第三章土壤生物第三章

土壤生物

soilorganisms土壤生物活性和肥力直接或間接地與土壤生物有關(guān)。土壤生物是土壤具有生命力的主要成分，在土壤形成和發(fā)育過程中起主導(dǎo)作用。土壤生物是評價土壤質(zhì)量和健康狀況的重要指標(biāo)之一。土壤生物是地球生物圈生物多樣性的重要組成部分。土壤生物的重要性第三章

土壤生物

soilorganismsSoilorganismsareresponsibleforthephysicalcombinationandbiochemicaldecomposition,andincorporationoforganicmatter.Theyexhibittremendousdiversityintermsoftheirnumbers,sizeandmorphology,andalsovarydramaticallyintheirfunction,modeofnutritionandenvironmentaltolerance.3.1Soilorganismcompositionsanddiversity

土壤生物組成及其多樣性3.2Influencedfactorsofsoilorganism

土壤生物的環(huán)境影響因素3.3Distributionandeffectofsoilmicroflora

土壤生物分布及其相互作用第三章

土壤生物

soilorganisms第一節(jié)

土壤生物組成及其多樣性Soilorganismcompositionsanddiversity

土壤生物類型的多樣性土壤微生物種群的多樣性土壤微生物營養(yǎng)類型的多樣性土壤微生物營養(yǎng)類型的多樣性土壤生物數(shù)量巨大，種類多樣。一、土壤生物類型的多樣性

Diversityofsoilorganismspecies

土壤微生物土壤動物土壤中的植物根系土壤中的食物鏈關(guān)系土壤生物數(shù)量巨大，種類多樣。一、土壤生物類型的多樣性

Diversityofsoilorganismspecies

一、土壤生物類型的多樣性

Diversityofsoilorganismspecies

按其功能和營養(yǎng)級分類

Classificationaccordingtotheirfunctions按其大小分類

Classificationaccordingtosize按其形態(tài)分類

Classificationaccordingtomorphology一、土壤生物類型的多樣性

Diversityofsoilorganismspecies

按其功能和營養(yǎng)級分類

Classificationaccordingtotheirfunctions生產(chǎn)者Producers:

Plants—fixCfromatmosphericCO2duringphotosynthesis.消費(fèi)者Consumers:

Feedonplantsandotherorganisms.分解者Decomposers(reducers):

Utilizecarbonfromorganicmaterial,returningittotheatmosphereasCO2andothergaseousbyproductsandmineralizingnutrientstotheiroriginalionicform.寄生者Parasites一、土壤生物類型的多樣性

Diversityofsoilorganismspecies

按其功能和營養(yǎng)級分類

Classificationaccordingtotheirfunctions按其大小分類

Classificationaccordingtosize一、土壤生物類型的多樣性

Diversityofsoilorganismspecies

微生物

Micro-organism<0.2mm微(原生)植物

Microflora<0.2mm

細(xì)菌、放線菌、絲狀菌、藻類原生動物Microfauna<0.2mm微小動物中等動物Mesofauna0.2-2mm線蟲類.螨蟲類大型動物Macrofauna2-20mm螞蟻科.跳蟲類巨型動物Megafauna>20mm蚯蚓按其功能和營養(yǎng)級分類

Classificationaccordingtotheirfunctions按其大小分類

Classificationaccordingtosize按其形態(tài)分類

Classificationaccordingtomorphology一、土壤生物類型的多樣性

Diversityofsoilorganismspecies

原生動物（單細(xì)胞）后生動物（多細(xì)胞）微生物真核微生物：真菌和藻類原核微生物：細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌分子生物（無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如病毒）土壤動物原生動物

Microfauna(protozoa)

單細(xì)胞真核生物（簡稱原蟲）。

結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)量多、分布廣。表土多，底土少。原生動物在土壤中的作用：調(diào)節(jié)細(xì)菌數(shù)量增進(jìn)某些土壤的生物活性參與和促進(jìn)土壤中物質(zhì)的循環(huán)和轉(zhuǎn)化原生動物在土壤中的作用：調(diào)節(jié)細(xì)菌數(shù)量增進(jìn)某些土壤的生物活性調(diào)節(jié)細(xì)菌數(shù)量調(diào)節(jié)細(xì)菌數(shù)量增進(jìn)某些土壤的生物活性調(diào)節(jié)細(xì)菌數(shù)量，保證土壤微生物群落組成的穩(wěn)定纖毛蟲細(xì)菌和小鞭毛蟲為食變形蟲動、植物碎屑為食鞭毛蟲取食細(xì)菌土壤中主要的3種原生動物后生動物

metazoan小的土居性的多細(xì)胞動物。種類：線蟲、蚯蚓、螞蟻、螨類、蠕蟲、蛞蝓、蝸牛、千足蟲、蜈蚣、輪蟲、、、環(huán)節(jié)動物、蜘蛛和昆蟲等.作用：植物殘體破碎、

混合.Nematodesinsoils

土壤中的線蟲Springtailsinsoils

土壤中的節(jié)肢動物土壤動物的主要作用：促進(jìn)土壤物質(zhì)循環(huán)直接或間接地改變土壤結(jié)構(gòu)

土壤中微生物分布廣、數(shù)量大、種類多，是土壤生物中最活躍的部分。微生物參與土壤有機(jī)質(zhì)分解，腐殖質(zhì)合成，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和推動土壤的發(fā)育和形成。

土壤微生物在地球生境中數(shù)量最多、生物多樣性最復(fù)雜和生物量最大。微生物Micro-organism1公斤土壤可含5億個細(xì)菌,100億個放線菌和近10億個真菌，5億個微小動物。土壤微生物主要作用：調(diào)節(jié)植物生長的養(yǎng)分循環(huán)產(chǎn)消溫室氣體(CO2,CH4,NO,N2O,CO等)，影響全球氣候變化分解有機(jī)廢物保存物種、基因引發(fā)人、畜、植物病害土壤中的植物根系高等植物根系占土壤體積的約1%，其呼吸作用占土壤的1/4~1/3。固定植物，從土壤中吸收水分和養(yǎng)分。明顯影響土壤的理化性質(zhì)。植物根系常與其他生物間存在競爭或協(xié)同關(guān)系。土壤中的植物根系根際：直接受植物根系影響的土壤區(qū)域。一般將圍繞根面1~5mm的薄層土壤稱為根際土壤。根際環(huán)境對微生物的影響稱為根際效應(yīng)。根際效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因是根系分泌物。根際效應(yīng)：根土比（R/S）=根際土壤微生物數(shù)量/非根際土壤微生物數(shù)量

R/S一般為5~20二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

非細(xì)胞型生物即分子生物—病毒(virus)

原核微生物(procaryotes)

真核微生物

(Eukaryoticmicroorganisms)二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

古細(xì)菌(archaea):甲烷產(chǎn)生菌

細(xì)菌(bacteria)：占微生物總數(shù)量的70~90%

放線菌(actinomyces)：種類、數(shù)量多藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacterium）粘細(xì)菌(myxomycota)二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

原核微生物(procaryotes)土壤細(xì)菌的特點個體微小，1微米左右形狀多為棒狀或桿狀土壤細(xì)菌數(shù)量很大（占土壤微生物總數(shù)的70-90%），但生物量不大。代謝強(qiáng)、繁殖快。土壤中細(xì)菌的作用分解有機(jī)質(zhì)參與碳循環(huán)、氮循環(huán)改善土壤結(jié)構(gòu)凈化土壤病害苜蓿根毛尖上的根瘤菌固氮細(xì)菌土壤中的放線菌(actinomyces)以孢子或菌絲片斷存在，細(xì)胞數(shù)104-106/g土。肥土比廋土多，耕地比林地多，春秋季比夏冬季多。最適宜生長在中性、偏堿性、通氣良好土壤中，轉(zhuǎn)化土壤有機(jī)質(zhì)。二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

原核微生物(procaryotes)

真核微生物

(Eukaryoticmicroorganisms)二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

真菌(fungus

/eumycota)藻類(alga)地衣(lichen)森林土壤和酸性土壤中占優(yōu)勢單細(xì)胞或多細(xì)胞的真核原生生物硅藻、綠藻、黃藻土壤生物的先行者真菌和藻類形成的不可分離的共生體在土壤發(fā)生早期起重要作用Fungus真菌酵母菌蘑菇霉菌菌根Alga藻類二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

非細(xì)胞型生物即分子生物—病毒(virus)

原核微生物(procaryotes)

真核微生物

(Eukaryoticmicroorganisms)二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

活細(xì)胞內(nèi)的寄生物，超顯微的非細(xì)胞生物，只是一種核酸?？科渌拗鞔x系統(tǒng)的協(xié)助復(fù)制核酸，合成蛋白質(zhì)等組分，然后再裝配而得以繁殖。離體條件下，以無生命的化學(xué)大分子狀態(tài)長期存在并保持其侵染活性。二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

土壤微生物指標(biāo)及其表征二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

土壤微生物生物量

土壤中體積小于5x103um3的生物總量，包括細(xì)菌、放線菌、真菌和小型動物，不包括植物根系。通常以生物量碳表示。傳統(tǒng)鏡檢法、成分分析法、底物誘導(dǎo)呼吸法、熏蒸法土壤微生物多樣性碳素利用法、磷脂脂肪酸法、核酸分析法（DNA）土壤酶底物代謝法

Nutritionmode

Thesourcesofcarbonandenergy

異養(yǎng)型Heterotrophs

C:organicmaterial

數(shù)量多Chemoheterotrophs(化能有機(jī)營養(yǎng)型/化能異養(yǎng)型)

種類：腐生、寄生energy:chemicaloxidationPhotoheterotrophs(光能有機(jī)營養(yǎng)型/光能異養(yǎng)型)種類：紅螺菌energy:light自養(yǎng)型Autotrophs

C:inorganicsources數(shù)量少Chemoautotrophs(化能無機(jī)營養(yǎng)型/化能自養(yǎng)型)種類：亞硝酸/硝酸/硫氧化/鐵/氫細(xì)菌energy:chemicaloxidationPhotoautotrophs(光能無機(jī)營養(yǎng)型/光能自養(yǎng)型)種類：藻類、光合細(xì)菌energy:light三、土壤微生物營養(yǎng)類型的多樣性Diversityofnutritionmode

oxygenrequirements？Aerobes

(好氧性微生物)

有氧呼吸

requirementforoxygen實例：細(xì)菌、霉菌、放線菌、藻類、原生動物作用:徹底氧化,釋放能量Obligateanaerobes

(厭氧性微生物)

無氧呼吸

requireanabsenceofoxygen實例:梭菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌、脫硫弧菌作用:部分氧化Facultativeanaerobes

(兼厭氧性微生物)

兼性呼吸

normallyrequireoxygenbutmayadapttooxygendeficit實例:酵母菌、大腸桿菌作用:氧化、還原四、土壤微生物呼吸類型的多樣性Diversityofrespirationtype

第二節(jié)影響土壤微生物活性的環(huán)境因素Influencedfactorsofsoilorganismactivity

一、溫度二、水分及其有效性三、pH四、氧氣和Eh值溫度是影響微生物生長和代謝最重要的環(huán)境因素。微生物生長需要一定的溫度，溫度超出最低和最高限度時，即停止生長或死亡。一、溫度Temperature

最適生長溫度高溫型

嗜熱型

45-60℃極端嗜熱

80-90℃中溫型25-40℃

低溫型兼性嗜冷

20-30℃專性嗜冷

<15℃溫度生長速度水是微生物細(xì)胞生命活動的基本條件之一。水分對微生物的影響不僅決定于含量，更決定于水的有效性。水分的微生物有效性，用水的活度表示。二、水分及其有效性

Wateranditsavailability某些微生物生活環(huán)境的水活度水活度環(huán)境（或材料）微生物（代表種類）1.000.90~1.000.980.950.900.800.750.70純水一般農(nóng)業(yè)土壤海水人為環(huán)境或某些土壤環(huán)境人為環(huán)境或某些土壤環(huán)境人為環(huán)境或少量特殊土壤環(huán)境人為環(huán)境或少量特殊土壤環(huán)境人為環(huán)境或少量特殊土壤環(huán)境柄桿菌、螺菌大多數(shù)微生物假單胞菌、弧菌大多數(shù)G+桿菌G+球菌、毛霉、鐮胞菌拜耳酵母、青霉鹽桿菌、鹽球菌、曲霉嗜干燥真菌三、Acidity/alkalinity

酸堿度（pH）

最適pH范圍大多數(shù)細(xì)菌、藻類和原生動物6.5-7.5放線菌7.5-8.0酵母菌和霉菌5.0-6.0真菌酸性土壤嗜酸菌acidophiles/嗜堿菌alkalinophiles

極低/高一般土壤pH范圍為4~9，能維持各類微生物生長發(fā)育。結(jié)構(gòu)良好、通氣的旱作土壤中有較豐富的好氧性微生物生長發(fā)育。淹水下層土壤，覆蓋秸稈土壤，或是用新鮮有機(jī)肥土壤，厭氧性微生物占優(yōu)勢。四、氧氣和Eh值

O2andredoxpotential(Eh)好氧性微生物：需要O2，最適Eh為300-400mV，表層土壤厭氧性微生物：必須缺O(jiān)2，最適Eh為<100mV，底層土壤兼厭氧性微生物：有無O2均可，適應(yīng)范圍廣五、生物因素

Biologicalfactors按照來源分為：土居性(土生土長的)、客居性(外來的)存在互生、共生、拮抗現(xiàn)象。六、土壤管理措施

Soilarrangement

土壤耕作

Soiltillage農(nóng)藥等化學(xué)制劑(chemicals)第三節(jié)土壤生物分布及其相互作用Distributionandeffectofsoilmicroflora土壤中存在的重要的微生物類群有：細(xì)菌、放線菌、真菌和原生動物。土壤微生物與土壤肥力演變、營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化、土傳性病害的發(fā)生均有密切關(guān)系。土壤生物的地理分布土壤剖面中生物的分布土壤團(tuán)聚體中生物的分布一、土壤生物的分布土壤生物的地理分布不同土壤類型、肥力水平，土壤微生物的數(shù)量和分布有很大差異。黑鈣土>棕壤>灰壤>水稻土>磚紅壤土壤有機(jī)質(zhì)含量與微生物數(shù)量關(guān)系密切。中國土壤微生物總數(shù)變化趨勢：土壤不同層次中，由于水分、養(yǎng)分、通氣、溫度、pH等因素差異及不同微生物的特異性，致使微生物在土壤剖面中的分布不均。

一般來說，表土層微生物數(shù)量最多，隨層次加深，數(shù)量減少。

土壤剖面中生物的分布各種團(tuán)聚體是微生物在土壤中生活的微環(huán)境。團(tuán)聚體內(nèi)外的條件不同，微生物的分布也不一樣。土壤團(tuán)聚體中生物的分布土壤微生物區(qū)系分布特征Distributioncharacteristicsofsoilmicroflora

絕大多數(shù)分布在土壤礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)顆粒表面，無機(jī)-有機(jī)-生物復(fù)合體（團(tuán)聚體）高等植物根系周圍含有種類多，數(shù)量多，活性強(qiáng)的微生物群，根際微生物在土壤剖面中具有垂直分布特點，表層比底層多在地域上具有地帶性分布的特點種類和數(shù)量隨土壤熟化而增加多種共存，相互促進(jìn)，相互制約競爭關(guān)系互生關(guān)系共生關(guān)系拮抗關(guān)系捕食關(guān)系寄生關(guān)系二、土壤生物之間的相互關(guān)系【作業(yè)4】1.簡述土壤生物的多樣性。2.簡述影響土壤生物的環(huán)境因素。3.如何理解根際、根土比等概念？簡述土壤生物間的相互作用。4.土壤是生物生活和繁殖的良好棲息地。簡要論述土壤生物的主要分布特征。Theend3.1Soilorganismdiversity

土壤生物多樣性3.2Influencedfactorsofsoilorganismactivity

影響土壤微生物活性的環(huán)境因素3.3Formationanddistributionofsoilmicroflora

土壤微生物區(qū)系的發(fā)生和分布3.4Soilorganismactivityanditsrepresents

土壤生物活性及表征

第三章

土壤生物

soilorganisms第一節(jié)

土壤生物多樣性Soilorganismdiversity

土壤生物類型的多樣性土壤微生物種群的多樣性土壤微生物營養(yǎng)類型的多樣性土壤微生物營養(yǎng)類型的多樣性第二節(jié)影響土壤微生物活性的環(huán)境因素Influencedfactorsofsoilorganismactivity

一、溫度二、水分及其有效性三、pH四、氧氣和Eh值五、生物因素六、土地管理措施第三節(jié)土壤微生物區(qū)系的發(fā)生和分布Formationanddistributio