土壤生態(tài)體系就與人體生態(tài)系統(tǒng)一樣，有嚴(yán)格的呼吸系統(tǒng)、消化分解系統(tǒng)和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)系統(tǒng)，由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者等共同參與完成。植物要健康生長(zhǎng)，土壤中各系統(tǒng)必須有機(jī)地協(xié)調(diào)完成各項(xiàng)工作，其中起重要協(xié)調(diào)作用的是微生物細(xì)菌。它不僅分解土壤中各種物質(zhì)，使之更加有利于植物的吸收利用，而且能夠分泌多種生物激素，促進(jìn)作物快速生長(zhǎng)；同時(shí)它還能平衡土壤各生態(tài)系統(tǒng)的健康運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)作物免受有害病蟲(chóng)的侵染，使之健康生長(zhǎng)。

一、長(zhǎng)期連作或污染土壤中微生物生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題

由于我們國(guó)家土地的匱乏，連作種植非常嚴(yán)重，很少給土地休息調(diào)整的間隙，有益微生物的數(shù)量減少，土壤自我修復(fù)能力下降。單一種植的農(nóng)作物對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)成分掠奪非常嚴(yán)重，特別是設(shè)施大棚種植后，土壤中各種元素失衡，有機(jī)質(zhì)營(yíng)養(yǎng)下降，病蟲(chóng)害越來(lái)越嚴(yán)重。為了提高土地的產(chǎn)出，人們大量投入無(wú)機(jī)肥料和化學(xué)農(nóng)藥，這就更加重了對(duì)土壤生態(tài)平衡破壞。

由此帶來(lái)的變化和影響有兩方面：一是土壤蓬松度不夠，板結(jié)酸化嚴(yán)重，植物的根系生長(zhǎng)受阻，舒展度和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力下降；嚴(yán)重時(shí)候，土壤次生鹽漬化、單一或多種重金屬污染嚴(yán)重，造成土壤燒苗爛苗現(xiàn)象，作物生長(zhǎng)矮化黃化等，甚至大面積死亡。二是作物的生長(zhǎng)勢(shì)下降，吸收和轉(zhuǎn)化營(yíng)養(yǎng)能力變?nèi)?，雖然肥料施得越來(lái)越多，但產(chǎn)量缺不見(jiàn)增長(zhǎng)，產(chǎn)品品質(zhì)下降，味道和營(yíng)養(yǎng)越來(lái)越差，銷(xiāo)售價(jià)格上不去，土地的貢獻(xiàn)率越來(lái)越差。

據(jù)2014年國(guó)家環(huán)保部的《全國(guó)土壤污染調(diào)查公報(bào)》顯示，我國(guó)土壤總的超標(biāo)率為16.1%，其中耕作土壤點(diǎn)位超標(biāo)率高達(dá)19.4%，因此，我國(guó)土壤污染形勢(shì)嚴(yán)峻。這些污染的土壤中，微生物的種類(lèi)和數(shù)量發(fā)生極大的變化，有益微生物大量降低，有害微生物占比上升。部分土壤已經(jīng)不適合種植或出現(xiàn)連作障礙。全國(guó)目前大約有2億畝耕地產(chǎn)出的食品都存在健康安全、生態(tài)安全問(wèn)題。因此，修復(fù)土壤生態(tài)系統(tǒng)，保護(hù)土壤健康已經(jīng)到了刻不容緩的地步。

二、土壤微生物的作用和益害處

土壤中微生物的種類(lèi)較多，數(shù)量很大，1克土壤中就有幾億到幾百億個(gè)。對(duì)土壤來(lái)說(shuō)，所有的微生物都是其生態(tài)系統(tǒng)一份子，都有其作用，對(duì)土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變等均有重大影響。對(duì)作物來(lái)講，有些對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育是有益的，有些是有害的。我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中，都會(huì)想有益的微生物多一些，有害的微生物少一些。但是，人類(lèi)的生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)打破土壤原有的微生物平衡，致使有害微生物數(shù)量增加。那么，怎樣去區(qū)分這些微生物在土壤中的作用呢？

首先，微生物是土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成的基礎(chǔ)。土壤中除了土壤顆粒和有機(jī)無(wú)機(jī)物質(zhì)外，其微生物是其活躍的催化劑，它在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中，通過(guò)呼吸代謝，分泌大量物質(zhì)，產(chǎn)生大量的后代等，有助于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，最終形成真正意義上的土壤。缺乏微生物，土壤就變成了沒(méi)有活力的化學(xué)物質(zhì)。

其次，微生物是土壤中最重要的分解者。土壤中原來(lái)存在的無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)，大多數(shù)是不能被植物利用的。如無(wú)機(jī)物顆粒、肥料和動(dòng)植物殘?bào)w，只有經(jīng)過(guò)微生物的腐化分解，才能游離出無(wú)機(jī)鹽或釋放出營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，供作物利用，并形成腐殖質(zhì)，改善土壤的結(jié)構(gòu)和耕性。

再次，微生物有固氮作用?？諝庵械?dú)馐遣荒鼙恢参镂绽玫模承┕痰⑸锟梢詫⒖諝庵械牡獨(dú)廪D(zhuǎn)化為植物能夠利用的固定態(tài)氮化物，這些固體氮可以很好地提供氮源，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育。

第四，改善和促進(jìn)作物生長(zhǎng)作用。有益微生物可以分泌大量的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，如有機(jī)酸、氨基酸、維生素、生長(zhǎng)素等各種有機(jī)營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。同時(shí)，還能夠提高作物免疫力，增強(qiáng)對(duì)病原菌和線蟲(chóng)的抵抗力。預(yù)防和減少土壤中的病原微生物對(duì)作物的危害。

第五，微生物可以降解有害物質(zhì)，修復(fù)土壤。微生物可以降解土壤中殘留的有機(jī)農(nóng)藥、城市污物和工廠廢棄物等，把他們分解成低害甚至無(wú)害的物質(zhì)，降低殘毒危害。對(duì)作物生長(zhǎng)過(guò)程產(chǎn)生的自毒物質(zhì)也具有較強(qiáng)的分解作物，減少同種作物間產(chǎn)生的排異反應(yīng)，解決連作障礙。

三、多功能芽孢桿菌生物菌劑的綜合利用

土壤受到污染或連作障礙，影響作物生長(zhǎng)的因素是多種因子相互疊加的，其中有機(jī)質(zhì)和重金屬污染、土傳病蟲(chóng)害、自毒物質(zhì)等因子最為關(guān)鍵。微生物不僅能降解有機(jī)質(zhì)、鈍化重金屬毒性；而且能預(yù)防土傳病蟲(chóng)害，抑制自毒物質(zhì)的拮抗作用。因此，利用芽孢桿菌來(lái)修復(fù)土壤技術(shù)越來(lái)越受到大家的關(guān)注和支持。

不過(guò)，不同芽孢桿菌的種類(lèi)和功能相差是很大的，有的具有疏松作用；有的具有分解作用；有的具有防治土傳病害功能；有的具有殺線蟲(chóng)功能功能等等，具有全面功能的生防菌很少。要完成土壤功能的科學(xué)修復(fù)，需要不同種群的微生物共同工作，因此，生產(chǎn)上登記的生物菌肥多是復(fù)合多種類(lèi)型的菌株，但是具有較強(qiáng)防病治蟲(chóng)功能的菌株較少。其中比較優(yōu)秀的有解淀粉芽孢桿菌B1619、多黏芽孢桿菌、蠟質(zhì)芽孢桿菌、熒光假單胞桿菌等。

這些微生物在土壤中是互惠互利的，能夠起到互補(bǔ)作用。雖然土壤中蘊(yùn)藏著無(wú)數(shù)的微生物種類(lèi)，但是我們不可能把所有的菌株都篩選出來(lái)；另一方面，在工業(yè)化生產(chǎn)中，我們不可能把無(wú)限的菌株整合在一起。隨著生物技術(shù)進(jìn)步，科學(xué)家們通過(guò)基因工程改造，促進(jìn)新型菌株的構(gòu)建和傳統(tǒng)菌株的改造，全面提升微生物的功能。這方面改造最成功的就是解淀粉芽孢桿菌B1619，它的功能基因組要比常規(guī)芽孢桿菌的翻一番，作用對(duì)象和效能也成幾何倍數(shù)增加。

未來(lái)，土地管理者和科技服務(wù)專家，可以根據(jù)土壤的問(wèn)題導(dǎo)向，有目的地選擇微生物的目標(biāo)菌株，結(jié)合有機(jī)肥和物理管理措施，制定個(gè)性化的土壤綜合修復(fù)措施，改善土壤健康狀況，提升土壤綜合利用效能。