土壤生物污染及其防治方法

四、 土壤生物污染的防治 方法
在了解了土壤生物污染的危害机理之后，我们就可以根据各种病原微生物和寄生虫的特点来寻找适当的方法进行防治。微生物在土壤中的存活时间长短不一，但都是有限的，都与土壤中的有机物种类和数量、土壤理化性质、酸碱度、光照时间、暴露条件、温度和湿度、微生物群系和抗生物质以及噬菌体等因子有关。据张薇等 研究 ，真菌在酸性土壤中较多，放线菌在碱性土壤中较多，土壤经15天干旱后，细菌种类下降近90％，非芽孢细菌和球菌近乎消失，产芽孢细菌只剩三分之一。以下是一些病原微生物在土壤中的存活时间。只要我们研究出致病菌的敏感因子，有针对性地把这些因子控制在不适宜病原微生物生长条件的范围之内，有效地降低他们在土壤中的存活时间，就可以达到灭菌杀毒的目的了。

表7 致病菌在土壤中生存的时间（天）

引自 中国 大百科全书

病原体进入土壤后，一般会被土壤吸附截留，其 影响 因素主要有土壤类型、酸碱性、阳离子交换量和孔隙饱和度等。一般土壤表面积越大、pH越低、阳离子交换量越高，吸附病原体的数量就越多。另外渗滤液流速、土壤水分含量、病原体大小和土壤溶液中可溶性有机物数量等因子都会影响病原体在土壤中的保留及转移速度。如果可以通过改变这些因子来降低土壤病原体的吸附量，降低其在土壤中的停留时间，就能减轻土壤生物污染。
另外一些土壤微生物也可以通过竞争和拮抗作用来消灭病原菌，我们是不是可以考虑往污染土壤中加入一些无害的微生物，改善土壤质地、结构、温度、湿度、pH、有机质含量和植被等因子，以利于其生长，通过竞争碳源和氮源或者分泌一些对病原微生物有害的产物，从而抑制致病菌的生长，即饿死或毒死土壤中的病原菌，收到以生物治生物的效果，以消除土壤生物污染。如链霉菌能产生较多几丁质酶，对真菌有抑制作用。
1. 生物防治
其实土壤中本来就有很多具有生物防治潜力的有益微生物，不仅可以对病原菌进行有效的拮抗抑制，而且还有促进植物生长和增产的作用。江木兰等从油菜植株体内分离出的内生枯草芽孢杆菌BY-2可以使油菜核盘菌菌丝细胞浓缩变短，细胞壁破裂，原生质外溢，从而抑制真菌生长发育和菌核萌发，其抑制率高达60％～70％。Boer等研究表明，假单胞菌菌株Pseudomonas WCS358可以强烈分泌嗜铁素，与病原菌竞争Fe3+，从而抑制萝卜枯萎病。赵国其等用绿色木霉处理西瓜幼苗，能有效增强瓜苗长势，使其根系发达，以抑制西瓜枯萎病菌生长。另外毛壳菌可以有效降解纤维素和有机物，对土壤病原菌有拮抗作用。
微生物之间的竞争非常剧烈，主要包括营养物质的争夺、氧气的竞争和生态位点的抢占。铁元素是生物细胞酶系统的必需成分，生命体需要从外界获取Fe3+作为酶的辅基和 电子 传递受体，以维持其新陈代谢。只要我们切断了病原微生物获取铁的途径，就可以有效防治土壤生物污染。而事实上有很多微生物如荧光假单胞菌CS121能分泌强力结合Fe3+的嗜铁素螯合物，其强大吸收铁的竞争力促使土壤病原菌由于得不到足够的铁而不能正常生长繁殖。还有二硫化碳能够减弱土壤对木霉的抑制作用，木霉菌大量繁殖并竞争营养物和产生毒性物质，进而饿死和杀死有害细菌病毒，收到生物防治的效果。还有一些拮抗细菌会寄生在病原菌身上，吸取其营养，抑制其生长，例如木霉还可以缠绕在立枯丝核菌身上，抑制其菌丝生长，使病原菌细胞解体。
然而，生物防治大多具有单一性，我们应该考虑通过几种微生物的联合协同作用，同时杀死土壤中多种病原菌，大大提高综合防治效果。
据研究，植物根系分泌物对某些病原菌也有抑制作用。根系分泌物包括大分子有机物，如糖、蛋白质、酶和凝胶，还有小分子酸、酚、铜以及一些生长激素和黄酮等，其中有一部分或其进一步的分解产物具有化感作用。如小麦根系分泌物能直接抑制小麦全蚀病原菌的菌丝发育。化感物质还可以抑制土壤的硝化作用，对一些通过硝化作用获取物质和能量的病菌也有很好的防治效果。这启发我们是不是可以找到某些特殊植物，它们的根系分泌物能有效抑制土壤病原菌生长，从而达到植物防治的效果。

另外还有一个 问题 ，二氧化碳浓度升高会不会对土壤微生物的活性产生影响呢？对于这个问题，学术界争论很大，其中Fransson认为高浓度CO2对土壤真菌有较大影响。从 理论 上来讲，CO2浓度升高会增强植物的光合作用，其凋谢物和根系分泌物也可能会发生变化，进而改变土壤微生物的碳源和氮源等生长物质。研究发现，土壤有机碳含量越高，土壤抑病性越强。如果土壤中的CO2浓度升高了，又会不会抑制微生物的呼吸作用或者改变土壤环境的pH，进而影响土壤微生物的生长繁殖。徐国强研究表明，CO2浓度升高会促进土壤有机碳的输入，为土壤微生物提供更多的可降解底物，促进其活性，增强土壤呼吸作用，而又有研究说土壤呼吸率与土壤抑病性有关，呼吸率越高，作物发病率越低。如果真的是这样的话，我们是不是可以采取某种措施如熏烟等，增大土壤中的CO2浓度，以抑制病原微生物生长。另外研究发现，土壤pH与土壤抑病性呈负相关，酸性越强的土壤抑病性越强。pH改变又会影响到土壤环境的氧化还原条件，改变一些微量元素如铁的价态或者浓度，减弱病原菌对这些元素的亲和力，抑制其生长，但同时会不会也威胁到植物的生长，有待进一步研究。
2.传统防治
总的来说，我们应该加强管理污染源和对污染土壤进行末端治理，有必要切断各种病原微生物和寄生虫的传播途径。
首先要对粪便、垃圾和生活污水进行无害化处理。及时监测和控制灌溉水质量，采用辐射杀菌法或高温堆肥法灭菌，好气法进行微生物发酵，以消灭垃圾中的致病菌和寄生虫卵，用密封发酵法、药物灭卵法和沼气发酵法等无害化灭菌法处理粪肥，同时还要加强管理感染动物。
防止 医院 废水直接流入土壤，加强对 工业 三废的治理和综合利用，合理使用农药和化肥并积极 发展 高效低毒低残留的农药。
另外我们可以改变土壤的理化性质和水分条件来控制病原微生物的传播，加强地表覆盖以抑制扬尘，切断致病菌的空中传播途径，还可以直接对土壤施药灭菌和杀毒。
不过最重要的是我们应该注意饮食卫生，生吃水果和蔬菜之前要彻底洗干净，蔬菜多洗几次，水果尽量去皮，不直接接触污染土壤，勤洗手，同时还要加强锻炼，增强身体抵抗力，以降低染病几率。
五、 土壤生物污染的展望
随着农业技术的进步，广谱、高效、微量和低毒的灭菌杀毒药物不断出现和更新，能有效治理土壤生物污染，生物防治方法也成为一个重要的研究方向。另外以细胞工程和发酵工程等生物技术为核心的微生物肥料及其产业化不仅收到了巨大的 经济 和 社会 效益，而且还产生了重大的生态环境效益。
中国农业 科学 院土壤肥料研究所根据以菌治菌和以肥抗病的原理，经过多年试验研发出具有肥药多效性的新一代微生物肥料，即联抗生物菌肥。它利用微生物的生命活动及其代谢产物去为农作物提供营养元素等生长物质，以改善农作物的养分供应，还可产生拮抗物质，从而抑制土壤病原菌的生长，达到提高产量、改善品质、减少化肥使用、减轻病害、提高土壤肥力和改善环境的目的。
联抗生物菌肥作为一种复合生物菌剂，含有多种从土壤中筛选出来能促进作物生长并抑制病原菌繁殖的菌种，不仅为作物提供养分以促进作物生长，还能产生拮抗物质以抑制土壤有害病原微生物的繁殖，收到很好的土壤生物污染防治效果。联抗生物菌肥提高了化肥利用率，减少化肥使用量，增强农作物的抗寒、抗旱和抗病能力，有效降低了农作物的发病率。在辣椒、黄瓜、水稻、小麦、烟草、棉花、梨和桃等作物上的试验证明，土传病发病率降低70％～93％，作物产量增加10％～33％，收到了良好的社会经济效益和生态环境效益。
总之，我们要保护土壤环境，防治生物污染，让大家都能吃上健康放心的绿色食品。
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