万物之本的土壤与生生不息的农业（下）

（接上期）

微生物是土壤的“多面手”担当

1. 分解有机质。土壤微生物最显著的成效就是分解有机质，释放植物可利用的无机养分，通过氧化、还原、溶解和整合过程改变养分的有效性，并在微生物残体中储存和释放养分，这些过程驱动全球养分循环，并调节土壤中约90%的能量流动。作物的残根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，并且形成腐殖质，改善土壤的理化性质。

2. 分解矿物质。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，以利作物吸收利用。

3. 固定氮素。氮气在空气的组成中占五分之四，数量很大，但植物无法直接利用。土壤中有一类叫做固氮菌的微生物，能利用空气中的氮素作食物，在它们死亡和分解后，这些氮素就能被作物吸收利用。一般固氮菌分两种，一种是生长在豆科植物根瘤内的根瘤菌，因其固氮作用起到肥田；另一种为单独生活在土壤里的自生固氮菌。实施深耕、增施有机肥料、给过酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促进土壤中有益微生物的繁殖，发挥微生物提高土壤肥力的作用。

4. 驱动磷的有效性。磷通常是农业生态系统中的限制性养分，土壤微生物通过转移和固定机制驱动磷的有效性。此外，微生物通过促进根系生长和根系延伸来帮助磷的获取。土壤微生物生物量本身是一个巨大的动态磷库，对环境变化反应迅速，因此是驱动磷有效性的重要调节器。

5. 提高植物对非生物胁迫的耐受性。土壤微生物与植物相互作用，刺激植物生长，提高其对非生物胁迫的耐受性。越来越多的证据表明，植物通过释放根系分泌物，如糖、有机酸、氨基酸和酚类物质，将促进植物生长的微生物招募至根系。一旦被招募，这些微生物不仅通过转化和转运养分，而且通过植物激素的调节网络，包括生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯，影响宿主植物的细胞分裂和发育等基本特性。假单胞菌属、芽孢杆菌属、节杆菌属和固氮螺菌属等细菌以及木霉属和紫蜡蘑等真菌可产生或改变根际和内界的植物激素水平，以调节植物发育和胁迫反应。

在营养限制、干旱、水涝、极端温度、高盐度和污染等非生物胁迫条件下，有益的植物-微生物相互作用变得尤为重要。经受胁迫的植物可以利用各种化学刺激从大块土壤中向根际补充微生物，以增强其应对胁迫条件的能力。募集的微生物可以通过产生胞外多糖、积累渗透调节物质、合成抗氧化剂、表达水通道蛋白和降低乙烯水平来提高宿主植物对非生物胁迫的耐受性。

6. 控制病害。根际微生物通过间接机制促进植物健康，如与病原体竞争物理空间、资源或诱导系统抗性、引发增强防御，以及通过直接防御反应，如抗生作用（产生抗生素、溶解酶、挥发物）和重寄生。许多植物介导的机制受到植物激素的调节。例如，茉莉酸经常参与对坏死性病原体和食草动物的反应，而水杨酸介导对生物营养病原体的防御反应。

腐殖质是植物的“营养仓”

土壤是否肥沃，主要取决于两个因素：土壤有机质和土壤微生物。土壤有机质是动、植物残体在土壤微生物的分解、合成作用下而形成的复杂高分子化合物，是土壤中来源于生命的物质，是土壤中最活跃的部分，可以说没有土壤有机质就没有土壤肥力。在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0.5%~2.5%，耕层以下更少，一般把含有机质较多的土壤称为“油土”。

土壤有机质能降低黏土的黏结性和砂土的松散性，从而协调土壤的水、肥、气、热，并使土壤的耕性得到改善，因而是土壤的改良剂；有机质分解后会慢慢释放出作物所需要的各种养分，土壤中92%～98%的氮和20%～50%的磷是以有机态存在的。

有机质中还含有钾、钙、镁、硫和各种微量元素，因而是作物的养分库，土壤有机质在其形成过程中能固定大气中的二氧化碳，减少温室气体的排放，有机质还能缓解有害有机物及重金属的污染和阻滞水土流失和土壤养分淋失，因而是环境的保护者。因此，要通过增加有机物料投入和合理施肥，努力提高土壤有机质含量。

土壤有机质按其分解程度可分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。其中，腐殖质是指新鲜有机质经过酶的转化所形成的灰黑土色胶体物质，通过阳光杀灭了致病的有害菌、病毒、寄生虫后，保留其营养物质的土壤，一般占土壤有机质总量的85%～90%以上。腐殖质的作用如下：

1. 作物养分的主要来源。腐殖质既含有氮、磷、钾、硫、钙、碳、氢、氧等大量元素，还有微量元素，经微生物分解可以释放出来供作物吸收利用。腐殖质里包含两种能够溶于水的大分子酸性物质“胡敏酸”和“富里酸”，植物可以通过吸水把它们吸进去。

2. 增强土壤的吸水、保肥能力。腐殖质是一种有机胶体，吸水保肥能力很强，一般粘粒的吸水率为50%～60%，而腐殖质的吸水率高达400%～600%；保肥能力是粘粒的6～10倍。

3. 改良土壤物理性质。腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂，可以提高粘重土壤的疏松度和通气性，改变砂土的松散状态。同时，由于它的颜色较深，有利于吸收阳光，提高土壤温度。

4. 促进土壤植物的生长。腐殖质为植物生长提供了丰富的养分和能量，土壤酸碱适宜，因而利于植物生长，促进土壤养分的转化。

5. 促进作物生长发育。腐殖质在分解过程中产生的腐殖酸、有机酸、维生素及一些激素，对作物生育有良好的促进作用，可以增强呼吸和对养分的吸收，促进细胞分裂，从而加速根系和地上部分的生长。

提升土壤肥力需关注影响因素

所谓土壤肥力，是指土壤能够满足作物生长发育所必需的水分、养分、空气、热量的能力，它分为自然肥力和人为肥力；潜在肥力和有效肥力。

1. 提升土壤肥力的招术。自然肥力是自然土壤在未开垦利用之前所具有的肥力，而人为肥力则是人们对土壤进行耕种、施肥、灌溉、改土等农业技术措施而创造出来新的肥力。因此，任何土壤，耕作栽培作物越久，可采用的农业技术措施越完善，人为肥力所占比重就越大。所以说，土壤是劳动的对象，又是劳动的产物。自然肥力是基础，人为肥力为主导。

潜在肥力是指在土壤中存在，不能立即被当季作物利用的那些肥力，而有效肥力是指栽培作物时被当季作物吸收利用的那部分肥力。潜在肥力和有效肥力在得当的农业技术措施实施下，是可以相互转化的。

开发潜在肥力包括两个方面，一是将土壤中被固定的矿物质养分释放出来，二是加快有机物在土壤中的转化速度。释放被固定的矿质养分，必须以改良土壤为前提，减少化肥的施用量，破除板结，多施用含有微生物的有机肥，让微生物在适宜的水肥气热条件下当好“采矿工”，把不能利用的养分转化成有用养分。

如果说施肥是治疗土壤肥力下降的“药方”，那么生物有机肥就是中药，化肥就是西药，中药在治病的同时能起到调理作用，治病健身两不误，而西药在治病的同时还会有严重的副作用。

开发潜在肥力还在于提高有机肥的转化利用速度。研究表明，有机物进入土壤，在自然条件下完全转化成能被植物吸收利用的形态，需要1～100年的时间。要加快转化速度，就必须提高土壤微生物的数量，土壤中微生物种群越庞大，转化速度越快。

2. 协调土壤肥力四因素。土壤水分、养分、空气和温度称为土壤肥力四大因素，土壤肥力的高低，不只是受每个肥力因素数量适当与否的影响，而主要取决于水、肥、气、热之间在一定条件下协调程度的左右。

土壤水分不仅为作物生长发育所必需，而且还可以通过控制土壤水分状况来促使肥、气、热关系协调；土壤空气对土壤微生物活动和养分转化有密切关系，对作物根系发育也有影响，土壤通气不良，有利于病菌滋生，引起作物感染病害，影响作物生长而降低产量；土壤温度对作物生长发育和土壤中微生物活动以及各种养分的转化、土壤水分蒸发和运动都有很大影响。

作物需要的养分绝大部分来自土壤，但是，土壤里的养分绝大部分存在于难溶性的矿物质中和有机质中，为迟效性，作物难以吸收利用。而能被当季作物吸收利用的离子态速效养分只占土重的0.005%～0.1%，存在于水溶液中和被吸附在土壤胶体表面上。不过，这种迟效养分和速效养分在一定条件下能够相互转化。

我国存在的土壤问题不容小觑

土壤是那么地默默无闻，无私地为人类地生存发展做出了巨大贡献。然而，土壤自身的“健康状况”却不容乐观。水土流失、土壤污染、养分失衡等让土壤性能大为下降。

中国农业属于高强度的种植，复种指数很高，随之而来的土壤问题越来越严重，作物产能逼近极限，再多的化肥农药也无法带来产量的提升，农产品品质相对在下降，土壤各种土传病害相继发生。所以，土壤管理是农业生产中非常重要的一环，让土壤变得更加健康迫在眉睫。

健康的土壤如同人体一样，需要健康的骨骼，强有力的呼吸，干净的血液，稳定的血压、血糖、血脂，清洁的肠胃，均衡的营养。

1. 健康的骨骼。对于土壤来说，团粒结构是它的骨骼，团粒多是土壤健康的标志，良好的土壤结构利于通气、保水、保肥，促进有益微生物繁殖，保证土壤微生物的多样性，强大的碳汇功能，所以，稳定的团粒结构是根本。

而往往因为过度消耗，过量使用化肥、农药，土壤已经千疮百孔，晴不耐旱，雨不耐涝，对作物生长造成了严重影响，没有稳定的土壤结构，浇再多水，不再多肥都是徒劳，因此，重新建立稳定的土壤结构也就成了重中之重。

2. 强有力的呼吸。不仅仅只有人、动物、植物、微生物需要呼吸，土壤也要呼吸，需要氧气，也需要二氧化碳。田间试验表明，团粒结构稳定的土壤呼吸强度明显大于板结土壤和盐碱地土壤，因此促进土壤团粒化是未来趋势。

3. 稳定的血压。土壤的容重和孔隙度就像人体的血压，容重越小，则孔隙度越小，随之土壤结构稳定性丧失，接下来就是土壤板结，土壤盐碱化严重，土壤各种病害也就接踵而至。较大的土壤容重和较高的土壤孔隙度，是衡量土壤结构稳定性的标准。

4. 均衡的营养。土壤既需要适量的大量元素（氮、磷、钾、钙、镁、硫），也需要适量的中微量元素（铁、锰、硼、锌等），还需要足够的有机质含量，一旦给土壤“喂食”过量，它也会“消化不良”，引起土壤“肠胃疾病”，而这所有的营养元素只有在稳定的土壤结构中方能被分解、转运、利用。

5. 干净的血液。人体的血液怎样才算洁净，没有细菌滋生，没有病毒侵染，土壤也一样，它需要各种有益的微生物为它消化“食物”，为它清除病毒、病菌，分泌有益物质，使土壤越发向着健康的方向发展，稳定的土壤结构是有益微生物生存繁殖分泌有益物质所必需的环境条件。

皮之不存，毛将焉附

土壤是一种近乎不可再生的自然资源。形成1厘米厚的土壤可能需要成百上千年，对于人类来说，我们终其一生都无法完整见证哪怕是1厘米土壤的形成。而它与毁灭之间，可能只差一场暴雨、一次污染事件。根据联合国2015年发布的《世界土壤资源状况》报告，世界范围内土壤正面临土壤侵蚀、土壤酸化、土壤污染、土壤盐碱化和土壤生物多样性丧失等多种威胁。仅以土壤侵蚀为例，每年就会造成250亿～400亿吨表土流失，导致作物减产、土壤固碳能力下降、养分和水分明显减少。据统计，每年因侵蚀所造成的谷物损失高达760万吨。近年来，频繁见诸媒体的土壤污染事件，更让人们对这一宝贵资源的安全充满忧虑。

古人云：皮之不存，毛将焉附？生产性土壤的进一步丧失，不仅将严重威胁到粮食生产和安全，有可能使数百万人陷入饥荒和贫穷，还将加剧对自然的破坏，摧毁人类共同的家园。

然而，遗憾的是，当人们在仰望宇宙探索未知的时候，常常忽视了自己脚下所踏立的土壤。要知道，是我们脚下这一片片寂静无声的土壤，提供了延续千万年的生存所需，造就了千万年的农耕传奇，也深刻塑造了我们的精神世界。

因此，当我们“关心粮食和蔬菜”的时候，更应该怀着一颗感恩的心，对脚下的土壤多一份尊重、关注和呵护。就像作家林语堂先生说的那样：“和草木为友，与泥土相亲”。要知道，如若离开土壤，人类文明将失去生机，难以为继。（全文完）