优势，并稳定地发挥作用。从根本上来说，浓度或施用次数仅仅是一个大致的度量，不具有绝对的意义。更重要的是，要为效果的产生作充分的准备（施用优良的有机物质），且持续地施用，直至产生效果。

如果持续的施用产生了效果，届时土壤中便毫无疑问地形成了所期待的微生物区系。如果经过这一过程使微生物区系稳定下来，只要不出现缺乏有机质、极端干旱、积水、施用了过多新鲜有机物等情况，微生物的效果会在很长的时间里持续下去，如果管理得当，将可能是半永久性的。

无论效果怎样突出的微生物，如果成为单一种，根据不同的土壤条件，其再现性会很不一致。作为一种策略，应该将具有互补性的各种有用菌尽可能多地组成群，使这样的群在土壤中定居；较容易防止变异，效果也就比较稳定。

无论是发酵型土壤还是合成型土壤，其原理是一样的，如果在一开始便以净菌型、发酵型以及合成型混合的方式施用，便可能较快地使土壤向具有净菌力的发酵合成型土壤转换。

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