微生物菌如何活化土壤养分，提高肥料利用率？
百科
2024-12-13 09:01
广西
植物生长所需的营养物质存在大气，水体，岩石，土壤及生物体内。微生物作为生物界最大的种群，具有独特的多样性，在生态系统中同时具有生产者，消费者，分解者的功能。在物质循环中，微生物主导着有机物的分解，对无机物重新形成起着关键作用。钾作为农作物三大重要营养元素之一，在生物循环中特点是自身无氧化还原作用。钾的循环仅从岩石-土壤-层中的难溶矿物盐，转化成可溶性钾盐并进入生物体。而钾一旦形成可溶性钾后就很难再重新形成难溶矿物。难溶性钾矿石经酸化作用能释放出钾离子，使其被植物吸收。钾细菌能产酸分解长石中的钾，使其有效化。胶质芽孢杆菌，环状芽孢杆菌都是解钾菌。环状芽孢杆菌是化能异养型钾细菌，兼性好气，有分解难溶性钾，钾矿石的功能。铁在岩石-土壤层含量较高，黄铁矿，磁铁矿，赤铁矿都是重要的含铁矿石。自然界中只有小部分铁参与生物循环。在微生物作用下，铁在三价铁离子，二价铁离子及含铁有机物三者之间进行氧化还原反应及螯合反应，推动铁的生物地球化学循环。将铁氧化的细菌称为铁细菌。如氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下使二价铁离子氧化成三价铁离子，这个过程伴随铁循环和硫循环两个过程。铁的还原同化为由趋磁细菌来完成，它将三价铁离子还原成二价铁离子进入细胞形成含铁的酶。磷以无机盐存在岩石-土壤层中，还原态磷化物很难在空气中存在，水体只能溶解极少部分的酸式磷酸盐。难溶性磷酸盐如果想要有效化被作物吸收，首先要使其酸化。而微生物呼吸作用产生的二氧化碳，代谢活动产生的有机酸，微生物的硝化作用，硫化作用都能使土壤环境酸化，促使难溶性磷酸盐转化成易溶于水的磷酸氢盐。凡是能使无机磷有效化的微生物菌豆称为溶磷菌，包括细菌中的芽孢杆菌属，假单胞菌属，曲霉属，根霉属，放线菌中的链霉菌属。有效磷被微生物，植物吸收后转化成细胞内的有机磷，是磷的同化过程。在作物生长阶段，土壤微生物对磷的同化比植物的高，因为微生物药进行多代繁殖，它们对磷的吸收量更大。因为磷肥配合微生物菌剂一起使用可以间接提高微生物菌剂防治作用。在微生物死亡后，这些磷会被释放出来，部分再供植物吸收使用。微生物死亡释放的有机磷主要是核酸，磷脂和植酸盐。这些物质极易分解，土壤微生物产生的核酸酶可以快速将其降解。巨大芽孢杆菌可以将磷脂水解成甘油，脂肪酸，磷酸和胆碱。微生物中的曲霉属，青霉属，根霉属，节杆菌属，链霉菌属，假单胞杆菌属和芽孢杆菌属可以分解植酸盐。磷作为农作物生长主要限制因子之一，因此溶磷菌生物菌肥也是市场主要菌肥之一。一般市面上主要的菌为胶东芽孢杆菌，氧化硫硫杆菌，蜡状芽孢杆菌，假单胞杆菌等。 微生物氧化还原硫的过程称为硫化作用，这类微生物称为硫细菌。在农业上运用比较广的是光合硫细菌。它是一类光能营养细菌，以硫化物或硫化硫酸盐作为电子供体，从光源中获得能量，依靠体内特殊光合色素，同化二氧化碳进行光合作用。氮气的固定分为3个途径：微生物固氮，人工固氮，大气放电或火山喷发等形成氮化物。具有固氮功能的微生物称为固氮菌，目前知道的所有固氮微生物都属于原核生物和固生菌类，包括固氮菌科，根瘤菌科，红螺菌科目，甲基球菌科，蓝细菌，芽孢杆菌属，梭菌属的部分菌种。微生物通过蛋白酶把蛋白质水解成氨基酸，然后以水解，氧化或还原等方式使氨基酸分解产生氨。这些氨部分供微生物吸收同化合成新的有机物，部分被氧化成亚硝酸和硝酸盐供植物吸收利用。使用尿素后需要微生物的氨化作用才能被植物吸收。氨转化成亚硝酸和硝酸盐过程需要硝化细菌的参与，这个就是硝化作用。硝化细菌是中温菌，在中性或酸性土壤中十分活跃，生成的硝酸盐离子被植物直接吸收。但是硝酸盐在水中溶解度很高，很容易流失到地表水流中，造成水体富营养化。因此硝态氮肥每次不宜使用太多，要少量多次的使用。部分未被吸收利用的硝酸盐会在微生物的还原作用下产生氨气，这个过程叫反硝化作用。能进行反硝化作用的细菌很多，包括红假单胞菌属，假单胞菌属，土壤杆菌属，芽生杆菌属，硫杆菌属，亚硝化单胞菌属，微硫螺菌属等等。反硝化作用主要用于治疗水体富营养化。
