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土壤微生物土壤微生物作者：ets时间：2009-5-15浏览： 【字体：小 大】微生物不是生物分类系统中的某个单一类群，而是微小生物的总称，涵括全部细胞和古菌，以及真核生物中的部分真菌（主要是霉菌和酵母菌）、单细胞藻类和原生动物，还包括非细胞生物（病毒）。由于它们之间的共性及其与人类的密切关系，使这些微小生物称为微生物学的研究对象。一、微生物的显著共性 在形态上，个体微小，肉眼看不见；生长繁殖快；代谢类型多，活性强；相对于高等生物而言，较容易发生变异；在局部环境中数量众多，如每克土壤含微生物几千万至几亿个。二、微生物之间的相互关系 自然群落中常常含有多种微生物，它们相互作用，大致可概括为互生、共生和对抗3类情况，在微生物数量较多的各种生态系统中，群落中的微生物都会不同程度的相互影响。微生物是土壤生态系统的灵魂和中心微生物种类繁多：已知：微生物有1,600种菌类有45,000种原生物有44,000种三、土壤微生物简介 作物生长最好的土壤里，有大量放线菌，氮素分解菌，光合成菌。这些菌越多且其他杂菌的数量越少越好。 如果把优质土壤以100为基数，那么有益菌占90%（其中放线菌40-50，氮分解菌15-20，光合成菌10-15），杂菌占10%。 而病害发生率高的土壤，正好相反。 土壤可以改良成为杂菌少的优良土壤-有益菌的种类和数量，是决定土壤优劣的关键！微生物在土壤中的作用问：首先，为什么不给森林施肥，树木却可以健康生长呢？答：这是因为动物的尸体、植物的落叶枯枝等被微生物分解，变成腐殖质养分，供给给了植物。换句话说是微生物在培育着森林。1.微生物是地球生态系统中的分解者：微生物分解动植物残体供给植物，进行生命物质能量循环。2.微生物是土壤中腐殖质的制造者：土壤中的腐殖质是土壤肥力的核心要素 3.微生物参与完成土壤中的生化反应：有机质与无机质间存在着复杂的相互作用，微生物参与其中；微生物可以将农业污染中排放的有害气体固定下来转化成有益养分上面将土壤微生物的作用从表面上简单进行了概括，下面进行比较深入的介绍。自然界微生物种类繁多,广泛存在于各种环境中，尤其是土壤中。 根据土壤微生物对不同有机质的分解能力将它们分为两大类：土著性和发酵性。土著性微生物是特定生态系统中固有的群落，其中的种群组成不因外界有机物质的加入而改变。发酵性微生物许多是随外界有机质带来的，当有机物质进入土壤后它们迅速繁殖，是这些物质的主要分解者。这类微生物有的也是土壤中固有的，但只有在大量新鲜有机物质进入土壤后才旺盛发展，随着新鲜有机物质被分解，其数量和活性下降，土著性微生物随后活跃起来，包括贫营养性微生物。所以，有机物质的性质和数量也是引起微生物群落演替的重要因素。微生物既是土壤形成过程的作用者，又是土壤的重要组成部分。土壤中微生物的种类繁多、数量巨大，这是其他任何生态系统不可相比的。很多微生物类群，几乎都能在土壤中找到，它们大多是土著性的，也有些种是外来的，在土壤中暂时栖息。四、土壤中微生物的分布1.微生物在土壤中的垂直分布： 土壤是高度的异质体，由固相、液相和气相组成，具有明显的结构特征，既有垂直的剖面层次，又有团聚体等不同的微生境。所以微生物的分布情况非常复杂。土壤中有机营养型微生物占有重要的地位，其数量与有机质含量密切相关。2.土壤微环境与微生物的分布 土壤的固体部分包括矿物质、有机质和各种生物,它们相互结合和作用使土壤具有结构性，特别是土壤团聚体，它是土壤肥沃性的重要因素。土壤团聚体之间和内部的气体与水分状况的差别也很大,而且是处于变动状态.各种团聚体是微生物在土壤中生活的微环境之一,团聚体内外的条件不同,微生物的分布也不一样,微生物在团聚体中不是均匀分散的,而是形成微菌落,与土壤黏粒紧密联系在一起.土壤微生物对植物所需各大中微量元素的转化作用作者：ets时间：2009-5-15浏览： 【字体：小 大】作物生长所必需的元素按其需求量分为大、中、微量三种，共13种。这些元素在土壤中以不同形式存在，有些元素的形式不经转化是不能被植物吸收利用的。而元素的转化必须在微生物的作用下才能进行。因此微生物的生命活动在矿质营养元素的转化中起着十分重要的作用。下面就微生物对这13种元素中的N、P、K、S、Fe、Mn 6种元素的转化作用进行简单介绍。一、微生物在氮转化中的作用氮循环由6种转化氮化合物的反应组成，包括固氮、同化、氨化（脱氨）、硝化作用、反硝化作用及硝酸盐还原。氮是生物有机体的主要组成元素，氮循环是重要的生物地球化学循环。（1）固氮：固氮是大气中氮被转化成氨（铵）的生化过程。固氮微生物都具有固氮基因和由其编码合成的固氮酶，生物固氮是只有微生物或有微生物参与才能完成的生化过程。（2）氨化作用:氨化作用是有机氮化物转化成氨的过程。它是通过微生物的胞外和胞内酶系以及土壤动物释放的酶催化的。首先是胞外酶降解含氮有机多聚体，然后形成的单聚体被微生物吸收到细胞内代谢，产生的氨释放到土壤中。氨化作用放出的氨可被微生物固定利用和进一步转化。（3）硝化作用：硝化作用是有氧条件下氨被氧化成硝酸盐的过程。硝化作用是由两群化能自养细菌进行的，先是亚硝酸单胞菌将氨氧化为亚硝酸；然后硝酸杆菌再将亚硝酸氧化为硝酸。氨和亚硝酸是它们的能源。（4）硝酸盐还原和反硝化作用：土壤中的硝酸盐可以经由不同途径而被还原，包括同化还原和异化还原两方面，还原产物可以是亚硝酸、氧化氮、氧化亚氮等。同化还原是指微生物将吸收的硝酸盐逐步还原成氨用于细胞物质还原的过程。植物、真菌和细菌都能够进行NO3-的同化还原，在同化硝酸酶系催化下先形成NO2-继而还原成NH2OH,最后成为NH3，由细胞同化为有机态氮。硝酸盐的异化还原比较复杂，有不同途径。因微生物和条件不同，可以只还原为NO和N2O，也可以还原为分子氮。只有细菌具备NO3-的异化还原作用。反硝化作用即反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程，即脱氮作用。能够进行反硝化作用的只有少数细菌。二、微生物在磷循环中的作用大气中没有磷素的气态化合物，因此磷是一种典型的沉积循环，主要在土壤、植物和微生物之间进行。土壤微生物既参加了无机磷化合物的溶解作用和有机磷化物的矿化作用，也参加了可给性磷的固持作用。在作物生长的季节里，虽然土壤微生物的生物量比植物的生物量少很多，但微生物的含磷量却比植物高10倍以上；而且在一季的时间内，微生物能繁殖很多代，结果是被微生物吸收的磷往往超过了高等植物吸收的量。但微生物固持磷的时间不长，微生物细胞死亡后不久磷又会释放出来。这对植物是有利的。短期的生物固持作用可使土壤磷免遭土壤矿物的长期固定。在自然界中，磷的循环包括可溶性无机磷的同化、有机磷的矿化、不溶性磷的溶解等。微生物分解含磷化合物的作用，基本上分为有机磷化合物的分解和无机磷化合物的分解两个方面。前者主要是微生物产生的各种酶参与的结果。有机磷化合物在土壤这个复合体中变化十分复杂，往往形成一些极难分解的产物。这些复杂的物质只有在微生物的相应酶的作用下才能分解。微生物促进磷有效化的另一重要方面，是对土壤中无机磷的溶解作用。微生物产生的酸，一类是无机酸，如碳酸、NO3- 、 SO42- 。另一类是有机酸，微生物产生的有机酸大多种类都具有溶磷作用。可以认为微生物在代谢过程中通过呼吸作用分解糖类等碳源，可以产生多种有机酸。这些有机酸在土壤中对无机磷化合物的溶解起着重要作用。三、微生物在钾循环中的作用土壤里主要含钾矿物有长石和云母等硅酸盐。其中的钾约占土壤总钾量的98%，该类钾难溶于水，只能在风化后才释放出一些有效钾。有一些微生物能分解长石和云母等硅酸盐类矿物产生有效钾，该类微生物称为钾细菌或硅酸盐细菌。该类微生物解钾的途径可能有两个：钾细菌接触矿石后产生特殊的酶，破坏矿石结晶结构，释放出其中的养分钾细菌在矿石表面接触后进行交换作用，释放出其中的养分。四、微生物在硫循环中的作用硫是生物体合成蛋白质以及某些维生素和辅酶等的必需元素。硫素不足，影响氮的同化，从而影响蛋白质的含量和作物产量。硫循环兼有气态循环和沉积循环的特点，循环中的许多步骤都有专一性微生物参与。进入土壤的动植物残体中含硫的有机质主要是蛋白质，其次是一些含硫的挥发性物质。土壤中能分解含硫有机物质的微生物种类很多，一般能引起含氮有机化合物的氨化微生物，都能分解含硫有机物产生硫化氢。含硫有机物在分解不彻底时，形成硫醇暂时积累，但在进一步氧化中，仍以硫化氢为最后产物。微生物分解的含硫有机化合物产生硫化氢，虽不能直接有利于植物的营养，而且在土壤中积累较多时，还对植物的根部有毒害作用，但含硫有机化合物的无机质化是硫素物质循环中的一个环节，在生成硫化氢后，在微生物的作用下进行进一步氧化，形成硫酸，则可为植物提供硫素养料。五、微生物在铁转化中的作用铁素主要存在于矿物中。土壤中的铁主要是难溶的高价铁（Fe3+），它必须还原为低价（Fe2+）植物才能吸收。铁素的循环作用包括氧化还原反应、溶解作用和沉积作用。许多微生物可以用Fe3+做电子受体。当有H2S存在时，高价铁可经化学还原为FeS。所以，在自然界中铁和硫的循环之间关系密切。一些真菌和许多化能无机营养与有机营养细菌均能用Fe3+做电子受体进行能量代谢。许多微生物产生一类称为铁载体的特异铁结合物，能螯合铁并输入细胞内部，当它进入细胞后，铁被释放出来，铁载体可再进行铁的运转，这是植物吸收铁素的一种机制。能够产生铁载体的细菌在土壤中具有竞争铁素的优势。一些假单胞菌产生黄绿色萤光铁载体，称为假菌素，可以同铁紧密结合，阻止其他生物的利用。于是使植物的某些病原菌处于缺铁状态，这对植物是有利的。六、微生物在锰转化中的作用锰在土壤中以二价和四价状态存在，还原态的二价锰为可溶性，能被植物吸收利用；氧化态的四价锰不溶解。土壤中锰的转化决定于微生物、土壤酸度、氧和有机质含量。许多微生物能氧化锰，在缺氧及酸性条件下常有利于锰的还原；在碱性条件下有利于锰的氧化。所以植物缺锰常与土壤反应有关。有机肥料发酵原理作者：ets时间：2009-5-22浏览： 【字体：小 大】一、概述任何一种合格优质的有机肥料的生产都必须经过堆肥发酵过程。堆肥是在一定条件下通过微生物的作用，使有机物不断被降解和稳定，并产出一种适宜于土地利用的产品的过程。堆肥这种古老而简便的处理有机废弃物和制造肥料的方法，随着研究的深入和方法的改进，其应用很受各个国家的重视，因为它有很好的生态意义，也为农业生产带来效益。有许多报道指出，用腐熟堆肥制备种子苗床能抑制土传病害。并且在堆肥过程的高温阶段过后接踵而来的拮抗性细菌，可使菌数达到很高水平；堆肥过程中各有机物在微生物作用下，达到不易分解、稳定、作物易吸收状态；同时微生物作用在一定范围内减少重金属毒害作用。可见，堆肥是制造生物有机肥的简便而有效的方法，有益于生态农业的发展。我国国内大多数有机肥料产品只堆肥发酵15-20天，这样的产品只能达到无害化标准。而优质的有机肥料堆肥发酵过程一般需要45-60天的时间。这是因为在堆肥前期的升温阶段以及高温阶段会杀死植物致病病原菌、虫卵、杂草籽等有害微生物，但此过程中微生物的主要作用是新陈代谢、繁殖，而只产生很少量的代谢产物，并且这些代谢产物不稳定也不易被植物吸收。到后期的降温期，微生物才会进行有机物的腐殖质化，并在此过程中产生大量有益于植物生长吸收的代谢产物，这个过程需要45-60天。经此过程的堆肥可以达到三个目的，一是无害化；二是腐殖质化；三是大量微生物代谢产物如各种抗生素、蛋白类物质等。堆肥为什么产生这样的效果呢？下面我们对堆肥原理进行比较详尽的介绍。二、有机肥发酵原理（一）堆肥过程中有机质的转化堆肥中的有机质在微生物作用下进行复杂的转化，这种转化可归纳为两个过程：一个是有机质的矿质化过程，即把复杂的有机质分解成为简单的物质，最后生成二氧化碳、水和矿质养分等；另一个是有机质的腐殖化过程，即有机质经分解再合成，生成更复杂的特殊有机质-腐殖质。两个过程是同时进行的，但方向相反，在不同条件下，各自进行的强度有明显的差别。1.有机质的矿化作用不含氮有机物的分解 多糖化合物（淀粉、纤维素、半纤维素）首先在微生物分泌的水解酶的作用下，水解成单糖。葡萄糖在通气良好的条件下分解迅速，酒精、醋酸、草酸等中间产物不易积累，最终形成CO2和H2O，同时放出大量热能。如果通气不良，在嫌气微生物作用下，单糖分解缓慢，产生热量少，并积累一些中间产物-有机酸。在极嫌气微生物条件下，还会生成CH4、H2等还原态物质。 含氮有机物的分解 堆肥中的含氮有机物包括蛋白质、氨基酸、生物碱、腐殖质等。除腐殖质外，大部分容易被分解。例如蛋白质，在微生物分泌的蛋白酶作用下，逐级降解，产生各种氨基酸，再经氨化作用、硝化作用而分别形成铵盐、硝酸盐，可以被植物吸收利用。含磷有机物的转化 堆肥中的含磷有机化合物，在多种腐生性微生物的作用下，形成磷酸，成为植物能够吸收利用的养分。含硫有机物的转化 堆肥中含硫有机物，经微生物的作用生成硫化氢。硫化氢在嫌气环境中易积累，对植物和微生物会发生毒害。但在通气良好的条件下，硫化氢在硫细菌的作用下氧化成硫酸，并和堆肥中的盐基作用形成硫酸盐，不仅消除了硫化氢的毒害，并成为植物能吸收的硫素养料。在通气不良的情况下，发生反硫化作用，使硫酸转变为H2S散失，并对植物产生毒害。堆肥发酵过程中，可以通过定时翻倒措施改善堆肥的通气性，就能消除反硫化作用。脂类及芳香类有机物的转化 单宁、树脂等结构复杂，分解较慢，其最终产物也是CO2和水；木质素是含植物性原料（如树皮、木屑等）堆肥中特别稳定的有机化合物，它结构复杂，含芳香核，并以多聚形式存在于植物组织中，极难分解。在通气良好的条件下，主要通过真菌、放线菌的作用，缓慢地进行分解，其芳香核可变为醌型化合物，它是再合成腐殖质的原料之一。当然，这些物质在一定条件下，还会继续被分解的。综上所述，堆肥有机质的矿质化，可为作物和微生物提供速效养分，为微生物活动提供能源，并为堆肥有机质的腐殖化准备基本原料。堆肥以好气性微生物活动为主时，有机质迅速矿化生成较多的二氧化碳、水及其它养分物质，分解速度快而彻底，并放出大量热能；以嫌气性微生物活动为主时，有机质的分解速度慢，且往往不彻底，释放热能少，其分解产物除植物养分外，尚易积累有机酸及CH4、H2S、PH3、H2等还原性物质，当其达到一定程度时，则对作物生长不利甚至有害。因此堆肥发酵期间的翻倒也是为了转换微生物活动类型，以消除有害物质。2.有机质的腐殖化过程 关于腐殖质的形成过程有很多种说法，概括起来大体可分为两个阶段：第一阶段，有机残体分解形成组成腐殖质分子的原始材料，如多元酚、含氮有机物（氨基酸、肽等）等；第二阶段，先由微生物分泌的多酚氧化酶将多酚氧化成醌，然后醌与氨基酸或肽缩合而成腐殖质单体。由于酚、醌、氨基酸种类很多，相互缩合的方式也不尽相同，因而形成的腐殖质单体也就多种多样。在不同条件下，这些单体又进一步缩合形成大小不等的分子。（二）堆肥过程中重金属的的转化城市污泥中含有丰富的作物生长所需的各种养分及有机质，是堆肥发酵最佳原材料之一。但城市污泥中往往含有重金属，这些重金属一般指汞、铬、镉、铅、砷等。微生物特别是细菌、真菌在重金属的生物转化中起重要作用。虽然有些微生物可以改变重金属在环境中的存在状态，使化学物毒性增强而引起严重的环境问题或浓缩重金属，并通过食物链积累。但也有些微生物可以通过直接和间接的作用去除环境中重金属，有助于改善环境。如最早受到关注的造成环境污染的重金属-汞，微生物转化汞包括3方面，无机汞（Hg2+）的甲基化、无机汞（Hg2+）还原成Hg0，甲基汞和其他有机汞化合物的裂解并还原成Hg0。这些能将无机汞和有机汞转化为单质汞的微生物称为抗汞微生物。微生物虽然不能降解重金属，但通过对重金属的转化作用，控制其转化途径，可以达到减轻毒性的作用。 （三）堆肥发酵工艺堆肥实际就是废弃物稳定化的一种形式，但它需要特殊的湿度、通气条件和微生物以产生适宜的温度。一般认为这个温度要高于45，保持这种高温可以使病原菌失活，并杀死杂草种子。在合理堆肥后残留的有机物分解率较低、相对稳定并易于被植物吸收。堆肥后臭味可以大大降低。堆肥过程有许多不同种类的微生物参与。由于原料和条件的变化，各种微生物的数量也在不断发生变化，所以堆肥过程中没有任何微生物始终占据主导地位。每一个环境都有其特定的微生物菌群，微生物的多样性使得堆肥在外部条件出现变化的情况下仍可避免系统崩溃。堆肥过程主要靠微生物的作用进行，微生物是堆肥发酵的主体。参与堆肥的微生物有两个来源：一是有机废弃物里面原有的大量微生物；另一是人工加入的微生物接种剂。这些菌种在一定条件下对某些有机废物具有较强的分解能力，具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点，能加速堆肥反应的进程，缩短堆肥反应的时间。堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。好氧堆肥是在有氧情况下的有机物料分解过程，其代谢产物主要是二氧化碳、水和热；厌氧堆肥是在无氧条件下有机物料的分解过程，厌氧分解最后的代谢产物是甲烷、二氧化碳和许多低分子量的中间产物，如有机酸等。参与堆肥过程的主要微生物种类是细菌、真菌以及放线菌。这3种微生物都有中温菌和高温菌。堆肥过程中微生物的种群随温度的变化发生如下的交替变化：低、中温菌群为主转变为中高温菌群为主，中高温菌群为主转化为中低温菌群。随着堆肥时间的延长，细菌逐渐减少，放线菌逐渐增多，霉菌和酵母菌在堆肥的末期显著减少。有机堆肥的发酵过程简单可分为以下4各阶段：发热阶段 堆肥制作初期，堆肥中的微生物以中温、好气性的种类为主，最常见的是无芽孢细菌、芽孢细菌和霉菌。它们启动堆肥的发酵过程，在好气性条件下旺盛分解易分解有机物质（如简单糖类、淀粉、蛋白质等），产生大量的热，不断提高堆肥温度，从20左右上升至40，称为发热阶段，或中温阶段。高温阶段 随着温度的提高，好热性的微生物逐渐取代中温性的种类而起主导作用，温度持续上升，一般在几天之内即达50以上，进入高温阶段。在高温阶段，好热放线菌和好热真菌成为主要种类。它们对堆肥中复杂的有机物质（如纤维素、半纤维素、果胶物质等）进行强烈分解，热量积累，堆肥温度上升至60-70，甚至可高达80.随即大多数好热性微生物也大量死亡或进入休眠状态（20d以上），这对加快堆肥的腐熟有很重要的作用。堆肥不当的堆肥，只有很短的高温期，或者根本达不到高温，因而腐熟很慢，在半年或者更长时期内还达不到半腐熟状态。降温阶段 当高温阶段持续一定时间后，纤维素、半纤维素、果胶物质大部分已被分解，剩下很难分解的复杂成分（如木质素）和新形成的腐殖质，微生物的活动减弱，温度逐渐下降。当温度下降到40以下时，中温性微生物又成为优势种类如果降温阶段来的早，表明堆制条件不够理想，植物性物质分解不充分。这时可以翻堆，将堆积材料拌匀，使之产生第二次发热、升温，以促进堆肥的腐熟。腐熟保肥阶段 堆肥腐熟后，体积缩小，堆温下降至稍高于气温，这时应将堆肥压紧，造成厌气状态，使有机质矿化作用减弱，以利于保肥。简而言之，有机堆肥的发酵过程实际上就是各种微生物新陈代谢、繁殖的过程。微生物的新陈代谢过程即有机物分解的过程。有机物分解必然会产生能量，这些能量推动了堆肥化进程，使温度升高，同时还可干燥湿基质。许多堆肥用的基质携带人类、动植物的病原体，以及令人讨厌的生物如杂草种子。在堆肥过程中，通过短时间的持续升温，可以有效地控制这些生物的生长。因此，高温堆肥的一个主要优势就是能够使人和动植物病原体以及种子失活。病原体以及种子失活是由于其细胞死亡，而细胞的死亡很大程度上基于酶的热失活。在适宜的温度下，酶的失活是可逆的，但在高温下是不可逆的。在一个很小的温度范围内酶的活性部分将迅速降低。如没有酶的作用，细胞就会失去功能，然后死亡。只有少数几种酶能够经受住长时间的高温。因此，微生物对热失活非常敏感。研究表明，在一定温度下加热一段时间可以破坏病原体或者是令人讨厌的生物体。通常在60-70（湿热）的温度下，加热5-10min。可以破坏非芽孢细菌和芽孢细菌的非休眠体的活性。利用加热灭菌，在70条件下加热30min可以消灭污泥中的病原体。但在较低温度下（50-60），一些病原菌的灭活则可长达60d。因此堆肥过程中保持60以上温度一段时间是必须的。堆肥制作过程中，必要时应进行翻堆。一般在堆温越过高峰开始降温时进行，翻堆可以使内层外层分解温度不同的物质重新混合均匀。如湿度不足可补加一些水，促进堆肥均匀腐熟。堆肥过程中的各种生物、微生物的死亡、更替及物质形态转化都是同时进行的，上述分块介绍是从不同角度对堆肥发酵原理进行了简单介绍，无论是从热力学、生物学还是物质转化角度，这些反应都不是几天或十几天这么短时间能够完成的，这也是为什么即使各种温度、湿度、水分、微生物等条件都控制的很好的前提下，堆肥仍要经历45-60天时间的原因。附录：成熟堆肥的指标：项目指标N(%)2C/N20灰分(%)10-20水分(%)10-20P(%)0.15-1.5持水量(%)150-200阳离子交换量(cmol/kg)75-100还原糖(%)35颜色棕黑气味泥土气植物所需各元素及其作用作者：ets时间：2009-5-22浏览： 【字体：小 大】植物正常生长发育所需要的营养元素有必需元素和有益元素之分。按照作物对养分需求量的多少将必需元素分为大量元素，包括氮、磷和钾；中量元素，包括钙、镁、硫；微量元素，包括锌、硼、锰、钼、铁、铜；此外，还有一些有益元素如含硅、稀土等。 一、大量元素氮磷钾1.氮的营养作用 氮是植物体内许多重要有机化合物的成份，在多方面影响着植物的代谢过程和生长发育。氮是蛋白质的主要成份，是植物细胞原生质组成中的基本物质，也是植物生命活动的基础。没有氮就没有生命现象。氮是叶绿素的组成成份，又是核酸的组成成份，植物体内各种生物酶也含有氮。此外，氮还是一些维生素(如维生素B1、B2、B6等)和生物碱(如烟碱、茶碱)的成份。2.磷的营养作用磷是植物体内许多有机化合物的组成成份，又以多种方式参与植物体内的各种代谢过程，在植物生长发育中起着重要的作用。磷是核酸的主要组成部分，核酸存在于细胞核和原生质中，在植物生长发育和代谢过程都极为重要，是细胞分裂和根系生长不可缺少的。 磷是磷脂的组成元素，是生物膜的重要组成部分。磷还是其他重要磷化合物的组成成份，如腺三磷(ATP)，各种脱氢酶、氨基转移酶等。磷具有提高植物的抗逆性和适应外界环境条件的能力。 梨树缺磷症状 西葫芦缺磷症状3.钾的营养作用钾不是植物体内有机化合物的成份，主要呈离子状态存在于植物细胞液中。它是多种酶的活化剂，在代谢过程中起着重要作用，不仅可促进光合作用，还可以促进氮代谢，提高植物对氮的吸收和利用。钾调节细胞的渗透压，调节植物生长和用水，增强植物的抗不良因素(旱、寒、病害、盐碱、倒伏)的能力。钾还可以改善农产品品质。 二、中量元素作物所需的大量营养元素除NPK三要素外。Ca、Mg、S被认为是第二位元素。随着作物产量水平不断提高，作物体内正常代谢活动所需要的这三种元素也在增加，加上近年来不含镁、硫、的浓缩复合肥的大量施用，因此世界各国镁、硫的缺乏有逐渐增加的趋势。合理施用钙、镁、硫肥，不仅有营养作物的作用，又有改良土壤的效果，还会影响动物和人体的健康。 1. 钙的营养作用 植物中绝大部分钙作为构成细胞壁果胶质的结构成分。可以增强细胞之间的粘结作用，把细胞联结起来，钙是细胞分裂所必需的成分，钙能稳定生物膜结构，目前，普遍认为，膜外Ca2+与质膜上的磷脂和蛋白质中酸性基因结合成复合物，增强质膜的疏水性，使膜孔缩小，水的渗透量随之减少，这样既防止细胞内糖分、氨基酸等养分外渗，同时也能抑制阳离子如H 、NH4 Al3 Mn2 Fe2等离子被动进入细胞内，增强对它们的抵抗作用。钙能结合在钙调蛋白（简称CAM）上形成复合物，该复合物能活化动植物中许多酶，对细胞的代谢调节起重要作用。介质中Ca浓度在104103M时最适于植物吸收。土壤交换性钙有1mmol/100g土以上时，一般作物就不会缺钙 2. 镁的营养作用 镁是叶绿素的必需部分，是多种酶的活化剂；Mg参入碳水化合物的合成，参入脂肪和类脂的合成，参入蛋白质和核酸的合成。植株中镁是较易移动的元素，缺镁时，植株矮小，生长缓慢，先在叶脉间失绿，而叶片仍保持绿色，以后失绿部分逐步由淡绿色转变为黄色或白色，还会出现大小不一的褐色、紫红色斑点、条纹，症状在老叶，特别是老叶叶尖先出现。从植株的部位看，种子含镁较多，茎叶次之，而根系较少。作物生长初期，镁大多存在于叶片，到结实期则转到种子中。 3.硫的营养作用硫参入固氮过程，构成固氮酶的钼铁蛋白和铁蛋白均含有硫。作物体中硫的移动性很少，较难从老组织向幼嫩组织运转，缺硫时，作物生长受到严重阻碍，植株矮小瘦弱，叶片退绿或黄化，茎细、僵直，分蘖分枝少，与缺氮有点相似，但缺硫症状首先从幼叶出现。 三、微量元素微量元素是指植物生长所必需，而且在植物体内含量很少的元素。其含量一般在10-2-10-3毫克/公斤。1.铁的营养作用不同植物中铁的含量差异很大，其浓度一般为100-800毫克/公斤，有时会超过200毫克/公斤，而以100-300毫克/公斤之间最多。年老的植物器官比幼嫩器官含铁丰富，这是由于铁在植物系统中的不移动性造成的。铁对叶绿素合成和光合作用有影响。铁虽不是叶绿素的组成部分，但它对叶绿素的形成却是必不可少的。铁是细胞色素b和f以及铁氧还蛋白的组成分。铁直接参与了植物光合作用的过程。铁是许多酶的成分和活化剂。2.锌的营养作用 植物的含锌量变化很大，低到1毫克/公斤，高达10000毫克/公斤。不同种类的作物，含锌量有很大差异。植物的不同部位含锌量也不同，一般多分布在茎尖和幼嫩的叶片中。 锌对作物体内生长素的合成具有重要作用。缺锌可促进植物体内过氧化氢酶活性和自由基含量的增加，从而导致生长素的分解。 锌是作物体内某些酶的组成成分。 锌与蛋白质代谢作用有密切关系。 锌还参与作物繁殖器官的发育。3. 锰的营养作用 植物中的锰含量比起任何其它微量元素来变化的多。植物的正常含锰量在20-500毫克/公斤之间。植物中的锰含量随株龄增大而减小，由低位叶向高位叶逐渐增多。 锰在光合作用中具有重要作用。植物缺锰，光合作用就必然明显地受到抑制。 锰还影响叶绿素的形成、发育和繁殖。 锰是植物体内许多酶的成分，也是某些酶的活化剂。 锰能影响植物组织中生长素代谢。 锰还能影响氨的转化和蛋白质的合成。4.铜的营养作用 植物体内铜的正常含量为5-20毫克/公斤，多集中于幼嫩叶片、种子胚等生长活跃组织中，而茎杆和老叶片中较少，幼苗含铜量最高，随着逐渐成熟，铜浓度逐渐下降。在铜充足时，植物中铜的表现像移动元素，在铜缺乏时，植物体内又与不移动元素相似。铜在植物体内的功能大部分与酶有联系，主要起催化作用。5.硼的营养作用 植物的硼含量较低，在2-100毫克/公斤之间，视植物种类而异。同一植株的各部位的硼含量不同，叶比茎含硼多，在叶缘中发现硼浓度异常高。在起始生长期间整株的硼含量可能减少，以后在大部分营养生长阶段保持相对稳定。它的移动受蒸腾作用的影响。 硼并不是植物体的组成物质，但它对植物的生理过程有特殊作用。 硼在植物体内碳水化合物的运输起着重要作用；硼会影响酚类化合物和木质素的生物合成；影响花粉萌发和花粉管的生长，对于植物繁殖器官的发育具有重要作用；硼还能够影响细胞分裂、分化和成熟；硼参与植物生长素类激素的代谢硼对光合作用也有影响。6. 钼的营养作用 作物中钼的含量很低，在0.1-0.5毫克/公斤之间。植物含钼量因植物种类和生长阶段而异。另外，同一种植物生长在不同的土壤上其含钼量也会有很大的差异。植物吸收的钼的量与土壤PH值呈正相关关系。 钼作为固氮酶和硝酸还原酶的组分在植物氮素代谢中起着重要作用。四、前面我们对植物所需各种大中微量元素的作用进行了比较详细的介绍，但有些元素过多或缺乏，会对其他某些元素对植物的作用造成一定的影响，下面除对各元素进行概括介绍外，对这些元素之间的相互作用也简单提出。1. 大量元素氮 也叫叶肥，是多种氨基酸不可缺少的物质。 缺少氮会造成叶色变黄，发育不良；过多又会造成叶色过浓过绿，发育过大，易遭受病虫害，果实畸形，品质低下。 磷酸也叫果肥，是核酸和磷脂的组成成分。在发育初期需要大量吸收，才能增加花蕾和果实，也是根须生长的必需成分。对新陈代谢，糖的循环起作用。过量会造成铅，铁，镁的缺乏症。 钾 也叫根肥，使根茎粗壮，提高抗病性。有促进合成蛋白质，和移动存储糖的作用。可有效地控制氮过剩，使果实，茎更结实。过量会造成，钙，镁缺乏，有阻碍其吸收的副作用。2. 中量元素钙 对于根端发育，不可缺少。与酸结合，可使细胞壁加厚，增强耐病性。过量会造成，镁，钾，磷酸的吸收不足。 镁 是叶绿素和各种酵素的催化剂。植物生长的中后期需要大量镁。钾，钙，镁不平衡的话，会造成叶子下垂现象。 硫 是构成蛋白质的元素，不可缺乏。3微量元素铁 作为铁酵素，是各种构成酵素和搬运的必需要素。 锰 有助于叶绿素的形成和光合作用。对于和维他命合成，呼吸作用，氮同化有关的酵素，是不可缺少的元素。土壤中的氮含量，根据微生物的活性程度而有所增减。过剩，会使铁的吸收过多而导致植物体内磷酸循环的恶化。铜 是形成细胞色素，抗坏血素，等酸化酵素的必需元素。 过剩，会阻碍铁，锰的吸收。钼 有助于氮的吸收和维他命的合成。 土壤微生物对植物的作用作者：ets时间：2009-5-15浏览： 【字体：小 大】土壤中许多微生物存在于植物体内外的各个部位，它们关系密切，有些关系是间接的，如通过土壤这个介质实现的；有些关系则是直接的，如许多微生物种类和植物构成共生关系。一、根圈植物生长于土壤中，而1g土壤中就有微生物数亿至数十亿个，土壤越肥，土壤中微生物越多。土壤微生物的种类很多，特别是聚居在距绿色植物根系几毫米范围内的微生物群-根际微生物，与植物营养的关系最为密切。根际微生物存在于根圈中，根圈也称根标，指生长中的植物根系直接影响的土壤区域，包括根系表面至几毫米的土壤部位，为植物根系有效吸收养分的范围，也是根系分泌作用旺盛的部位，因而是微生物和植物相互作用的界面。植物在其生长过程中，既从外界吸收养料和水分，也向外界释放各种无机和有机物质，根圈中有丰富的各类有机物质，如渗出物、分泌物、植物黏液、黏质、溶胞产物。植物具有明显的根圈效应，离根越近，微生物数量越多。在根圈中，植物和微生物既相互促进，又相互制约。微生物对植物的影响可以是有益的，但也有不利的方面。根圈微生物对植物生长的有益影响1.改善植物营养：根圈微生物旺盛的代谢作用和所产生的酶类，加强了有机物质的分解，促进了营养元素的转化，提高了土壤中磷素与其他矿质养料的可给性。2.根圈微生物分泌的维生素、氨基酸、生长刺激素等生长调节物质促进植物的生长3.根圈微生物分泌的抗菌素类物质，有利于作物避免土著性病原菌的侵染4.产生铁载体：铁载体是微生物在缺铁性胁迫条件下产生的一种特殊的、对微量三价铁离子具有超强络合力的有机化合物。根圈微生物对植物生长的不利影响：1.引起作物病害：由于某些寄主植物对病原菌的选择性，致使一些病原菌在相应植物的根圈大量生长繁殖，从而加重病害。2.产生有毒物质：某些有害微生物虽无致病性，但它们产生的有毒物质能抑制种子的发芽、幼苗的生长和根系的发育。3.竞争有限养分：植物和微生物的生长都需要养分，因此在根圈内存在的植物和微生物之间的养分竞争作用，尤其是在养分不足时，矛盾尤为突出。再者，细菌对某些重要元素的固定作用会严重影响植物吸收有效养分。二、微生物与植物的共生关系根圈环境对微生物的类群有一定选择作用。不同类群生物在根圈中的分布有一定的规律性。有些根圈微生物与植物形成共生关系。典型的共生关系是由微生物和植物二者形成特定的形态和组织结构。植物和微生物的共生关系类型可分为细菌和植物的共生、真菌和植物的共生。研究最多的是细菌和植物形成固氮器官（根瘤和茎瘤），以及真菌和植物形成的菌根。（一）细菌和植物的共生关系细菌和植物共生固氮体系的类型很多，固氮器官外形各异，内部结构既有共同点，也有很大差别。这里以豆科植物根瘤为例进行介绍。与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌即根瘤菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。根瘤菌是侵入宿主细胞，通过作用于宿主细胞，经过一定的繁殖变化机制后形成根瘤。宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白，分布在膜套内外，作为氧的载体调节膜套内外的氧量。类菌体执行固氮功能，将分子氮还原成NH3，分泌至根瘤细胞内，并合成酰胺类或酰尿类化合物，输出根瘤，由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用。与宿主的共生关系是宿主为根瘤菌提供良好的居住环境、碳源和能源以及其他必需营养，而根瘤菌则为宿主提供氮素营养。（二）真菌和植物的共生关系真菌和植物的共生关系比细菌与植物的共生关系更为普遍，自然界大部分植物都具有菌根，菌根对于改善植物营养、调节植物代谢、增强植物抗逆性都有一定作用。根据菌根的形态结构和菌根真菌共生时的其他性状，菌根可分为外生菌根和内生菌根两类。1.外生菌根对植物的有益作用主要有如下3个方面。(1)对植物营养和生长的作用a.扩大宿主植物的吸收面，因外生菌根都有菌套，其直径比未形成菌根的营养根大得多，加上菌套上存在一些外延菌丝，使菌根同土壤接触面大大增加。b.外生菌根真菌绝大部分都能产生某种生长刺激素（如吲哚乙酸），能促进植物生长。(2)对防御林木根部病害的作用A.外生菌根根圈的微生物群落起着防御病菌侵袭的作用。因为外生菌根根圈的微生物数量要比非菌根根圈的数量高的多。B.外生菌根的菌套和哈蒂氏网的机械屏障作用。病原菌只能侵染没有木质化的幼嫩小根，如病原菌侵染已形成的外生菌根，则必须通过由菌丝紧密交织而成的菌套以及皮层组织内的哈蒂氏网，才能进入根的细胞组织。而试验证明病原菌不能通过这两道屏障。C.宿主细胞产生抑制病菌的物质。外生菌根真菌进入植物根部时，根部细胞会产生一些抑制物质，当植物遭受病原菌侵袭时，这些抑制物质就会起抑制病原菌的作用。D.外生菌根真菌产生抗生素。试验证明大部分外生菌根都具有抗菌活性，这与它们产生抗生素是有密切关系的。(3)提高植物抗逆性的作用许多研究表明，植物感染外生菌根后可以提高宿主植物的抗旱、抗盐碱、抗极端温度、湿度和PH以及重金属毒害的能力。2.内生菌根可以分为几种类型，丛枝菌根是其中最普遍和最重要的类型，也称泡囊-丛枝菌根（VA菌根）。丛枝菌根同植物代谢和生长的关系：植物为菌根真菌的生长发育提供碳源和能量，真菌促进植物的养料和水分吸收，产生植物生长素，对防疫土传性病害也有作用。因此丛枝菌根同植物的代谢和生长有着密切的关系。(1)丛枝菌根对碳水化合物的需求丛枝菌根真菌能吸收转运至根部的光合产物，特别是丛枝，因为与根细胞间有很大的接触面，更能发挥其吸收功能。(2)丛枝菌根增加了根圈的范围 丛枝菌根虽不能像外生菌根那样形成菌套，但它的根外菌丝仍可形成松散的菌丝网。(3)丛枝菌根在植物吸收养料中的作用 丛枝菌根能改善植物营养的主要原因在于扩大了根系吸收范围，也提高了从土壤溶液中吸收养料的效率，特别是对P、Zn、Mo等扩散速度慢的营养元素的吸收利用作用更为有效。A.对磷素营养的吸收 丛枝菌根最显著的作用是在低磷土壤中提高植物吸磷能力，这是由于能够利用较大土壤范围内的磷素，促进磷素向根内的运转，提高了土壤磷素的可溶性。B.对其他营养元素的吸收 丛枝菌根真菌对其他营养元素也有明显的吸收和输送效果，其菌丝通过吸收NH4+和NO3-而获得氮素营养，或菌根真菌加速有机氮的矿化，增加土壤有效氮的含量。(4)丛枝菌根真菌与其他微生物的关系A.共生固氮微生物 菌根的形成有助于改善豆科植物的营养，特别是磷素营养，促进植物的生长。B.真菌的共生细菌 丛枝菌根真菌的细胞质中存在细菌状生物，已证明这种内生菌具有固氮基因，因此它可能与真菌的氮素代谢有关。C.根圈微生物 丛枝菌根真菌能促进固氮菌、所谓“溶磷微生物”与“溶磷细菌”的生长和繁殖，它们在菌根根圈的数量多于一般的根圈。(5)丛枝菌根真菌与植物抗病性A.丛枝菌根真菌可以减轻植物病害B.丛枝菌根真菌可以通过提高植物叶片脯氨酸含量、叶绿素含量、细胞质膜透性和植物体内自由水含量及自由水/束缚水比例而提高植物的耐盐碱性。C.丛枝菌根真菌可以提高植物抗旱性（三）植物内生微生物微生物和植物的密切关系除前述几类典型互惠共生体系外，还有许多真菌和细菌生活在植物组织中，或生活周期大部分是在植物体内，即内生菌，它们与植物构成共生关系，但不形成特殊结构。这类微生物很多，情况比较复杂，有的同植物互利共生，有的则可能是偏利共生，成为寄生微生物。虽然在这里将土壤微生物对植物的作用分为直接和间接的作用，内生和外生微生物，但在实际作用中其实没有严格的界限，它们相互作用的机制远远比这里阐述的要复杂的多，甚至有些还有待研究。我们在这里进行的阐述是已成熟的理论知识，这些知识有助于我们更科学更有效的为农业做一些有意义的事情。土壤微生物对土壤结构的作用作者：ets时间：2009-5-15浏览： 【字体：小 大】土壤是农业的根本： “万物土中生，有土斯有粮” 土壤是农业的根本土壤是地球表面生态系统 物质能量转换的枢纽和中心。令人惊讶的是每克土壤中生活着几亿至几十亿个微生物；作物产量与土壤腐殖质含量成正比，腐殖质是微生物分解动植物残体产生的土壤本身就是一个复杂的生态系统；土壤是无机质和以腐殖质为主的有机质构成的微生物是土壤生态系统的灵魂和中心微生物种类繁多已知：微生