土壤是有生命的，這個生命就是土壤微生物。大家知道，土壤是微生物的大本營，是微生物生長和繁殖的天然培養(yǎng)基。腐殖酸貫穿于土壤生命之中，是土壤的“生命核”。沒有腐殖酸，土壤將失去活性。據(jù)此，理清“土壤-腐殖酸-微生物”之間的關(guān)系，對保護國土資源、促進土壤可持續(xù)生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。

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土壤腐殖酸

(1)土壤生命之本

腐殖酸是土壤中最深刻的“暗色物質(zhì)”，其生命的每一個周期皆與生命體相關(guān)聯(lián)。

①依生命體而生：主要以動、植物殘體(主要是植物殘體)為物質(zhì)來源;

②借生命體轉(zhuǎn)化：主要通過微生物的參與和作用，不斷分解、轉(zhuǎn)化、合成;

③復(fù)歸生命體：主要通過土壤腐殖酸反哺生命體，促進綠色植物(生產(chǎn)者)生長，增強畜禽、水產(chǎn)、人等(消費者)的免疫力，為微生物(分解者)提供營養(yǎng)物質(zhì)和能量來源。

據(jù)此，腐殖酸伴隨著生命的節(jié)拍，實現(xiàn)“生存→轉(zhuǎn)化→消亡→重生”的循環(huán)，依其存在而成為煥發(fā)土壤生命活力的本懷。

(2)土壤結(jié)構(gòu)之核

土壤的結(jié)構(gòu)特性包括3層含義：

①在土壤形成過程中，有機質(zhì)和礦物質(zhì)形成有機-無機復(fù)合體、微小團聚體、大團聚體等;

②微團聚體是土壤結(jié)構(gòu)的核心，是土壤發(fā)揮其功能最小的、能夠獨立存在的結(jié)構(gòu)單元(相當于土壤中的細胞);

③土壤利用過程中土壤的結(jié)構(gòu)性對土壤的功能影響很大。

微團聚體是“土壤房子”結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵所在，而腐殖酸是構(gòu)筑土壤“微房子”的關(guān)鍵成分。在土壤形成過程中，腐殖酸與各種微生物分泌的多糖醛酸甙等有機大分子、黏粒礦物以及鐵、鋁的氫氧化物等，通過不同形式與各種作用力相結(jié)合，形成各種類型的有機無機復(fù)合體。

同時，在各種表面電荷和作用力下，通過團聚作用而形成了不同粒級的微團聚體。據(jù)此，腐殖酸之微團聚體的形成過程，賦予了土壤有機無機復(fù)合體鮮活的生命力，是穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)的核心和關(guān)鍵所在。

(3)土壤功能之要

土壤生態(tài)系統(tǒng)功能主要包括：土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量流通的能力和水平、土壤生物的活性、土壤中營養(yǎng)物質(zhì)和水分的平衡狀況及其對環(huán)境的影響等。腐殖酸是土壤有機質(zhì)中最活躍的部分，對土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換起著至關(guān)重要的作用。

①土壤形成和土壤肥力的積極參與者與促進者;

②促進和制約著土壤金屬離子、微量元素的遷移、固定和淋溶;

③是土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定劑;

④影響著土壤的鹽基交換容量;

⑤影響著土壤的持水性;

⑥是植物物料的倉庫。

據(jù)此，腐殖酸可以調(diào)節(jié)生物系統(tǒng)、土壤系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)之間的物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞，是維持土壤功能穩(wěn)定的重要物質(zhì)。

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土壤微生物

(1)土壤微生物組成

土壤是微生物的大本營，是微生物生長和繁殖的天然“培養(yǎng)基”。土壤微生物是生活在土壤中的細菌、真菌、放線菌、藻類等的總稱，是土壤的重要組成成分。其個體微小，一般以微米或毫微米來計算，其種類和數(shù)量隨成土環(huán)境及土壤深度的不同而變化。

其中，以細菌最多，放線菌、真菌次之，藻類較少。據(jù)推算，每克土壤中有數(shù)千乃至數(shù)萬種，約幾億至幾十億個微生物個體，其種類和數(shù)量隨成土環(huán)境及其土層深度的不同而變化。

一般來說，在每克耕作層土壤中，細菌數(shù)量約為108～109個，放線菌數(shù)量約為107～108個，真菌數(shù)量約為105～106個，藻類數(shù)量約為104～105個，它們都居住在土壤中。

(2)土壤微生物作用

土壤微生物對土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)、肥力演變以及植物生長等均有重大影響。

①細菌：適于中性及微堿性的生存條件。其中，自養(yǎng)細菌有同化二氧化碳的能力，直接影響土壤的理化性質(zhì)，平衡土壤的酸堿度高低;異養(yǎng)細菌以與作物共生的狀態(tài)存在，對作物生長有直接促進作用，如豆科植物的根瘤菌等，具強大的固氮作用，在少施氮肥的情況下產(chǎn)生明顯的增產(chǎn)效果。

②放線菌：適合于中性和微堿性的生存條件。在土壤中放線菌是以需氧性異養(yǎng)狀態(tài)生活，它們的主要活動是分解土壤中的纖維素、木質(zhì)素和果膠類物質(zhì)等，通過這些作用來改善土壤的養(yǎng)分狀況，便于作物直接吸收利用土壤養(yǎng)分。

③真菌：適于微酸性的生存條件。參與動、植物殘體的分解，成為土壤中氮、碳循環(huán)不可缺少的動力，特別是在植物有機體分解的早期階段，真菌比細菌和放線菌更為活躍。

④藻類：為一類單細胞生物，主要存在于水生環(huán)境。藻類中的藍細菌也具有固定空氣中氮素的作用。它更適于在堿性環(huán)境下發(fā)揮作用。

(3)土壤微生物活力

土壤微生物不僅是土壤的重要組成部分，也是土壤生態(tài)系統(tǒng)活力所在。

①各類微生物代謝產(chǎn)生的氣體和有機酸等，有助于土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成;

②分解有機質(zhì)，合成土壤腐殖質(zhì)——腐殖酸，培肥土壤;

③分解礦物質(zhì)，促進土壤中難溶性物質(zhì)的溶解(如磷細菌、鉀細菌等);

④固定大氣氮素，增加土壤氮素養(yǎng)分;

⑤調(diào)節(jié)植物生長，如與植物共生的根瘤菌、菌根、真菌等;

⑥分泌抗生素(如放線菌)，防止土傳病害;

⑦分泌大量的酶，促進土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化;

⑧降解土壤中殘留的有機農(nóng)藥、城市污染物和工廠廢棄物等。

上述8項，反映了土壤微生物與土壤肥力、土壤健康、植物生長之間的重要關(guān)系，是土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的主力軍。

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土壤腐殖酸與微生物

(1)土壤腐殖酸形成的微生物學機理

關(guān)于腐殖酸形成的微生物學機理主要有7種假說：

①瓦克斯曼學說認為，植物向腐殖質(zhì)形成過程中，含氮有機物和無氮有機物通過好氣性微生物分解而產(chǎn)生微生物體(土壤蛋白)和木質(zhì)素，二者再與堿類結(jié)合形成腐殖土。

②威廉斯學說認為，腐殖酸是土壤微生物的分泌物;

③微生物合成假說認為，微生物利用植物做碳源和能源，可在細胞內(nèi)合成高分子腐殖質(zhì)物質(zhì)，微生物死后釋放到土壤中，在細胞外再降解為腐殖酸和黃腐酸;

④細胞自溶假說認為，腐殖質(zhì)是植物和微生物死亡之后細胞自溶產(chǎn)物;

⑤煤化學說認為，影響植物殘體在沼澤的積累和形成泥炭的條件主要有兩個，一是使植物殘體與空氣隔絕的物理條件，另一個就是維持微生物良好活動的化學條件;

⑥科諾諾娃學說認為腐殖質(zhì)的形成包括“分解-縮合”2個階段，均有土壤微生物的參與;

⑦厭氧發(fā)酵學說認為腐殖酸形成包括“水解-產(chǎn)酸-合成”3個階段，不同程度提到微生物的作用。

不管哪個假說，都充分肯定了微生物在腐殖酸形成過程中的重要作用。

(2)土壤微生物繁衍的腐殖酸功效

腐殖酸的形成離不開土壤微生物，土壤微生物的繁衍同樣離不開腐殖酸。

①腐殖酸為土壤微生物提供物質(zhì)和能量來源。土壤微生物營養(yǎng)主要包括碳、氫、氧、氮以及一些礦質(zhì)元素。腐殖酸含有碳、氧、氫、氮等元素，可以為土壤微生物提供碳源、氮源，供其生存和繁衍。

②腐殖酸為土壤微生物創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境。土壤微生物生存需要適宜的溫度、濕度、pH等。腐殖酸可以直接或間接改善土壤溫度、水分及透氣狀況，調(diào)節(jié)土壤pH，促進土壤微生物的生長和繁殖，增加其數(shù)量與種類。

③腐殖酸為土壤微生物提供生存家園。凡土層深厚、土質(zhì)疏松、物理性能較好、有效養(yǎng)分較豐富的土壤中微生物總數(shù)也較高。腐殖酸是土壤肥力的核心，腐殖酸興則土肥興;土肥興，則微生物興。

(3)腐殖酸與微生物同為土壤生命共同體

腐殖酸是土壤生命的承載者，為微生物提供碳源、氮源并伴其終身，對微生物的數(shù)量、種類、多樣性具有促進作用;微生物是土壤生命的體現(xiàn)者，擔當著分解者的角色，對腐殖酸的形成與分解功不可滅。

腐殖酸的形成離不開土壤微生物，土壤微生物的生存和繁衍離不開腐殖酸，二者相互依存，共同促進土壤的形成發(fā)育、肥力演變、物質(zhì)循環(huán)及能量轉(zhuǎn)化。可見，“土壤-腐殖酸-微生物”三者密不可分，屬于生命共同體。