细菌能催肥?--谈农业与细菌 #科技 #植物 #害虫 #农业 #农作物 #化肥

农业与细菌，这真是个宏大的话题，究竟从什么地方说起呢?

想想，还是从土壤与细菌的关系说起吧

首先，微生物促进了土壤的形成。一些科学家认为，土壤的形成是各种生物在疏松的岩石中发育的瞬息间开始的。在地球表面生命形态尚未出现之时,地表被长石、暗黑色的矿物及硫化物等所覆盖地表主要进行着由激烈的风、雨水和水流所造成的风化作用。随着原始生命的出现，特别是当微生物的生存环境由海洋向陆地扩展之时，微生物参与对岩石的风化对于陆地生态系统的建立具有特别重要的意义。一些科学研究表明，物理风化作用一般只能使岩石破碎到一定程度，而化学风化作用(包括微生物的风化作用)能进一步使颗粒分解，随后，土壤微生物在自己的生活过程中，通过代谢活动中氧气和二氧化碳的交换，以及分泌的有机酸等促进土壤粒子形成大的团粒结构，最终形成真正意义上的有活性的土壤。

土壤微生物对土壤肥力非常重要土壤微生物最显著的能力就是分解有机物。比如，农作物的枯枝败叶和施入土壤中的有机肥料，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，并形成土壤中重要的有机质--腐殖质，改善土壤的结构和耕性。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，以便作物吸收利用，提高土壤肥力。这些土壤微生物就好比土壤中的肥料加工器，将土壤中的矿质肥料加工成作物可以吸收利用的化学形态。

土壤微生物还有固氮作用，氮气占空气组成的近八成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氮素，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，包括与植物共生的微生物，如根瘤菌、菌根真菌等能为植物直接提供氮素、磷素和其他矿质元素以及有机酸、氨基酸、维生素、生长素等各种营养物质,促进植物的生长。

土壤颗粒中的细菌

土壤中的微生物这么能干，你可能会想，要是能让它们听人类的话，想要它们干什么，它们就发挥什么功能就好了。嗯，没错，科学家们也是这么想的。微生物肥料就是一个例子。

所谓微生物肥料是指一类含有活微生物，施入土壤后，能以其生命活动促使作物得到特定的肥料效应而使作物茁壮生长、产量增加的一类制品，是农业中常见的一种肥料。微生物肥料在我国当前农业生产中滥用化肥的大背景下具有特殊的意义。

放线菌菌丝对土壤粒子的黏结作用，有助于稳定土壤结构

目前，我国化肥施用量居世界第一位，过量施用化肥已到极限，但是化肥利用率呈逐年下降趋势。以氮肥为例，我国的平均使用量是美国的近3倍、澳大利亚的8倍多，化肥长期不合理使用造成了土壤结构被破坏、农业生态系统生物多样性和稳定性降低、农产品品质和食品安全受威胁等一系列严重问题。科学合理地使用化肥，并与微生物肥料、有机肥料配合使用，可缓解并逐步解决单独使用化肥所带来的问题，微生物肥料的使用可减少化肥的使用量，提高化肥利用率，充分利用了可再生资源。

一种常见的微生物肥料是微生物拌种剂，做法是利用多孔的物质(如草炭)作为吸附剂，吸附菌体的发酵液而制成菌剂，这种菌剂用于拌种或蘸根:代表品种为各类根瘤菌肥料，主要应用于豆科植物，能使豆科植物根上形成根瘤，固定空气中的氮供植物利用，从而改善植物营养状况而促进增产

蘑菇

菌根真菌能为植物直接提供各种营养物质，促进植物的生长，一些外生菌根真菌能生长成蘑菇

根瘤:氮肥的天然生产车间

农业中还常使用微生物农药，这种农药是指应用微生物活体或其代谢产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂。由于化学农药的残留严重污染环境，影响人们的身体健康，同时在使用中也把大量的害虫天敌和有益生物一并杀死，严重破坏生态平衡。为了保护环境，维护生态平衡和人类健康安全，开发和使用微生物农药成了现代农业发展的一个方向。微生物农药目前主要品种有细菌杀虫剂、农用抗生素病毒杀虫剂和真菌杀虫剂以及微生物除草剂。

苏云金芽孢杆菌(Bt)杀虫剂是细菌杀虫剂中研究最深人、应用最广泛的一个品种。苏云金杆菌长得像根棍棒，矮矮胖胖，身高不到5微米。当它长到一定阶段,身体一端会形成一个卵圆形的芽孢,用来繁殖后代;另一端产生一个菱形或近似正方形的结晶体，因为它与芽孢相伴而生,科学家叫它伴孢晶体,这种晶体具有很强的毒性。当害虫咬嚼庄稼时,同时把苏云金杆菌吃进肚去,这下害虫就完蛋了伴孢晶体可以破坏害虫的消化道，引起食欲减退，行动迟缓、呕吐、腹泻，而芽孢能通过破损的消化道进入血液，在血液中大量繁殖而造成败血症，最终使害虫一命呜呼。现在，科学家还把细菌的伴孢晶体基因转到棉花中，这样棉花也能产生伴孢晶体了，如果那些害虫再来啃食棉花就等于是找死。

化肥的滥用导致土壤肥力下降

畜牧养殖中还经常使用微生物饲料，微生物饲料的开发利用扩大了饲料资源种类，对现代养殖业具有重要意义。微生物饲料是指利用有益微生物的生长代谢过程，把秸秆等有机废弃物加工而成的营养丰富，口感好的含有微生物菌体和其代谢产物的饲料。利用微生物对秸秆类物质进行分解与转化改造使秸秆中的纤维素类物质更易被牲畜消化、吸收、利用，同时微生物的繁殖也提高了饲料的营养价值，如蛋白质的含量大大增加。微生物饲料添加剂也属微生物饲料类，主要有酶制剂、真菌添加剂等。乳酸菌广泛用作微生物饲料添加剂及饲料发酵剂，它是生活在动物肠道内的一类正常有益菌，在动物肠道内和饲料中，乳酸本身既是营养物质，又有抑制其他有害微生物的作用。用细菌、霉菌发酵生产的淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶等酶制剂参与生物体内各种反应，提高酶促反应的速度，有利于饲料养分的吸收。在饲料中添加由微生物产生的赖氨酸，可提高猪禽重量，并改善肉的品质，提高瘦肉率。