（十三） 土壤是活的！

土壤,，

我們很熟悉,，

又很陌生。

因?yàn)槲覀儾⒉涣私狻?/span>

看似死氣沉沉的土壤,，

卻是一個(gè)五彩繽紛的世界,。

因?yàn)椋@里，

棲息著各種生物

它們分解進(jìn)入土壤的有機(jī)物,，

進(jìn)行各種物質(zhì)轉(zhuǎn)換,，

就連二氧化碳和礦物質(zhì)，

都可以分解,，

從而 凈化土壤,。

除此之外，

在土壤形成的初期階段,，

土壤生物肩負(fù)著 土壤生成 的責(zé)任,。

它們?nèi)芙馔寥赖V物，

生成腐殖質(zhì),，

等到土壤生成之后,，還可以 

提升土壤的肥沃度，

提供作物養(yǎng)分,，

成為作物生產(chǎn)的基礎(chǔ),。

土壤生物在哪兒呢？

讓我們用顯微鏡,，

來(lái)一窺土壤內(nèi)部的世界：

土壤中微生物棲息狀況示意圖

（點(diǎn)擊可查看清晰大圖）

可以發(fā)現(xiàn)：

粘土礦物,，

會(huì)因腐殖質(zhì)而結(jié)合，

形成 團(tuán)粒,。

而土壤微生物,，

則利用空隙中的空氣和水，

棲息在土壤里,。

土壤中的生物,，

因?yàn)轶w積較小，

所以數(shù)量非常多,。

一克土壤( 干土）里,，

約有 一億 微生物。

在與1元人民幣硬幣等重的土壤里,，有6億個(gè)微生物,。

也就是說(shuō)，相當(dāng)于兩枚1元硬幣重量的土壤里,，

微生物的數(shù)量接近全國(guó)的人口數(shù),。

一般認(rèn)為，土壤生物,，

在旱田土壤中,，

大約有70%為絲狀真菌，

25%為細(xì)菌,，放射菌,，

剩下的5%為土壤動(dòng)物,。

在水田土壤中，

藻類和原生動(dòng)物會(huì)增加,，

絲狀真菌則會(huì)減少,。

旱田土壤的生物占比

我們就按照

土壤動(dòng)物和土壤微生物

這兩個(gè)大類，

來(lái)認(rèn)識(shí)一下它們的主要成員吧,。

（以下數(shù)量代表在面積為1平方米,，15厘米深的農(nóng)耕地表土中棲息的生物量，

重量單位為 “克”,。）

1. 土壤動(dòng)物

土壤動(dòng)物，

有各種大小,，

但基本上,，

可以被我們的肉眼看到。

其中,，最重要的就是,，

蚯蚓和線蟲。

（1）蚯蚓

蚯蚓能改良土壤的物理性與化學(xué)性,，

使土壤變得更適合作物生長(zhǎng),。

蚯蚓數(shù)量多的土壤，

就是有機(jī)物豐富的肥沃土壤,。

缺點(diǎn)是蚯蚓的數(shù)量增加了,，

以蚯蚓為食的鼴鼠也會(huì)跟著增加。

（2）線蟲

以土壤有機(jī)物或微生物為食,，

捕食過(guò)多的土壤病原真菌,，

可以防止土壤病害的發(fā)生和傳播。

但是,，線蟲中也有害群之馬,，

如根腐線蟲，

它寄生在植物根部,，

妨礙作物生長(zhǎng),。

其它主要成員還有

（3）跳蟲

（4） 壁虱

2 土壤微生物

土壤微生物可以分為五大類：

細(xì)菌，放射菌,，絲狀真菌,，藻類，原生動(dòng)物,。

（1） 原生動(dòng)物

（2） 藻類

（3） 細(xì)菌 (bacteria)

土壤中最小的生物,，

只有數(shù)微米以下。

數(shù)量卻是最多的,。

在耕地土壤中,，

每1克表層土壤里，

有時(shí)可多達(dá)一億。

細(xì)菌對(duì)物質(zhì)循環(huán)有很大幫助,。

通過(guò)分解有機(jī)物,，

進(jìn)行碳循環(huán)。

通過(guò)硝化作用與脫氮作用,，

進(jìn)行氮循環(huán),。

（4） 絲狀真菌

形態(tài)多種多樣，

蕈菇與酵母也屬于此類,。

絲狀真菌是由菌絲和孢子組成,，

菌絲的大小約為直徑3~10微米，

比細(xì)菌大,。
絲狀真菌的數(shù)量雖然比細(xì)菌少,，

但是因?yàn)閾碛虚L(zhǎng)長(zhǎng)的菌絲，

所以重量遠(yuǎn)比細(xì)菌重,。

絲狀真菌對(duì)于分解土壤中的有機(jī)物貢獻(xiàn)最大,。

（5） 放射菌

具有介于細(xì)菌與真菌中間的形態(tài)與性質(zhì)，

屬于微生物,，被歸為細(xì)菌類,。

放射菌對(duì)分解有機(jī)物貢獻(xiàn)良多，

也會(huì)生產(chǎn)許多特殊有機(jī)物,，如：

生長(zhǎng)刺激質(zhì),、維生素、抗菌素及揮發(fā)物質(zhì)等,。

因此經(jīng)常被用來(lái)當(dāng)作微生物資材,。

這些微生物，

會(huì)隨著土壤環(huán)境,，

產(chǎn)生各種變化,。

例如水田，

因?yàn)檠退鯕夤?yīng)量受到限制,，

絲狀真菌和放射菌就會(huì)減少,，

細(xì)菌，藻類以及厭氧菌便會(huì)增加,。

后續(xù)講座里,，

將詳細(xì)介紹這些

（十四） 蚯蚓的作用

(十五) 土壤微生物的作用

每一克的土壤里,，

居住著多達(dá)一億個(gè)微生物。

其中只有,，

百分之一,，

能夠在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)出來(lái),，

供專家進(jìn)行研究。

其它百分之九十九的微生物,，

由于相互緊密依存,，

而人類又不知道，

如何模仿或復(fù)制這樣的環(huán)境,，

因此,，它們一旦被分離出來(lái)。

就會(huì)死亡,。

所以,，

土壤中的微生物世界，

對(duì)人類而言,，

仍是很大的謎團(tuán),，

其中多數(shù)成員，

尚未被發(fā)現(xiàn)或命名,。

已知的土壤微生物中,，

藻類

對(duì)旱田土壤的影響不大。

但是對(duì)水田卻很重要：

淹水期,，

藻類會(huì)大量增殖,。

綠藻擁有葉綠素，

通過(guò)光合作用,，

進(jìn)行碳固定,。

藍(lán)藻

會(huì)進(jìn)行氮固定，

把空氣中的無(wú)機(jī)態(tài)氮,，

轉(zhuǎn)化成有機(jī)態(tài)氮,，

提升作物的生產(chǎn)力。

絲狀真菌

大多具備分解有機(jī)物的能力,，
分解纖維素,、木質(zhì)素，

等等高分子有機(jī)物,。

（與蕈菇或植物共生的菌根菌

也是絲狀真菌的一種）

細(xì)菌類

種類繁多,，

具有非常多樣化的功能，

是物質(zhì)循環(huán)的核心,。

有些細(xì)菌,，如硫酸還原菌，

在缺鐵的老化水田中,，

可能會(huì)造成水稻根部的腐爛,，

所以頗不受歡迎。

但大部分的細(xì)菌,，

都是有益的,。

與氮的形態(tài),，

更是有密不可分的關(guān)系。

作為肥料施肥的銨根離子,，

之所以能變成硝酸根離子,，

使肥料有效，

就是因?yàn)?span style="font-size: 18px;">硝化菌的作用,。

另外,，有些細(xì)菌，

例如根瘤菌,，

與豆科植物的根部共生,，

可以固定空氣中的氮。

有些則像脫氮菌一樣,，

在土壤表面下的還原層,，

將硝酸態(tài)氮還原，

使其變成氮?dú)猓?/p>

揮發(fā)至空氣中,。

除此之外,，

許多細(xì)菌，

能分解有機(jī)物,，

包括動(dòng)植物的尸體和排泄物,，

幫助土壤凈化。

在植物根部周圍（根圈）,，

細(xì)菌的數(shù)量特別多,。

因?yàn)橹参锘钪臅r(shí)候,，

所分泌的糖,、脂肪、蛋白質(zhì)等,，

會(huì)從根須處貢獻(xiàn)給土壤,，

也就吸引了大量的微生物聚集。

這里（根圈）的生物密度,，

是土壤其它區(qū)域的一百倍,。

其中的溶磷菌，

能產(chǎn)生有機(jī)酸等螯合物,，

使土壤中的難溶性磷酸,，

變得容易溶解，

促進(jìn)植物的吸收,。

說(shuō)到促進(jìn)磷的吸收,，

我們不得不說(shuō)菌根菌。

它是一種絲狀真菌,，

伸入到植物根部,，
與之共生,。

真菌在進(jìn)入根圈之后，

它與植物的根,，

會(huì)以化學(xué)訊號(hào)互相問(wèn)候,。

如果這個(gè)“求愛(ài)”進(jìn)展順利，

便會(huì)伸出菌絲與根擁抱,。

這時(shí),，

有些植物的根會(huì)長(zhǎng)出細(xì)小的支根，

讓真菌前來(lái)移民,；

有些植物則會(huì)允許,，

真菌穿透它根部的細(xì)胞壁，

把菌絲伸入細(xì)胞內(nèi)部,。

一旦進(jìn)入之后,，

菌絲便會(huì)開(kāi)始分叉，

在根部的細(xì)胞內(nèi),，

形成一個(gè)迷你的網(wǎng)絡(luò),。

這樣的行為，

看來(lái)是對(duì)植物有害,，

但其實(shí)對(duì)雙方都有利,。

植物通過(guò)這種方式

將它的糖和其它合成分子

提供給真菌。

而真菌則以,，

礦物質(zhì)（尤其是磷酸鹽）,，

來(lái)回報(bào)。

兩者的結(jié)合,，

是建立在,，

“自由戀愛(ài)”的基礎(chǔ)上的。

各取所長(zhǎng),，各取所需：

植物能夠利用空氣和陽(yáng)光制造糖,，

真菌則能夠從土壤的縫隙種吸取礦物質(zhì)。

近年來(lái)的研究顯示：

一種菌根菌,，

可能會(huì)同時(shí)和,，

不止一株植物，

甚至多個(gè)不同種的植物,，

的根連結(jié),。

所以，

看似各自獨(dú)立的幾株植物,，

實(shí)際上可能擁有同一個(gè),，

“地下情人”。

并通過(guò)這個(gè)“真菌情人”,，

產(chǎn)生實(shí)體的連結(jié),。

一棵植株用空氣中的碳制造的糖,，

運(yùn)送到根部，

贈(zèng)送給它的“真菌情人”,。

這位“情人”得到糖后,，

可能會(huì)自己用，

也有可能轉(zhuǎn)贈(zèng),，

給它所連結(jié)的其它植株,。

因此，在大多數(shù)的植物群落中,，

植物其實(shí)并非獨(dú)立存在,。

這個(gè)“地下網(wǎng)絡(luò)”的發(fā)現(xiàn)，

顯然需要讓我們,，

調(diào)整以前的觀念,。

過(guò)去，

我們一直認(rèn)為植物之間是,，

彼此不停地,，

“浴血奮戰(zhàn)”，

搶奪資源,。

現(xiàn)在,，

我們要想象一下，

它們之間,，

互相競(jìng)爭(zhēng)，

卻又彼此分享,，

的局面,。

生物具有自利的天性，

這也是推動(dòng)演化的力量,。
但生物除了,，

各自追求本身的利益之外,，

也會(huì)通過(guò)群體的合作,，

來(lái)達(dá)成自利的目的。

所以,，

自然界除了,，

有巧取豪奪的資本家之外，

也有團(tuán)結(jié)互助的工會(huì),；

除了個(gè)體的努力之外,，

也有群體的合作,。

（十六） 微生物的生長(zhǎng)環(huán)境

（十七） 什么是腐殖質(zhì)？

土壤中的有機(jī)物,，

有活著的生物,，

和活著的植物（的根）。

除此以外的有機(jī)物,，

稱作 ”土壤有機(jī)物“,。

土壤有機(jī)物，

可分為生物遺體（新鮮有機(jī)物）,，

與其分解物 （非腐殖質(zhì)物質(zhì)）,，

以及土壤中原有的，

暗色無(wú)定形狀態(tài)的,，

高分子化合物 -- “腐殖質(zhì)物質(zhì)”

上述物質(zhì),，

復(fù)雜地結(jié)合之后，

便形成了,，

腐殖質(zhì)

它是土壤有機(jī)物的主要形式,，

土壤有機(jī)物的區(qū)分

（點(diǎn)擊可查看清晰圖）

根據(jù)溶解性，

腐殖質(zhì)可分為三類：

腐殖素 (Humin,，又稱 胡敏素）

既不溶于酸也不溶于堿

腐殖酸  (HA, 又稱 胡敏酸）

只溶于堿不溶于酸

黃腐酸 (FA,，又稱 富里酸）

既溶于酸又溶于堿

腐殖質(zhì)的分類

（點(diǎn)擊可查看清晰圖）

腐殖質(zhì)的生成，

需要三個(gè)階段：

第一階段

淀粉,、糖類,、氨基酸等，

低分子有機(jī)物,，

會(huì)先被土壤微生物分解,，

形成二氧化碳、水和氨等,。

這種分解作用,，

在土壤中要花上幾天,，

才能完成。

在水田等厭氧條件下,，

有時(shí)會(huì)生成有機(jī)酸,，

更進(jìn)一步形成甲烷。

第二階段

土壤微生物分解的,，

是高分子化合物,。

這個(gè)過(guò)程將會(huì)花上數(shù)月。

首先是蛋白質(zhì)被分解為氨基酸,，

再變成二氧化碳,、水和氨。

氨基酸和蛋白質(zhì)所生成的氨,，

大部分都被微生物吸收,，

作為構(gòu)成菌體的成分。

接著是屬于纖維成分的,，

半纖維素與纖維素被分解,，

先變成糖類、有機(jī)酸,，

最后變成二氧化碳和水,。

最后被分解的是木質(zhì)素。

木質(zhì)素是微生物最難以分解的物質(zhì),。

腐殖質(zhì)的生成過(guò)程

（點(diǎn)擊可查看清晰圖）

第三階段

需要經(jīng)歷數(shù)年的時(shí)間,。

木質(zhì)素被分解后，

會(huì)形成多酚和醌化合物,。

這些物質(zhì)在土壤中,，

因?yàn)檠趸饔茫?/p>

及蛋白質(zhì)分解物的，

聚合,、縮合,，

漸漸變成，

擁有復(fù)雜構(gòu)造的,，

腐殖質(zhì),。

腐殖質(zhì)不易被微生物分解，

因此會(huì)蓄積在土壤中,，

打造肥沃的土壤,。

下一講，

我們將詳細(xì)介紹,，

腐殖質(zhì)在土壤中,，

所扮演的角色。

 (十八) 土壤有機(jī)物的六大作用

在農(nóng)耕地,，

為了維持作物產(chǎn)量的穩(wěn)定,，

每年都會(huì)施用堆肥等有機(jī)物,。

接下來(lái)就詳細(xì)介紹，

腐殖質(zhì)的原料--土壤有機(jī)物,，

能帶來(lái)六大效果,。

一. 團(tuán)粒構(gòu)造的形成

土壤微生物能分解有機(jī)物,。

在分解的過(guò)程中,，

分解物會(huì)與粘土粒子結(jié)合，

形成單次結(jié)合團(tuán)粒,；
之后再與其它團(tuán)粒結(jié)合,，

形成二次結(jié)合團(tuán)粒。

......

此過(guò)程不斷重復(fù),，

形成多次結(jié)合團(tuán)粒,。

（參考：土壤基礎(chǔ)知識(shí)講座 （六） 土壤三相；  土壤團(tuán)粒）

這時(shí)的土壤就會(huì)變得柔軟,，

作物的根也就能自由伸展,。

土壤中的空隙也會(huì)變多，

空氣和水的流通變好,，
因此也能成為,，

兼具保水力和排水性的土壤。

（參考：土壤基礎(chǔ)知識(shí)講座 （七） 土壤的保水力）

土壤有機(jī)物能夠?qū)蝹€(gè)土壤顆粒聚集(單次結(jié)合團(tuán)粒), 接著繼續(xù)聚集(二次結(jié)合團(tuán)粒), 因此土壤中的空隙變多,，空氣和水更容易流動(dòng),。

(可點(diǎn)擊查看清晰圖）

二. 增加土壤的緩沖效果

腐殖質(zhì)和土壤有機(jī)物，

陽(yáng)離子交換能力（CEC ) 很高,。

因此能提升CEC,，

也就是土壤的保肥力。

（參考：土壤基礎(chǔ)知識(shí)講座（八）  土壤的保肥力）

如此一來(lái),，

不但能增加,，

土壤的電流緩沖能力，

保持pH值的穩(wěn)定,；
同時(shí),，

土壤蓄積肥料成分的能力，

也會(huì)增加,，

提供根部穩(wěn)定的養(yǎng)分,。

土壤有機(jī)物除了可以調(diào)整pH值(氫離子濃度)之外，還能調(diào)節(jié)各種離子的濃度,，提供植物根部濃度平均的養(yǎng)分,。

（可點(diǎn)擊查看清晰圖）

三. 養(yǎng)分的供給與儲(chǔ)藏

有機(jī)物是土壤微生物生存的能量來(lái)源。
因此土壤中若富含有機(jī)物,，

土壤微生物的活性也會(huì)變強(qiáng),。
有機(jī)物被分解之后,，

會(huì)形成氮、磷酸等,，

可讓作物吸收的元素形態(tài),，
將肥料成分提供給作物的根。

（參考：土壤基礎(chǔ)知識(shí)講座 (十五)  土壤微生物的作用）

地溫一旦升高,，

作物的生長(zhǎng)就會(huì)變得更旺盛,，

同時(shí)微生物也會(huì)變得比較活潑。
這時(shí)會(huì)大量產(chǎn)生肥料成分,，

提供作物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分,。

（參考：土壤基礎(chǔ)知識(shí)講座 （十六） 微生物的生長(zhǎng)環(huán)境）

此外，

微生物也具有儲(chǔ)藏養(yǎng)分的功能,。
根無(wú)法吸收的過(guò)剩的肥料成分,，

會(huì)由微生物吸收，

并成為菌體儲(chǔ)藏起來(lái),；
待微生物死亡后,，

便會(huì)分解，

提供給作物,。

土壤有機(jī)物是土壤微生物的食物,。

（可點(diǎn)擊查看清晰圖）

四. 促進(jìn)磷的吸收

用于施肥的磷酸，

會(huì)與土壤中的鋁,、鐵,，

等物質(zhì)緊密結(jié)合，

轉(zhuǎn)換成作物的根,，

無(wú)法吸收的形態(tài),。
這就是，

土壤的磷酸固定作用,。
在火山灰土壤中,，

作用特別明顯。

但是,，

土壤中若有堆肥等有機(jī)物,，

腐殖質(zhì)、有機(jī)物,、糖類等,，

便會(huì)與鋁、鐵等結(jié)合,，

讓磷酸維持,，

作物可吸收的狀態(tài)；
這就是有機(jī)物帶來(lái)的,，

磷酸肥料有效化,。

堆肥中的有機(jī)物會(huì)把固定磷的元素強(qiáng)制抽出,，使磷酸有效化。

（請(qǐng)點(diǎn)擊查看清晰圖）

五. 微量元素的供給源

實(shí)行連作時(shí),，

作物經(jīng)常會(huì)缺乏,，

硼等微量元素。
堆肥等有機(jī)物,，

含有微量元素,，

因可以提供給作物吸收。
另外,，

腐殖質(zhì)中的黃腐酸,，

還能溶出土壤礦物中,，

的微量元素,。

水溶性有機(jī)物可以將微量元素從巖石和礦物中溶出，視需要供給植物,；同時(shí)蓄積從有機(jī)物得到的微量元素。

（可點(diǎn)擊查看清晰圖）

六. 保熱功能

腐殖質(zhì)呈深色,，

能吸收太陽(yáng)能,。
可幫助地溫上升，

促進(jìn)作物生長(zhǎng),。

腐殖質(zhì)呈深色，可以吸收太陽(yáng)熱能,，提高土壤溫度,。

（可點(diǎn)擊查看清晰圖）

七. 其它功能

有機(jī)物所含的腐殖酸,、有機(jī)酸，

以及維生素,、生長(zhǎng)素等荷爾蒙,，

有促進(jìn)作物生長(zhǎng)的效果,。

若是在設(shè)施栽培等密閉空間，

有機(jī)物在土壤中分解后,，

產(chǎn)生的二氧化碳,，

亦有助于作物進(jìn)行同化作用,。