奇妙的土壤微生物

　　土壤中生活著大量的微生物，它們個體微小，一般以微米或毫微米來計算，通常1克土壤中有10⁶～10⁹個。土壤微生物種類繁多，包括細菌、真菌、放線菌以及各種藻類。它們在土壤中進行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等過程，促進土壤有機質的分解和養(yǎng)分的轉化，其種類和數(shù)量隨成土環(huán)境及其土層深度的不同而變化。土壤微生物一般以細菌數(shù)量最多，有益的細菌有固氮菌、硝化細菌和腐生細菌；有害的細菌有反硝化細菌等。隨著微生物研究技術的不斷發(fā)展，越來越多的功能型的微生物被人們所重視，并將其應用到農業(yè)生產及生態(tài)環(huán)境保護中。利用微生物肥料、殺蟲劑或農用抗生素等來取代會嚴重污染環(huán)境和不可降解的化學肥料或化學農藥利用微生物生產的PHB；利用微生物的降解、氧化等生化活性來凈化生活污水、有毒工業(yè)污水和生活有機垃圾；利用微生物來檢測環(huán)境的污染度，以及利用發(fā)光細菌來檢測水源的污染度等。

　　活躍的植物促生根際菌

　　促生根際菌(plant growth-promoting rhizobacteria ,簡稱PGPR)，是一類能夠促進植物生長、防治病害、增加作物產量的微生物。PGPR雖然在根際細菌 中僅占2 %～5 %，但它們對于土壤中有害病原微生物與非寄生性根際有害微生物的生防，植物礦物質營養(yǎng)的吸收利用，植物的生長發(fā)育均起著重要的作用。自從1978年Burr 等人首先在馬鈴薯上報導PGPR 以來，國內外已發(fā)現(xiàn)包括熒光假單孢菌、芽孢桿菌、根瘤菌、沙雷氏屬等20多個種屬的根際微生物具有防病促生的潛能，最多的是假單胞菌屬( Pseudomonas) , 次為芽胞桿菌屬( Bacillus) 、農桿菌屬( Agrobacterium ) 、埃文氏菌屬( Eriwinia ) 黃桿菌屬( Flavobacterium) 、巴斯德氏菌屬( Pasteuria) 、沙雷氏菌( Serratia) 、腸桿菌( Enterobacter) 等等。國際上這一領域的研究非?；钴S，每3年開一次國際性專業(yè)性研討會議，2012年10 月在印度召開了第9屆研討會。

　　勤勞的固碳自養(yǎng)微生物

　　CO₂的固定，指生物吸收CO₂轉化成為自身細胞物質的過程。根據(jù)機制的不同，可分為自養(yǎng)生物進行的光合成、細菌型的光合成和化學合成，以及在異養(yǎng)生物或自養(yǎng)生物所進行的二氧化碳暗固定。其中光合成與細菌型光合成同化所需要的能量都是取自光能，化學合成是用無機物的氧化能來進行二氧化碳的固定。

光能自養(yǎng)微生物主要包括微藻類和光合細菌，它們都含細胞色素，以光為能源，CO₂為碳源，合成細胞組成物質或中間代謝產物。其中，微澡類屬于真核微生物，它們的種類繁多包括綠藻，硅藻，紅藻等。而光合細菌均屬于原核生物界，其中藍藻（也稱“藍細菌”）雖然為原核生物，但它們和植物葉綠體一樣能進行產氧光合作用，其它光合細菌具有多種多樣的色素，以硫化氫、硫或氫氣作為電子供體，但不氧化水產生氧。這些不產氧光合細菌包括紅細菌、紅螺菌、綠彎菌、綠硫細菌等?；茏责B(yǎng)微生物包括嚴格化能自養(yǎng)菌和兼性化能自養(yǎng)菌。它們以CO₂為碳源，能源主要通過氧化H₂、H₂S、S₂O₃²－、NH₄＋及Fe²⁺等還原態(tài)無機物質獲得，其中嚴格化能自養(yǎng)菌代表微生物有硫氧化細菌、鐵細菌、氨氧化細菌及硝化細菌等；兼性化能自養(yǎng)菌有CO氧化菌和有氧氫氧化細菌等。具有固碳功能的微生物分布廣泛，它們有很強的環(huán)境適應能力，每年能固定大約0.6～4.9 Gt C。因此，通過深入研究土地管理方式對土壤固碳細菌的影響，通過優(yōu)化田間管理，調節(jié)土壤細菌群落結構，增加固碳微生物優(yōu)勢種群，減少氧化亞氮，甲烷等溫室氣體的排放，可以實現(xiàn)土壤固碳和減排的雙贏。

　　高效的有機污染物降解微生物

　　有機污染物是指以碳水化合物、蛋白質、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有機物質及某些其他可生物降解的人工合成有機物質為組成的污染物。我國農業(yè)土壤中15中多環(huán)芳烴（PAHs）總量的平均值為4.3 mg kg^-1，且主要以4環(huán)以上具有致癌作用的污染物為主。微生物之所以能降解多環(huán)芳烴依賴于它們對多環(huán)芳烴的代謝。微生物通過兩種方式對PAHs進行代謝：以PAHs作為唯一的碳源和能源；或者把PAHs與其它有機質進行共代謝降解。具有共代謝功能的微生物包括無色桿菌、節(jié)桿菌、黑曲霉、固氮菌等20余種。目前，降解有機物的微生物主要應用在酚類化合物、芳香族化合物、氯代脂肪族化合物及腈類化合物等四類難降解有機物。其中降解酚類的細菌有黃桿菌、鐮刀菌、產堿桿菌等，其中白僵菌降解率達96%、假單胞菌降解率為95%。能對芳香族（PAES）降解的微生物種屬主要有：棒狀菌、氮單胞菌、假單胞菌、黃單胞菌、棒狀桿菌、芽孢桿菌、產堿桿菌、青霉、木霉等。棒狀桿菌是斷裂雜環(huán)化合物和碳氫化合物鏈的主要菌種，假單胞菌普遍存在于土壤中，能夠適應許多人工合成的有機物…

　　環(huán)境保護和污染環(huán)境的生物修復是21世紀全球性的一項戰(zhàn)略任務，微生物將在其中發(fā)揮著越來越不可取代的重大作用。讓我們利用這些奇妙的微生物來凈化我們的生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造更加美好的生活家園！