土壤微生物性质管理及微生物肥料应用摘要.PDF

土壤微生物性質管理及微生物肥料應用 楊秋忠 終生榮譽國家講座 教授 國立中興大學土壤環境科學系 摘 要 近年來全球隨著生物技術及有機農業的掘起 ，土壤微生物在環境所扮演的角色日 趨重要 ，它們開始被應用到農業、工業及環境保護處理上 。土壤微生物是自然界中推 動各種元素循環之基層的生物 。土壤微生物主要包括細菌(真細菌與古生菌) 、真菌(絲 狀真菌與酵母菌) 、藻類與原生動物。土壤微生物的種類甚多 ，目前約僅有＜1％的微 生物菌種可在實驗室中被培養出來 ，此外亦尚有數千種與植物共生之微生物尚無法被 培養研究 。土壤微生物在維持高品質土壤上 ，扮演重要的角色 ，吾人已知土壤生物之 生存與土壤環境的變化及優劣有密切關係 。農業土壤在不同栽培耕作管理的衝擊下 ， 產生激烈的環境變動 ，常見導致許多問題。土壤微生物多樣性是生態保育的基礎 ，亦 是減少農業災害的根本 ，重視農業土壤微生物多樣性 ，才有健康的土壤環境 ，亦才有 健康的人類 ，這是一個值得政府及全民重視的課題 。 土壤微生物的種類之簡介 土壤微生物可區分微生物區系(microflora)及微生動物區系(microfauna) 。微生物區 系：包含有細菌、放線菌 、真菌 ，及微生動物區系 ：包含有原生動物如變形蟲、纖毛 蟲 ，輪蟲動物如輪蟲 、水熊蟲 ，線蟲動物 。這些土壤生物的碳源可分為自營(autotroph) 及異營(heterotroph) ，分別利用二氧化碳及有機質做為碳源 ；在能源上 ，可分為化學營 (chemotroph)及光合營(phototroph) 。土壤微生物是自然界中扮演推動各種元素循環之基 層的生物 ，依土壤生物對作物生長之影響而言，包含有益及有害兩種生物，亦可區分 為病蟲害及非病蟲害生物，大部分土壤微生物是有益的。此類會引起作物及動物病蟲 害之生物 ，例如土壤傳播性病蟲害生物，除了對我們的生活品質造成極大之負面影響 外 ，亦對土壤之品質影響甚大 。 土壤微生物的種類甚多 ，目前約僅有＜1％的微生物菌種可在實驗室中被培養出來 （Altas and Bartha,1998 ），此外亦尚有數千種與動植物共生之微生物尚無法被培養研 究。這些不可培養之微生物有待進一步直接利用顯微鏡觀察或是利用分子技術加以研 究 ，但本文僅以可培養菌之資料敘述之。 土壤微生物對土壤的重要角色 土壤微生物可區分為濾過性病毒 、原核生物(真細菌、古生菌) 、真核微生物（原生 動物 、藻類 、真菌、地衣）在土壤中扮演許多的角色 ，分別說明其對土壤的主要角色如 下 ： 病毒 ：濾過性病毒是最微小的非細胞生物 ，僅在其他細菌、真菌、藻類 、原生動 物 、植物及動物之活細胞中生長繁殖 。侵襲細菌的濾過性病毒稱之為細菌噬菌體或噬 菌體 （phages ）。生活於環境中之動物與植物都可能被病毒侵襲 ，而導致致死或致病的 問題。病毒之生理及生化研究甚多 ，但病毒在土壤生態上的研究甚為缺乏。 細菌 ：細菌是無細胞核的微生物亦稱為原核微生物 ，一般土壤每公克含 106-109 個細菌（Atlas and Bartha,1998 ），細菌是土壤微生物在環境中扮演最多功能的角色 ，對 自然界的物質循環 （C 、H 、O 、N 、S 、P ）協助甚大 ，對土壤的重要性如下 ： 1.分解有機物質 ，負責執行將有機物分解至營養要素的礦質化作用。 2.固定空氣中的氮氣 (N2) ，轉為NH3 ，成為其他生物能利用氮源。 3.推動硝化作用 ，將 NH4+轉化為亞硝酸態氮(NO2-) ，而至硝酸態氮(NO3-) ，以利 植物吸收 。 4.進行脫氮作用 ，將 NO3-轉化為N2O 及N2 。 5.促進被結合或固定之磷、硫 、鐵 、錳等化合物的溶解 。 6.與其它土壤微生物間之互動 ，對後者在環境中的生存具有密切的關係 。 其中放線菌因角色特殊 ，常與細菌分開 ，說明如下 ： 1.分解有機質釋放植物養分。 2.與非豆科植物行共生固氮作用 。 3.分泌釋放植物賀爾蒙。 4.產生抗生素。 真核微生物 ： 1.原生動物 ： 捕食及控制土壤細菌族群