第三章 土壤生物资料
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第3章-土壤生物
第三章 土壤生物 Soil Organisms
主要内容 (重点)：
1.土壤生物多样性 2.影响土壤微生物活性的环境因素（重点） 3.土壤微生物区系的发生和分布 4.土壤生物活性及表征
教学目标与要求：
了解土壤中的主要生物种类，认识土壤生物的 多样性；重点掌握影响土壤微生物活性的各种 因素；了解土壤细菌、真菌、防线菌、蚯蚓、 线虫等生物的特性及对土壤肥力的影响。
20000-30000 约 250% 约 12% 约 4% 约 10% > 90%
> 50%
自然界中95-99%的微生物种群不能被分离和描述
三 、 土 壤 生 物 空 间 分 布 多 样 性
四、土壤生物多样性的因素
第二节
土壤微生物
土壤微生物
•主要包括：病毒、细菌、真菌、藻类、地衣 •主要作用：
黑钙土 > 棕壤 > 灰壤 > 水稻土 > 砖红壤
用直接测数法测定前苏联土壤中的微生物数量
土壤类型 灰壤
森林灰化土
黑钙土
灰钙土
土壤状况 生荒土 生荒土 熟化土 生荒土 熟化土 生荒土 熟化土
1g 土壤中的微生物总数 3.0×108～6.0×108 6.0×108～1.0×109 1.0×109～2.0×109 2.0×109～2.5×109 2.5×109～3.0×109 1.2×109～1.6×109 1.8×109～3.0×109
确定群体结构 系统发育分析
土壤样品 经典方法
DNA 浸提
PCR PCR 扩增
DGGE（变 性土 壤 生 物 的 主 要
类 群 示
意 图
二、数量和种类多样性
微生物
真菌 细菌 病毒 节肢动物 高等植物 昆虫
主要内容 (重点)：
1.土壤生物多样性 2.影响土壤微生物活性的环境因素（重点） 3.土壤微生物区系的发生和分布 4.土壤生物活性及表征
教学目标与要求：
了解土壤中的主要生物种类，认识土壤生物的 多样性；重点掌握影响土壤微生物活性的各种 因素；了解土壤细菌、真菌、防线菌、蚯蚓、 线虫等生物的特性及对土壤肥力的影响。
20000-30000 约 250% 约 12% 约 4% 约 10% > 90%
> 50%
自然界中95-99%的微生物种群不能被分离和描述
三 、 土 壤 生 物 空 间 分 布 多 样 性
四、土壤生物多样性的因素
第二节
土壤微生物
土壤微生物
•主要包括：病毒、细菌、真菌、藻类、地衣 •主要作用：
黑钙土 > 棕壤 > 灰壤 > 水稻土 > 砖红壤
用直接测数法测定前苏联土壤中的微生物数量
土壤类型 灰壤
森林灰化土
黑钙土
灰钙土
土壤状况 生荒土 生荒土 熟化土 生荒土 熟化土 生荒土 熟化土
1g 土壤中的微生物总数 3.0×108～6.0×108 6.0×108～1.0×109 1.0×109～2.0×109 2.0×109～2.5×109 2.5×109～3.0×109 1.2×109～1.6×109 1.8×109～3.0×109
确定群体结构 系统发育分析
土壤样品 经典方法
DNA 浸提
PCR PCR 扩增
DGGE（变 性土 壤 生 物 的 主 要
类 群 示
意 图
二、数量和种类多样性
微生物
真菌 细菌 病毒 节肢动物 高等植物 昆虫
初二第二学期科学第三章知识要点
第三章知识要点第一节土壤中有什么1.我们把土壤中的动物、植物、微生物等称为土壤生物。
2.土壤中的有机物的排泄物和生物体。
3.构成土壤的物质有固体、液体和气体三类。
土壤固体部分主要由矿物质颗粒和腐殖质组成，其中矿物质颗粒占固体部分的95%。
4.岩石就是在长期的风吹雨打、冷热交替和生物的作用下，逐渐变成了石砾和砂粒，最后形成了含有砂粒、有机物、水和空气等物质的土壤。
直到今天，这个过程仍在不断地继续着。
一、土壤中的生命——土壤生物土壤生物包括生活在土壤中的动物、植物和微生物。
1.植物：一方面，植物在生长发育过程中，需要不断地从土壤中吸取大量的水和无机盐。
另一方面，植物是土壤有机物积累的重要来源。
生长在土壤中的植物对土壤的结构和性状改良都具有积极意义。
2.动物：土壤动物影响着土壤的结构和性状，土壤生物之间也会产生相互影响。
3.微生物：在土壤中起最大作用的是细菌、真菌、放线菌等土壤微生物，它们具有种类多、数量大、繁殖快、活动性强等特点，在土壤的营养物质转化中起着不可替代的重要作用。
它们是有机物分解，释放出养分，促成了养分的循环。
二、土壤中的非生命物质土壤中的非生命物质，主要指的是空气、水、有机物（包括腐殖质）、无机矿物质等。
理想土壤中的体积分别为：25%的水，25%的空气，50%的固体物质。
矿物质颗粒占95%的固体质量，有机物占1-5%的固体质量。
三、从岩石到土壤从岩石到土壤经过了物理因素作用、化学因素作用和生物因素作用。
第二节各种各样的土壤1．土壤主要是由矿物质颗粒构成的，因此，大小不等的矿物质颗粒的多少和排列方式就成为影响土壤结构最重要的因素。
土壤矿物质颗粒按粗细不同可分为砂粒、粉砂粒、黏粒三种。
2．土壤中一般都含有砂粒、粉砂粒和黏粒。
根据它们所占的比例不同，可将土壤分为砂土类土壤、黏土类土壤和壤土类土壤三种。
其中壤土类土壤是适于大部分植物生长的土壤。
3．土壤黏性差，表示土中空隙较大，因而比较疏松，水易渗入流出，通气性能好，但保水保肥性能差。
土壤生物与土壤有机质
7、菌根
真菌的菌丝侵入植物根部 后，和植物根组织生活在一起， 称为菌根。
其真菌称为菌根真菌。
8、原生动物（protozoon） 数量有68000多种。一般在每平米15厘米深
的土壤里有10-100亿个(1-10万个/克土)原生动物， 它们的活重在耕层达150-200磅/每英亩。
原生动物是动物中最低级的。 典型种类有: 变形虫
4、放线菌（actinomycetes） • 放线菌是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢
子每克土壤中的细胞数在104～106变动。
• 链霉菌属，占70%～90%；其次为诺卡氏菌属占10%～ 30%；小单胞菌属占第三位，只有1%～15%。它们的大 部分均属好氧腐生菌。
• 产生抗生素，对其他有害菌能起拮抗作用。
真 菌 菌 落
3、霉菌
• 对土壤通气性非常敏感； • 霉菌在酸性土壤中能生活，在酸性土壤中具有明显的
优势; • 霉菌多数分布在有机质丰富，通气好的表层土壤中; • 较常见的有青霉、毛霉、链霉和曲霉四个属的许种; • 霉菌的数量在正常情况下，每克土壤中有0.1-1百万
个，相当于每平方米100-1000亿个，其生物量可达每英 亩500- 5000磅; • 霉菌是土壤中异养型微生物的重要部分。
腐殖质与矿物质土粒紧密结合，不能用机械方法 分离。
有机质总量的85%-90% 对土壤物理、化学、生物学性质都有良好作用。 土壤肥力水平主要标志。
二、土壤有机质的组成和性质
1、化学元素组成： 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N; C/N比大约在10-12之间。
2、有机质的组成（腐殖质）
化合物组成可分为: 腐殖物质（Humic Substance) 非腐殖物质（Non-Humic Substance)
第三章 土壤生物
第一节 土壤生物多样性
一、土壤生物类型多样性
3、微生物
1）土壤中数量多，种类多，分布广。 5亿细菌/千克土 100亿放线菌/千克土 10亿真菌/千克土 2）土壤中作用 有机质分解，腐殖质合成，固N，释放矿质养分 3）土壤微生物在地球环境中的作用 A）调节植物生长养分循环 B）产生并消耗CO2 CH4 NO N2O CO和H2，从而影响全球气候变化。 C）分解有机废弃物。 D）是新物种和基因材料的源和库。 E）有使人、动植物生病的病原微生物。 4）目前已知的微生物绝大多数是从土壤中分离、驯化选育出来的，只占总 数的10%左右，而被利用的仅有数百种，还有很多可被利用的，但没发现。
第三章 土壤生物
土壤生物是土壤具有生命力的主要成分,在土壤 形成发育过程中起主导作用。也是评价土壤质量和 健康状况的重要指标之一。
主要内容:
第一节 土壤生物多样性
第二节 影响微生物活性的环境因素 第三节 土壤微生物区系的发生和分布 第四节 土壤生物活性及表征
第一节 土壤生物多样性
一、土壤生物类型多样性
第二节 影响微生物活性的环境因素
不同微生物种群，有各自适宜环境条件，环境条件发生变化， 影响其生长繁殖，或改变其代谢途径，还可能引起遗传突变。 一、温度 二、水分及其有效性 三、pH 四、氧气和Eh 五、生物因素ห้องสมุดไป่ตู้六、土壤管理措施
第二节 影响微生物活性的环境因素
后生动物、原生动物、微生物
1、后生动物： 小的，土居性的多细胞动物，线虫、蠕虫、蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、 干足虫、蜈蚣、轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫等 对植物残体起破碎作用，使得这些物质有利于原生动物的取食和 微生物的进一步分解。 1）蛞蝓：也叫鼻涕虫，圆长，表面有粘液，没有壳，吃植物叶 子。 2）线虫：又称圆虫、丝线虫、发状虫，后生动物中最多，几百 万个/平方米，许多寄生于高等植物和动物体上，引起植物根部线虫病， 土壤中线虫取食微生物和其它动物。 3）蚯蚓、蚂蚁、白蚁：可破碎并转移有机质进入深土层中。 4）千足虫、螨：也参与枯枝落叶的破碎过程。
第三章 土壤生物
(三）土壤微生物的分布特点 1. 绝大多数微生物分布在土壤矿物质和 有机质颗粒的表面， 有机质颗粒的表面 ， 附着或缠绕在土壤颗粒 上 ， 形成无机一有机一生物复合体或无机一 有机一生物团聚体。 有机一生物团聚体。 2. 根系周围的土壤 （ 根际土壤） 比根外 根系周围的土壤（ 根际土壤 ） 土壤更有利于微生物的旺盛生长。 土壤更有利于微生物的旺盛生长。 3. 表层土壤中微生物数量一般要比底层 高。
土壤生物（略）
【序】土壤生物主要是指土壤中的植物、动 物和微生物，以及地上部分的动植物，它们以最 紧密的方式和各种生物的生命活动联系在一起， 并组成自然界特定地域的土壤与生活在其中的生 物群落之间相互作用、相互制约的动态平衡的综 合体——土壤生态系统。
一、植物根系
★根系是土壤有机质的重要来源。 根系是土壤有机质的重要来源。 根系是土壤有机质的重要来源 ★树木根系在生长过程产生碳水化合物、 树木根系在生长过程产生碳水化合物、 树木根系在生长过程产生碳水化合物 有机酸、 有机酸、碳酸等分泌物是土壤微生物的营 养物质，并可溶解土壤的某些养分。(根 养物质，并可溶解土壤的某些养分。 际效应） 际效应） ★根系可切割和挤压土壤，促进团聚体的 根系可切割和挤压土壤， 根系可切割和挤压土壤 形成。 形成。
三、土壤微生物
（一）土壤微生物的概念和作用 土壤微生物是土壤中最原始的活有机体。 它们的作用是：分解有机质 合成腐殖质， 它们的作用是：分解有机质，合成腐殖质， 分解有机质， 转化土壤中难溶性的矿质养分, 转化土壤中难溶性的矿质养分,产生并消耗 CO,及固氮 及固氮, CO2 CH4 NO N2O H2 CO,及固氮,同时也是新物 种和基因材料的源和库。 种和基因材料的源和库。
4. 土壤微生物在分布上也有地域特 点 ， 在不同气候、 植被、 土壤类型下， 在不同气候 、 植被 、 土壤类型下 ， 微生物的类群、数量都有很大不同。 微生物的类群、数量都有很大不同。 5.土壤微生物的类群和数量，随土 5.土壤微生物的类群和数量，随土 壤熟化程度的提高而增多。 6.土壤能同时为要求不同的多种微 6.土壤能同时为要求不同的多种微 生物类群提供生存条件。
土壤生物
放线菌(actinomyces)的特点及功能
以孢子或菌丝片断存在，细胞数 104-106/g土。 肥土比廋土多，耕地比林地多， 春秋季比夏冬季多。 最适宜生长在中性、偏碱性、通 气良好土壤中，转化土壤有机质。
放线菌
真核微生物 (Eukaryotic microorganisms) 真菌(fungus /eumycota)
2、土壤微生物多样性（soil microbial diversity） 又称土壤微生物群落结构
指土壤中微生物群落的种类和种间差异，包括生理功能多样 性、细胞组成多样性及遗传物质多样性等。
3、土壤酶（soil enzyme）
土壤酶是土壤生态系统代谢的一类重要动力，土壤中所进行
的生物学和化学过程都要在酶的催化下才能完成。土壤酶活
性与土壤质量的许多理化指标相关。土壤酶绝大部分来自微 生物，其活性的变化在一定程度上能反映微生物的活性。
二、土壤动物(Soil animal)
（一）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：
①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。
（一）土壤微生物种群的多样性 原核微生物(procaryotes) 1、古细菌(archaea) 3、放线菌 甲烷产生菌 (actinomyces)
极端嗜酸热菌 极端嗜盐菌
2、细菌 (bacteria)
4、蓝细菌
（Cyanobacterium） 节杆菌属（Arthrobacter） 芽孢杆菌属（Bacillus） 假单胞菌属（Pseudomonas） 5、粘细菌 土壤杆菌属（Agrobacterium） (myxomycota) 产碱杆菌属（Alcaligenes） 黄杆菌属（Flavobacterium）
八年级科学第三章第一节_土壤中有什么
2、开始时，可用量筒向烧杯内注水，并记录每次 的注水量。当液面快要浸没土壤时，要换用滴管 向烧杯内注水。
3、一共向烧杯内加入了———毫升的水。
4、用同样体积的铁块替代土壤，重复上述实验， 一共向烧杯中加入了——毫升的水。
土壤中空气的体积分数=V—1—-V—2 —×100% V
V1指的是土壤样本的注水量 V2指的是铁块样本中的注水量 V指的是土壤样本的体积
观察时间 2006.3.28 天气状况 多云
观察地点 森林公园
环境特点 土壤生物
土壤温度24.6℃，比较疏松和湿 润，光照强度一般，植物生长良 好的土壤
蚯蚓：16条；蜗牛：2只；蜘蛛：7只； 蜈蚣：1只；蝼蛄：1只；一些昆虫的 幼虫。
简要分析
蚯蚓喜爱生活在光照较弱、湿润、有 机物含量丰富的土壤中。同时，蚯蚓 的活动又能使土壤变得疏松。
2、在化学物质作用下，岩石通过化 学反应碎裂成小碎块。
3、种类繁多动植物在地表活动也 能使岩石逐渐变成小碎块。
腐殖质的积累 1、土壤中有机物的积累主要是从陆地上生 物开始的，首先是低等植物；
2、生活在地表的动物、植物的排泄物和死 亡的生物体，在土壤生物的作用下，分解 并贮存在土壤中成为腐殖质。
土壤的形成是一个漫长的过程主包括 地表岩石风化和有机物的积累两部分。
一、土壤中的生命
仔
细
观
察
：
土
壤
中
有
土壤生物
什 么
？
土壤中有什么?
❖ 土壤中有蚯蚓 ❖ 土壤中有植物的根 ❖ 土壤中有小石头 大石头 ❖ 除了我们刚刚看到的,
土壤中还有什么呢?
杆菌
球菌
放 线 菌
我来考考你？
看了前面的图片你知道土壤 生物主要包括哪些种类了吗？
3、一共向烧杯内加入了———毫升的水。
4、用同样体积的铁块替代土壤，重复上述实验， 一共向烧杯中加入了——毫升的水。
土壤中空气的体积分数=V—1—-V—2 —×100% V
V1指的是土壤样本的注水量 V2指的是铁块样本中的注水量 V指的是土壤样本的体积
观察时间 2006.3.28 天气状况 多云
观察地点 森林公园
环境特点 土壤生物
土壤温度24.6℃，比较疏松和湿 润，光照强度一般，植物生长良 好的土壤
蚯蚓：16条；蜗牛：2只；蜘蛛：7只； 蜈蚣：1只；蝼蛄：1只；一些昆虫的 幼虫。
简要分析
蚯蚓喜爱生活在光照较弱、湿润、有 机物含量丰富的土壤中。同时，蚯蚓 的活动又能使土壤变得疏松。
2、在化学物质作用下，岩石通过化 学反应碎裂成小碎块。
3、种类繁多动植物在地表活动也 能使岩石逐渐变成小碎块。
腐殖质的积累 1、土壤中有机物的积累主要是从陆地上生 物开始的，首先是低等植物；
2、生活在地表的动物、植物的排泄物和死 亡的生物体，在土壤生物的作用下，分解 并贮存在土壤中成为腐殖质。
土壤的形成是一个漫长的过程主包括 地表岩石风化和有机物的积累两部分。
一、土壤中的生命
仔
细
观
察
：
土
壤
中
有
土壤生物
什 么
？
土壤中有什么?
❖ 土壤中有蚯蚓 ❖ 土壤中有植物的根 ❖ 土壤中有小石头 大石头 ❖ 除了我们刚刚看到的,
土壤中还有什么呢?
杆菌
球菌
放 线 菌
我来考考你？
看了前面的图片你知道土壤 生物主要包括哪些种类了吗？
土壤生态学-第三章土壤生物
Chap. 3
土壤生物
——土壤生态学
土壤动物的分类
滞留时 间
食性 根食 者 枯食 者 粪史 者 菌食 者 捕食 者 杂食 者
栖息层 次
体型大 小
全期 周期 交替 暂时 过度 部分
真土居 半土居 地表土 居 上方土 居
微型 中型 大型 巨型
本章内容
第一节 第二节 第三节 第四节
第五节
背孔：
沿背中线，位于节与节之间，通常为1个， 其从哪一节开始，因种而异；
环带(生殖带)：
其分泌物可形成蚓茧；具有环带的个体， 是性成熟的标志。
2. 内部特点
体腔：体壁层与肠壁层间的空腔，有体腔液； 其内，在节与节之间，内面都有一肌质隔膜； 从口到肛门，是一条直的管子，分为口腔、咽 头、食道、嗉囊、砂囊、胃、肠、直肠等部分 循环系统：闭管式，心脏的对数、位置和大小 等都是分类的重要依据； 排泄器官：除前1-2节外，每一节都有1对肾管 繁殖：雌雄同体、异体受精，少数种也有自体 交配现象；一般在温暖的季节都能繁殖；
1. 分布和数量
广泛分布在土壤、堆肥、淤泥、淡水水
体等各种自然生境中。 数量：肥土>瘦土；农田土壤>森林土壤； 南方>北方；春秋>夏冬。
2. 分类和优势属
一般以形态特征作为分类标准 最近趋势：以上基础上，加其他形状，如化学 组分、核酸杂交、碱基比例、辐射光线反应等。
中科院微生物研究所拟定的分类 系统：
二、土壤放线菌
是细菌的一类，但在形态上为分枝丝状体，与 真菌相近。 G+，不能运动，大部分是腐生菌，少数为寄生 菌；有的还能与植物共生，固定大气氮。 是抗生素的主要产生菌，产抗生素接近2000种， 如链霉素、土霉素、金霉素、庆大霉素、卡那 霉素等。 用于生产各种酶和纤维素；在甾体转化、石油 脱蜡、烃类发酵、污水处理等有所应用。
土壤生物
——土壤生态学
土壤动物的分类
滞留时 间
食性 根食 者 枯食 者 粪史 者 菌食 者 捕食 者 杂食 者
栖息层 次
体型大 小
全期 周期 交替 暂时 过度 部分
真土居 半土居 地表土 居 上方土 居
微型 中型 大型 巨型
本章内容
第一节 第二节 第三节 第四节
第五节
背孔：
沿背中线，位于节与节之间，通常为1个， 其从哪一节开始，因种而异；
环带(生殖带)：
其分泌物可形成蚓茧；具有环带的个体， 是性成熟的标志。
2. 内部特点
体腔：体壁层与肠壁层间的空腔，有体腔液； 其内，在节与节之间，内面都有一肌质隔膜； 从口到肛门，是一条直的管子，分为口腔、咽 头、食道、嗉囊、砂囊、胃、肠、直肠等部分 循环系统：闭管式，心脏的对数、位置和大小 等都是分类的重要依据； 排泄器官：除前1-2节外，每一节都有1对肾管 繁殖：雌雄同体、异体受精，少数种也有自体 交配现象；一般在温暖的季节都能繁殖；
1. 分布和数量
广泛分布在土壤、堆肥、淤泥、淡水水
体等各种自然生境中。 数量：肥土>瘦土；农田土壤>森林土壤； 南方>北方；春秋>夏冬。
2. 分类和优势属
一般以形态特征作为分类标准 最近趋势：以上基础上，加其他形状，如化学 组分、核酸杂交、碱基比例、辐射光线反应等。
中科院微生物研究所拟定的分类 系统：
二、土壤放线菌
是细菌的一类，但在形态上为分枝丝状体，与 真菌相近。 G+，不能运动，大部分是腐生菌，少数为寄生 菌；有的还能与植物共生，固定大气氮。 是抗生素的主要产生菌，产抗生素接近2000种， 如链霉素、土霉素、金霉素、庆大霉素、卡那 霉素等。 用于生产各种酶和纤维素；在甾体转化、石油 脱蜡、烃类发酵、污水处理等有所应用。
第三章土壤生物
地衣(lichens) 是真菌和藻类形成的共生体。
广泛的分布在荒凉的岩石、土壤和其他物 体表面，是裸露岩石和土壤母质的最早定居 者，在土壤发生的早期起重要作用。
三、土壤微生物营养类型的多样性
光能营养型：利用光作为能量的来源； 化能营养型：利用化学物质作为能源； 无机营养型（自养型）：利用CO2作为细胞的碳源； 有机营养型（异养型）：利用有机物作为细胞碳源。
（三）微生物(microbe)
土壤中微生物分布广、数量大、种类多（包
括病毒、细菌、放线菌、真菌、藻类、地衣），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。
病毒 (viruses):
土壤中最细小、数量最多的生物、每克土壤 中病毒可达1010个。
最低温度
2、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（溶质浓度的高低、固体表面对
水的亲和力）。
3、pH 酸碱度（pH值）对微生物生命活动有很大影响。
每种微生物都有其最适宜的pH值和一定的pH值适
应范围。
大多数细菌、藻类和原生动物的最适宜的pH值为
6.5～7.5； 大多数的真菌适宜于在pH5.0～6.0的酸性环境。 放线菌适合于pH7.5～8.0的微碱性环境。
4、氧气
通气状况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。
（一）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：
①调节细菌数量；
②增进某些土壤的生物活性；
大学土壤学课件 土壤生物和有机质
3.土壤放线菌 单细胞微生物 好气性的异养微生物 对营养要求不甚严格，能耐干旱和较高的 温度，最适pH值范围6.0-7.5 一些放线菌具固氮能力，能与非豆科树木 共生形成根瘤 代谢过程中产生抗菌素和激素物质，对植 物的抗病性和生长有促进作用
4.土壤藻类 含叶绿素的低等植物 常见的有蓝藻、绿藻和硅藻三类 一些藻类(如蓝藻)还具有固氮能力
第三章 土壤生物与土壤有机质
主要内容： 1.土壤生物种类 2.土壤有机质概念、来源、类型及化学组成 3.土壤有机质转化过程及其影响因素 4.土壤腐殖质特征 5.几种重要的土壤生物学现象 6.土壤有机质的作用
第一节 土壤生物
栖居在土壤(还包括枯枝落叶层和枯草层) 中的生物体的总称。 包括土壤动物、土壤微生物和高等植物 根系。 土壤生物是土壤物质(尤其是有机物质) 转化的主要动力和肥力发展的主导因素。
反硝化作用 一定的土壤条件下，反硝化细菌将硝酸或硝酸 盐还原为亚硝酸，最后形成气态氮而损失的 过程。
3.含硫有机物的分解
在微生物分泌的水解酶的作用下，硫蛋白首先 被水解成含硫氨基酸，然后再在特定微生物 的作用下将H2S脱离出来。 硫化作用：通气良好，H2S在硫细菌的作用下被 氧化成硫酸（或硫酸盐） 反硫化作用：通气不良，硫酸盐又会在微生物 的作用下被还原成硫和H2S
第四节 影响土壤有机质转化的因素
矿化影响因素
1)有机残体的化学组成 残体的C/N < 25/1∽30/1，易被微生物分解。 C/N与植物种类和部位及组织的老嫩程度有关 2)外界环境条件 土壤的温度(20-35℃)、湿度(土壤含水量达到 其饱和含水量的60％左右)、通气状况、酸碱 性(pH5-8)等
第二节 土壤有机质概念、来源、类型及 化学组成 一、概念
第三章---土壤生物精讲
多酞酶、蛋白酶、几丁质酶、脲酶。 与磷循环有关的： 磷酸酯酶、核酸酶、无机焦磷酸酶、多聚磷酸酶、三磷酸腺酶 与硫循环有关的： 芳基硫酸酯酶和硫氰合成酶
3.5土壤酶
3.5.2 土壤酶形态
酶释放入土壤后：
（1）部分被蛋白酶降解 （2）剩余部分则与腐殖质和粘粒结合 （3）部分土壤酶存在于活的不增殖的细胞中
例如：根际土壤的pH 值可比非根际土壤高出或低10倍
根系对根际土壤影响的物质基础是分泌的大量有机物质
3.4 高等植物的根
3.4.1 根际 3.4.1.1 根际范围 3.4.1.2 根际分泌物 根系分泌物的有机物质有三种 （1）由细胞分泌的小分子的有机化合物。
包括：有机酸、单糖、氨基酸和酚类物质。 酚类物质对植物和微生物有生长刺激作用
真菌菌落
3.2.3
真 菌 菌 落
真
真菌孢子
菌
孢
子
草原上的蘑菇圈
3.3 土壤动物
3.3.1 原生动物 3.2.2.2 线虫 3.2.2.3 微节肢动物 3.2.2.4 蚯蚓和线蚓 3.2.2.5 白蚁和蚂蚁
3.3 土壤动物
>2mm
0.1—2mm <100μm
3.3 土壤动物
3.3.1 原生动物
3.3 土壤动物
3.3.4 蚯蚓
蚯蚓分布广泛，是温带土壤中生物量最大的无脊椎动物。 12科3000多种我国有8科200多（种分布最广泛的是巨蚓科的环毛蚓） 线蚓属环节动物门是蚯蚓的近亲 体长1—2cm。适于酸性土壤 生物量可以占到土壤动物生物量的1/4—1/3。 3.2.2.4.1 蚯蚓的生态类型
细菌菌落
3.2.1
细 菌 菌 落
3.2土壤微生物
3.2.2放线菌
3.5土壤酶
3.5.2 土壤酶形态
酶释放入土壤后：
（1）部分被蛋白酶降解 （2）剩余部分则与腐殖质和粘粒结合 （3）部分土壤酶存在于活的不增殖的细胞中
例如：根际土壤的pH 值可比非根际土壤高出或低10倍
根系对根际土壤影响的物质基础是分泌的大量有机物质
3.4 高等植物的根
3.4.1 根际 3.4.1.1 根际范围 3.4.1.2 根际分泌物 根系分泌物的有机物质有三种 （1）由细胞分泌的小分子的有机化合物。
包括：有机酸、单糖、氨基酸和酚类物质。 酚类物质对植物和微生物有生长刺激作用
真菌菌落
3.2.3
真 菌 菌 落
真
真菌孢子
菌
孢
子
草原上的蘑菇圈
3.3 土壤动物
3.3.1 原生动物 3.2.2.2 线虫 3.2.2.3 微节肢动物 3.2.2.4 蚯蚓和线蚓 3.2.2.5 白蚁和蚂蚁
3.3 土壤动物
>2mm
0.1—2mm <100μm
3.3 土壤动物
3.3.1 原生动物
3.3 土壤动物
3.3.4 蚯蚓
蚯蚓分布广泛，是温带土壤中生物量最大的无脊椎动物。 12科3000多种我国有8科200多（种分布最广泛的是巨蚓科的环毛蚓） 线蚓属环节动物门是蚯蚓的近亲 体长1—2cm。适于酸性土壤 生物量可以占到土壤动物生物量的1/4—1/3。 3.2.2.4.1 蚯蚓的生态类型
细菌菌落
3.2.1
细 菌 菌 落
3.2土壤微生物
3.2.2放线菌
土壤学第三章土壤生物
木霉属:广泛分布于自然界，在腐木、种籽、植物残体、有机肥、土壤和空气中尤多。也可寄生并危害多孔菌和伞菌等大型真菌。主要种类有绿色木霉和康氏木霉等。
镰刀菌属:镰刀菌能产生植物刺激素（赤霉素），可使农作物增产；有些种可产生纤维酶、脂肪酶、果胶酶等；还有些种可产生毒素，污染粮食、蔬菜和饲料，人畜误食会中毒；镰刀菌也 能侵染多种经济作物，引起水稻、小麦、玉米、蚕豆、蔬菜等的赤霉病 毛霉属：单细胞霉菌，毛霉属隶属于毛霉目，其菌丝白色，腐生，极少寄生。 毛霉的生活史有无性和有性两个阶段，霉菌分解蛋白质能力强，常用于制作腐乳和豆豉，有的种用于生产柠檬酸和转化甾体物质.
2022/1//2244
8
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§3 土壤生物
土壤微生物的呼吸类型
根据土壤微生物对氧气要求的不同，可分为：
好氧微生物
在有氧环境中生长，以氧分子为呼吸基质氧化时的最终电
子受体
兼性微生物
在有氧和无氧环境中均能进行呼吸的土壤微生物
厌氧微生物
在嫌气条件下进行无氧呼吸，以无机氧化物（NO3-、SO42-、CO2）作 为最终电子受体，通过脱氧酶将氢传递给其它的有机或无机化合
根霉属：例如-黑根霉（匐枝根霉），分布广泛，常出现于生霉的食品上，瓜果蔬菜等在运输和贮藏中的腐烂及甘薯的软腐都与其有关。黑根霉是目前发酵工业上常使用的微生物菌种。黑根霉的最适生长温度约
为28℃，超过32℃不再生长。
2022/1/24
18
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§3 土壤生物
(四)土壤放线菌
土壤放线菌：是指生活于土壤中呈丝状单细胞的原核微生物。
布广、数量大、种类多(1kg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),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。
镰刀菌属:镰刀菌能产生植物刺激素（赤霉素），可使农作物增产；有些种可产生纤维酶、脂肪酶、果胶酶等；还有些种可产生毒素，污染粮食、蔬菜和饲料，人畜误食会中毒；镰刀菌也 能侵染多种经济作物，引起水稻、小麦、玉米、蚕豆、蔬菜等的赤霉病 毛霉属：单细胞霉菌，毛霉属隶属于毛霉目，其菌丝白色，腐生，极少寄生。 毛霉的生活史有无性和有性两个阶段，霉菌分解蛋白质能力强，常用于制作腐乳和豆豉，有的种用于生产柠檬酸和转化甾体物质.
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§3 土壤生物
土壤微生物的呼吸类型
根据土壤微生物对氧气要求的不同，可分为：
好氧微生物
在有氧环境中生长，以氧分子为呼吸基质氧化时的最终电
子受体
兼性微生物
在有氧和无氧环境中均能进行呼吸的土壤微生物
厌氧微生物
在嫌气条件下进行无氧呼吸，以无机氧化物（NO3-、SO42-、CO2）作 为最终电子受体，通过脱氧酶将氢传递给其它的有机或无机化合
根霉属：例如-黑根霉（匐枝根霉），分布广泛，常出现于生霉的食品上，瓜果蔬菜等在运输和贮藏中的腐烂及甘薯的软腐都与其有关。黑根霉是目前发酵工业上常使用的微生物菌种。黑根霉的最适生长温度约
为28℃，超过32℃不再生长。
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§3 土壤生物
(四)土壤放线菌
土壤放线菌：是指生活于土壤中呈丝状单细胞的原核微生物。
布广、数量大、种类多(1kg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),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。
第三章土壤生物
第三章⼟壤⽣物第三章：⼟壤⽣物本章结构说明第⼀节：⼟壤动物⼀、⼟壤动物的分类及其主要的⼟壤动物介绍⼆、⼟壤动物与⽣态环境的关系第⼆节⼟壤微⽣物⼀、⼟壤微⽣物的营养类型和呼吸类型⼆、⼟壤细菌三、放线菌四、真菌五、藻类六、地⾐第三节⼏种重要的⼟壤⽣物现象⼀、植物根系的形态⼆、根际与根际效应三、根际微⽣物四、菌根五、根瘤六、⼟壤酶第四节⼟壤⽣物学性质的改良主要教学⽬标：本章属于⼟壤⽣物化学性质的范畴。
通过学习了解⼟壤⽣物的种类、作⽤；⼟壤；⼟壤学⽣物学性质的改良。
第⼀节⼟壤动物⼟壤动物指长期或⼀⽣中⼤部分时间⽣活在⼟壤或地表凋落物层中的动物。
它们直接或间接地参与⼟壤中物质和能量的转化，是⼟壤⽣态系统中不可分割的组成部分。
⼟壤动物通过取⾷、排泄、挖掘等⽣命活动破碎⽣物残体，使之与⼟壤混合，为微⽣物活动和有机物质进⼀步分解创造了条件。
⼟壤动物活动使⼟壤的物理性质（通⽓状况）、化学性质（养分循环）以及⽣物化学性质（微⽣物活动）均发⽣变化，对⼟壤形成及⼟壤肥⼒发展起着重要作⽤。
⼀、⼟壤动物的分类及其主要的⼟壤动物介绍⼟壤动物是陆地⽣态系统中⽣物量最⼤的⼀类⽣物，门类齐全、种类繁多、数量庞⼤，在⼟壤中它们与植物、⼟壤微⽣物组成⼟壤⽣态系统，三者相互作⽤、相互影响。
⼟壤动物的分类有多种类型，下⾯列举较常见的四种分类⽅法。
（⼀）⼟壤动物的分类1、系统分类2、按体形⼤⼩分类①⼩型⼟壤动物，体长在0.2毫⽶以下，主要包括鞭⽑⾍、变形⾍等原⽣动物，轮⾍的⼤部分和熊⾍、线⾍等。
②中型⼟壤动物，体长0.2-2毫⽶，主要有螨类、拟蝎、跳⾍等微⼩节肢动物，还有涡⾍、蚁类、双尾类等。
③⼤型⼟壤动物，体长2-20毫⽶，主要有⼤型的甲⾍，蝽象、⾦针⾍、蜈蚣、马陆、蝉的若⾍和盲蛛等。
④巨型⼟壤动物，体长⼤于20毫⽶，脊椎动物中，有蛇、蜥蜴、蛙、⿏类和⾷⾍类的鼹⿏等，⽆脊椎动物中，有蚯蚓和许多有害的昆⾍（包括蝼蛄、⾦龟甲和地蚕）。
3、按⾷性分类：分为落叶⾷性、材⾷性、腐植⾷性、植⾷性、藓苔类⾷性、菌⾷性、藻⾷性、细菌⾷性、捕⾷性、⼫⾷性、粪⾷性、杂⾷性和寄⽣性⼟壤动物。
土壤生物
好气纤维分解细菌
纤维分解细菌
嫌气纤维分解细菌
生态习性：纤维分解细菌适宜中性至微碱性环境，在酸性土壤中
纤维素分解菌活性明显减弱；纤维分解细菌的活动也受到分解物料C/N 的影响。
自生固氮细菌是指独自生活时能将分子态氮还原成 氨，并营养自给的细菌类群。
主要有好气性、嫌气性和兼性三种。
共生固氮细菌是指两种生物相互依存生活在一起 时，由固氮微生物进行固氮的作用。
二、原生动物
＊ 数量有68000多种。一般在每平米15厘米深的土壤 里有10-100亿个(1-10万个/克土)原生动物，它们的活 重在耕层达150-200磅/每英亩。
＊ 原生动物是动物中最低级的。
＊ 典型种类有∶
变形虫 纤毛虫 鞭毛虫 孢子虫
土壤中以鞭毛虫数量最多。
土壤生物
第一节 土壤生物种类及其多样性
第一节 土壤生物种类及其多样性
二、土壤微生物种群的多样性
（一）原核微生物
1、古细菌
古细菌包括甲烷产生菌、极端嗜酸热菌和极端嗜盐菌
现已探明生物适应特殊环境因子的遗传基因 普遍存 在于质粒上。因此，有可能把这类生活在极端环境的古细 菌作为特殊基因库，用以构建有益的新种。
第一节 土壤生物种类及其多样性
线虫 变形虫、纤毛虫 植物根、根毛、
褐藻、二元体
酵母、霉菌、蘑菇 链霉菌等
好气细菌、厌气细菌 蓝细菌
土壤生物
第一节 土壤生物种类及其多样性
二 、土壤生物类型的多样性
土壤生物有:
多细胞的后生动物
单细胞的原生动物
真核细胞的真菌（酵母、霉菌）和藻类
原核细胞的细菌、放线菌和蓝细菌
没有细胞结构的分子生物（如病毒）
第三章 土壤生物
纤维分解细菌
嫌气纤维分解细菌
生态习性：纤维分解细菌适宜中性至微碱性环境，在酸性土壤中
纤维素分解菌活性明显减弱；纤维分解细菌的活动也受到分解物料C/N 的影响。
自生固氮细菌是指独自生活时能将分子态氮还原成 氨，并营养自给的细菌类群。
主要有好气性、嫌气性和兼性三种。
共生固氮细菌是指两种生物相互依存生活在一起 时，由固氮微生物进行固氮的作用。
二、原生动物
＊ 数量有68000多种。一般在每平米15厘米深的土壤 里有10-100亿个(1-10万个/克土)原生动物，它们的活 重在耕层达150-200磅/每英亩。
＊ 原生动物是动物中最低级的。
＊ 典型种类有∶
变形虫 纤毛虫 鞭毛虫 孢子虫
土壤中以鞭毛虫数量最多。
土壤生物
第一节 土壤生物种类及其多样性
第一节 土壤生物种类及其多样性
二、土壤微生物种群的多样性
（一）原核微生物
1、古细菌
古细菌包括甲烷产生菌、极端嗜酸热菌和极端嗜盐菌
现已探明生物适应特殊环境因子的遗传基因 普遍存 在于质粒上。因此，有可能把这类生活在极端环境的古细 菌作为特殊基因库，用以构建有益的新种。
第一节 土壤生物种类及其多样性
线虫 变形虫、纤毛虫 植物根、根毛、
褐藻、二元体
酵母、霉菌、蘑菇 链霉菌等
好气细菌、厌气细菌 蓝细菌
土壤生物
第一节 土壤生物种类及其多样性
二 、土壤生物类型的多样性
土壤生物有:
多细胞的后生动物
单细胞的原生动物
真核细胞的真菌（酵母、霉菌）和藻类
原核细胞的细菌、放线菌和蓝细菌
没有细胞结构的分子生物（如病毒）
第三章 土壤生物
环境土壤学之土壤生物概述(PPT 60页)
5.28
105400
高等植物的根
0.5
10000
微生物
细菌
0.1
2600
真菌
0.1
2000
放线菌
0.01
220
藻类
0.0005
10
原生动物
0.005
100
非节肢动物
线虫
0.001
20
蚯蚓
0.005
100
节肢动物
跳虫
0.0001
2
螨虫
0.0001
2
蜈蚣、千足虫
0.001
20
盲蜘蛛
0.00005
1
蚂蚁
0.0002
5
倍足类
0.0011
25
双翅目
0.0015
35
甲克类
0.0005
10
脊椎动物
老鼠
0.0005
10
地鼠
0.0006
12
狐狸
0.0005
10
鸟
0.0005
10
数量（个/公顷）
2× 1018 8× 1016 6× 1017 3× 1014 7× 1016
2.5× 109 7× 103
4× 105 4× 105 1× 103 2.5× 104 5× 106 3.8× 107 5× 107 4× 107
微生物 Micro-organism <0.2mm
微(原生)植物 Microflora <0.2mm 细菌、放线菌、丝状菌、藻类
原生动物 Microfauna <0.2mm 微小动物
中等动物 Mesofauna 0.2-2mm 线虫类.螨虫类 大型动物 Macrofauna 2-20mm 蚂蚁科.跳虫类 巨型动物 Megafauna >20mm 蚯蚓
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3.1.3
土壤动物的作用
3.1 土壤生物在土壤生态系统中的地位
土壤生物指生活于土壤
中的有机体，包括土壤 微生物和土壤动物，它
们是土壤中最活跃的组
分。
3.1
土 壤 生 物 在 土 壤 生 态 系 统 中 的 地 位
3.1
土 壤 生 物 在 土 壤 生 态 系 统 中 的 地 位
土壤生物的 主要类群 示意图
有机物质： 有机物比较丰富的根际土壤是非常好的生存环境
根际土壤与非根际土壤中的细菌数量比为10：1 食物来源不足的情况下，细菌处于休眠状态。 温度和pH值： 土壤中细菌的最适宜的温度是20—40度（℃） 最适pH值是6.0—8.0
细菌菌落
3.2.1
细 菌 菌 落
3.2土壤微生物
3.2.2放线菌
特点与种类： 放线菌在细胞结构上同细菌一样，叶属于原核生物。
3、进行生物固氮（部分细菌和蓝藻）
4、在氮、磷、硫等元素的转化中起主导作用。
5、刺激植物生长（根际微生物分泌氨基酸、维生素和生长刺激素） 6、土传病害的防除（致病微生物和抗生素的作用） 7、土壤有机污染物的解除
3.2土壤微生物
3.2.1细菌
1、特点和种类 细菌是原核生物，不具备真正的细胞核和膜包裹的细胞器。 土壤中的细菌数量大，可占土壤微生物总量的70%—90%。
土壤微生物： 物理和化学作用 物理作用： 促成土壤团粒结构 化学作用： 降解土壤有机质，合成复杂土壤腐殖质
3.2土壤微生物
土壤微生物包括：细菌、放线菌、真菌、蓝藻和原生动物
这些土壤微生都具有细胞壁也称之为微植物系物。 原生动物因其个体少，也常被列为土壤微生物。
土壤微生物的作用：
1、分解有机质，释放出碳氮磷硫等营养元素。 2、土壤腐殖质的合成及土壤团聚体形成的胶结物质
形态上与真菌相似为分支丝状体。
大部分是腐生菌 少数是寄生菌
共生菌（弗兰克氏菌与植物共生固氮）
特点： 能够降解非常难降解的的有机物，如木质素、纤维素
放线菌的一大特点是产生抗生素 土壤中常见的有链霉素菌属、诺卡氏菌属、小单孢菌属
3.2土壤微生物
3.2.3真菌
1、种类： 土壤真菌种类繁多，已经鉴定的有几万种， 分属170个属，还有上百万种尚未分离鉴定。 数目小于细菌。 真菌可分为三大类：酵母、霉菌和伞菌 霉菌常见有4种（青霉属、毛霉属、曲霉属和镰孢霉属） 2、生活环境： 酵母：为单细胞真菌，存在于淹水及厌气环境 霉菌：为丝状真菌，以孢子繁殖。在细菌和放线菌分布 少的酸性土壤中活动 伞菌：主要分布在湿润的富含有机质的森林、草原土壤
但细菌的体积小，而数量大又使其整体的比表面积特大。
细菌的主要种类： 芽孢杆菌、假单孢杆菌、土壤杆菌属、色杆菌属、节杆菌属、 产碱杆菌属和根瘤菌属 腐生型（靠死的有机质获得能量或营养） 自生固氮菌（拜叶林克氏菌、梭状芽孢杆菌）
共生固氮菌（根瘤菌） 硝化、硫氧化细菌
3.2土壤微生物
3.2.1细菌
2、环境条件 湿度： 取食与生活在水膜中
40—60%被破坏吸收，其余的重新排放到土壤中（变成更加活跃）
线虫（包括其它一些原生动物）可增加土壤中氮与磷的矿化度
3.3 土壤动物
3.3.3 微节肢动物
微节肢动物主要包括弹尾虫和螨虫。 数量仅次于原生动物和线虫。 弹尾虫和螨虫取食真菌或植物组织 （初级消费者、次级消费者和三级消费者） 弹尾虫主要取食真菌，有些种类也可能取食植物的根。 螨类中的甲螨为腐生型，同时也取食真菌 满虫其它满类（中气门、无气门和前气门满）主要生活在地 表残落层中。 它们中有的取食植物，为重要害虫。
3.1 土壤生物在土壤生态系统中的地位
3.1.1 土壤生物的数量和活性
土壤中生物众多，每把土就有上亿个生物。 种类之多可以说除了飞禽类之外，涵盖了所有的生物类群。
3.1.2 食物链和食物网
初级消费者： 将贮存于植物残体中的能量加以利用的生物为初级消费者。
次级消费者： 以土壤中初级消费者的组织作为食物的捕食性生物和寄生性生物。
第三章 土壤生物
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 土壤生物的种类及其在土壤生态系统中的地位 土壤微生物 土壤动物 高等植物的根 土壤酶 土壤生物对土壤及植物的作用 治理措施对土壤生物的影响
3.1 土壤生物在土壤生态系统中的地位
3.1.1 土壤生物的数量和活性
3.1.2 食物链和食物网
真菌菌落
3.2.3
真 菌 菌 落
真 菌 孢 子
真菌孢子
草原上的蘑菇圈
3.3 土壤动物
3.3.1
3.2.2.2 3.2.2.3 3.2.2.4 3.2.2.5
原生动物
线虫 微节肢动物 蚯蚓和线蚓 白蚁和蚂蚁
3.3 土壤动物
>2mm
0.1—2mm
<100μm
3.3 土壤动物
3.3.1 原生动物
3.1 土壤生物在土壤生态系统中的地位
3.1.1 土壤生物的数量和活性
土壤生物量可占土壤有机质总量的2%—8%。 土壤有机质：土壤有机残体：土壤微生物：土壤动物 1000 ： 100 ： 10 ： 1
土壤生物的活性： 某一特定的土壤生物的活性可用在单位体积或单位面积土壤 中数目、生物量或代谢活性来表征。 土壤中生物活性约80%应归结为土壤微生物。 蚯蚓和白蚁等土壤动物对土壤微生物的活动起促进作用
3.3 土壤动物
3.3.2 线虫
生活在土壤中的线虫有1000种（自然界已知的有10000种） 线虫多为微型透明的丝状动物。 种类： 寄生的寄生于植物根系 吸允（原生质） 自生的取食活的有机物质 （三级消费者） （集中在根际土壤取食根表面的微生物 ） 吞噬 特点： 吞噬量800kg/hm2.年合20— 80kg /hm2.年
原生动物有寄生的和自生的两种。 自生原生动物有鞭毛虫、纤毛虫和变形虫（以裸变形虫为 主要形态，灌溉后的牧场土壤中95%为裸变形虫）。 原生动物吞食固体食物，它们主要取食细菌（三级消费者） 分布：表层土壤或根际土壤（细菌集中处） 共生：鞭毛虫与白蚁共生，有助于白蚁对木质素的降解。 两方面作用： 改变微生物的群落结构（食菌）； 释放NH4+ （食菌）
三级消费者： 以次级消费者为食者，可称之为三级消费者 牧食作用： 食菌生物对微生物的取食称牧食作用。
3.1.2 食物链和食物网
土简 壤化 食示 物意 网图
3.1 土壤生物在土壤生态系统中的地位
3.1.3
土壤生物的作用挖掘通道、机械搬，咀嚼破碎 促成土壤团粒结构化学作用： 取食后的分解和消化
土壤动物： 物理和化学作用 物理作用：