谈微生物在农业中的作用 [复制链接]

第5版()
专栏：

谈微生物在农业中的作用
吴继林
土壤中居住着为数众多的各种微生物，它们的生命活动引起了各种生物化学变化，包括有机质和矿物质的转化，碳、氮、硫、磷等生物元素的循环，土壤腐殖质的形成和分解，生物素（如生长刺激素及毒素等）的产生和破坏等。这些变化与土壤中植物养分的供应、土壤的物理化学性质都有重要的联系。这些变化也是土壤肥力产生和发展的基础。
土壤条件对微生物的活动有重大影响。一般说，土壤疏松、通气良好、水分充足、酸碱度适宜的，有利于大多数微生物的活动，有效养分就产生得多。相反，土壤板结、通气不良、干燥或水分过多、过酸或过碱的，微生物活动便减弱，有效养分的形成量也就减少。
未经腐解的粪尿，以及植物残体如秸秆根茬等，都是农家有机肥料的主要材料，一般不能把它们直接施到地里。因为这样做，不但肥效不高，反会发生有害的作用。有机肥料经堆制或沤制，经微生物的改造作用后，才能变成高效的肥料。
有机质中的碳氮含量的比例支配着氮素养分的有效化，因为微生物利用和分解有机质，是为了自己的生长和繁殖，它们要从分解的有机质中吸收碳氮等元素来建造自己的细胞物质。微生物根据本身细胞的元素组成和生理特性按比例地吸收养分。土壤微生物要求碳氮养分的比例大致为三十一二十五比一，如果有机质中含氮较高，有机质的碳氮经微生物利用后，氮素有剩余，这部分未被微生物吸收的氮素将变成氨释放出来。土壤腐殖质的碳氮比例为十比一，腐熟的堆厩肥、豆科绿肥等有机质的碳氮比例约为二十比一。因此，在土壤中，这类物质被微生物分解时，其中氮素迅速转变为有效状态，能给作物提供养分。植物秸秆、根茬、杂草、枯枝落叶等有机质含氮较少，碳氮比例常大于六十比一。微生物分解这类碳多氮少的有机质时，氮素不能满足需要，所以氮素就不会变成有效状态而释放。在这种情况下，微生物还要从有机质以外的环境中吸收氮素，并把它变成微生物细胞的有机质。如果这个作用在作物生长的土壤中进行，必将发生微生物与作物竞争氮素养分的现象，受害的是作物，受害的程度由这类有机质的数量而决定。
用秸秆等有机质造肥，便有腐殖质的形成，腐熟良好的有机肥料含有较多的腐殖质，只是产生腐殖质的原料大部分在肥料堆内消耗了。半腐熟的有机肥料含有较少的腐殖质和较多的产生腐殖质的原料，施到土壤中，还能产生腐殖质。至于未腐熟的有机肥料，由于有许多缺点，不宜直接施用。施用半腐熟的有机肥料的效果最好。
固氮微生物有根瘤菌、固氮蓝藻和固氮菌等。
固氮蓝藻的固氮作用在农业上利用也是很有前途的。固氮蓝藻适宜于水生，它们有叶绿素能进行光合作用，并同化大气氮素来合成细胞蛋白质。根据国内外的研究资料，可以肯定，在我国南方稻田养殖固氮蓝藻，用它来提高水稻田的肥力是一种好办法。近年来，中国科学院水生生物研究所和湖南农业科学研究所的研究已取得成绩。据报道，一亩稻田放养固氮蓝藻后，全年可生长鲜藻二千片，其中含氮约十二斤，合硫酸铵六十斤。尽管鲜藻中究竟有多少氮素取自大气，多少氮素来自土壤，还不易查明，但是假设有一半是从大气固定下来的，这个数量也不算小。稻田放养固氮蓝藻可使水稻产量提高百分之十七至百分之二十四，并可能还有后效。要使固氮蓝藻迅速在我国农业生产中发挥作用，应当研究和解决藻种选育、大量繁殖和田间养殖的技术问题，在比较有把握的条件下，逐步扩大应用。
固氮菌是土壤中独立生存的固氮细菌。它除了具有固氮能力外，还能产生生长刺激素，刺激植物根系的发育。如果土壤中固氮菌能大量繁殖，必然会提高土壤肥力和改善作物的营养，使产量增加。
固氮菌的生存，要求有充分的有机质和磷、钾养分。土壤反应中性、水分通气条件良好的，有利于它们的繁殖。由于土壤的性质不同，固氮菌的分布情况和活动性有很大差别。
在良好的条件下，一亩地每年由固氮菌固定的氮，估计在二至四斤之间。施用有机肥料和半腐解的植物有机质，可促进它们的活动。
在生产中，为了促进固氮菌的活动，也用人工引种的办法。把培养的固氮菌做成一种制剂，用它来感染非豆科植物的种子，目的是使固氮菌在作物根系外的土壤中加强活动。采用这种办法，可使某些作物增产百分之十。但是，在许多情况下，是无效的。原因也较复杂，主要是由于在引种的土壤里还缺乏固氮菌发育的某些条件。
植物根系附近土壤中发育的微生物数量较远离根的土壤中大几百倍到几千倍。植物生活时，根系向外分泌的有机质和死亡根毛等有机质是引起根外土壤中微生物大量集聚的原因。根际微生物对植物也发生重大影响。首先，根际微生物除了利用植物的有机质外，还参与土壤中的有机质和矿物质的转化作用，形成有效态的养分，对植物生长有利。其次，根际微生物能形成各种生物素，如生长素和维生素，以及毒素等，对植物的生长发生有利或不利的影响。
微生物产生生长刺激素的现象引起了人们广泛的注意。在土壤中可找到生长素和多种维生素，它们的分布是：根际土壤较远离根的土壤多，耕层土壤较底层土壤多，施有机肥料的土壤较不施肥土壤多。微生物数量多的地方，这类物质的数量也就高。可见这类物质主要是由微生物产生的。
生长刺激素在植物生活中有重大作用。植物能合成本身所必需的生长素和维生素等，但是，在某些情况下，植物也从土壤中吸收这类物质。人们很早就发现厩肥有刺激作物生长的作用，现已证实，这与厩肥中含有的生长刺激素有关。
在根际微生物和土壤微生物中也有产生毒素的类型。毒素可抑制植物的生长，对植物不利。
土壤中，有一类微生物能形成抗菌素。抗菌素能抑制或杀死其它微生物。这类微生物在农业生产上的应用前途很大。例如，在土壤中，加强抗病菌的微生物的活动，就可能防治经过土壤传染的植物病害。用提纯的抗菌素进行浸种、喷射或撒用，也能达到防病的目的。