一、碳素循环二、氮素循环三、硫素循环四、其它元素的微生

（八）亚硝酸氨化作用
定义：亚硝酸通过异化性还原可以经羟胺而转变成 氨，叫做亚硝酸的氨化作用。 菌种：Aeromonas（气单胞菌属）、Bacillus（芽 孢杆菌属）、Enterobacter（肠杆菌属）、
Flavobacterium（黄杆菌属）、Nocardia（诺 卡氏菌属）、 Vibrio（弧菌属） 和 Staphylococcus（葡萄球菌属）等。
成NH4+后再被利用于合成各种含氮有机物，这就是硝酸盐的同
化作用。
（四）氨化作用 定义：含氮有机物竟微生物的分解产生氨的作用。 含氮有机物的种类：蛋白质、尿素、尿酸、几丁质等 分解蛋白质的微生物种类：Pseudomonas fluorescens（荧 光假单胞菌），Proteus vulgaris（普通变形杆菌）， Bacillus megaterium（巨大芽孢杆菌），B. subtilis和B. mycoides（蕈状芽孢杆菌），Clostridium putrificum（腐 败梭菌）。 分解尿素的细菌如Sporosarcina ureae（脲芽孢八叠球菌） 和Bacillus pasteurii（巴氏芽孢杆菌）。 分解几丁质的细菌如Bacterium chitinophilum（嗜几丁杆 菌）和Chromobacterium chitinochroma（几丁色色杆菌） 等。 意义：含氮有机物必须经过微生物降解才能被植物利用。
一、碳素循环 二、氮素循环
三、硫素循环
四、其它元素的微生物转化
自然界能量与物质循环
植物(为主）、无机营养型微生物（海洋）
生物合成 （环境物质转化为生物体） 无机—有机
生物分解 （生物有机体转化为环境物质） 有机—无机
微生物（为主）、燃烧或动植物呼吸作用
一、碳素循环
大气中的CO2（0.032%）周转利用最快。大气中的
（五）铵盐同化作用 所有绿色植物和微生物进行的以铵盐作为营养，合成氨 基酸、蛋白质、核酸和其它含氮有机物的作用。 （六）异化性硝酸盐还原作用 定义：硝酸粒子作为呼吸链的末端电子受体被还原为亚硝酸的 反应。有时亚硝酸可进一步通过亚硝酸铵化作用而产生 氨或进一步通过反硝化作用（denitrification）产生氮 气、NO或N2O。 菌种：兼性厌氧菌，行无氧呼吸的菌种。
三、硫素循环
①同化性硫酸 盐还原 生 物 体 有机硫 ②脱硫作用
SO42-
④异化性硫酸盐还原
H2S ③硫氧化作用
③硫氧化作用
S
⑤异化性硫还原
硫元素在自然界的循环（红箭头表示植物与微生物共同进行的反应）
CO2只够绿色植物约20年使用。
微生物在碳素循环中的作用：把有机物中的碳元素尽 快矿化和释放，从而使生物体处于一种良好的碳平衡循环
中。地球上约90%的CO2是由微生物分解作用形成的。
微生物的分解作用：光合作用固定的CO2中大部分以 聚糖形式积累于木本和草本植物躯干中，木材占60%，其 中75%是纤维素、约20%是木质素和木聚糖、蛋白质仅占 1%左右。在草本植物中多糖含量更高。分解纤维素的任务 就是由土壤中的一些特殊微生物来完成的。
（七）反硝化作用 定义：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的过程（广义）。 狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还原成N2的过程。 条件：厌氧（淹水的土壤或死水塘中） 菌种：少数异养和化能自养菌。如：Bacillus lichenoformis （地衣芽孢杆菌）、Paracoccus denitrificans（脱氮副球菌）、 Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）、Ps. stutzeri （施氏假单胞菌）、Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆菌） 以及Spirillum（螺菌属）和Moraxella（莫拉氏菌属）等。 意义：土壤中氮元素流失的重要原因之一。水稻田中施用化学氮 肥，有效利用率只有25%左右。另外可以利用水生性反硝化细菌 去除污水中的硝酸盐。
(二)硝化作用
定义：土壤或水体中的氨态氮经化能自养菌的氧化而成为硝酸 态氮的过程。 过程：两阶段—— （1）由亚硝化细菌参与，铵→亚硝酸； （2）由硝化细菌参与，亚硝酸→硝酸。 意义：是自然界氮素循环中不可缺少的一环，对农业无益。
（三）硝酸盐同化作用
定义：绿色植物和微生物在利用硝酸盐的过程中，硝酸盐被重新还原
+
④氨化作用 ⑤铵盐同化作用
①生物固 氮 大气N2 N2O NO NO2NH4+
NH2O H
②硝化作用
⑥异化性硝 酸盐还原作 用
⑧ 亚 硝 酸 氨 化 作用
氮素在自然界的循环（红箭头表示微生物与植物的共同作用；黄箭头 表示生物固氮循环中的重要环节）
二、氮素循环
自然界的氮素循环是各种元素循 环的中心，而微生物是整个氮素循环 的中心。 氮元素的自然形态： （1）铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐 （2）有机含氮物 （3）氮气。 （一）生物固氮 据70年代中期的统计全球生物圈每年生物固氮达1.7108吨，其中 草原3.5 107吨，林地4.0 108吨，海洋3.6 108吨，其它土壤0.6 108吨。 根瘤菌属每年可为每公顷土地固氮达250Kg。
碳 素 循 环
光合作用藻 类、绿色植 物、蓝细菌 甲烷氧化细菌
呼吸作用 动植物及 微生物
需氧
CH4 CO2 厌氧
产甲烷细菌
甲基化合物
光合 细菌
沉积作用
厌氧呼吸、发 酵厌氧微生物， 包括光ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ细菌
有机化合物 （CH2O）n
二、氮素循环
③ 硝 酸 盐 同 化 作用 生物体 有机氮 NH4 NO3②硝化作用 ⑦ 反 硝 化 作 用
碳循环以CO2为中心，光合作用 → 植物性碳 → 动物性碳 → 微生物 分解→CO2 水环境中： CO2产甲烷菌 甲烷甲烷氧化菌 CO2
有氧环境 光合作用 无氧环境 发酵作用 CH4
CO2+H2O
O2 +“CH2O”
醇，有机酸，H2+CO2
呼吸作用
化石燃料
碳、氢、氧元素在自然界中的循环
（CH2O）n 有机化合物