土壤微生物在促进植物生长方面的作用

张世缘

（曲阜师范大学生命科学学院，山东曲阜273100）

土壤微生物在促进植物生长方面的作用

张世缘

（曲阜师范大学生命科学学院，山东曲阜273100）

土壤微生物对植物生长发育能够起到非常大的促进作用，而植物根系则为土壤微生物提供了养分。本文基于植物在土壤中的特性，阐述土壤中微生物与植物根系系统机制,以及土壤微生物对土壤中植物的作用过程。

土壤微生物；植物生长；植物根系；促进作用

微生物的生长，需要有一定的营养、一定的空气和水分，还需要有合适的渗透压、适合的酸碱度和温度等条件[1]。土壤环境适合微生物的生长与发育，土壤中含有相当多数量的微生物，不仅仅种类非常丰富，而且数量也相当庞大。但是，土壤因其有机质含量、酸碱度和水分等要素存在差异，所以土壤中的微生物在数量和种类等方面也不尽相同。另外，微生物的新陈代谢可以为土壤提供氮磷钾等土壤所要的物质，培肥土壤，进而为植物生长提供养料[2]。

本文主要从固定氮素、释放难溶矿质中的营养元素、提高植物的抗逆性、降解污染物、促进腐质酸的形成、产生植物激素和提供物理屏障7个方面来讨论土壤微生物对植物生长的具体作用和作用方式。

1 土壤微生物促植物生长的作用

1.1 固定氮素

植物生长必需具备一定的养分，比如氮、磷、钾等。而土壤微生物能够将空气中的惰性氮素经过一系列的作用变换为植物生长可以直接吸收的离子态氮素，从而使得植物可以更加充分地生长和发育。

从1886年开始，共生固氮的根瘤菌被分离发现。随着科技的进步和发展，人们研究了越来越多的固氮生物，高达50多属100多种。具体分为自生固氮菌、共生固氮菌和联合固氮菌3种。比如，固氮球菌属、念珠蓝菌属、拜叶林克氏菌属等属于自生固氮菌；弗兰克氏菌属放线菌、满江红鱼腥蓝菌等属于共生固氮菌；芽抱杆菌属、褐球固氮菌属等属于联合固氮菌[3]。

参与非共生固氮活动中植物的根系环境对其起到了极为重要的作用,肠细菌属、固氮螺菌属或固氮菌等都是根际非共生固氮细菌，这些固氮菌在一般状态下会和一些高等作物有专性联合。比如，甘蔗中的拜叶林克氏菌、固氮菌中的雀椑固氮菌和小麦等禾谷类作物比如甘蔗和玉米等，作为C4作物通常是高于C3作物比如大麦、小麦等的。已有研究表明，每克糖本身的固氮菌可以将30mg高低的氮素固定。而氮素在土壤中的固定作用会愈加清晰，1hm2土壤一年能够积攒3.7～57.5kg氮素。

1.2 释放难溶矿质中的营养元素

微生物能够分解土壤中难溶的矿物，并且将其转化为易溶性矿质化合物。土壤中含有丰富的细菌，其中，钾细菌与磷细菌可以使土壤矿物无效状态下的钾和磷得以释放，从而使得植物充分地生长和发育。钾细菌和磷细菌在土壤中数量庞大到难以想象，他们受土壤中有机质含量、土壤物理构造、土壤有机质含量、土壤肥力和人工干预土壤耕作方式的影响。钾细菌也即是硅酸盐细菌，可以分解含有钾的铝硅酸盐，比如云母长石等，然后释放出钾磷和其他的灰石。硅酸盐细菌有固定氮素，增强作物抗病菌力等作用。解磷的微生物种类有很多种，解磷细菌有芽抱杆菌属、欧文氏菌属、埃希氏菌属及多硫杆菌属等。其中，有些细菌可以达到589μg/mL。微生物通过分泌有机酸来降低土壤的pH值，有机酸还促进了微生物的解磷作用。这些有机酸不仅可以和土壤中的铁离子、铝离子相结合，溶解比较难溶的磷酸盐，同时也促进了植物的生长。

1.3 提高植物的抗逆性

土壤中微生物系统由很多因素构成，如真菌。真菌作为微生物系统的重要部分，是通过土壤中高等植物的根系真菌自身的菌丝所联合组成的。而真菌菌根系统即是由菌根真菌与植物根系部分构建的联合体，这是植物不断进化与共同生长的结果。其存在不但对菌根和真菌的生存提供了帮助，两者相互影响，提高了植物在较差的生态环境中的生存力，增加了植物生长的可能性。菌根有外生和内生菌根2种。内生菌的根菌大多数是担子菌，多种担子菌还有子囊菌、半知菌均参与了外生菌的生成。其中，与农业关系最为紧密的当属从枝状菌根，简称VA菌根。VA菌根的作用主要有改善土壤中植物根系的生长环境，提高植物的抗逆性，增强植物的抗病侵性等。

1.4 降解污染物，减少毒性

因为现代化进程的加快以及工业的快速发展，环境污染造成的危害愈发严重，治理环境污染至关重要。土壤因为人为耕作所施加的农药与化肥的残留，包括工厂三废的随意排放等，造成了越来越严重的污染。土壤中的营养含量降低，甚至含有很多有害的病菌，土壤肥力下降，植物无法生长。土壤微生物对土壤的污染物起到了一定程度的降解作用，为植物生长提供了较为优良的环境。人们现在施加的农药主要为有机农药卤代芳烃，卤代芳烃是含有很氯化烃杀虫剂的主要成分，很难得到降解。污染物分为有机污染物和无机污染物，有机污染物按降解难度分为易分解类和难分解类。土壤微生物起到的作用就是可以将土壤中的有机污染物在生物和非生物作用下，将其转化和降解成不同稳定性的产物，直到最终成为无机物，利于植物生长。无机污染物主要来源就是未经处理的工业废水或废渣等直接排入土壤，比如汞、铅、锌、铜等的污染。而微生物能够转化重金属，让重金属从有毒转化成低毒或无毒。总之，微生物在土壤中同土壤相互影响作用，降解土壤中的污染物，从而提高土壤中植物的生长发育能力。

1.5 促进腐质酸的形成

植物的生长发育离不开土壤微生物对其根部有机物的分解。正是分解的残留物、分解残渣生物转化成的副产品、微生物及土壤腐殖酸共同组成了有机质部分，也是有机物分解的重要因素。例如，针叶林下大量的微生物群产生的属于母本植物的无色腐殖质酸，对于植物生长都有着重要的意义，当然真菌也不例外。生物界的各种化学反应在人们周围无时无刻不在发生着，比如植物残木渣可以降解出来的一种物质儿茶酚和氨基酸，在微生物酶的作用下就会生成氨基醌的中间产物，然后进一步转变为一种棕色的含氮腐殖酸盐。而腐殖质化合物中的氮素和碳水化合物部分会形成微生物原生质，也是微生物原生质的重要组成部分。植物之所以能够生长发育，离不开腐殖酸盐中的功能团，这种功能团在改变土壤结构的同时也有效促进了植物的生长发育。土壤中腐殖酸盐的多少决定了植物的生长周期。

1.6 产生植物激素

土壤中微生物的次生新陈代谢可以刺激植物自身的生长发育。土壤微生物的生命活动过程中会分泌一些植物激素，这些植物激素能够刺激植物根系生长发育，也可以提高植物根系对土壤中营养元素的吸收能力。所以，相较于完全无菌的环境，植物在土壤中会发育得更好。因此，应将植物置于土壤环境中，形成根系微生物生态系统，促进植物更好的生长。

1.7 提供物理屏障，减少病原菌侵害

根际的土壤微生物为了保护土壤中植物的根系生长不受病原菌和虫害的危害，会在土壤中植物的根系周围聚合形成一个物理保护圈层。在根系伸出后的几小时内细菌菌落会开始在根的延长部范围内发育。起初时先分离开来形成小群的细胞，随着根系的生长，细菌菌落也随之增大，直到菌落在植物根系周围形成包围圈层，形成一个粘质层或者粘胶。粘胶中含有大量的微生物，但是粘胶先驱种的作用阻止了以后微生物的繁殖增加。所以，物根系周围的物理保护层可以将植物根系圈进一个较为平衡稳定的微生态系统中，从而大大减少病原菌和虫害的影响[4]。

2 结语

农作物生存的土壤中存在很多有利于植物生长的微生物，通常生物数量愈多，种类愈丰富，对于促进植物的生长越有帮助[5]。微生物愈丰富，生态系统就会愈稳定，这是生物多样性必需的。因为微生物可以把有机物分解转化变为无机物，促进新陈代谢，进而提高土壤肥力。但是，有些微生物还没有得到充分的利用，导致植物没有很好地吸收养分。所以，将新型高科技生产技术引入生活中，利用基因重组技术对土壤中的微生物进行改造，使微生物发挥其应有的价值，同时以不同的方式给植物传输营养物质。

[1]许光辉,李振高.微生物生态学[M].南京:东南大学出版社,1991:104-11l.

[2]EA波尔,FE克拉克,顾宗濂,等.土壤微生物学与生物化学[M].北京:科学技术文献出版社,1993:102-273.

[3]蒋先军,黄昭贤,谢德体,等.硅酸盐细菌代谢产物对植物生长的促进作用[J].西南农业大学学报,2000,22(2):116-119.

[4]章家恩,刘文高,胡刚.不同土地利用方式下土壤微生物数量与土壤肥力的关系[J].土壤与环境,2002,11(2):140-143.

[5]吴建峰,林先贵.土壤微生物在促进植物生长方面的作用[J].土壤,2003,35(1):18-21.

The Role of Soil Microbes in Promoting Plant Growth

Zhang Shi-yuan
（College of Life Science, Qufu Normal University, Shandong Qufu 273100）

Soil microbes can play a very important role in promoting the growth of plant, the plant root system provides nutrients for soil microbes. In this paper, based on the characteristics of plants in the soil, the mechanism of microorganism and plant root system in soil, and the action of soil microorganism to the plant in the soil were discussed.

Soil microorganism; Plant growth; Plant root system; Promoting effect

S154

A

2096-0387（2017）01-0054-03

张世缘（1997-），男，山东潍坊人，本科，研究方向：生物工程。