肥料，大家都不陌生，特别是在农村生活的同学。农民要种植粮食作物，为了提高产量，就要施肥，给土地增加营养。
说到肥料，人们很自然会想起工厂里生产的各种化学肥料，以及人畜粪尿等一些有机肥料。
山姆教授要说的是，辽阔广袤的地球表面三四十厘米厚的土壤就是一个天然的肥料厂，这里生活着无数个微生物，它们在生活的同时产生各种代谢产物，供给植物生长所需要的养料。
在这些微生物中，有一类非常重要的成员，那就是细菌。
细菌，是土壤里肉眼看不见的“居民”。每一千克土壤里就有几千亿个及至几十万个细菌。从离地面几厘米到几米深的地方，都有它们的足迹，它们是庄稼的好朋友。
细菌每天都在勤勤恳恳地工作。它们争着吃土壤中的有机肥料，把里头所含的蛋白质与纤维素，一点点地分解下来，变成氨，再氧化成硝酸盐。
硝酸盐能够溶于水，被庄稼所吸收利用。大粪、绿肥、厩肥等有机肥料都要靠细菌帮忙，才能合庄稼的胃口，被庄稼所吸收。
土壤里的细菌种类繁多。土壤中的不少石头含有钾，但是这些钾都以硅酸盐的形态存在，不溶于水。硅酸盐细菌能“咬烂”石头，使其中的钾变成能溶于水的成分。磷细菌则能把难溶于水的磷转化成可溶性磷酸盐。另外，还有氨化细茵，硝化细菌，分解纤维细菌，硫化细菌等。
根瘤菌寄居在豆科植物，像绿豆、大豆、菜豆、花生等的根瘤时，吸收一些养料——糖分而生活，同时不断地从空气中捕捉氧气制造氮肥给作物提供养料。
有经验的农民都知道，在贫瘠的土地上种植一般的庄稼是长不好的，但是种豆科作物却往往生长旺盛，这是为什么呢？
拔起一棵大豆，洗掉根上的泥土就会看到，大豆根部除了长有像胡子一样的根毛外还长有许许多多的小圆疙瘩，形状像“肿瘤”，所以叫根瘤。把它挤破，除了一些带有腥臭味的“红水”外，似乎看不到它们有什么特别之处。
但是，当我们把这种汁液放到显微镜下去观察就会发现，原来这些“红水”里，竟有那么多球状、杆状的微小生命在活动呢！
这些小生命就是大名鼎鼎的根瘤菌。
根瘤菌和豆科植物，可谓一对亲密无间的好朋友。根瘤菌在侵入植物根部后会分泌一些物质能刺激根毛的薄壁细胞很快增殖形成“肿瘤”。在瘤中，瘤菌是依赖于植物提供营养来生长、繁殖，同时，它们也有一种特殊的本领，它们随身带有一种奇妙的物质——固氮酶，可以把空气中游离的氮固定下来，供给植物利用，这叫固氮作用。
一个小小的根瘤就像一个微型化肥厂一样源源不断地把氮变成氨送给植物吸收。
1886年俄国的学者奥拉尼首先从豆科植物的根瘤中发现根瘤菌。1888年荷兰学者贝耶林克又分离到纯的根瘤菌种。十年后俄国学者着手研究制作根瘤菌肥。
把固氮的细菌进行人工培养获得大量的活菌体，然后用它们拌种或施播，这就是最近迅速发展的细菌肥料。
细菌肥料不仅能提高农作物产量，而且因为活的菌体能在土壤中继续生长繁殖，有一年施加多年有效的好处。
1935年前苏联建立了世界上第一座根瘤菌肥工厂。从此之后，根瘤菌肥成为一种非常重要的肥料之一。
有固氮作用的微生物很多。目前，在农业生产上应用的固氮微生物肥料主要有共生根瘤菌肥、自生固氮菌肥和固氮蓝藻肥三类。
共生根瘤与植物之间有着共生的关系。一亩土地中所含的根瘤菌在一年的时间内可以固定10～15千克的氮，这相当于向土壤中施加50～75千克的硫酸铵。
自生固氮菌能独立生活并进行固氮作用，其种类较多，有的是好氧菌，有的则是厌氧菌。在一亩土地中的自生固氮菌一年内固定的氮气约有2.5千克，相当于12.5千克硫酸铵。
微生物工作者找到一种自生固氮菌，制成菌肥以后用在谷子、高粱和玉米等一些农作物上，都取得了明显的增产效果。
固氮蓝藻有在水中固氮的本领，是提高水田肥效很有前途的一类微生物。每年若向每亩水田中施放2.5千克蓝藻，它们的固氮效果就相当于施加45千克的硫酸铵。
化学肥料是死的肥料，而细菌肥料是有生命的肥料。在细菌肥料厂里，人们在温暖如春的房间里，用玻璃瓶装着培养液来培养细菌，制造肥料。
在保存和施用细菌时，农民们格外小心，因为不能让它受热，也不能让它受冻，特别是别叫它挨晒，因为太阳光不仅热，而且含有强烈的紫外线，会杀死细菌。所以，农民们常把细菌肥料装在一个黑色的油布袋子里，免得受晒，施用时，也是一施下去，立即用上土轻轻掩上，让细菌在土壤里安居下来，为作物服务。
可与鱼粉、大豆想比美的细菌饲料
上一节山姆教授讲到细菌可以制作肥料，这的确让我们赞叹不已。更令人想不到的是，细菌还可以制作饲料。
下面，我们就一起看看在饲料方面细菌人们是怎样利用细菌的吧。
利用微生物改造，增加饲料的营养。
大自然中还有不少的物质是丰富的，但它们不能直接作为饲料，如锯末、低浆、石油等。为了开拓更加丰富的饲料来源，人类利用多种微生物，把这些物质作为微生物的食物，进行利用，经过人工培养，使这些微生物在这些物质中生长繁殖。经过微生物的改造，便获得大量微生物菌体，菌体中含有丰富的蛋白质，其价值可与鱼粉、大豆想比美。
菌体蛋白饲料就是一种。
用菌体蛋白喂养奶牛，每天能多产牛奶，而且奶中的脂肪含量也有提高；用来喂猪，体重经对照也明显增加；养鱼长得快，体肥个大；养蜂能使蜂加快繁殖。
利用微生物改造饲料能延长保存期。
夏秋时节青饲料大量收获时，把青饲料堆放起来，利用自然生存的和人工接种的乳酸杆菌的作用，让它们大量繁殖，从而抑制了引起青饲料腐烂的微生物的生长繁殖。如果在青饲料中加入一定比例的乳酸杆菌的营养物质，例如米糖等，乳酸杆菌就会生长得更好，然后用塑料薄膜或砂土将青饲料密封起来，可以贮存一年以上。
利用微生物还可以改造饲料的口感。
稻草、麦秸的资源十分丰富，但由于它们的主要成分是由纤维素组成的，牲畜吃了很难消化，且由于其可口性差，许多牲畜并不爱吃。
饲料经过微生物的作用后，会变得又好吃、又有营养。使得本来牲畜不爱吃的粗饲料发酵成具有酸、甜、软、热、香的好饲料。
由于微生物生长繁殖的结果，发生了一系列的生化反应，因此伴有酸、甜、香等气味发生。习惯上把用这种方法制做制作的饲料，叫做发酵饲料。又因为这种作用能把秸秆中的纤维素转变为糖，所以又称为“糖化饲料”。
同时饲料经微生物发酵以后，还能减少饲料中致病菌的数量，对减少牲畜的病害也有一定好处。