第3章 土壤生物及其生态效应 环境土壤学

在自然界分布很广，绝大多数为腐生， 少数寄生。产生种类繁多的抗生素，据估计， 已发现的4000多种抗生素中，有2/3是放线菌 产生的，如链霉素、庆大霉素、利福霉素等。
重要的属有：链霉菌属/小单孢菌属等。
链霉菌属：最高等的放线菌。广泛分布于有机物丰富、酸度和含水量适中的土壤中。营好氧性腐生生活。对土壤中复杂有机物的矿化发挥 重要作用。是最重要的抗生素生产菌，例如链霉素、四环素、红霉素、新霉素、卡那霉素和井冈霉素等。有的可产生工业用蛋白酶、葡萄 糖异构酶或维生素B12等。
CO2 ，并合成细胞物质，如紫色非硫细菌)
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
CO2 , 合成细胞物质，如光合细菌，厌气紫硫细菌)
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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：
在有氧环境中生长，以氧分子为呼吸基质氧化时
土壤真菌：是指生活在土壤中菌体多呈分枝丝 状菌丝体，少数菌丝不发达或缺乏菌丝的具真正细 胞核的一类微生物。
生态习性：适宜酸性；好气性微生物；化能有机营养型 。 作用：是土壤中糖类、纤维类、果胶和木质素等含碳物质分解的
积极参与者。
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主要的土壤真菌：分布 最广的是青霉属、曲霉属、 木霉属、镰刀菌属、毛霉属 和根霉属。
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弹尾和螨目：弹尾（又名跳虫）和螨目分别属于节肢动物 门的昆虫纲和蛛形纲，是土壤中数量最多的节肢动物（分别 占土壤动物总数的54.9%和28%），它们是我国森林土壤中 中型动物的主要优势类群。
跳虫主要生活于土壤表层，绝大 多数跳虫以取食花粉、真菌、细菌 为主，少数可危害甘蔗、烟草和蘑 菇。
§3-2土壤酶 一、土壤酶的来源与存在状态 二、土壤酶的种类 三、土壤酶活性及其影响因素
§3-3 土壤生物的环境影响因素 一、温度 二、水分及其有效性 三、pH 四、氧气和Eh
§3-4土壤生物分布及其相互作用 一、土壤生物的分布 二、土壤生物之间的相互作用
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土壤生物------土壤中活的有机体。主要是指土壤中的植物(根系）、 动物和微生物。土壤生物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、土壤微生物 土壤微生物是地球地表下数量最巨大的生命形式。土壤微生
物按形态学来分，主要包括原核微生物(古菌、细菌、放线菌、蓝 细菌、黏细菌)，真核微生物(真菌、藻类和原生动物)以及无细胞 结构的分子生物。土壤微生物分布广、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。
土壤生态系统结构组成包括： ①生产者(自养)。高等植物根系、藻类和化能营养细菌。 ②消费者(异养)。土壤中的草食动物和肉食动物。 ③分解者。细菌、真菌、放线菌和食腐动物等。 ④参与物质循环的无机物质和有机物质。 ⑤土壤内部水、气、固体物质等环境因子。
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细菌的基本形态有：球状、杆状和螺芽孢杆菌属、假单胞菌属、 土壤杆菌属、产碱杆菌属和黄杆 菌属。
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土壤中存在各种细菌生理群，其中主要的有纤维分解细菌、固氮细菌、氨化 细菌、硝化细菌和反硝化细菌等。
纤维分解细菌
好气纤维分解细菌 嫌气纤维分解细菌
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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(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。
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土壤生物主要类型
1细菌 2原生动物 3 小线虫 4藻类 5 病毒 6真菌 7线虫 8蠼螋 9木虱 10螨 11蜈蚣 12马陆 13蜘蛛 14蚂蚁 15弹尾目昆虫 16蟋蟀 17昆虫的幼虫 18蜗牛 19蛞蝓 20蚯蚓
21地鼠类
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§3-1土壤生物的组成
好氧微生物 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物，并使之还原
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(二)土壤细菌
土壤细菌是一类单细胞、无完整细胞核的生物。它占土壤微 生物总数的70%~90%。
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。
固氮细菌
自生固氮细菌 共生固氮细菌
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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
青霉属:生长在腐烂的水果、蔬菜、肉类和各种潮湿的有机物上。青霉菌丝体生长在植物的表面或深入物体内部。它由多细胞分枝很多的菌丝组 成，细胞壁薄，内含一个或多个胞核。 影响：青霉菌可使许多农副产品腐烂，也有少数种类可使人或动物致病。它能分泌一种抗生素叫青霉素即盘尼西林。盘尼西林青霉素对葡萄球菌、 肺炎球菌、淋球菌、破伤风杆菌等有高度杀伤力。
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
根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用最为重要
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根瘤菌是指与豆科植物共生，形成根瘤，能固定大气中分子态氮，向植 物提供氮营养的一类杆状细菌。
根瘤菌 根瘤
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氨化细菌
微生物分解含氮有机化合物释放氨的过程称为氨化过程。
第三章 土壤生物及其生态功能
学习目标
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1.掌握土壤微生物的营养类型、呼吸类型和组成；
2.了解土壤酶的来源、存在状态和种类，以及土壤 酶的活性及其影响因素；
3.掌握土壤生物的环境影响因素，了解土壤生物分 布及其相互作用。
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§3-1土壤生物的组成 一、土壤微生物 二、土壤动物的分类及其主要的土壤动物 三、土壤中的植物根系及其与微生物的联合
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蚯蚓：土壤蚯蚓属环节动物门的寡 毛纲，是被研究最早（自1840年达尔 文起）和最多的土壤动物。
作用：蚯蚓通过大量取食与排泄活动富集养分，促进土壤团粒 结构的形成，并通过掘穴、穿行改善土壤的通透性，提高土壤肥力。
土壤中蚯蚓的数量是衡量土壤肥力的重要指标。
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土壤藻类是指土壤中的一类单细胞或多细胞、含有各种色素的低等植物。分布在土壤表层、土壤
下层及与土壤的形成、演替和土壤组成有关的石生、水- 陆生的各种藻类的集合群,在土壤的保水、改 良、防风固沙及全球气候变化方面都有明显的生态功能 .
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(六)地衣
地衣是真菌和藻类形成的不可分离的共生体。地衣广泛分布在荒凉的岩石、 土壤和其他物体表面，地衣通常是裸露岩石和土壤母质的最早定居者。
含氮有机化合物
多肽、氨基酸等简单 含氮化合物
NH3
生态习性：最适土壤含水量为田间持水量的50%~75%；最适温度 为25~35℃；适宜pH为中性环境。
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硝化细菌
微生物氧化氨为硝酸并从中获得能量的过程称为硝化过程
硝酸细菌
NH3
亚硝酸
亚硝酸细菌
硝酸
参与硝化过程的土壤 微生物为硝化细菌
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.
小单孢菌属：通常橙黄色或红色，边有深褐黑色、蓝色，表面覆盖一层粉沫状的孢子。一般为好气性腐生。大多分布在土壤或湖底泥土 中，堆肥和厩肥中也不少。约有30多种。是产生抗生素较多的一个属。有的种还积累维生素B12。重要代表如产生庆大霉素的棘孢小 单孢菌和绛红小单孢菌。
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(五)土壤藻类
按土壤中生活时期 分为全期土壤动物，周期土壤动物，部分土 壤动物等。
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(二) 重要的土壤动物 原生动物：生活于土壤和苔藓中的真核单细胞动物，属
原生动物门 。 按运动形式可把原生动物分为三类 ：
变形虫类（靠假足移动）1 鞭毛虫类（靠鞭毛移动）2 纤毛虫类（靠纤毛移动）3
地衣: 一、壳状地衣 二、叶状地衣 三、枝状地衣
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二、土壤动物的分类及其主要的土壤动物