绿洲农耕技术篇ll堆肥（五）：堆肥对土壤生物性的改善

罗子一希望绿洲一

■ 土壤中微生物的作用

如果在土壤中投入堆肥等有机物，以此为食物的微生物便会增加，微生物的活动也会变得活跃。微生物会分解有机物，促进土壤团粒化，及提供植物所需的养分。

堆肥剪影

土壤中栖息着非常多的微生物，据报道，在每1克的土壤中有超过1亿个以上的微生物存在，且种类分布广泛。微生物在生物学上可大略分为真菌类、细菌、藻类、原生动物等4大类。

最早先有真菌类附着土壤中，大略分解有机物后，再由酵母菌、乳酸菌等细菌把这些有机物分解成植物能吸收的养分（无机营养素）。

要使微生物活化有3个重点。包括维持微生物容易活动的温度、成为食物的有机物内必须含有均衡的碳和氮、以及均衡的水和空气（氧气）。微生物的种类繁多，各种微生物都有其适合生长的土壤环境。

土壤中除了有许多肉眼看不见的微生物存在外，也有很多肉眼看得见的小动物。例如，蚯蚓数量较多的土壤一般被认为比较肥沃，土壤中的小动物们会排泄粪便或上下移动，具有翻动土壤、促进土壤团粒化的作用。

■ 维持碳与氮均衡的重要性

微生物在分解作为食物的有机物时，会一边维持碳（C）与（N）的均衡，一边繁殖。微生物本身也是有机物，它以碳为主要成分，并含有碳含量10分之1的氮，因此接近此组成比例的碳和氮是堆肥的必要原料。碳和氮在此有机物中的均衡比例，称为C/N比。

如果把微生物的食物比喻为人类的餐点，则碳即是饭（碳水化合物），氮是肉类等小菜（蛋白质）。微生物均衡地从这些食物中摄取所需的有机物，籍以取得能量，微生物才能制造出健康的身体。

■ 堆肥过程中活跃的主要微生物

和在土壤当中一样，堆肥里也是富含微生物的宝库。微生物除了在制造堆肥时会发挥分解作用外，在堆肥投入到土壤后也同样会发挥极大作用。

在微生物分解有机物的前提下，水分条件也和碳氮比（C/N）同样重要。容易使培育堆肥上相当活跃的微生物（丝状菌、酵母菌、纳豆菌、乳酸菌、放线菌等）繁殖的水分条件是大约40〜60%左右。此外，这些微生物除了有偏好的水分状态外，也对环境周围的空气（氧气）等条件相当挑剔。必须事先掌握各个微生物的特性和特征。

● 丝状菌（真菌）

丝状菌是曲霉属（Aspergillus）等霉菌的类型，据报道是土壤微生物当中数量最多的菌种。具有将大分子的碳水化合物分解成小分子的碳水化合物和醣的功能。丝状菌的菌种偏好15〜40℃的低温，因此累积堆肥的原料后，会比其他微生物更早开始活动。但随着温度上升到50℃以上后，丝状菌的数量会逐渐减少。

植物病原菌中丝状菌较多的原因，是因为他具有分解植物纤维的能力，以及偏好的温度范围正好和作物适合生长的温度相同所致。

微生物分解蛋白质形成氨基酸时，首先会先由丝状菌分解淀粉（碳水化合物）制作醣，酵母菌或放线菌等微生物再以此醣作为繁殖能量，由他们将蛋白质分解成氨基酸。

如果丝状菌分解淀粉的过程没有进展，将无法形成醣，制造氨基酸的效率也会差。也就是说，丝状菌为微生物接下来制造氨基酸作足了准备。

● 酵母菌

酵母菌（yeast）具有分解蛋白质转化成氨基酸或细胞分裂素（cytokinins），或是分解醣转换成酒精的功能。酵母菌也偏好15〜40℃的低温，会在堆肥堆的位置下方或接触外部空气的表面部位等处繁殖。

酵母菌为兼性厌氧菌，在氧气稀薄的地方依然可以活动，因此分解蛋白质的速度较慢。不过能量流失也比较少，可以有效地生成氨基酸。

● 纳豆菌

纳豆菌（Bacillus subtilis Natto）是以分解大豆中的蛋白质，制造出美味成分氨基酸以及黏性物质而为人熟悉。这种黏性物质对土壤团粒化相当有帮助。纳豆菌的种类繁多，通常会带有各种分解酵素，有些也会分解纤维素、蛋白质、油脂等物质。这是非常重要的，因为在旱田栽培下一种作物时，如果土壤中残留着上一种作物却继续栽种下一种，反而会加速有害微生物的繁殖。倘若这种未熟有机物会事先被纳豆菌的纤维分解酵素去除，就能有效抑制有害微生物的繁殖。

纳豆菌是好氧性（aerobic）的微生物，偏好温度在30〜65℃之间。发酵时间虽然比较早，但这部分的能量也会被使用，因此能加速利用有机物中的氮成分和醣类。此外，有机物的氮成分会转变成氨气，有容易发出恶臭的特征。

● 放线菌

放线菌是好氧性（aerobic）的微生物，偏好带有湿气且空气流通的场所，例如会栖息于腐叶土的下方等处。从堆肥表面下约5〜10公分（cm）处看见的白色线状或粉状的物质就是放线菌。

放线菌的极大特征是具有抑制土壤病害虫的能力。土壤病害虫中的线虫、甲虫类的表皮、镰刀菌等霉菌种类的细胞膜，是由甲壳素（又称几丁质）形成。放线菌会以几丁质酶这种酵素分解甲壳素，再转换为营养源使用，因此繁殖放线菌能抑制病害虫产生。

■ 堆肥活化微生物

当土壤中的微生物活动旺盛，容易促进有机物分解，使植物养分的供给能力提高。

藉由投入堆肥，土壤中的微生物会将堆肥内含有的有机物作为食物利用，并因此繁殖，不只是使用的堆肥，也会促进至今累积在土壤中的有机物分解，此效果称为激发效应（priming effect）。透过此分解过程，会从氮开始产生许多养分。其中一部分的氮会被繁殖的微生物取用，再次累积到土壤中，然后长时间将氮释放到土壤内。

藉由投入堆肥，可以看见各式各样与有机物分解有关的土壤小动物、丝状菌、放线菌、细菌等微生物群栖息在土壤中。正因为这些微生物群的大小不一，才会在土壤团粒的内外位置各自设立据点。种类繁多的生物在土壤里生长着，构筑出互相共存、拮抗的关系，可以抑制特定的病原菌繁殖（增强生物的缓冲功能）。

土壤中微生物之间具有互相共存、拮抗的关系