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微生物與作物的奇妙互作
2025-12-29
它們是作物的“微型盟友”
上期，我們聊了微生物與土壤之間的“雙向奔赴”，這是健康土壤形成的基礎(chǔ)。那么微生物與作物之間是否也存在某些神奇關(guān)聯(lián)？這不，小編馬不停蹄地查閱資料，帶大家一起探尋其中機理。
微生物與作物互作的三大戰(zhàn)場
微生物與作物的互動遍布作物體內(nèi)外的所有關(guān)鍵界面，形成了一個多層次、立體化的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。
一、根際互作
根際是指作物根表面及周圍1~2mm的范圍。在這里，作物通過根系分泌物（如糖類、有機酸、氨基酸等）和脫落物，招募大批對自身有益的微生物，為它們提供“定居信號”和豐富的“食物”。
作為回報，這些被招募的根際微生物會通過促進土壤養(yǎng)分循環(huán)、調(diào)節(jié)pH值、分泌抑菌物質(zhì)等手段，提高作物營養(yǎng)吸收能力、保護作物根系免受病原菌侵?jǐn)_。
二、葉際互作
葉際是指作物葉片、花果等地上有效部分表面及內(nèi)部微環(huán)境，在這里定居的微生物稱之為葉際微生物。作物可以通過葉片表面的蠟質(zhì)、毛狀體結(jié)構(gòu)以及氣孔分泌物，為它們提供棲息地和養(yǎng)分，而葉際微生物發(fā)揮的作用主要有：
1、在作物葉片表面形成一層“生物保護膜”，減少水分流失和病原菌附著；
2、可降解葉片表面的有機質(zhì)，促進養(yǎng)分循環(huán)。
三、作物體內(nèi)互作
部分微生物能進入根、莖、葉等組織內(nèi)部定殖，成為內(nèi)生菌。它們與作物建立更為親密的關(guān)系。這類微生物主要作用有：
1、產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，抑制作物體內(nèi)病原菌繁殖；
2、參與作物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)合成與轉(zhuǎn)化，影響生長發(fā)育。
微生物對作物的正向賦能
一、調(diào)節(jié)生長
除了上期提到的固氮、解磷、解鉀等養(yǎng)分轉(zhuǎn)化功能外，許多微生物能夠分泌吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA）、細(xì)胞分裂素（CTK）等植物生長激素。這些激素能有效促進植物根系發(fā)育，尤其利于側(cè)根與根毛形成，同時增強細(xì)胞分裂與伸長能力，進而改善作物生長態(tài)勢。
二、誘導(dǎo)抗性
有益微生物可通過其細(xì)胞壁成分或代謝產(chǎn)物作為信號分子，被作物根部或葉部細(xì)胞的模式識別受體（PRRs）所感知，然后啟動一套依賴于茉莉酸（JA）和乙烯（ET）信號通路的防御“預(yù)備”程序，即誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性（ISR）。
處于ISR狀態(tài)的作物，會提前做好防御準(zhǔn)備：如細(xì)胞壁增厚，合成防御相關(guān)蛋白和酚類物質(zhì)、植保素等次生代謝物的能力增強。當(dāng)病原菌真正入侵時，作物能夠更快速、更有效地啟動防御反應(yīng)，實現(xiàn)廣譜抗病。
三、緩解非生物脅迫
在一些非生物逆境下，微生物是作物的重要“減震器”，如：
抗旱：促進土壤團粒結(jié)構(gòu)形成、增強保水能力，間接促進根系下扎，以獲取更多水分。
耐鹽堿：耐鹽微生物通過吸附或轉(zhuǎn)化土壤中鹽分離子，降低鹽害脅迫；誘導(dǎo)或自身合成脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)劑，幫助作物維持細(xì)胞滲透勢平衡、保護細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
緩解重金屬污染：微生物們通過生物吸附、生物累積、生物轉(zhuǎn)化及生物沉淀等多種作用方式相互協(xié)同，使重金屬從可移動的離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>被吸附、儲存、轉(zhuǎn)化或沉淀的穩(wěn)定形態(tài)，顯著降低其生物可利用性和毒性。
降解農(nóng)殘：微生物主要通過酶促反應(yīng)降解農(nóng)藥殘留，即分泌水解酶、氧化酶、還原酶等降解酶，將農(nóng)藥分解成低毒或無毒的中間產(chǎn)物。然后在進一步礦化作用過程中，將這些中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等小分子，最終實現(xiàn)農(nóng)殘分解。
微生物與作物形成互惠共生體系：作物通過釋放信號物質(zhì)招募微生物，并為它們提供“食物”和“住房”；微生物則深度參與作物營養(yǎng)吸收、生長發(fā)育和抗逆防御等多重過程。二者協(xié)同互作，共同保障農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的健康與穩(wěn)定。
所以，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中到底是怎么運用微生物的呢？下期，我們不見不散~
END
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