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微生物與有機農業(三):土壤微生物的功用
在土壤微生物,如果含有足夠的拮抗微生物,則土壤中,甚至於植物體中的病原菌即可減少,甚至滅絕,如此可減少農藥的需求量,以期將來進入完全不用農藥的有機農業、自然農業的境界
 
 
 
有益土壤微生物除了轉變有機質為肥分之外,它對促進植物生長貢獻甚巨,其功用可略分如下:

分解有機物質:土壤中有機質必須經過微生物分解成可溶於水的營養分之後,才能為植物所吸收,同時微生物也必須靠這些物質分解時,取得能量與養分,才能大量繁殖以發揮其功能。此外,微生物分泌的各種有機養分及其代謝物也可供植物吸收。

土壤改良:微生物的繁殖除了可分泌大量多醣類黏液、促使土壤團粒化外,並可排出各種氣體,包括二氧化碳、甲烷氣。每1公克土壤之中,平均含有1億個微生物體,其排出之氣體與氣壓足以疏鬆土質、增進土壤空隙度與耕耘深度。絲狀菌的大量繁殖,其菌絲之繁衍亦有助於土壤之改良。土壤微生物除了此類直接影響土壤物理性質的作用外,它並可分泌大量生化物質,包括胺基酸、核酸、醣類、活性酵素、抗菌物質、溶磷物質等等,以改良土壤生物性、化學性,並能抑制病原菌的增殖。

拮抗作用:微生物在土壤中的密度達到一定限度時,為了確保自己生存的環境,微生物將分泌一些對其他微生物之生存具有抑制作用的物質或方法,如噬食、寄生或殺菌物質、溶菌物質的分泌,此為「拮抗」作用,能夠產生拮抗作用的微生物即稱之為 「拮抗微生物」。在土壤微生物,如果含有足夠的拮抗微生物,則土壤中,甚至於植物體中的病原菌即可減少,甚至滅絕,如此可減少農藥的需求量,以期將來進入完全不用農藥的有機農業、自然農業的境界。

造肥作用:空氣中含有80%的氮氣,但是這種氣態的氮分子(N2)植物不能吸收利用,必須經過固氮菌的作用才能供給植物吸收。其實,整個大自然的氮氣循環不已,稱之為「氮循環」,植物吸收氮肥而成長,動物又攝食植物而成長,最後兩者的屍體及動物排棄物,均需由微生物來將它腐化,其結果氮素以氨氣的形態產生,此氨氣又由亞硝酸菌和硝酸菌的連續作用而化為可供植物吸收利用的硝酸態氮,這些硝酸態氮的一部分由「脫氮菌」又將它游離進入空氣中,這些空氣中的游離氮再由「固氮菌」或雷雨的閃電力量轉為植物可吸收的氮肥,植物又吸收而長大,如此一再地利用同樣的一批氮元素在大自然中循環不已。

解決土壤硬化板拮:土壤中無機磷肥常與鋁、鐵、鈣質結合成不溶性複合物,不溶於水,又造成土質硬化現象。大多數的土壤微生物都能分泌酸性物質以助磷質的可溶化,提供植物吸收,增進磷肥。

防止化肥流失:施灑在土壤上的化學肥料,大約有一半以上會隨雨水或灌溉滲漏到地下水或流至河流及湖泊。河流或湖泊累積的肥料,可能導致水的優氧化現象,使得水中的藻類大量繁殖,因而破壞自然生態的平衡。假設土壤中有豐富的微生物,則可先行吸收這些化學成分,轉化為菌體營養,當菌體死亡時再慢慢分解釋放給植物利用,藉此一步步降低化肥流失所帶來的生態耗損。

解除毒素:土壤中的有害氣體如硫化氫、氨氣等,一部分由有機物發酵時,大量發生,另外也有一部分由土壤中「嫌氣性菌」,如「硫酸還元菌」的繁殖所產生,這些氣體溶於水中接觸根部,將毒害組織而造成爛根,同時使病害菌乘機侵入根部而造成病害,如立枯病、黑腐病、秋落、落果等等。土壤微生物群中,如光合成菌,它可利用硫化氫、二氧化碳、水及日光或熱能,將之轉化成單醣類及硫酸根,硫酸根與氨又可化合為硫酸銨成為植物的肥分,不但使硫化氫、氨氣等等的毒素從泥水中消失,而且還能把它們轉變成有用的肥分,一舉兩得,這就是有益土壤微生物的一大功勞。
 
由於微生物這些作用,土壤養分才能充分發揮它的效果,要培養大量有益微生物於耕地上,最先必須準備一個適合微生物生存繁殖的有機溫床,耕地上不但必備微生物的糧食─有機物質之外,並須注意到土壤空隙度、保水性以提供微生物生存所需的氧氣及水分。然後定期地補充綜合微生物群,以維持有益微生物的菌群優勢來對抗病原菌的侵入,發揮其造肥、抑病的效果。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

責任編輯:李冠群|國立臺灣師範大學生命科學系
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