土壤學(xué)課件：4章 土壤生物

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1、土壤是生命的搖籃，生命是土壤的發(fā)動機(jī)！土壤是生命的搖籃，生命是土壤的發(fā)動機(jī)！土壤是微生物的大本營土壤是微生物的大本營被忽視的生物王國！被忽視的生物王國！有機(jī)組分有機(jī)組分6%6%無機(jī)組分無機(jī)組分94%94%第一節(jié)第一節(jié) 土壤生物種類及其多樣性土壤生物種類及其多樣性 Soil organism diversity 死亡有死亡有機(jī)物機(jī)物87.88%87.88%植物根植物根8.32%8.32%微生物微生物3.59%3.59%非節(jié)肢非節(jié)肢動物動物0.10%0.10%節(jié)肢動節(jié)肢動物物0.08%0.08%脊椎動脊椎動物物0.03%0.03% 在生態(tài)系統(tǒng)中，生物按其功能可分為在生態(tài)系統(tǒng)中，生物按其功能可分為

2、生產(chǎn)者和生產(chǎn)者和分解者。分解者。土壤生態(tài)系統(tǒng)的特點是土壤生態(tài)系統(tǒng)的特點是 1、生產(chǎn)者占的比例很小。生產(chǎn)者占的比例很小。 藻類是土壤中唯一能進(jìn)行光合作用的生物，土壤藻類是土壤中唯一能進(jìn)行光合作用的生物，土壤生態(tài)系統(tǒng)中的有機(jī)物主要來自于地上部分的植物殘生態(tài)系統(tǒng)中的有機(jī)物主要來自于地上部分的植物殘體。體。2、分解者無論在數(shù)量和功能上都是十分重要的。分解者無論在數(shù)量和功能上都是十分重要的。第一節(jié)第一節(jié) 土壤生物種類及其多樣性土壤生物種類及其多樣性一、土壤生態(tài)系統(tǒng)及其特征一、土壤生態(tài)系統(tǒng)及其特征分解者可分為分解者可分為第一消費者第一消費者以植物殘體為食，最先對植物殘體以植物殘體為食，最先對植物殘體分解的

3、動物和微生物；分解的動物和微生物；第二消費者第二消費者包括食肉動物和消耗低等植物的食包括食肉動物和消耗低等植物的食微植物者；微植物者；第三消費者第三消費者以第二消費者為食物的食肉動物。以第二消費者為食物的食肉動物。 土壤生物廣義上應(yīng)包括土壤微生物、土壤動物和土壤生物廣義上應(yīng)包括土壤微生物、土壤動物和高等植物的根系。高等植物的根系。二、土壤生物的種類：二、土壤生物的種類：土壤生物土壤生物微生物動 物植 物土壤生物的主要類群示土壤生物的主要類群示 意圖意圖 第二節(jié)、土壤動物第二節(jié)、土壤動物 土壤動物（土壤動物（soil zoonsoil zoon）指長期或一生中大部分時指長期或一生中大部分時間生活

4、在土壤或地表凋落物層中的動物。間生活在土壤或地表凋落物層中的動物。它們直它們直接或間接地參與土壤中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化，是土接或間接地參與土壤中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中不可分割的組成部分。壤生態(tài)系統(tǒng)中不可分割的組成部分。 作用作用1 1、破碎土壤中的生物殘體，為微生物活動、破碎土壤中的生物殘體，為微生物活動和有機(jī)物質(zhì)進(jìn)一步分解創(chuàng)造條件和有機(jī)物質(zhì)進(jìn)一步分解創(chuàng)造條件 2 2、改變土壤的物理、化學(xué)以及生物學(xué)性、改變土壤的物理、化學(xué)以及生物學(xué)性質(zhì)，對土壤形成及土壤肥力發(fā)展起著重要質(zhì)，對土壤形成及土壤肥力發(fā)展起著重要作用作用土壤動物的分類土壤動物的分類系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類 主要的土壤動物門類見表主要的

5、土壤動物門類見表按體型大小分類按體型大小分類小型土壤動物，體長在小型土壤動物，體長在0.20.2毫米以下毫米以下 中型土壤動物，體長中型土壤動物，體長0.2-20.2-2毫米毫米 大型土壤動物，體長大型土壤動物，體長2-202-20毫米毫米 巨型土壤動物，體長大于巨型土壤動物，體長大于2020毫米毫米 按食性分類按食性分類 分為落葉食性、材食性、腐植食性、植食性、分為落葉食性、材食性、腐植食性、植食性、蘚苔類食性、菌食性、藻食性、細(xì)菌食性、捕食性、尸食性、蘚苔類食性、菌食性、藻食性、細(xì)菌食性、捕食性、尸食性、糞食性、雜食性和寄生性土壤動物。糞食性、雜食性和寄生性土壤動物。 按土壤中生活時期按土

6、壤中生活時期 分為全期土壤動物，周期土壤動物，部分為全期土壤動物，周期土壤動物，部分土壤動物，暫時土壤動物，過渡土壤動物和交替土壤動物。分土壤動物，暫時土壤動物，過渡土壤動物和交替土壤動物。 原生動物是動物中最低級的。原生動物是動物中最低級的。 典型種類有典型種類有 變形蟲變形蟲纖毛蟲纖毛蟲鞭毛蟲鞭毛蟲孢子蟲孢子蟲土壤中以鞭毛蟲數(shù)量最多。土壤中以鞭毛蟲數(shù)量最多。二、原生動物二、原生動物 數(shù)量有數(shù)量有68000多種。一般在每平米多種。一般在每平米15厘米深厘米深的土壤里有的土壤里有10-100億個億個(1-10萬個萬個/克土克土)原生動物，原生動物，它們的活重在耕層達(dá)它們的活重在耕層達(dá)150-2

7、00磅磅/每英畝。每英畝。土壤動物土壤動物 單細(xì)胞的真核生物，簡稱原蟲。單細(xì)胞的真核生物，簡稱原蟲。重要的土壤動物介紹重要的土壤動物介紹 原生動物原生動物(protozoa)(protozoa)是生活于土壤和苔蘚中的真核單細(xì)胞動是生活于土壤和苔蘚中的真核單細(xì)胞動物，屬原生動物門物，屬原生動物門 。 原生動物結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)量巨大，只有幾微米至幾毫米，而原生動物結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)量巨大，只有幾微米至幾毫米，而且一般每克土壤有且一般每克土壤有104105104105個原生動物，在土壤剖面上分布為個原生動物，在土壤剖面上分布為上層多，下層少。上層多，下層少。 按運動形式可把原生動物分為三類按運動形式可把原生動

8、物分為三類 ： 變形蟲類（靠假足移動）變形蟲類（靠假足移動）1 纖毛蟲類（靠纖毛移動）纖毛蟲類（靠纖毛移動）3 鞭毛蟲類（靠鞭毛移動）鞭毛蟲類（靠鞭毛移動）2 123 原生動物以微生物、藻類為食物，在維持土壤微生物原生動物以微生物、藻類為食物，在維持土壤微生物動態(tài)平衡上起著重要作用，可使養(yǎng)分在整個植物生長季節(jié)動態(tài)平衡上起著重要作用，可使養(yǎng)分在整個植物生長季節(jié)內(nèi)緩慢釋放，有利于植物對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。內(nèi)緩慢釋放，有利于植物對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。原生動物的特點是原生動物的特點是 A、單細(xì)胞，結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)量大，分布廣、單細(xì)胞，結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)量大，分布廣B、既可有性生殖，也可無性生殖在一定條、既可有性生殖，也

9、可無性生殖在一定條 件下可形成孢囊件下可形成孢囊C、與生者相比，個體較小，不同土壤中種、與生者相比，個體較小，不同土壤中種 類不同，但一般均為表層較多。類不同，但一般均為表層較多。原生動物原生動物土土壤壤動動物物原生動物在土壤中的作用原生動物在土壤中的作用 1、通過選擇性的取食某些微生物、通過選擇性的取食某些微生物(如細(xì)菌如細(xì)菌)，改變微生物的群落結(jié)構(gòu)，主要是改變微生物的群落結(jié)構(gòu)，主要是調(diào)節(jié)細(xì)菌的調(diào)節(jié)細(xì)菌的數(shù)量數(shù)量。2、增進(jìn)某些微生物的活性增進(jìn)某些微生物的活性(如固如固N(yùn)菌、排泄出菌、排泄出的細(xì)菌等的細(xì)菌等)3、 參與土壤植物殘體的分解參與土壤植物殘體的分解，如鞭毛蟲與，如鞭毛蟲與白蟻共生，加

10、速對木質(zhì)素的分解白蟻共生，加速對木質(zhì)素的分解4、某些原生動物也、某些原生動物也侵害植物侵害植物，造成植物病，造成植物病害，有的可引起嚴(yán)重的人畜傳染病。害，有的可引起嚴(yán)重的人畜傳染病。土壤動物土壤動物三、后生動物三、后生動物土居性的多細(xì)胞動物：土居性的多細(xì)胞動物： 線蟲、蠕蟲、蚯蚓、蛞蝓、蝸牛、千足蟲、蜈蚣、線蟲、蠕蟲、蚯蚓、蛞蝓、蝸牛、千足蟲、蜈蚣、 輪蟲、螞蟻、螨、環(huán)節(jié)動物、蜘蛛和昆蟲輪蟲、螞蟻、螨、環(huán)節(jié)動物、蜘蛛和昆蟲土壤動物土壤動物蚯蚓對土壤肥力的影響蚯蚓對土壤肥力的影響： 增加土壤的通透性。增加土壤的通透性。 改善土壤結(jié)構(gòu)改善土壤結(jié)構(gòu) 活化土壤養(yǎng)分活化土壤養(yǎng)分 形成大量有機(jī)質(zhì)形成大量有

11、機(jī)質(zhì)蚯蚓喜歡潮濕、肥沃、鈣蚯蚓喜歡潮濕、肥沃、鈣質(zhì)豐富的土壤質(zhì)豐富的土壤1、蚯蚓、蚯蚓數(shù)量數(shù)量大約有大約有200余種。在肥沃的草地土壤中每平方米可余種。在肥沃的草地土壤中每平方米可達(dá)達(dá)500條。在以般耕地中，每平方米有條。在以般耕地中，每平方米有30-300條。條。土壤動物土壤動物 體形呈紡錘形，后部較尖，微型、透明的絲狀動物。體形呈紡錘形，后部較尖，微型、透明的絲狀動物。一萬多種線蟲，寄生或自生。一萬多種線蟲，寄生或自生。1000種生活在土壤中，種生活在土壤中， 數(shù)目可達(dá)數(shù)目可達(dá)106m-2,一般只有棉線的一般只有棉線的1/5粗，主要生活在土粗，主要生活在土粒周圍的水膜中和植物的根里。粒周圍

12、的水膜中和植物的根里。 習(xí)性習(xí)性 表皮失水很快，干燥時變?yōu)榘遥瑵駶檿r又重表皮失水很快，干燥時變?yōu)榘?，濕潤時又重 新活動。新活動。 食性可分為三類食性可分為三類 1、 以腐敗的有機(jī)質(zhì)為食的以腐敗的有機(jī)質(zhì)為食的2、 以其他線蟲、細(xì)菌、原生動物為食的以其他線蟲、細(xì)菌、原生動物為食的3、 寄生在高等植物根系的寄生在高等植物根系的2、線蟲、線蟲土壤動物土壤動物螨（mite)線蟲線蟲螨（螨（mite)mite)土壤動物土壤動物屎克郎推糞球屎克郎推糞球土壤動物土壤動物 彈尾和螨目：彈尾和螨目：彈尾（又名跳蟲）和螨目分屬節(jié)肢動物門的彈尾（又名跳蟲）和螨目分屬節(jié)肢動物門的昆蟲綱和蛛形綱，是土壤中數(shù)量最多的節(jié)

13、肢動物（分別占土壤昆蟲綱和蛛形綱，是土壤中數(shù)量最多的節(jié)肢動物（分別占土壤動物總數(shù)的動物總數(shù)的54.9%和和28%），它們是我國森林土壤中中型動物），它們是我國森林土壤中中型動物的主要優(yōu)勢類群。的主要優(yōu)勢類群。 跳蟲跳蟲主要生活于土壤表層，絕大多數(shù)跳蟲以取食花粉、真主要生活于土壤表層，絕大多數(shù)跳蟲以取食花粉、真菌、細(xì)菌為主，少數(shù)可危害甘蔗、煙草和蘑菇。菌、細(xì)菌為主，少數(shù)可危害甘蔗、煙草和蘑菇。 螨目螨目的主要代表是甲螨（占土壤螨類的的主要代表是甲螨（占土壤螨類的62%94%），主），主要分布在表土層中。大多數(shù)甲螨取食真菌、藻類和已分解的植要分布在表土層中。大多數(shù)甲螨取食真菌、藻類和已分解的植物殘

14、體，在控制微生物數(shù)量及促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解過程中起著重要物殘體，在控制微生物數(shù)量及促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解過程中起著重要作用。作用。 跳蟲跳蟲甲螨甲螨生態(tài)環(huán)境生態(tài)環(huán)境土壤動物土壤動物 生態(tài)環(huán)境與土壤動物的關(guān)系：生態(tài)環(huán)境與土壤動物的關(guān)系： 1、生態(tài)環(huán)境對土壤動物的影響、生態(tài)環(huán)境對土壤動物的影響 土壤動物的群落結(jié)構(gòu)隨環(huán)境因素和時間變化土壤動物的群落結(jié)構(gòu)隨環(huán)境因素和時間變化呈明顯的時空變化。呈明顯的時空變化。 2、土壤動物對環(huán)境的指示作用、土壤動物對環(huán)境的指示作用 土壤動物的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的變異能指示生土壤動物的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的變異能指示生態(tài)系統(tǒng)的變化。態(tài)系統(tǒng)的變化。 土壤微生物是土壤中最原始的活有機(jī)土壤微生物是土

15、壤中最原始的活有機(jī)體。體。 土壤微生物參與土壤土壤微生物參與土壤有機(jī)質(zhì)分有機(jī)質(zhì)分解解，腐殖質(zhì)合成腐殖質(zhì)合成，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化養(yǎng)分轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化土（轉(zhuǎn)化土壤中難溶性的礦質(zhì)養(yǎng)分及固氮）和推壤中難溶性的礦質(zhì)養(yǎng)分及固氮）和推動動土壤的發(fā)育和形成土壤的發(fā)育和形成。土壤是微生物生活的大本營土壤是微生物生活的大本營單體數(shù)量最多生物多樣性最復(fù)雜生物量最大1公斤土壤可含： 5億個微小動物。 5億個細(xì)菌， 近10億個真菌 100億個放線菌土壤微生物土壤微生物主要作用：主要作用： 調(diào)節(jié)植物生長的養(yǎng)分循環(huán)；調(diào)節(jié)植物生長的養(yǎng)分循環(huán)； 產(chǎn)生并消耗各種氣體，影響全球氣候產(chǎn)生并消耗各種氣體，影響全球氣候 的變化；的變化； 分解有機(jī)廢棄物

16、，分解有機(jī)廢棄物， 是新物種和基因材料的源和庫。是新物種和基因材料的源和庫。 病原微生物。病原微生物。土壤微生物土壤微生物異養(yǎng)型自養(yǎng)型化能有機(jī)營養(yǎng)型光能有機(jī)營養(yǎng)型光能無機(jī)營養(yǎng)型化能無機(jī)營養(yǎng)型 根據(jù)微生物對營養(yǎng)和能源的要求，一般可將其分為四大根據(jù)微生物對營養(yǎng)和能源的要求，一般可將其分為四大類型：類型：土壤微生物的營養(yǎng)類型土壤微生物的營養(yǎng)類型化能有機(jī)營養(yǎng)型化能有機(jī)營養(yǎng)型化能無機(jī)營養(yǎng)型化能無機(jī)營養(yǎng)型光能有機(jī)營養(yǎng)型光能有機(jī)營養(yǎng)型光能無機(jī)營養(yǎng)型光能無機(jī)營養(yǎng)型又稱又稱化能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型，所需能量和碳源，所需能量和碳源直接來自土壤有機(jī)物質(zhì)。直接來自土壤有機(jī)物質(zhì)。又稱又稱化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型，無需現(xiàn)成的有機(jī)

17、，無需現(xiàn)成的有機(jī)物質(zhì)，能直接利用空氣中的二氧化物質(zhì)，能直接利用空氣中的二氧化碳或無機(jī)鹽類生存的細(xì)菌。碳或無機(jī)鹽類生存的細(xì)菌。又稱又稱光能異養(yǎng)型光能異養(yǎng)型，其能源來自光，其能源來自光，但需要有機(jī)化合物作為供氫體以還但需要有機(jī)化合物作為供氫體以還原二氧化碳，并合成細(xì)胞物質(zhì)。原二氧化碳，并合成細(xì)胞物質(zhì)。又稱又稱光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型，利用光能進(jìn)行光，利用光能進(jìn)行光合作用，以無機(jī)物作氫供體以還原合作用，以無機(jī)物作氫供體以還原二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)。二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)。根據(jù)土壤微生物對氧氣要求的不同，可分為：根據(jù)土壤微生物對氧氣要求的不同，可分為：土壤微生物呼吸類型的多樣性土壤微生物呼吸類型的多樣性土壤微

18、生物呼吸類型的多樣性土壤微生物呼吸類型的多樣性好氧微生物好氧微生物 在有氧環(huán)境中生長，以氧分子為呼吸在有氧環(huán)境中生長，以氧分子為呼吸基質(zhì)氧化時的最終電子受體基質(zhì)氧化時的最終電子受體 兼性微生物兼性微生物 在有氧和無氧環(huán)境中均能進(jìn)行呼吸的在有氧和無氧環(huán)境中均能進(jìn)行呼吸的土壤微生物土壤微生物 厭氧微生物厭氧微生物 在嫌氣條件下進(jìn)行無氧呼吸，以無機(jī)在嫌氣條件下進(jìn)行無氧呼吸，以無機(jī)氧化物（氧化物（NO3-、SO42-、CO2）作為最終）作為最終電子受體，通過脫氧酶將氫傳遞給其它電子受體，通過脫氧酶將氫傳遞給其它的有機(jī)或無機(jī)化合物，并使之還原的有機(jī)或無機(jī)化合物，并使之還原 土壤細(xì)菌占土壤微生物總數(shù)的土壤

19、細(xì)菌占土壤微生物總數(shù)的70%70%90%90%特性特性 A、單細(xì)胞、單細(xì)胞 B、分裂生殖快、分裂生殖快 C、個體小、個體小(4-5u um)，接近于土壤粘粒的大小。，接近于土壤粘粒的大小。 D、以桿菌占優(yōu)勢、以桿菌占優(yōu)勢 E、數(shù)量大，每克有幾億到、數(shù)量大，每克有幾億到30億個億個 10g10g肥沃土壤的細(xì)菌總數(shù)相當(dāng)于全球人口的總數(shù)肥沃土壤的細(xì)菌總數(shù)相當(dāng)于全球人口的總數(shù)（一）細(xì)菌（一）細(xì)菌三、原核微生物 土壤中重要的各種細(xì)菌生理群：土壤中重要的各種細(xì)菌生理群： 纖維分解細(xì)菌纖維分解細(xì)菌 固氮細(xì)菌固氮細(xì)菌 硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌 亞硝化細(xì)菌亞硝化細(xì)菌 硫化細(xì)菌硫化細(xì)菌 氨化細(xì)菌氨化細(xì)菌 在土壤碳、氮、磷

20、、硫循環(huán)中擔(dān)當(dāng)重要在土壤碳、氮、磷、硫循環(huán)中擔(dān)當(dāng)重要 的角色的角色。 土壤中存在各種細(xì)菌生理群，其中主要的有纖維分解細(xì)土壤中存在各種細(xì)菌生理群，其中主要的有纖維分解細(xì)菌、固氮細(xì)菌、氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌等。菌、固氮細(xì)菌、氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌等。纖維分解細(xì)菌纖維分解細(xì)菌好氣纖維分解細(xì)菌好氣纖維分解細(xì)菌 主要有生孢噬纖維菌屬、噬纖維菌屬、主要有生孢噬纖維菌屬、噬纖維菌屬、多囊菌屬和鐮狀纖維菌屬（要求最適溫度為多囊菌屬和鐮狀纖維菌屬（要求最適溫度為22302230，通氣，通氣良好）良好） 嫌氣纖維分解細(xì)菌嫌氣纖維分解細(xì)菌 主要是好熱性嫌氣纖維分解芽孢細(xì)菌，主要是好熱性嫌氣纖維分解芽

21、孢細(xì)菌，包括熱纖梭菌、溶解梭菌及高溫溶解梭菌等。好熱性纖維分包括熱纖梭菌、溶解梭菌及高溫溶解梭菌等。好熱性纖維分解菌活動適宜溫度達(dá)解菌活動適宜溫度達(dá)60656065，最高活動溫度可達(dá)，最高活動溫度可達(dá)8080。 生態(tài)習(xí)性：生態(tài)習(xí)性：纖維分解細(xì)菌適宜中性至微堿性環(huán)境，在酸性土壤中纖維分解細(xì)菌適宜中性至微堿性環(huán)境，在酸性土壤中纖維素分解菌活性明顯減弱；纖維分解細(xì)菌的活動也受到分解物料纖維素分解菌活性明顯減弱；纖維分解細(xì)菌的活動也受到分解物料C/NC/N的影響。的影響。C/N固氮細(xì)菌固氮細(xì)菌自生固氮細(xì)菌自生固氮細(xì)菌共生固氮細(xì)菌共生固氮細(xì)菌 自生固氮細(xì)菌自生固氮細(xì)菌是指獨自生活時能將分子態(tài)氮還原成是指

22、獨自生活時能將分子態(tài)氮還原成氨，并營養(yǎng)自給的細(xì)菌類群。氨，并營養(yǎng)自給的細(xì)菌類群。 主要有主要有好氣性好氣性、嫌氣性嫌氣性和和兼性兼性三種。三種。 共生固氮細(xì)菌共生固氮細(xì)菌是指兩種生物相互依存生活在一起是指兩種生物相互依存生活在一起時，由固氮微生物進(jìn)行固氮的作用。時，由固氮微生物進(jìn)行固氮的作用。 固氮菌固氮菌根瘤菌根瘤菌與豆科植物的共生固氮作用最為重要。與豆科植物的共生固氮作用最為重要。 根瘤菌根瘤菌是指與豆科植物共生，形成根瘤，能固定大氣是指與豆科植物共生，形成根瘤，能固定大氣中分子態(tài)氮，向植物提供氮營養(yǎng)的一類桿狀細(xì)菌。中分子態(tài)氮，向植物提供氮營養(yǎng)的一類桿狀細(xì)菌。根瘤根瘤根瘤菌根瘤菌 根瘤菌與

23、豆科植物形成根瘤根瘤菌與豆科植物形成根瘤可分為兩個階段：可分為兩個階段：侵染土壤階段侵染土壤階段根瘤形成階段根瘤形成階段氨化細(xì)菌氨化細(xì)菌微生物分解含氮有機(jī)化合物釋放氨的過程稱為微生物分解含氮有機(jī)化合物釋放氨的過程稱為氨化過程氨化過程。含氮有機(jī)化合物含氮有機(jī)化合物多肽、氨基酸等簡單多肽、氨基酸等簡單含氮化合物含氮化合物NH3 生態(tài)習(xí)性：生態(tài)習(xí)性：最適土壤含水量最適土壤含水量為田間持水量的為田間持水量的50%75%；最適溫度最適溫度為為2535；適宜適宜pH為中性環(huán)境。為中性環(huán)境。 物料物料C/NC/N比對氨化細(xì)菌活動強(qiáng)度和氨化過程的影響比對氨化細(xì)菌活動強(qiáng)度和氨化過程的影響硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌微生物氧

24、化氨為硝酸并從中獲得能量的過程稱為微生物氧化氨為硝酸并從中獲得能量的過程稱為硝化過程硝化過程。NH3亞硝酸亞硝酸亞硝酸細(xì)菌亞硝酸細(xì)菌硝酸硝酸硝酸細(xì)菌硝酸細(xì)菌 生態(tài)習(xí)性：生態(tài)習(xí)性：屬化能無機(jī)營養(yǎng)型，適宜在屬化能無機(jī)營養(yǎng)型，適宜在pH6.68.8或更高的范圍內(nèi)或更高的范圍內(nèi)生活；好氣性細(xì)菌；最適溫度為生活；好氣性細(xì)菌；最適溫度為30。參與硝化過程的土壤參與硝化過程的土壤微生物為微生物為硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌反硝化細(xì)菌反硝化細(xì)菌 微生物將硝酸鹽還原為還原態(tài)含氮化合物或分子態(tài)氮的微生物將硝酸鹽還原為還原態(tài)含氮化合物或分子態(tài)氮的過程稱過程稱反硝化過程反硝化過程。 生態(tài)習(xí)性：生態(tài)習(xí)性：最適最適pH值為值為68；

25、最適溫度為；最適溫度為25。由微生物推動的氮素循環(huán)由微生物推動的氮素循環(huán)放線菌也是原核微生物，菌絲比真菌細(xì)，菌絲斷放線菌也是原核微生物，菌絲比真菌細(xì)，菌絲斷裂為孢子裂為孢子 每克土壤中的細(xì)胞數(shù)在每克土壤中的細(xì)胞數(shù)在10104 410106 6變動。變動。鏈霉菌屬，占鏈霉菌屬，占70%70%90%90%；其次為諾卡氏菌屬占；其次為諾卡氏菌屬占10%10%30%30%；小單胞菌屬占第三位，只有小單胞菌屬占第三位，只有1%1%15%15%。它們的大。它們的大部分均屬部分均屬好氧腐生菌。好氧腐生菌。產(chǎn)生抗生素，對其他有害菌能起拮抗作用。產(chǎn)生抗生素，對其他有害菌能起拮抗作用。高溫型的放線菌在堆肥中對其養(yǎng)

26、分轉(zhuǎn)化起著重要高溫型的放線菌在堆肥中對其養(yǎng)分轉(zhuǎn)化起著重要作用。作用。 （二）放線菌（二）放線菌四、真核微生物四、真核微生物1 1、土壤真菌、土壤真菌有有170170個屬，個屬，690690多個種，分三個類群多個種，分三個類群A A、酵母菌土壤中很少、酵母菌土壤中很少B B、霉菌土壤中最多、霉菌土壤中最多C C、傘菌多在土壤表層、傘菌多在土壤表層真菌在土壤中的作用真菌在土壤中的作用 是土壤有機(jī)質(zhì)的主要降解者是土壤有機(jī)質(zhì)的主要降解者 某些真菌和植物的根系產(chǎn)生菌根某些真菌和植物的根系產(chǎn)生菌根 促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)的形成，菌絲的穿插促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)的形成，菌絲的穿插對于促進(jìn)土壤的凝聚有重要的作用對于促進(jìn)土壤的凝聚

27、有重要的作用 2 2、藻類、藻類 藻類為單細(xì)胞或多細(xì)胞的真核原生生物。藻類為單細(xì)胞或多細(xì)胞的真核原生生物。 土壤藻類主要由土壤藻類主要由硅藻、綠藻硅藻、綠藻和和黃藻黃藻組成。組成。 肥沃土壤，藻類生長旺盛，土表常出現(xiàn)黃肥沃土壤，藻類生長旺盛，土表常出現(xiàn)黃褐色或黃綠色的薄藻層，硅藻多則是土壤營褐色或黃綠色的薄藻層，硅藻多則是土壤營養(yǎng)豐富的證明。養(yǎng)豐富的證明。 地衣是真菌和藻類形成的地衣是真菌和藻類形成的 不可分離的共生體。不可分離的共生體。 地衣在土壤發(fā)生的早期起地衣在土壤發(fā)生的早期起 重要作用重要作用 3 3、地衣（、地衣（LichensLichens）（三）非細(xì)胞型生物即分子生物三）非細(xì)胞型

28、生物即分子生物病毒病毒 病毒是一類超顯微的非細(xì)胞生物，每一種病毒是一類超顯微的非細(xì)胞生物，每一種病毒只有一種核酸病毒只有一種核酸 病毒是一種活細(xì)胞內(nèi)的寄生物，凡有生物病毒是一種活細(xì)胞內(nèi)的寄生物，凡有生物生存之處，都有其相應(yīng)的病毒存在。生存之處，都有其相應(yīng)的病毒存在。 病毒在控制雜草及有害昆蟲的生物防治方病毒在控制雜草及有害昆蟲的生物防治方面已顯示出良好的應(yīng)用前景。面已顯示出良好的應(yīng)用前景。第四節(jié)微生物與植物的關(guān)系第四節(jié)微生物與植物的關(guān)系植物根系及其與微生物的聯(lián)合植物根系及其與微生物的聯(lián)合 植物根系通過根表細(xì)胞或組織脫落物、根系分泌物向植物根系通過根表細(xì)胞或組織脫落物、根系分泌物向土壤輸送有機(jī)物

29、質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)：土壤輸送有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)： 一方面對土壤養(yǎng)分循環(huán)、一方面對土壤養(yǎng)分循環(huán)、土壤腐殖質(zhì)的積累和土壤結(jié)土壤腐殖質(zhì)的積累和土壤結(jié)構(gòu)的改良起著重要作用；構(gòu)的改良起著重要作用； 另一方面作為微生物的另一方面作為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，大大刺激了根系營養(yǎng)物質(zhì)，大大刺激了根系周圍土壤微生物的生長，使周圍土壤微生物的生長，使根周圍土壤微生物數(shù)量明顯根周圍土壤微生物數(shù)量明顯增加。增加。植物根系的形態(tài)植物根系的形態(tài) 高等植物的根是生長在地下的營養(yǎng)器官，單株植高等植物的根是生長在地下的營養(yǎng)器官，單株植物全部根的總稱為根系。物全部根的總稱為根系。 林木根系有不同形態(tài)，概括起來可將其分成五種林木根系有不

30、同形態(tài)，概括起來可將其分成五種類型：類型： 垂直狀根系垂直狀根系輻射狀根系輻射狀根系扁平狀根系扁平狀根系串聯(lián)狀根系串聯(lián)狀根系須狀根系須狀根系根際與根際效應(yīng)根際與根際效應(yīng) 根際根際(rhizosphere(rhizosphere) )是指植物根系直接影響的土壤范圍。是指植物根系直接影響的土壤范圍。通常把根際范圍分成根際與根面二個區(qū)，受根系影響最為顯通常把根際范圍分成根際與根面二個區(qū)，受根系影響最為顯著的區(qū)域是距活性根著的區(qū)域是距活性根1212毫米的土壤和根表面及共其粘附的毫米的土壤和根表面及共其粘附的土壤（也稱根面）。土壤（也稱根面）。 根際效應(yīng)根際效應(yīng)(rhizosphere effect)：

31、由于植物根系的細(xì)胞組織脫落物和根系由于植物根系的細(xì)胞組織脫落物和根系分泌物為根際微生物提供了豐富的營養(yǎng)和能量，因此，在植物根際的微生分泌物為根際微生物提供了豐富的營養(yǎng)和能量，因此，在植物根際的微生物數(shù)量和活性常高于根外土壤，這種現(xiàn)象稱為根際效應(yīng)。物數(shù)量和活性常高于根外土壤，這種現(xiàn)象稱為根際效應(yīng)。 根際微生物根際微生物(rhizosphere microorganisms)：根際根際微生物是指植物根系直接影響范圍內(nèi)的土壤微生物。微生物是指植物根系直接影響范圍內(nèi)的土壤微生物。 數(shù)量：數(shù)量：總的來說，根際微生物數(shù)量多于根外總的來說，根際微生物數(shù)量多于根外類群：類群：由于受到根系的選擇性影響，根際微生

32、物種類通常要比根外由于受到根系的選擇性影響，根際微生物種類通常要比根外少少根根/土比值（土比值（R/S）：）：即根圈土壤微生物與鄰近的即根圈土壤微生物與鄰近的 非根圈土壤微生物數(shù)量之比。非根圈土壤微生物數(shù)量之比。根土比一般在根土比一般在550之之 間。間。二、菌二、菌 根根 菌根菌根(mycorrhiza)：是指某些真菌侵染植物根系形成的是指某些真菌侵染植物根系形成的共生體。已發(fā)現(xiàn)有菌根的植物有二千多種，其中木本植物數(shù)共生體。已發(fā)現(xiàn)有菌根的植物有二千多種，其中木本植物數(shù)量最多。量最多。菌根真菌與植物菌根真菌與植物的共生特點的共生特點外生菌根外生菌根內(nèi)生菌根內(nèi)生菌根內(nèi)外生菌根內(nèi)外生菌根內(nèi)生菌根內(nèi)

33、生菌根- VA菌根是內(nèi)生菌根的主要類菌根是內(nèi)生菌根的主要類型，主要由真菌中的內(nèi)囊霉科侵染，形型，主要由真菌中的內(nèi)囊霉科侵染，形成泡囊成泡囊從枝菌根從枝菌根(Vesicular-Arbuscular Mycorrihiza,VAM)。內(nèi)生菌根菌根對寄主植物的作用主要有：菌根對寄主植物的作用主要有： 擴(kuò)大了寄主植物根的吸收范圍，作用最顯著的是擴(kuò)大了寄主植物根的吸收范圍，作用最顯著的是提高了植物對磷的吸收提高了植物對磷的吸收 防御植物根部病害，菌根起到機(jī)械屏障作用，防防御植物根部病害，菌根起到機(jī)械屏障作用，防御病菌侵襲御病菌侵襲 菌根真菌分泌維生素、酶類和抗生素物質(zhì)，促進(jìn)菌根真菌分泌維生素、酶類和抗

34、生素物質(zhì)，促進(jìn)了植物根系的生長，促進(jìn)植物體內(nèi)水分運輸，增強(qiáng)了植物根系的生長，促進(jìn)植物體內(nèi)水分運輸，增強(qiáng)植物的抗旱性能植物的抗旱性能 增強(qiáng)植物對重金屬毒害的抗性，緩解農(nóng)藥對植物的增強(qiáng)植物對重金屬毒害的抗性，緩解農(nóng)藥對植物的毒害毒害 促進(jìn)共生固氮促進(jìn)共生固氮 土壤酶土壤酶(soil enzyme)是指在土壤中能催化土壤生物學(xué)反是指在土壤中能催化土壤生物學(xué)反應(yīng)的一類蛋白質(zhì)。應(yīng)的一類蛋白質(zhì)。來源來源 土壤酶來源于土壤微生物和植物根，也來自土壤酶來源于土壤微生物和植物根，也來自土壤動物和進(jìn)入土壤的動、植物殘體。土壤動物和進(jìn)入土壤的動、植物殘體。 存在狀態(tài)存在狀態(tài)胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶(endoenzyme) 存在

35、于土壤中微生存在于土壤中微生物和動、植物的活細(xì)胞及其死亡細(xì)胞內(nèi)的物和動、植物的活細(xì)胞及其死亡細(xì)胞內(nèi)的酶。）酶。） 胞外酶胞外酶(ectoenzyme) 以游離態(tài)存在于土以游離態(tài)存在于土壤溶液中或與土壤有機(jī)、礦質(zhì)組分結(jié)合的壤溶液中或與土壤有機(jī)、礦質(zhì)組分結(jié)合的脫離了活細(xì)胞和死亡細(xì)胞的酶脫離了活細(xì)胞和死亡細(xì)胞的酶 第五節(jié)第五節(jié) 土壤酶及酶活性土壤酶及酶活性土壤酶活性及其影響因素土壤酶活性及其影響因素 土壤酶活性土壤酶活性(soil enzyme activity)是指土壤中胞外酶催化是指土壤中胞外酶催化生物化學(xué)反應(yīng)的能力。常以單位時間內(nèi)單位土重的底物剩余生物化學(xué)反應(yīng)的能力。常以單位時間內(nèi)單位土重的底

36、物剩余量或產(chǎn)物生成量表示，是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)。量或產(chǎn)物生成量表示，是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)。 影響因素影響因素土壤性質(zhì)土壤性質(zhì)耕作管理措施耕作管理措施土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地 土壤水分狀況土壤水分狀況土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)土壤溫度土壤溫度土壤有機(jī)質(zhì)含量土壤有機(jī)質(zhì)含量施肥施肥 土壤灌溉土壤灌溉農(nóng)藥農(nóng)藥 第五節(jié)第五節(jié) 土壤酶及酶活性土壤酶及酶活性 一、土壤酶一、土壤酶（一）（一） 在土壤中已發(fā)現(xiàn)在土壤中已發(fā)現(xiàn)50506060種酶，比較重要的酶：種酶，比較重要的酶： 氧化還原酶、轉(zhuǎn)化酶和水解酶氧化還原酶、轉(zhuǎn)化酶和水解酶。（二）（二） 酶在土壤中存在狀態(tài)及特性酶在土壤中存在狀態(tài)及特性 土壤酶較少游離在土壤溶液

37、中，土壤酶較少游離在土壤溶液中，主要是吸附在土壤主要是吸附在土壤 有機(jī)和礦質(zhì)膠體上，并以復(fù)合物狀態(tài)存在有機(jī)和礦質(zhì)膠體上，并以復(fù)合物狀態(tài)存在。（三）（三） 環(huán)境條件對土壤酶活性的影響環(huán)境條件對土壤酶活性的影響（一）（一）植物激素植物激素（二）（二）植物毒素植物毒素（三）（三）維生素和氨基酸維生素和氨基酸（四）（四）多糖多糖二、生物活性物質(zhì)二、生物活性物質(zhì)一、植物根系的概念一、植物根系的概念 單株植物全部根的總數(shù)稱為根系。 二、植物根系與土壤的關(guān)系二、植物根系與土壤的關(guān)系 根系是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源。雖然樹木每年只有部分死根殘留在土壤中，但它們是深土層中有機(jī)質(zhì)的重要來源，特別是從深層土壤中吸取水分和養(yǎng)分，并以凋落物補(bǔ)充給土壤。 本章重點本章重點一、名詞一、名詞土壤生態(tài)系統(tǒng)土壤生態(tài)系統(tǒng) 土壤微生物土壤微生物 菌根菌根 根圈根圈R/S比比 土壤酶土壤酶 二、思考題二、思考題 1、土壤生態(tài)系統(tǒng)的特點是什么？、土壤生態(tài)系統(tǒng)的特點是什么？ 2、土壤微生物的類別與作用。、土壤微生物的類別與作用。 3、土壤微生物的分布特點。、土壤微生物的分布特點。 4、微生物與植物的關(guān)系。、微生物與植物的關(guān)系。