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土壤、植物和微生物

 深海之星ccpsl0 2023-03-01 发布于湖北

        土壤是农业生产中最基本的要素,人们对土地和土壤的认识也随着现代科学的发展,尤其是土壤微生物学的研究和发展,也在发生变化,一些传统的观念也在慢慢得到改变。

        自从植物出现在陆地上以来,微生物就一直伴随着它们。事实上,早期陆生植物的出现,就是植物和微生物共生的结果。我们现在了解到的情况是,由于当时只能生活在海洋中的第一批植物与真菌形成了共生关系,植物才得以在地球上定居下来。这种植物和真菌的联合产生了第一个称为菌根的共生关系。

        但微生物和植物之间的故事并不止于此......在植物出现之前,细菌、酵母和真菌就已经存在于陆地上了。植物从它出现的那一刻起,就和这些微生物有了密不可分的关系。微生物在植物体上的定殖是如此古老和广泛,以至于植物的许多日常的生长发育机制都会受到微生物的影响 ,例如营养的吸收、生长或免疫……

        植物的生长离不开土壤,千百年来的耕作习惯使人们产生了一些根深蒂固的认知,比如认为翻土能使土壤透气,有益无害。那么,翻土耕作真的能使土壤透气吗?答案其实并没有那么简单,它既是也不是。

        翻土确实是一种重要的农业除草方法,但对土壤微生物的研究表明,土壤是有秩序且结构化的生活环境,翻土很可能扰乱和破坏土壤里面成千上万的微观生命,而对农业生产者来说,这些微观生命是非常有用的,正是它们提供了植物生长所需要的一切:

  • 菌根真菌(一种微观真菌)可以直接向植物根系提供营养;

  • 蚯蚓可以让土壤透气;

  • 微生物群,包括细菌、藻类和真菌……

        还有人认为,黄色的土地不肥沃,不是理想的种植土壤。其实,大多数情况下,它们是粘土或透明的软泥,是土壤的一部分。这些黄色的土壤提供了大部分的土壤水分储备,它含有来自地表的营养物质(氮、钾、钙等),也是许多生物(蚯蚓、细菌、线虫、昆虫)所必需的环境。因此,与人们以为的恰恰相反,您完全不需要担心在黄土地上种植农作物

        如果您在翻土时发现地面很新鲜,翻土工具不费力气就能深入到土里,那么请您赶快停下来! 这意味着土壤是可塑的和脆弱的,您的翻土行为会引起土壤硬化(压实层,将减少土壤在随后多年内的潜力)。如果您有这样的土壤,那真是太幸运了,请好好利用它,这种土壤可以节省了您多次翻土的人力物力消耗。

        土壤的活力在很大程度上取决于耕作方式、土壤组成、气候、环境(当地的生物群落,包括树林)或者植被覆盖,这在很大程度上决定着土壤中天然有机物的性质。根据植物的原始有机组成,腐殖化的速度会相对变快或变慢。例如,原始有机组成成分是富含氮的改良土壤时,腐殖化的速度相对较慢;若是酸化后的难分解成分,腐殖化的速度相对变快。拉曼植保法国研发主管、农学家奥利维尔·科尔 (Olivier Cor) 认为,“从生化的角度来看,一切都围绕着碳循环,碳元素被植物激活,降解,然后重新整合。在土壤中,生命的中心就是碳……这就像一个引擎,它会正常运转,但也会不正常运转。”

        事实上,腐殖化相当于矿化。真菌首先分解固体碳链,然后细菌介入完成这个矿化过程。腐殖质是一种完全降解的有机物,其最终产物主要由黑色或灰色腐殖酸和富含碳的分子黄腐酸组成。

        因此,参与这一过程的众多活的微生物对土壤活力具有重大意义,影响土壤中碳的降解动力和速率。在科尔看来,“所有这些生物都是土壤的生命” ,它们会让这个“碳发动机”以不同的速度“运转”,而有机物则是碳的储藏库……因此,管理有机物就是管理土壤的财富和生命。如果您不给植物充足的营养,就像您不给引擎添加柴油,当它们需要动力的时候,引擎就会熄火!

        那么,腐殖质是干什么用的呢?

        腐殖质主要用作植物的“食物储藏室”。

        施肥时,植物被直接灌输养分,但单独使用某一种养分,这些肥料是远远不够: 在腐殖化过程中重新生成的有机质也是植物氮的重要来源,植物可以在需要的时候提取,而不仅仅是在施肥的时候。

        科尔认为,这种“适时吸取所需营养”的概念在现代农业中是至关重要的,甚至比施肥本身更重要,因为这关系到能不能使作物获得良好的产量。如果我们计算一下腐殖质和肥料所提供的氮的量,那么我们将惊讶地发现,这个量相当于几辆半挂车的氨硝酸盐!

        具体来讲,就是在有机物的矿化过程中,微生物调动了肥料提供的大部分氮元素,然后这些氮又被植物吸收,回到了植物中去。

        因此,有机质间接地使矿物肥料有效。

        腐殖质在土壤结构中也起着至关重要的作用。

        腐殖质的稳定部分是由腐殖质化合物组成的,腐殖质与粘土颗粒结合形成粘土腐殖质复合物(Complexe Argilo-Humique, CAH),它通过微孔保证了土壤的结构永续性和稳定性,使其不易受外界侵蚀: 如雨水、农用机械造成的下陷等等。一个有机物质平衡良好的土壤,通过定期地输入有机物,在遇到如农业机械作业等情况时,土壤将会更快更有效率地自我重组。

        粘土腐殖质复合物还赋予土壤更大的抗沉降能力。不仅如此,粘土腐殖质复合物还可以储存水分,并在植物需要的时候将其归还给植物,或者通过空气、根系渗透土壤将水和矿物质供应给植物。需要特别强调的是,有机物是水泵的观点是不正确的,相反,它的真正作用是储存!

        粘土腐殖质复合物将可交换阳离子(钙离子, 镁离子, 钾离子, 钠离子…)保留在其表面,保护土壤避免因淋溶作用而导致阳离子的流失,使这些阳离子可供植物使用。从这个意义上说,腐殖质是土壤化学肥力的一部分,有机质则被用来喂养土壤中的微生物

        如果没有有机质,就没有生物降解它,因此就没有碳循环功能! 蚯蚓在农业土壤的生产、结构、维护和生产力中起着至关重要的作用,它们也需要新鲜的有机质来养活自己。这也是它们生活的地方。

        那么,土壤中的微生物是否有足够的食物,换句话说,是否有足够的和定期的动植物有机质被分解,这是一个重要的问题。“如果没有,引擎就会熄火”。然而,太多农户每3或4年才实行大规模且一次性的有机物的投入。在科尔看来,这种方法是很不科学的,也不一定有效。科学有效的方法是需要对土壤做定期的检测,并对施肥计划做出相应的调整。

        另一个需要改变的不良做法是: 在建立一个施肥计划时,储存面积是根据产生的肥量计算的,但是在冬天,当土壤几乎不需要肥的时候,肥坑却会被填满。在科尔看来,这实在是一件令人哀叹的事情,因为“根据这种推理,有机物其实是在土壤难以消化肥料的时候被投入的。”

        如何避免上述情况的发生呢?

        首先,应优先考虑避免出现裸露的土壤,植物覆盖才能为土壤提供养料,您要确保这些裸露的地方每年都有足够的“食物”。定期添加有机质也会使土壤更容易自我重组,比如在沉降的情况下。

        其次,还必须确保所提供的有机物质的性质是多样化的,“永远不要总是把同样的东西放在同一块土地上”。植物的饮食也必须是均衡的,以避免不足和过度,就像我们人类一样! 有机物的投入也必须与土壤的运行速度相适应,例如,在水成土中,最好添加已经堆肥的有机物。

        这自然引出下一个问题:我的土壤有良好的增湿动力吗?

        这就不仅仅涉及到对土壤的分析了。但您可以知道这一点:拿起泥土闻一闻,如果是新鲜泥土的味道,那就是一个好兆头;如果是臭鸡蛋和硫磺的味道,那就不那么好了。另外,还必须检查土壤结构,以确保没有土壤板结或下陷的问题,如果出现这样的问题,那就是对腐殖质质量的警告。最后,要定期到田里进行检查,检查作物残留物的降解速度。3-4个月后,随着残留物的降解,必须出现明显的变化,如果不是,那就有问题了。

        科尔建议每4-5年使用土壤分析来对土壤进行一次诊断,但他同时建议:“土壤分析只能在有价值的田里进行,与其浪费时间和金钱试图改善少数有问题的田,还不如花时间和精力密切关注那些表现最好的田,以便更好地管理它们”。

        最后来说说土壤益菌助生质。

        益菌助生质是一种分子,构成一种营养载体,可被微生物种群使用和吸收。然后这些物质通过各种物理化学过程被微生物代谢,包括水解和发酵。

        益菌助生质最近被用于食品和饲料中,以促进某些肠道细菌(双歧杆菌)的良好发育和繁殖,特别是允许纤维和其他不能被人类和/或动物吸收的化合物的消化。

        通过增加有益的微生物种群,这些益菌助生质间接地作用于矿物质的螯合和同化过程,并有助于免疫系统的正常运作。

        益菌助生质可以刺激自然存在于环境中的有益细菌,这些分子不仅能刺激肠道微生物群,还能刺激其他细菌种群,尤其是在农业土壤中生长的细菌。

        能够刺激植物提高植物免疫力的根际细菌与农作物的根系紧密相连,我们可以通过在土壤中使用益菌助生质来激活这些细菌

        拉曼植保是开发用于植保的益菌助生质的领先企业,它提供各种酵母衍生物,使其能够在土壤和其他基质中发挥植物益生的重要作用。

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