第16章 土壤生物(1/1)
第一节 土壤生物多样性
一、土壤生物类型的多样性
(一)后生动物 (metazoa)
后生动物由小的土居性的多细胞动物,主要包括线虫、蠕虫、蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、轮虫、蚂蚁、螨、
环节动物、蜘蛛和昆虫等混合组成。
(二)原生动物 (protozoa)
原生动物为单细胞真核生物,简称原虫。原生动物在土壤中的作用有:调节细菌数量;②增进某些土壤的生物活性;
③参与土壤植物残体的分解。
(三)微生物 (microbe)
土壤中微生物分布广、数量大、种类多,是土壤生物中最活跃的部分。它们参与土壤有机质分解,腐殖质合成,养
分转化和推动土壤的发育和形成。
1 公斤土壤可含 5 亿个细菌, 100 亿个放线菌和近 10 亿个真菌, 5 亿个微小动物。
二、土壤微生物种群的多样性
(一)原核微生物 (procaryotes)
1 、古细菌 (archaea)
2 、细菌 (bacteria)
( 1 )节杆菌属( Arthrobacter )
( 2 )芽孢杆菌属( Bacillus )
( 3 )假单胞菌属( Pseudomonas )
( 4 )土壤杆菌属( Agrobacterium )
( 5 )产碱杆菌属( Alcaligenes )
( 6 )黄杆菌属( Fvobacterium )
3 、放线菌 (ayces)
4 、蓝细菌( obacterium )是光合微生物,行光能无机营养,过去称为蓝(绿)藻,由于原核特征现改称为蓝细
菌,与真核藻类区分开来。
5 、粘细菌 (myxomycota)
(二)真核微生物 (eukaryotic miisms)
1 、真菌 (eumycota)
2 、藻类 (alga)
3 、地衣 (lis)
(三)非细胞型生物即分子生物 — 病毒 (virus)
三、土壤微生物营养类型的多样性
根据微生物对营养和能源的要求,一般可将其分为四大类型。
(一)化能有机营养 (chemanotrophy) 型
化能有机营养型又称为化能异养型,需要有机化合物作为碳源,并从氧化有机化合物的过程中获得能量。
(二)化能无机营养 (chemolithotrophy) 型
化能无机营养型又称化能自养型,以 CO 2 作为碳源,从氧化无机化合物中取得能量。
(三)光能有机营养 (phanotrophy) 型
光能有机营养型又称光能异养型,其能源来自光,但需要有机化合物作为供氢体以还原 CO 2 ,并合成细胞物质。
(四)光能无机营养 (photolithotrophy) 型
光能无机营养型又称光能自养型,利用光能进行光合作用,以无机物作供氢体以还原 CO 2 , 合成细胞物质。
四、土壤微生物呼吸类型的多样性
(一)好氧性微生物的有氧呼吸 (aerobic respiration)
土壤中大多数细菌如芽孢杆菌、假单胞菌、根瘤菌、固氮菌、硝酸化细菌、硫化细菌等以及霉菌、放线菌、藻类和原
生动物等属好氧性微生物。
(二)厌氧性微生物的无氧呼吸 (anaerobic respiration)
厌氧性微生物如梭菌、产甲烷细菌和脱硫弧菌等,在缺氧的环境中生长发育,进行不需氧的呼吸过程,基质的氧化不
彻底,产生一些比基质更为还原的终产物,释放的能量也少。
(三)兼厌氧性微生物兼性呼吸
兼厌氧性微生物能在有氧和无氧环境中生长发育,但在两种环境中呼吸产物不同。典型的例子就是酵母菌和大肠杆菌。
第二节 影响土壤微生物活性的环境因素
一、温度
温度是影响微生物生长和代谢最重要的环境因素。微生物生长需要一定的温度,温度超出最低和最高限度时,即停止
生长或死亡。
二、水分及其有效性
水是微生物细胞生命活动的基本条件之一。水分对微生物的影响不仅决定它的含量,更重要决定水的有效性。水分的
微生物有效性,用水的活度( a )表示。
三、 pH
大多数细菌、藻类和原生动物的最适宜的 pH 值为 6.5 ~ 7.5 ,在 pH4.0 ~ 10.0 也可以生长。
四、氧气和 Eh 值
通气状况或氧化还原电位( Eh 值)的高低对微生物生长有一定影响。 因此,结构良好、通气的旱作土壤中有较丰富
的好氧性微生物生长发育。
五、生物因素
1 、土壤中微生物按照来源不同可分为:土居性 ( 土生土长的 ) 和客居性 ( 外来的 ) 两种类型。
2 、土居性微生物 (edaphon) 由于长期生活在土壤中,对土壤环境有较强的适应性,当土壤环境变恶劣时,能存活下
来,环境好转时又重新繁殖。
六、土壤管理措施
(一)土壤耕作 (soil tilge)
常规耕作、覆盖减耕和免耕 (zero tilge) 等耕作措施对土壤微生物的影响程度是不同的。
(二)杀生剂和其他化学制剂 (chemicals)
大田施用的除草剂 (herbicide) 和叶面杀虫剂 (iicide) 的剂量很少会使土壤达到足以直接伤害土壤微生物。
第三节 土壤微生物区系的发生和分布
一、不同类型土壤中微生物的数量和分布
不同土壤类型、肥力水平,土壤微生物的数量和分布有很大差异。
一般来说,我国不同土壤微生物总数,呈如下变化趋势:黑钙土 > 棕壤 > 灰壤 > 水稻土 > 砖红壤
二、土壤剖面中微生物的数量和分布
在土壤的不同层次中,由于水分、养分、通气、温度、 pH 等因素的差异及不同微生物的特异性,致使微生物在土壤
剖面中的分布不均。
一般来说,表土层微生物数量最多,随层次加深,数量减少。
三、土壤团聚体中微生物的分布
各种团聚体 (cluster) 是微生物在土壤中生活的微环境。团聚体内外的条件不同,微生物的分布也不一样。
四、微生物与植物根的联合
(一)根圈微生物 (rhizosphere miisms)
(二)菌根 (mycorrhiza)
(三)共生固氮 (symbiotiitrogen fixation)
(四)联合固氮 (associative nitrogen fixation)
第四节 土壤生物活性及表征
一、土壤酶
( 一 ) 土壤酶种类和功能 P61-63
( 二 ) 酶在土壤中存在状态及特性
( 三 ) 环境条件对土壤酶活性 (soil eivity) 的影响
1 、土壤物理性质 (soil physical properties) 的影响
2 、土壤化学性质 (soil chemical property) 的影响
3 、耕作管理的影响
二、生物活性物质
植物激素 (phytohormone)
植物毒素 (phytotoxit)
维生素和氨基酸 (vitamin and amion acid)
多糖 (polysaccharide)