土壤也有生命,微生物正是土壤生命的体现者。所谓土壤微生物,主要指的是生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌、藻类的总称,它们是土壤不可或缺的重要组成部分。这些细小到肉眼看不到的微生物,是土壤生物肥力的核心,也是土壤生命的重要“调控者”。
微生物发挥着两个主要的作用:
一方面,它们是土壤的‘厨师’,它们的生命活动可增加土壤中氮磷钾等营养元素的供应,帮助农作物顺利地吸收这些营养元素,并将土壤中一些不能被作物直接利用的物质转换成可利用的状态;另一方面,它们又是土壤的‘医生’,对土壤进行‘解毒’和‘保健’,调控和维护土壤的健康质量,最终实现土壤的可持续生产力的提升。正是因为它们的存在,土壤才有了灵魂。当然,这些土壤微生物对农业发展也有好坏之分,充当“厨师”和“医生”的,一般都是对农业有益的微生物。一旦土壤中好的微生物被坏的微生物所打败,那么土壤就会失去调控能力,就会生病。
土壤中微生物的种类较多,有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等。数量也很大,1克土壤中就有几亿到几百亿个。大部分土壤微生物对作物生长发育是有益的,它们对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响,当然也有那么些不被人喜欢的致病微生物。正是有了土壤微生物的默默耕耘,大地才会有春华秋实的生生不息。那么微生物在土壤中究竟做了些什么呢?
首先,土壤微生物可以形成土壤结构
土壤并不是单纯的土壤颗粒和化肥的简单结合,作为土壤的活跃组成分, 土壤微生物在自己的生活过程中,通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换,以及分泌的有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构,最终形成真正意义上的土壤。土壤微生物的区系组成、生物量及其生命活动对土壤的形成和发育有密切关系。
其次,土壤微生物最显著的成效就是分解有机质
比如作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料等,只有经过土壤微生物的作用,才能腐烂分解,释放出营养元素,供作物利用,并形成腐殖质,改善土壤的结构和耕性。
然后,土壤微生物还可以分解矿物质,土壤微生物的代谢产物能促进土壤中难溶性物质的溶解。例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷,钾细菌能分解出钾矿石中的钾,以利作物吸收利用,提高土壤肥力。另外,尿素的分解利用也离不开土壤微生物。这些土壤微生物就好比土壤中的肥料加工厂,将土壤中的矿质肥料加工成作物可以吸收利用的形态。
另外,土壤微生物还有固氮作用
氮气占空气组成的4/5,但植物不能直接利用,某些微生物可借助其固氮作用将空气中的氮气转化为植物能够利用的固定态氮化物,有了这样的土壤微生物,就相当于土壤有了自己的氮肥生产车间了。
在植物根系周围生活的土壤微生物还可以调节植物生长,植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能为植物直接提供氮素、磷素和其他矿质元素的营养以及有机酸、氨基酸、维生素、生长素等各种有机营养,促进植物的生长。土壤微生物与植物根部营养有密切关系。
土壤中各种微生物之间有互惠互利的,也有相互敌对的。例如,土壤中存在一些抗生性微生物,他们能够分泌抗生素,抑制病原微生物的繁殖,这样就可以防治和减少土壤中的病原微生物对作物的危害,所以,土壤中的微生物其实也有不利的一面,比如病原微生物。
微生物还可以降解土壤中残留的有机农药、城市污物和工厂废弃物等,把他们分解成低害甚至无害的物质,降低残毒危害。当然,这些所有的功能都是由不同种群的微生物完成的,每一个功能的实现也需要有大量的微生物共同工作才行。
耕地质量下降,与有益微生物的减少密切相关。近年来土壤肥力下降的问题也开始日益显现。
土壤肥力下降,主要有三个方面的原因:
一是我国现有的耕地数量少,土地复种指数高,土壤的高强度使用使之得不到休养。
二是长期以来,我国实行作物重茬,这种耕作方式容易滋生病虫害,使得土壤病害日益蔓延和加重。
三是长期不科学地施用化肥和农药,导致土壤中的各种有毒有害物质累积得越来越多,一些农药残留甚至进入了水体和食物链,并造成食品的安全隐患。
耕地跟人一样,也是需要休息的。光种地不养地,土地自然会生病。而近年来,不合理的化肥和农药的施用,更是让我们现在的土壤越种越瘦,失去了耕地应有的‘肥、活、健’,也给生态环境和农产品质量安全带来了挑战。耕地质量下降,跟其中有用的土壤微生物菌落的减少不无关系。一个高肥力的土壤必须具有良好的团粒结构,为作物调控适宜的水、肥、气、热,为作物转化、保存并持续提供所需营养元素,其中发挥作用的就是土壤中生活的、每克土以亿计的微生物的作用。现在,我们种地多施用的是化肥,有机肥用的少,有机肥实际上是土壤中微生物的养料,有机肥少了,土壤中的有机物流失了,微生物也就少了,而对于化学物质要求多的微生物则变多了,由此形成恶性循环,土壤肥力也就越来越差。如果不加改善的话,情况会越来越严重。
发挥微生物作用,倡导科学的种植和施肥方式,如何让微生物发挥作用?
尽可能地将动植物废弃物通过腐熟等技术处理后返回到土壤,促进土壤中的有益微生物大量繁殖。让微生物繁殖的重要条件,就是要多施用有机肥,有机肥中的有机质有利于微生物的生长,它是微生物的养料。有机肥的使用,是减少化肥依赖、培肥土壤的一条有效途径。多施用有机肥,实行秸秆还田,这也是我们农民几千年实践积累的经验。而要让微生物充分发挥作用,从根本上解决土壤的质量问题,还要求农民必须在耕作制度和科学种植理念上做出改变。比如,未来发展,我们可以实行种地与养地相结合、豆科作物与其他作物间套轮作、豆科和禾科作物间作混播的科学合理的耕种方式,让土地尽可能地得到休养生息。此外,还要倡导科学施肥。事实上,如果合理地使用化肥,地力并不会被伤害,眼下出现的问题,症结就在于施用过量。而从改善土壤肥力和农业可持续发展的角度来看,最好则是生物肥、有机肥和无机肥相结合。