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网易博客《农用与环保微生物》——发酵合成型土壤的卓越功能（8）
来源：西部果友联盟 | 作者:西部果友联盟 | 时间：2015-05-22 09:07
前面已经简述了腐败净菌·发酵合成型土壤的特性，其区别取决于有机物的分解过程以及相关联的微生物的作用特性和生成产物的特性。实际上，各种因素是相互共存的，其中某种因素的突显，便使微生物区系的特性呈现出来。
1．腐败型土壤面积扩大的主要原因
将土壤的退化和老化换一个角度看，实质上就是土壤陷人了极端腐败型的状态。狭义的腐败型土壤是指土壤中存在着大量的腐败菌。而广义地讲，即使腐败菌数量少，一旦施用有机物质，腐败菌便大量繁殖并占据优势，具有这这种性质的土壤也是腐败型土壤。
在这种土壤中施用的有机物质将转化成还原性的气体（烯烃、硫化氢、氨气等）释放出来，不仅危害植物根系，丽且可以通过二次代谢转化成酶抑制剂，从而显著地抑制作物生长）此外，在还原状态下无机养分呈难溶状态，引起土壤硬度增加以及微量元素的缺乏。
尤其是经常施用以氮肥为主的化学肥料的专土壤中，有机物的分解迅速，从而导致土壤中产生不平衡的微生物区系，使土壤变得脆弱。在这种情况下，腐败分解型微生物通常容易形成优势，成为提高病原性微生物密度的基础。
当施用农药或除草剂时，不管有害或有益，土壤微生物均被杀灭，导致土壤有机物的分解过程中断，其后在自然界中占绝大多数的腐败菌也容易在土壤中占据优势。
只要这种中间状态持续下去，具有一定抗性的病原菌或害虫就总是能够获得机会，残留毒性越强，就越可能促进病原菌或害虫的抗性基因重组。
当今腐败型土壤的迅速扩大，是无视土壤的本质的结果，尽管表面上明显地与土壤物理性状的恶化有关。其结果导致了土壤酶信仰的产生，使得在土壤改良中尽管投入很大，却事倍功半，这就是脱离本质的技术广为流传所造成的恶果。
2．有机农业与净菌型土壤的局限性
尽管在理念以及维持健康等方面对有机农业的评价很高，其经济性评价却存在着疑问。而且，有机物质用量过多以及使用失误也时常发生，从而带来了普及有机农业的困难。
从过去的经验来看，刚开始在农田使用自然农法或有机农业后；大部分会产生急剧的减产，通常使被认为是这种方法的失败。许多事例说明，如果持续采用自然农法或有机农业的方法，第3、4年生产便得到恢复，第5、6年即可获得稳定的产量。
有时候这一过程长达1 0年，也有的农田在第1年获得预想的成果。后者的土壤通常原本就具备了土壤物理性状、化学性状和生物性状的良好联动，其结果形成了抑制病害发生的机制，这样的土壤可称之为净菌土壤。在微生物生态学意义上，净菌土壤中放线菌和细菌的密度很高，与腐败相关的霉菌很少。但是，这种现象也只不过是由于已经经过了以霉菌为主的急剧的分解阶段，土壤已被无害化的结果而已，在原理上与施用熟化了的堆肥并无二致。
净菌土壤属于氧化分解系中现状维持型和得到重复利用的缩小型的混合体。有机农业中出现的长达数年的生产力下降多属于缩小型，到实现稳产高产时则该土壤可视为已转变为现状维持型。
因此，如果以微生物生态为中心展开自然农法或有机农业，仅仅施用熟化的堆肥往往由于养分不足还不能形成净菌土壤，应该同时施用能够促进放线菌、细菌繁殖的菜籽饼、米糠、鱼粉，这种做法常常能在第1年便取得成功，不断地持续下去，土壤便能够向净菌土壤的方向发展。
综上所述，尽管施用了大量的有机物，在土壤微生物区系还属于腐败型期间是很难取得预期成果的。
3．通过土壤改良使腐败型转变为净茵型
良好的排水可以显著减少病虫害，这是湿润地区作物栽培的常识。排水可以增加土壤氧气，具有抑制有害的嫌气性菌、提高根系活力的作用。在病害频发的土壤中施用蛭石、矿渣、软性陶瓷等也可以显著抑制病害。这些材料的共同特性是离子代换量大，且物理化学活性高。
关于土壤改良中物化性状的研究通常以盐基置换容量(CEC)、即保肥能力为中心，磁场、辐射、离子交换作用等的效应只是在经验上有所了解。这些效应均与氧化还原反应．有关，其结果可以去除甲烷、硫化氢、氨等还原性物质，或者阻断其形成过程。
人们关注蛭石、木炭、蒙脱石等对土壤改良效应的背景主要与其具有多孔的特性有关，水溶性的二价铁、过氧化氢等不产生物理性变化的除臭剂也具有相同的效应，在原理上主要是给根及无机养分提供氧并使之活性化，同时还具有抑制强害性的腐败菌的功能。因此，这些材料均具有将士壤从腐败型变为净菌型的特性，值得引起人们的重视。
4．发酵型土壤可产生大量的腐殖质
极端地说，无论土壤的状况如何，只要能够长期施用有机物质，维持发酵型微生物的优势，土壤就会向发酵型转变。
发酵型微生物多种多样，只要其代谢产物不助长有害微生物的繁殖，不一定是细菌或酵母菌，即使是真菌类也是有用的。考虑到抑制病害及有机物分解方面的效果，最理想的组合是分泌乳酸的类群与酵母菌的结合。此外，充分保持土壤水分对于发酵型微生物的活动是十分必要的，像水田那样氧气含量比较少的状态是比较理想的。
因此，要将土壤转变为发酵型，必须采用与腐败型土壤的技术体系相反的措施，在早期就采取高水分的管理。
在通气良好、几乎不含腐殖质的土壤中施用20t新鲜垃圾以及乳酸菌，使土壤成为发酵型，再施用一定量的液肥，经过40d的黄瓜栽培后土壤中腐殖质的含量随时间变化的情况。处理区土壤腐殖质含量与对照区相比急剧增加，表明在发酵型土壤中腐殖质的生成得到了促进。
5．发酵合成型土壤的功能与作物生长发育
土壤中新鲜有机物质的分解通常以腐败型为主。即使调整发酵微生物，部分腐败型微生物也会残存下来。因此，在考虑有机物质的有效利用时，仅仅依靠发酵型微生物是不够的，还必须与合成型微生物形成互动。
净菌、发酵、合成型微生物有机结合发生作用时所形成的微生物区系的概念图。如果土壤微生物形成的格局，不仅能够有效地利用有机质，而且能够在相当程度上减轻化学肥料的负面效应。
在这样的系统中所产生的各种有机物质如氨基酸、糖类、维生素、生理活性物质、酯类物质等，不仅容易为植物所吸收，而且能够成为其他有益微生物的基质。
此外，从离子的角度来看，还有许多非离子化的具有活性效应的物质，对于土壤水稳性团粒结构的形成有显著的效果。因此，在这样的土壤体系中，土壤的保水性、土壤养分的有效化、土壤整体的缓冲能力得到强化，显示了水土保持和环境防护的良好效应。
如果土壤微生物区系成为发酵合成型，土壤中的能量无论是无机的还是有机的，都不会以污染物质的形态存在。其结果将导致土壤得到彻底清洁，消除影响根的活力的有害因子，土壤养分的溶出也将更为顺畅，即使在强酸、强碱性的土壤中，作物也将能够正常生长发育。
在pH值为9.5的强碱性沙床上以具有净菌、发酵、合成等作用的微生物加以处理，同时施用化学肥料的条件下进行14次连作的结果。
尽管在试验初期出现了病虫害频发以及碱害等现象，经过数茬栽培后这些危害全部消失，并开始转为增产。到第12次栽培时特意接种了根癌线虫，并实行较为干燥的管理措施以强制性地诱导了线虫危害的发生，但到下茬栽培时，线虫危害自然消失了。
在多栋黄瓜栽培大棚采取同上的土壤管理措施使土壤中发酵合成型微生物占优势的条件下大棚黄瓜的长势。在无处理条件下瓜苗的叶片生长繁茂，叶片大且下垂，使光线难以透人，整个栽培环境较暗，相反地，处理区瓜苗叶片略小，厚实且直立，光线容易透人，受光状态得到显著改善。
其结果不仅处理区黄瓜的产量品质都得到改善，而且生长后期病虫害的侵害程度也显著地低于无处理区仂
众所周知，叶片略小且直立这一性状可以，导致个体叶片光合能力的提高及生态学上高光合作用效率群落的形成。在这种情况下，植物可以产生多层广布的白色细根，极大地提高了根系的吸收表面积。
这种目不能及的吸收器官的大小是有效地捕捉地上、地对土壤养分及生产量的影响。
6．通向发酵合成型之路
如上所述，天然微生物以腐败分解为中心，并以净菌、发酵、合成系统的平衡为基础。尽管一般情况下腐败系统常常占优，随着分解进程的发展到达净菌水平-施用腐熟堆肥的有机农业通常停留在这一水平上。因此，有机农业立足于分解有机质、获得无机氮源的腐败分解系统，不可能彻底解决粮食生产中的本质问题。
为了使土壤转变为发酵合成型，通常需施用人工培养的微生物，同时要创造条件使这些微生物能够定居于土壤中。通过这些措施就可以改变土壤微生物区系。
值得注意的是施用人工培养微生物的土壤中高密度的纤维素分解菌以及低比例的镰孢霉菌（腐败型土壤优势菌）。此外，乳酸菌在土壤中的定居也比较稳定。这种现象在很多施用了优质糠肥的情况下也得到了确认。
如果混合施用各种具有净菌、发酵、合成功能的微生物的话，就可以使作为最小生命单元的原核细胞微生物群有效化，并形成土壤微生物区系。
7．使污染因子转化为有效能源
目前以腐败分解为前提的农业技术在各个方面均受到限制。要解决这一问题，必须强化不产生污染物或能够回收污染物并加以合成利用的体系。与该体系最为接近的便是发酵和合成的组合。如前所述，发酵是将有机质可溶化的过程，如果通过植物的生产过程将可溶化之后的有机物质吸收利用，便可以在提高生产的同时最大限度地减少污染。
如果将发酵过程比喻为楼宇的解体的话，可视为是将楼宇原本所使用的木材、玻璃、水泥预制件、钢筋等结构材料非破坏性地加以回收，并翻新成为新的、可重新使用的建筑材料。因此，其成本是很低的。
相反地，氧化分解及腐败的过程却是将玻璃变为原料的硅酸盐、将木材变为二氧化碳和水、将水泥预制件变为砂子和石灰、将钢筋变成矿石的过程，所有材料均被回复为与原形完全不同的无机的、初级的物质。
另一方面，如果考察一下楼宇的建筑的话，发酵生成物的意义就更为具体了，将硅酸盐变为玻璃、为了生产木材进行育林、将砂和水泥制成混凝土再制成预制件、将矿石炼成钢筋，然后再消耗大量的能源用上述建材建造楼宇，这就是腐败合成型的建筑方式。如果将发酵分解后产生的标准化的木材、玻璃、预制件、钢筋等，即发酵产物直接用于建筑楼宇，其效率则非常之高，这种方式可以称为发酵合成型的建筑方式。这种高效性就是发展发酵合成型土壤的最主要的因由。
生物生产形成的有机质的可溶化和再利用是防止产生污染物的最基本的方法，其基本数量的增加是粮食生产实现自我增殖的根本条件。
有机质在土壤中经腐败形成无机物质的过程中会产生各种有害的中间产物，光合细菌等合成菌具有用很低的能量将这些物质再合成氨基酸、糖类等的能力。也就是说，可以利用导致污染的材料进行再合成，这是将有机能源有效化的机制。这是发酵体系所不具备的功能。
8．无机营养学说的重大谬误
迄今为止，各种文献大多认为作物在吸收养分时需将有机质无机化之后才能吸收。认为植物能够直接吸收有机物质的报道极少。因此，大多数专家认为经发酵微生物或合成微生物的活动所形成的有机物质必须经过无机化才能被吸收。
但是，用椰子、香蕉等作为培养基进行无菌组织培养的方法说明了可溶性有机物质具有被植物迅速吸收的性质。特别是氮素，植物所吸收的是无机态氮还是有机态氮对其品质和产量会造成显著差异。被吸收的无机态氮需经过氨基酸再合成蛋白质，这一过程需要消耗大量的糖分，这就是过量施氮引起弊端的主要原因。如果所吸收的氮是脯氨酸、蛋氨酸或其他有效氨基酸的形态，需消耗的糖类则少之又少，光合产物的收支则得以显著改善。
在发酵合成型土壤上生长的作物通常病虫害较少，容易实现高产优质，这与前面谈到的楼宇建筑的原理是相同的，其原因就是在建筑物建设过程中消耗的能量被控制在最小限度。
根据植物只能吸收无机养分的学说，作物的增产就必然要导致品质的下降。而根据有机养分吸收的原理，作物的高产和优质则可以在相当高的水平上不发生矛盾。
因此，通过有效运用发酵以及合成微生物，生物界固定的能量就可以不经过完全矿化，而是以有机能源的形式进入再循环体系。只有这样，粮食生产才有可能立足于自我增殖的理论原点之上，实现自我循环。
尽管这样的新的技术体系如今才刚刚开始，需要指出的是，人们了解这种新的技术体系与传统农业技术体系存在的根本差别是很有必要的。
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