土壤微生物資源在農業中的開發和利用

瞿翔 郝琦 李媛媛 何仕帆

摘 要 土壤中含有大量微生物，其與植物共同構成穩定的微生物-植物系統，在這一系統中微生物處于核心地位。以土壤微生物的概述及相關鑒定為切入點，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業中的利用方式。

關鍵詞 土壤;微生物資源;農業開發

中圖分類號：S154.5 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.15.106

我國作為農業大國，土壤資源幾乎是我國最重視的資源開發方向，其中不僅蘊含著豐富的養分和水分，還蘊含著數量龐大的微生物，這些微生物可以利用土壤中的養分不斷繁殖和生長，逐漸形成能為農業發展提供輔助的特殊生態體系。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，與真菌和細菌共同構成了土壤微生物主體結構。

1 土壤微生物概述及鑒定

1.1 土壤微生物概述

土壤環境中幾乎有微生物生長發育所需要的全部養分，簡單講土壤是微生物生活的最佳環境。土壤中含有的微生物數量龐大，尤其是以細菌為主，常規用于農作物種植的土壤中，每667 m2耕地細菌濕質量90～225 kg，細菌干質量能達到土壤有機物質含量的1%。不同土壤中蘊含的微生物種類和數量差異如表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、生理生化反應、生態特性等方面的觀察鑒定[2]。鑒定工作中微生物的形態及生理生化反應特點是觀察工作落實的側重點，通過對此類特點的觀察，能夠對微生物類型和功能進行初步判定。這也是經典微生物鑒定的方式，隨著我國生物學發展，新的微生物鑒定手段層出不窮，也為土壤微生物資源在農業中的開發與利用相關工作的優化奠定了穩定基礎。

2 土壤微生物肥料種類

2.1 促生細菌劑

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

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和結構的共生體，實際上植物形成菌根屬于常見現象，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，一般情況下有機物質越豐富，通氣情況越好的砂質土壤就越有利于植物菌根的養成。外生菌根對于農作物來講有明顯的促進作用，還可以一定程度上預防病害，具體表現在擴大寄生植物根的吸收能力，同時能夠幫助農作物獲得更多的水分和營養。具有外生菌根的農作物對于土壤中的吲哚乙酸吸收能力有所加強，這種物質具有促進植物生長的效果。不僅如此，外生菌根還能產生抗生素，幫助農作物抑制細菌活性，降低農作物受到病害影響的可能性。

2）叢植菌根。內生菌根中最常見的就是叢植菌根，這種菌根主要的特點是在農作物根系的皮層內有叢植和無隔菌絲，屬于植物與土壤微生物的共生體。生長過程中，農作物為微生物提供能量，而叢植菌根則幫助農作物獲得更多能量，對農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作物抗旱能力。

2.3 根瘤菌接種劑

根瘤菌接種劑的應用十分廣泛，對于農作物的增產效果也很明顯。我國對此種微生物在農業生產中的應用主要體現在2個方面：1）種子拌菌，這種方式十分常見，對于使用者本身的技術要求不高，僅使用少量的微生物菌劑就能使每顆農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業中的作用

3.1 提高化肥利用率

我國是農業大國，在農業生產過程中，僅依靠大量的化肥來提高農作物的產量并不科學，長期使用大量化肥會導致土壤中殘留的氮、磷、鉀元素過多。對于我國農作物種植種類和土壤條件的特點來講，使用微生物肥料和化肥結合提升農作物產量具有十分明顯的優勢，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元素。研究表明，某地區使用土壤微生物肥料后，農作物的根系發育和抗逆能力等都得到了促進提升。后續在這片土壤上種植的其他農作物也可以節約化肥用量，達到降低農業生產成本投入的效果。不僅如此，微生物化肥本身來自自然界，適當使用也不會對自然環境產生破壞。

3.2 生產綠色無公害食品

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

3.3 環境保護

農業生產必然會對自然環境造成一定影響，微生物資源在環保工作中的應用也有明顯效果，具體工作方式有兩種，一種是將農業和城市垃圾等肥料作為原料生產微生物有機復合肥料;另一種是將微生物肥料供應給堆肥企業，加速其發酵過程，最終達到提高肥料質量的效果，這樣就實現了廢物利用，也能有效緩解農業生產帶來的環境破壞影響[5-6]。

3.4 土壤改良

長時間的農作物種植會降低土壤肥力，還有可能將有害物質遺留在土壤中。使用微生物資源能夠在提升農作物產量和質量的同時，產生次級代謝物，與植物黏液和其他有機膠體結合起來，進而改善土壤結構，增強土壤物理性能，降低土壤流失損失，十分有利于土壤形成腐殖質。

4 結語

微生物在土壤中儲量十分豐富，且會隨著環境的差異和時間的推移產生變化，若能夠合理開發和利用微生物資源，新型微生物的開發能較大幅度地提升其在農業中應用的實際效率。在現代分子技術的輔助下，我國已經具備將開發出的新微生物分子進行克隆的技術，最終應用到土壤環境保護和農業肥料、飼料等方向上，能獲得十分廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1] 王朝才，申學鋒，查梓琰，等.安徽阜南縣農業廢棄物與生物天然氣開發利用PPP項目調研報告[J].財政科學，2021，9（2）：127-131.

[2] 汪麗珍，周曉雷.農業氣象資源旅游優勢評價及開發利用：評《農業氣象》[J].中國農業氣象，2021，42（1）：85.

[3] 梁吉義.利用農作物秸稈開發食用菌產業發展生態循環農業[J].科學種養，2021，22（1）：60-62.

[4] 馮溫澤，馮立田.鹽漬土地農業開發利用的新思路：基于鹽生植物資源利用的視角[J].中國經貿導刊（理論版），2018，10（17）：56-57.

[5] 董祥洲，陳亞奎，任立偉，等.微生物轉化在秸稈還田中的應用進展[J].生物加工過程，2020，2（5）：604-611.

[6] 何沛，蘇代發，楊俊譽，等.微生物在煙草中的研究，開發與利用進展[J].湖北農業科學，2019，6（S2）：25-26.

（責任編輯：趙中正）