利用土壤微生物改善土壤质量的研究
The Utilization of Microorganism to Improve The
Soil Fertility
摘要: 在自然土壤中生存着大量的微生物群，它们进行着一系列土壤所必需的生物化学反
应和作用 。土壤微生物参与土壤的碳、氮、磷、硫等元素的循环过程和土壤矿物的矿化过程。在土壤质量的演变过程中，土壤微生物具有相对较高的转化能力。它可以作为灵敏的指示指标，能较早地预测土壤有机物的变化过程。土壤微生物量经常与土壤生物区系、土壤呼吸强度，土壤酶活性，土壤微生物多样性等被作为土壤质量的生物指标而进行研究和探讨。
关键词：土壤微生物；土壤肥力；土壤有机质；沙化土地；遮阳网
第一部分：土壤微生物对植物生长的影响
1．土壤微生物对植物生长的影响
土壤是微生物的良好生境，土壤中有多种类群的微生物，它们对自然界物质的转化和循环起着极为重要的作用。它们是生态系统的重要组成部分。具有重要的生态学意义。土壤微生物是土壤有机质和土壤养分转化和循环的主要动力，它参与土壤有机质的分解、腐殖质的形成等生化过程。另外，它们又是土壤养分的储备库和植物生长可利用养分的一个重要来源，是土壤肥力水平的活性指标，在土壤生态系统中起着非常重要的作用，对土壤肥力的改善，土壤氮素的平衡及土壤有机质的丰富，土壤通气情况的改善都具有重大的作用。随着科学技术的飞快发展，人们对土壤微生物在自然界的意义及其与人类生存发展的关系越来越重视。并重点对农业生产中土壤肥力及微生物固氮作用等进行了研究，如：研究有机物的分解过程、植物氮素营养来源、硝酸盐在土壤中形成原因等，从多方面揭示了土壤微生物及其重要功能【1】。现在，土壤微生物的生物量被为是一个稳定的、可靠的参数已用来做区域尺度量化分析，取样一般在营养生长末期或早春。它可作为潜在的土壤质量指标指示土壤有机质水平、平衡和未来的趋势，也可用于土壤质量的长期监测。【2.3】
2. 土壤微生物数量的变化
土壤微生物是土壤生态系统中的主要组成部分，也是物质循环和能量交流的承担者【4】，土壤微生物种类、数量的变化可直接反映土壤的肥力情况，其中，细菌、放线菌和真菌在土
壤中数量可以表征土壤肥力，是土壤肥力评价指标之一【5.6】。土壤微生物的数量与土壤肥力有极为密切的关系，较高的土壤微生物活性通常是肥沃的标志。异养型微生物能分解土壤中有机质，在食物链中充当分解者的角色．同时，微生物与植物能形成共生关系，能够促进土壤微生物的生长，改善土壤微生态系统，加快土壤的新陈代谢，影响土壤的理化性质。而自养型土壤微生物的光合作用，使得土壤有机质不断增加，为异养型土壤微生物 提供了食物，在藻菌共同作用下将土壤中难溶的矿石磷释放出来，为植物的生 长提供所需营养【7】。
3．植株丙二醛含量的变化
当植物处在不适宜生长的环境中时，体内的活性氧代谢以及物质代谢都会发生改变，活性氧累积过多，活性氧代谢平衡被破坏，导致膜脂过氧化，同时还产生较多的膜脂过氧化物，膜的完整性被破坏。膜系统的破坏会引起一系列生理生化紊乱。丙二醛通常作为膜脂质过氧化指标，表示细胞膜质过氧化程度和植物对逆境条件的反应【8】。
土壤微生物之间存在一个半共生关系，即一种生态依赖关系，其中一种生物体改变周围的环境，为其后来的另一种生物体的生长创造条件。同时也存在一定的拮抗作用。而土壤微生物对植物生长的作用是十分明显的，通过对两组植株的丙二醛含量、蛋白含量、以及植株单株质量、株高、根长等参数的比较证实它能有效地提高高等植物的生理活性及其对不利环境的抗逆性，最终促进植物的生长。
第二部分：利用藻、菌、草治理沙化土地的研究
土壤是岩石经风化作用并在生物因素的参与下形成的。这一过程的始发动力是以蓝藻为主的固氮微生物或微型生物。它们首先利用成土母质中的无机盐生长繁殖，从而为成土母质提供氮源和能源。在原始土壤成土过程的仞期，其组成物质中的有机质主要是藻类和菌类等的残遗物及其所分泌的黏液和酶【9】。在沙化地区，土壤微生物常常与地衣，苔藓，非维管束植物等同土壤颗粒相互作用，在土壤表面发育形成的一层特殊的表面结构，生物结皮。这种灰黑色的复合体是沙漠地区最具特色的微自然景观。它使得土壤表面在物理、化学、生物学特型上均明显不同于松散沙土。其存在不仅增加了干旱区生态系统的生物多样性，对土壤的稳定性、固氮能力、土壤肥力、地貌和水分循环等都有重要作用【10.11】。
对土壤微生物的研究过去主要侧重于调查不同地区稻田的土壤微生物，且在实验室和田问对其生理生态方面进行过大量的研究和应用【12-16】。而在荒漠土壤微生物研究方面，多数是对荒漠生物结皮的形态学及其在成土过程中的功能研究睁【17】，如何利用土壤微生物来治理沙化土地，恢复和重建沙化土地生态环境的报道尚属少见。
1.对土壤含水量的影响
土壤水分是土壤三相组成物质的重要组成部分，亦是沙化形成的重要因素之一。在干旱环境条件下，水是最重要的环境因子【18】。特别是干旱区沙地，其水分分布状况及量值是植物生长的最大限制因子，直接影响到沙地退化生态系统的恢复与重建【19】。沙地的主要特征是干旱、少雨、风大、植被单一、风蚀严重，含水量低，保水性能差。设法提高沙地含水量，增加沙地的持水保肥性，是从事沙漠化治理工作首先面临的问题。
2．土壤藻种
对土壤藻已有的研究发现，随着藻体的长期生长，加速了土壤中矿物质的分解速度，使以石英、长石为主的原生矿物质被分解为方解石、白云石，这些次生矿物质又被进一步分解成伊利石，绿泥石、高蛉石等粘土矿物质．因此藻的存在使藻壳中沙的比例逐渐渐少，土的成分逐渐增多，分解过程中释放出来的盐类作为营养供藻体生长，藻体的生长又迸一步丰富了土壤，因此，土壤既是土壤藻的环境因子，又是土壤藻的产物【20】。
加盖了遮阳网之后，能够降低地面风速，减少水分蒸发，改变其中生物的生存环境，特别是它能保护其中的土壤藻、细菌等土壤微生物及幼小的高等植物免受强光辐射和风沙的伤害，为它们营造了一个良好的生存繁衍空间。而土壤微生物特别是土壤藻类与高等植物的协同作用使得二者都能够更加好的生长，并能形成结皮，从而增加沙化土壤的稳定性、固氮能力、土壤肥力等。
在此，也使我们联想到过去已有不少研究耆在沙化土地生态恢复方面做了大量工作，多因为忽视了保护或保证新移入生物居民的存活而收效甚微甚至彻底失败。
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