1、第1页，共75页。主要内容(重点)：教学目标与要求：教学方式与手段：课时安排与进度：1.1.壤生物多样性壤生物多样性 2.2.影响土壤微生物活性的环境因素（重点）影响土壤微生物活性的环境因素（重点）3.3.土壤微生物区系的发生和分布土壤微生物区系的发生和分布 4.4.土壤生物活性及表征土壤生物活性及表征 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。幻灯，动画演示；案例分析；课时数：2个课时第2页，共75页。第三章第三章 土壤生物土壤生物 提纲提纲第一节第一节 土壤生物的种类及其多样性
2、土壤生物的种类及其多样性第二节第二节 影响土壤微生活性的环境因素影响土壤微生活性的环境因素第三节第三节 土壤微生物区系的发生和分布土壤微生物区系的发生和分布第四节第四节 土壤生物活性及表征土壤生物活性及表征土壤生物土壤是生命的摇篮，生命是土壤的发动机！土壤是生命的摇篮，生命是土壤的发动机！土壤是微生物的大本营土壤是微生物的大本营(被忽视的生物王国被忽视的生物王国)！第3页，共75页。第4页，共75页。土壤生物 在生态系统中，生物按其功能可分为在生态系统中，生物按其功能可分为 生产者和生产者和分解者。分解者。土壤生态系统的特点是土壤生态系统的特点是 1、生产者占的比例很小。生产者占的比例很小。藻
3、类是土壤中唯一能进行光合作用的生物，土壤藻类是土壤中唯一能进行光合作用的生物，土壤生态系统中的有机物主要来自于地上部分的植物残生态系统中的有机物主要来自于地上部分的植物残体。体。2、分解者无论在数量和功能上都是十分重要的。分解者无论在数量和功能上都是十分重要的。第一节第一节 土壤生物种类及其多样性土壤生物种类及其多样性一、土壤生态系统及其特征一、土壤生态系统及其特征第5页，共75页。第6页，共75页。土壤生物分解者可分为分解者可分为 第一消费者第一消费者 以植物残体为食，最先对植物残体分解的以植物残体为食，最先对植物残体分解的动物和微生物；动物和微生物；第二消费者第二消费者 包括食肉动物和消耗
4、低等植物的食微植物包括食肉动物和消耗低等植物的食微植物者；者；第三消费者第三消费者 以第二消费者为食物的食肉动物。以第二消费者为食物的食肉动物。土壤生物广义上应包括土壤微生物、土壤动物和高等土壤生物广义上应包括土壤微生物、土壤动物和高等植物的根系。植物的根系。第7页，共75页。土壤生物土壤生态系统和生物学过程的特征土壤生态系统和生物学过程的特征 1、在时空上的变异。新鲜底物上的生物、在时空上的变异。新鲜底物上的生物 活性的变化则是随时间的变化而不同的。活性的变化则是随时间的变化而不同的。2、生态系统具有在时空上的等级结构。、生态系统具有在时空上的等级结构。3、瞬间事件、瞬间事件 由于微生物活动
5、的动态变化有由于微生物活动的动态变化有 时很大，瞬间事件可在机短的时间内影时很大，瞬间事件可在机短的时间内影 响其活性。如干湿和冻融交替。响其活性。如干湿和冻融交替。第8页，共75页。动物动物(Fauna)全部异养全部异养 大型动物：主要食草和食腐性主要食草和食腐性 脊椎动物田鼠节肢动物白蚁、甲虫及其幼虫、千足虫环节动物蚯蚓软体动物蜗牛、蛞蝓 主要捕食性主要捕食性 脊椎动物鼹鼠、蛇节肢动物蜘蛛、中型动物：主要食腐性主要食腐性 节肢动物螨、弹尾虫(跳虫)环节动物线蚓 主要捕食性主要捕食性螨微型动物：食腐性、捕食性、食真菌、食腐性、捕食性、食真菌、细菌细菌 线虫线虫原生动物变形虫、纤毛虫高等植物高
6、等植物：自养自养植物根、根毛、微生物微生物：褐藻、二元体 异养异养 真菌酵母、霉菌、蘑菇放线菌链霉菌等 异养和自养异养和自养 细菌好气细菌、厌气细菌蓝细菌蓝细菌主要自养主要自养第9页，共75页。土壤食物网的简化示意图第10页，共75页。土壤生物的主要类群示 意图 第11页，共75页。二二 、土壤生物类型的多样性、土壤生物类型的多样性土壤生物有土壤生物有:多细胞多细胞的后生动物的后生动物 单细胞单细胞的原生动物的原生动物 真核细胞真核细胞的真菌（酵母、霉菌）和藻类的真菌（酵母、霉菌）和藻类 原核细胞原核细胞的细菌、放线菌和蓝细菌的细菌、放线菌和蓝细菌 没有细胞结构没有细胞结构的分子生物（如病毒）
7、的分子生物（如病毒）土壤生物第12页，共75页。土壤生物土壤生物的种类：土壤生物的种类：土壤生物土壤生物微生物动 物植 物第13页，共75页。土壤生物（一）后生动物（一）后生动物土居性的多细胞动物：土居性的多细胞动物：线虫、蠕虫、蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、线虫、蠕虫、蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫第14页，共75页。蚯蚓对土壤肥力的影响蚯蚓对土壤肥力的影响：增加土壤的通透性。增加土壤的通透性。改善土壤结构改善土壤结构 活化土壤养分活化土壤养分 形成大量有机质形成大量有机质土壤生物（一）后生动物（一）后生动物蚯蚓喜欢
8、潮湿、肥沃、钙蚯蚓喜欢潮湿、肥沃、钙质丰富的土壤质丰富的土壤1、蚯蚓、蚯蚓数量数量大约有大约有200余种。在肥沃的草地土壤中每平方米可余种。在肥沃的草地土壤中每平方米可达达500条。在以般耕地中，每平方米有条。在以般耕地中，每平方米有30-300条。条。第15页，共75页。土壤蚯蚓等动物土壤生物第16页，共75页。屎克郎推粪球屎克郎推粪球第17页，共75页。土壤生物土壤是许多昆虫发育的摇篮土壤是许多昆虫发育的摇篮请看精彩的昆虫世界请看精彩的昆虫世界第18页，共75页。第19页，共75页。体形呈纺锤形，后部较尖，微型、透明的丝状动物。体形呈纺锤形，后部较尖，微型、透明的丝状动物。一万多种线虫，寄
9、生或自生。一万多种线虫，寄生或自生。1000种生活在土壤中，种生活在土壤中，数目可达数目可达106m-2,一般只有棉线的一般只有棉线的1/5粗，主要生活在土粗，主要生活在土粒周围的水膜中和植物的根里。粒周围的水膜中和植物的根里。土壤生物 习性习性 表皮失水很快，干燥时变为胞囊，湿润时又重表皮失水很快，干燥时变为胞囊，湿润时又重 新活动。新活动。食性可分为三类食性可分为三类 1、以腐败的有机质为食的以腐败的有机质为食的2、以其他线虫、细菌、原生动物为食的以其他线虫、细菌、原生动物为食的3、寄生在高等植物根系的寄生在高等植物根系的2、线虫、线虫第20页，共75页。所有的线虫都需要取食活的有机物质。
10、所有的线虫都需要取食活的有机物质。取食方式有两种取食方式有两种 1、刺吸式、刺吸式 吸食真菌、细菌，吸食的原生质吸食真菌、细菌，吸食的原生质 2、把细菌整个吞下。食细菌线虫每年取食细菌、把细菌整个吞下。食细菌线虫每年取食细菌的数量可达的数量可达800kgha-1，吞食进的细菌仅有，吞食进的细菌仅有40-60%被破坏吸收，剩余的大部分又通过粪便排泄被破坏吸收，剩余的大部分又通过粪便排泄到土壤中，并且变得更加活跃到土壤中，并且变得更加活跃 土壤生物2、线虫、线虫 线虫对植物的侵害非常广泛。包括番茄、豌线虫对植物的侵害非常广泛。包括番茄、豌豆、胡萝卜、苜蓿、草皮。如发育为虫瘿、结豆、胡萝卜、苜蓿、草
11、皮。如发育为虫瘿、结节、畸形根等节、畸形根等第21页，共75页。土壤生物线虫螨（mite)第22页，共75页。原生动物是动物中最低级的。原生动物是动物中最低级的。典型种类有典型种类有 变形虫变形虫纤毛虫纤毛虫鞭毛虫鞭毛虫孢子虫孢子虫土壤中以鞭毛虫数量最多。土壤中以鞭毛虫数量最多。土壤生物（二）原生动物（二）原生动物 数量有数量有68000多种。一般在每平米多种。一般在每平米15厘米深厘米深的土壤里有的土壤里有10-100亿个亿个(1-10万个万个/克土克土)原生动物，原生动物，它们的活重在耕层达它们的活重在耕层达150-200磅磅/每英亩。每英亩。第23页，共75页。原生动物的特点是原生动物的
12、特点是 A、单细胞，结构简单，数量大，分布广单细胞，结构简单，数量大，分布广B、既可有性生殖，也可无性生殖在一定条既可有性生殖，也可无性生殖在一定条 件下可形成孢囊件下可形成孢囊C、与生者相比，个体较小，不同土壤中种与生者相比，个体较小，不同土壤中种 类不同，但一般均为表层较多。类不同，但一般均为表层较多。土壤生物（二）原生动物（二）原生动物第24页，共75页。原生动物在土壤中的作用原生动物在土壤中的作用 1、通过选择性的取食某些微生物、通过选择性的取食某些微生物(如细菌如细菌)，改变微生物的群落结构，主要是改变微生物的群落结构，主要是调节细菌的数量调节细菌的数量。2、增进某些微生物的活性增进
13、某些微生物的活性(如固如固N菌、排泄出菌、排泄出的细菌等的细菌等)3、参与土壤植物残体的分解参与土壤植物残体的分解，如鞭毛虫与，如鞭毛虫与白蚁共生，加速对木质素的分解白蚁共生，加速对木质素的分解4、某些原生动物也、某些原生动物也侵害植物侵害植物，造成植物病，造成植物病害，有的可引起严重的人畜传染病。害，有的可引起严重的人畜传染病。土壤生物（二）原生动物（二）原生动物第25页，共75页。土壤生物（二）原生动物（二）原生动物第26页，共75页。（三）微生物（三）微生物土壤生物土壤中微生物土壤中微生物 分布广分布广 数量大数量大 种类多种类多 最活跃最活跃 它们参与土壤它们参与土壤有机质分解有机质分
14、解，腐殖质合成腐殖质合成，养养分转化分转化和推动和推动土壤的发育和形成土壤的发育和形成。第27页，共75页。1公斤土壤可含：5亿个微小动物。5亿个细菌，近10亿个真菌 100亿个放线菌 土壤微生物：土壤微生物：土壤生物土壤是微生物生活的大本营土壤是微生物生活的大本营单体数量最多生物多样性最复杂生物量最大第28页，共75页。主要作用主要作用：调节植物生长的养分循环；调节植物生长的养分循环；产生并消耗各种气体，影响全球气候产生并消耗各种气体，影响全球气候 的变化；的变化；分解有机废弃物，分解有机废弃物，是新物种和基因材料的源和库。是新物种和基因材料的源和库。病原微生物。病原微生物。土壤生物土壤微生
15、物：土壤微生物：第29页，共75页。病原微生物对植物的危害：病原微生物对植物的危害：草原局部溃疡 根部瘿瘤第30页，共75页。土壤生物二、土壤微生物种群的多样性二、土壤微生物种群的多样性（一）原核微生物（一）原核微生物 1 1、古细菌、古细菌 古细菌包括古细菌包括甲烷产生菌、极端嗜酸热菌和甲烷产生菌、极端嗜酸热菌和 极端嗜盐菌极端嗜盐菌 现已探明生物适应特殊环境因子的遗传基因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，用以构建有极端环境的古细菌作为特殊基因库，用以构建有益的新种。益的
16、新种。第31页，共75页。土壤细菌占土壤微生物总数的土壤细菌占土壤微生物总数的70%70%90%90%特性特性 A、单细胞、单细胞 B、分裂生殖快、分裂生殖快 C、个体小、个体小(4-5u um)，接近于土壤粘粒的大小。，接近于土壤粘粒的大小。D、以杆菌占优势、以杆菌占优势 E、数量大，每克有几亿到、数量大，每克有几亿到30亿个亿个 10g10g肥沃土壤的细菌总数相当于全球人口的总数肥沃土壤的细菌总数相当于全球人口的总数2、细菌、细菌土壤生物第32页，共75页。（1 1）节杆菌属（）节杆菌属（ArthrobacterArthrobacter）很强的抗旱性很强的抗旱性，土壤经过，土壤经过1515
17、天干燥，芽孢细天干燥，芽孢细 菌仅剩菌仅剩1/31/3左右，其他细菌几乎全部消失，左右，其他细菌几乎全部消失，而节杆菌仍保持而节杆菌仍保持90%90%的存活率。的存活率。很强的耐饿性和广食性，很强的耐饿性和广食性，可降解土壤中难分解的物质和多种化学农可降解土壤中难分解的物质和多种化学农 药。药。第33页，共75页。（2 2）芽孢杆菌属（芽孢杆菌属（BacillusBacillus）土壤中最普遍的是蜡质芽孢杆菌（土壤中最普遍的是蜡质芽孢杆菌（B.cereusB.cereus）。）。热带和亚热带土壤中的绝对嗜热菌能在热带和亚热带土壤中的绝对嗜热菌能在65657575生长，生长，4 0 4 0 以
18、下 停 止 生 长，如 酸 热 芽 孢 杆 菌以 下 停 止 生 长，如 酸 热 芽 孢 杆 菌（B.acidocaldariusB.acidocaldarius）和嗜热脂肪芽孢杆菌）和嗜热脂肪芽孢杆菌(B.stearothermophilusB.stearothermophilus),),对高温环境中的物质转化起对高温环境中的物质转化起重要作用。重要作用。第34页，共75页。（3 3）假单胞菌属（）假单胞菌属（PseudomonasPseudomonas）一部分为腐生菌，一部分兼性寄生菌，是土传性植一部分为腐生菌，一部分兼性寄生菌，是土传性植 物病害的病原菌。物病害的病原菌。青枯假单胞菌（青
19、枯假单胞菌（Ps.solanacearumPs.solanacearum）是茄科植物病原菌）是茄科植物病原菌 托拉氏假单胞菌托拉氏假单胞菌(Ps.tolasiiPs.tolasii)是蘑菇褐斑病的病原菌是蘑菇褐斑病的病原菌 嗜冷性假单胞菌是冷藏食品、制品的有害菌。嗜冷性假单胞菌是冷藏食品、制品的有害菌。在降解土壤、水体中的农药和除草剂处理石油废水中在降解土壤、水体中的农药和除草剂处理石油废水中 能发挥重要作用。能发挥重要作用。第35页，共75页。（4 4）土壤杆菌属（）土壤杆菌属（AgrobacteriumAgrobacterium）（5 5）产碱杆菌属（）产碱杆菌属（AlcaligenesA
20、lcaligenes）反硝化产碱杆菌反硝化产碱杆菌(Al.denitrificansAl.denitrificans)，在硝酸盐存，在硝酸盐存在的厌氧条件下，靠氧化有机质取得能源，并以硝酸盐中在的厌氧条件下，靠氧化有机质取得能源，并以硝酸盐中的氧作为电子受体而产生氮气。的氧作为电子受体而产生氮气。（6 6）黄杆菌属（）黄杆菌属（FlavobacteriumFlavobacterium）化能异养菌，培养时需要某些氮素物质和复合维生化能异养菌，培养时需要某些氮素物质和复合维生素，因而分离后的培养物难以保存和培养。能用于净化污素，因而分离后的培养物难以保存和培养。能用于净化污水。水。第36页，共75
21、页。土壤中重要的各种细菌生理群：土壤中重要的各种细菌生理群：纤维分解细菌纤维分解细菌 固氮细菌固氮细菌 硝化细菌硝化细菌 亚硝化细菌亚硝化细菌 硫化细菌硫化细菌 氨化细菌氨化细菌 在土壤碳、氮、磷、硫循环中担当重要在土壤碳、氮、磷、硫循环中担当重要 的角色的角色。第37页，共75页。细菌菌落第38页，共75页。根瘤第39页，共75页。放线菌也是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢子放线菌也是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢子 每克土壤中的细胞数在每克土壤中的细胞数在10104 410106 6变动。变动。链霉菌属，占链霉菌属，占70%70%90%90%；其次为诺卡氏菌属占；其次为诺卡氏
22、菌属占10%10%30%30%；小单胞菌属占第三位，只有小单胞菌属占第三位，只有1%1%15%15%。它们的大部分均属。它们的大部分均属好氧腐生菌。好氧腐生菌。产生抗生素，对其他有害菌能起拮抗作用。产生抗生素，对其他有害菌能起拮抗作用。高温型的放线菌在堆肥中对其养分转化起着重要作用。高温型的放线菌在堆肥中对其养分转化起着重要作用。3、放线菌、放线菌第40页，共75页。4 4、蓝细菌（、蓝细菌（CyanobacteriumCyanobacterium）光合微生物，行光能无机营养，过去称为蓝（绿）光合微生物，行光能无机营养，过去称为蓝（绿）藻。藻。由于原核特征现改称为蓝细菌，与真核藻类区分开由于原
23、核特征现改称为蓝细菌，与真核藻类区分开 来。来。5 5、粘细菌、粘细菌 在施有机肥料的土壤中常见。在施有机肥料的土壤中常见。粘细菌是已知的的最高级的原核生物，具备形成子实粘细菌是已知的的最高级的原核生物，具备形成子实 体和粘孢子的形态发生过程。体和粘孢子的形态发生过程。具有很强的抗逆性。具有很强的抗逆性。第41页，共75页。（二）真核微生物（二）真核微生物1、土壤真菌、土壤真菌有有170个属，个属，690多个种，多个种，分三个类群分三个类群 A、酵母菌、酵母菌 土壤中很少土壤中很少B、霉菌、霉菌 土壤中最多土壤中最多C、伞菌、伞菌土壤生物二、土壤微生物种群的多样性二、土壤微生物种群的多样性第4
24、2页，共75页。青青 霉霉 属（属（PenicilliumPenicillium）曲曲 霉霉 属（属（AspergillusAspergillus）镰刀菌属（镰刀菌属（Fusarium Fusarium ）木木 霉霉 属（属（TrichodermaTrichoderma）毛毛 霉霉 属（属（Mucor Mucor ）根根 霉霉 属属 (Rhizopu Rhizopu )土壤真菌土壤真菌第43页，共75页。对土壤通气性非常敏感，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霉菌在酸性土壤中能生活，在酸性土壤中具有明显的 优势。优势。霉菌多数分布在有机质丰富，通气好的表层土壤
25、中，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。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，每克土壤中有霉菌的数量在正常情况下，每克土壤中有0.1-1百万百万 个，相当于每平方米个，相当于每平方米100-1000亿个，其生物量可达每英亿个，其生物量可达每英 亩亩500-5000磅。磅。霉菌是土壤中异养型微生物的重要部分。霉菌是土壤中异养型微生物的重要部分。土壤生物霉菌霉菌 第44页，共75页。土壤生物真菌在土壤中的作用真菌在土壤中的作用 是土壤有机质的主要降解者是土壤有机质的主要降解者 某些真菌和植物的根系产生菌根某
26、些真菌和植物的根系产生菌根 促进土壤结构的形成，菌丝的穿插促进土壤结构的形成，菌丝的穿插对于促进土壤的凝聚有重要的作用对于促进土壤的凝聚有重要的作用第45页，共75页。真真菌菌菌菌落落第46页，共75页。真菌孢子真菌孢子第47页，共75页。2、藻类 藻类为单细胞或多细胞的真核原生生物。藻类为单细胞或多细胞的真核原生生物。土壤藻类主要由土壤藻类主要由硅藻硅藻、绿藻绿藻和和黄藻黄藻组成。组成。肥沃土壤，藻类生长旺盛，土表常出现黄褐色或肥沃土壤，藻类生长旺盛，土表常出现黄褐色或黄绿色的薄藻层，硅藻多则是土壤营养丰富的证明。黄绿色的薄藻层，硅藻多则是土壤营养丰富的证明。土壤生物第48页，共75页。地衣
27、是真菌和藻类形成的地衣是真菌和藻类形成的 不可分离的共生体。不可分离的共生体。地衣在土壤发生的早期起地衣在土壤发生的早期起 重要作用重要作用 3 3、地衣（、地衣（LichensLichens）土壤生物第49页，共75页。（三）非细胞型生物即分子生物三）非细胞型生物即分子生物病毒病毒 病毒是一类超显微的非细胞生物，每一种病毒病毒是一类超显微的非细胞生物，每一种病毒只有一种核酸只有一种核酸 病毒是一种活细胞内的寄生物，凡有生物生病毒是一种活细胞内的寄生物，凡有生物生存之处，都有其相应的病毒存在。存之处，都有其相应的病毒存在。病毒在控制杂草及有害昆虫的生物防治方面已病毒在控制杂草及有害昆虫的生物防
28、治方面已显示出良好的应用前景。显示出良好的应用前景。土壤生物第50页，共75页。第二节第二节 影响土壤微生物活性的环境因素影响土壤微生物活性的环境因素一、一、温度温度表32 按生长温度划分的微生物类型类 型温度（）界限生 境最 低最 适最 高低温型专性嗜冷兼性嗜冷0以下0上下15以下203020以下35极地或大洋深处海水和冷藏箱，寒冷地带冻土中温型0上下254050哺乳动物生活的地方，土壤表层以下的耕作层高温型嗜 热极端嗜热30304560809070100以上温泉、堆肥和土壤表层热泉、地热喷口、海底火山口、热带土壤表层土壤生物第51页，共75页。二、二、水分水分及其有效性及其有效性 只有少数
29、微生物能在较高渗透压溶液中只有少数微生物能在较高渗透压溶液中生 长 发 育，这 些 微 生 物 称 为 嗜 渗 菌生 长 发 育，这 些 微 生 物 称 为 嗜 渗 菌（OsmophilesOsmophiles）或嗜盐菌）或嗜盐菌(halophiles)(halophiles)，极，极端嗜盐菌端嗜盐菌(extreme halophiles)(extreme halophiles)甚至能在甚至能在15%15%30%30%盐浓度时生活。盐浓度时生活。一般在土壤含水量为田间持水量的一般在土壤含水量为田间持水量的50-80%50-80%之之间较好。间较好。土壤生物第52页，共75页。三、三、pHpH
30、大多数细菌、藻类和原生动物的大多数细菌、藻类和原生动物的最适宜最适宜的的pHpH值为值为6.56.57.57.5，在，在pH4.0pH4.010.010.0也可以也可以生长。生长。放线菌放线菌一般在微碱性即一般在微碱性即pH7.5pH7.58.08.0最适宜最适宜，酵母菌和霉菌酵母菌和霉菌则适宜于则适宜于pH5.0pH5.06.06.0的的酸性环酸性环境境,而生存范围可在而生存范围可在pH5.0pH5.09.09.0之间。之间。土壤生物第53页，共75页。四、四、氧气氧气和和EhEh值值 好氧性微生物需要在有氧气或氧化好氧性微生物需要在有氧气或氧化还原电位高，还原电位高，EhEh值为值为100
31、mv100mv以上的条件以上的条件下生长下生长,最适最适EhEh值为值为300300400mv400mv。厌氧性微生物必须在缺氧或氧化还厌氧性微生物必须在缺氧或氧化还原电位原电位EhEh值值100mv100mv以下的条件下生长。以下的条件下生长。土壤生物第54页，共75页。五、五、生物因素生物因素 土壤中微生物按照来源不同，可分为两种类型土壤中微生物按照来源不同，可分为两种类型 土居性土居性(土生土长的土生土长的)客居性客居性(外来的外来的)土居性土居性微生物本身也存在互生、共生、拮抗现象微生物本身也存在互生、共生、拮抗现象，它，它们间的互为生存、互相制约使土壤微生物多样性，如后生们间的互为生
32、存、互相制约使土壤微生物多样性，如后生动物破碎枯枝落叶，为原生动物提供食料，为微生物进行动物破碎枯枝落叶，为原生动物提供食料，为微生物进行分解创造了条件分解创造了条件土壤生物第55页，共75页。土壤生物（一）（一）土壤耕作土壤耕作 个案：个案：Doran(1980)Doran(1980)在美国内布拉斯加州研究了免在美国内布拉斯加州研究了免耕土壤和常规耕土壤中两种土壤层中的微生物数量的比耕土壤和常规耕土壤中两种土壤层中的微生物数量的比值发现免耕土壤的好氧菌和硝化细菌数量明显减少。值发现免耕土壤的好氧菌和硝化细菌数量明显减少。六、土壤六、土壤管理管理措施措施（二）（二）杀生剂和其他化学制剂杀生剂和
33、其他化学制剂杀菌剂、熏蒸剂及其杀伤力强的化学剂可造成土壤微生杀菌剂、熏蒸剂及其杀伤力强的化学剂可造成土壤微生物区系的破坏，应禁用或慎用。物区系的破坏，应禁用或慎用。第56页，共75页。黑钙土黑钙土 棕壤棕壤 灰壤灰壤 水稻土水稻土 砖红壤砖红壤表 36 用直接测数法测定前苏联土壤中的微生物数量土壤类型土壤状况1g 土壤中的微生物总数灰 壤生荒土3.01086.0108森林灰化土生荒土熟化土6.01081.01091.01092.0109黑钙土生荒土熟化土2.01092.51092.51093.0109灰钙土生荒土熟化土1.21091.61091.81093.0109第三节第三节 土壤微生物区系
34、土壤微生物区系的发生和分类的发生和分类一、一、不同类型土壤中微生物的数量和分布不同类型土壤中微生物的数量和分布第57页，共75页。图图3 32 2 土壤团聚体中的细菌微菌落土壤团聚体中的细菌微菌落（a a）示微菌落和矿物质颗粒等）示微菌落和矿物质颗粒等 （b b）示团聚体的微孔与结构）示团聚体的微孔与结构(引自引自Atlas,1987)Atlas,1987)第58页，共75页。土壤生物 各种团聚体是微生物在土壤中生活的微环境。团聚体内外的条件不同，微生物的分布也不一样。第59页，共75页。二、微生物与植物的关系二、微生物与植物的关系（一）根圈（际）微生物（一）根圈（际）微生物 根圈根圈（rhi
35、zosphererhizosphere）或根际，泛指植物根系及其）或根际，泛指植物根系及其影响所及的范围。影响所及的范围。根圈微生物与植物的关系更加密切。根圈微生物与植物的关系更加密切。根根/土比值（土比值（R/SR/S）：）：即根圈土壤微生物与邻近的即根圈土壤微生物与邻近的 非根圈土壤微生物数量之比。非根圈土壤微生物数量之比。根土比一般在根土比一般在50502020之之 间。间。实行作物轮作，改变根圈微生物种群，有减轻或实行作物轮作，改变根圈微生物种群，有减轻或 消除病害的作用消除病害的作用,消除土壤疾病。消除土壤疾病。第60页，共75页。土壤生物（二）菌根（二）菌根 真菌的菌丝侵入植物真菌
36、的菌丝侵入植物根部后，和植物根组根部后，和植物根组织生活在一起，称为织生活在一起，称为菌根。菌根。其真菌称为其真菌称为菌根真菌菌根真菌菌根又分为两类菌根又分为两类 外生菌根外生菌根-菌丝侵入根部后，只在表皮细胞间隙扩菌丝侵入根部后，只在表皮细胞间隙扩展，并不侵入根细胞内部，这种菌根称为展，并不侵入根细胞内部，这种菌根称为外生菌根外生菌根。第61页，共75页。外生菌根对寄主植物的作用有：外生菌根对寄主植物的作用有：扩大寄主植物根的吸收面扩大寄主植物根的吸收面。菌根。菌根真菌能产生生长刺激素，促进植物生真菌能产生生长刺激素，促进植物生长。长。防御林木根部病害防御林木根部病害，起机械屏障，起机械屏障
37、，防御病菌侵袭。产生抑制病菌的抑菌物防御病菌侵袭。产生抑制病菌的抑菌物质和抗生素类物质。质和抗生素类物质。第62页，共75页。土壤生物 菌丝侵入根细胞内部，主要发生在许多未受外菌丝侵入根细胞内部，主要发生在许多未受外生菌根感染的种子植物以及热带林树种的根上，生菌根感染的种子植物以及热带林树种的根上，如玉米、洋葱、红三叶草、草莓及一些灌木和乔如玉米、洋葱、红三叶草、草莓及一些灌木和乔木包括枫树、黄白杨苏百合、红木和苹果树。木包括枫树、黄白杨苏百合、红木和苹果树。内生菌根内生菌根-VA菌根是内生菌根的主要类型，主菌根是内生菌根的主要类型，主要由真菌中的内囊霉科侵染，形成泡囊要由真菌中的内囊霉科侵染
38、，形成泡囊从枝菌从枝菌根根(Vesicular-Arbuscular Mycorrihiza,VAM)。第63页，共75页。内生菌根土壤生物第64页，共75页。VAM菌根根内丛枝丛枝菌根丛枝菌根第65页，共75页。菌丝桥菌丝桥物质交换物质交换第66页，共75页。（三）（三）共生固氮共生固氮（四）（四）联合固氮联合固氮土壤生物第67页，共75页。第四节 土壤生物活性及微生态平衡 一、土壤酶一、土壤酶（一）（一）在土壤中已发现在土壤中已发现50506060种酶，比较重要的酶：种酶，比较重要的酶：氧化还原酶、转化酶和水解酶氧化还原酶、转化酶和水解酶。（二）（二）酶在土壤中存在状态及特性酶在土壤中存在
39、状态及特性 土壤酶较少游离在土壤溶液中，土壤酶较少游离在土壤溶液中，主要是吸附在土壤主要是吸附在土壤 有机和矿质胶体上，并以复合物状态存在有机和矿质胶体上，并以复合物状态存在。（三）（三）环境条件对土壤酶活性的影响环境条件对土壤酶活性的影响土壤生物第68页，共75页。（一）（一）植物激素植物激素（二）（二）植物毒素植物毒素（三）（三）维生素和氨基酸维生素和氨基酸（四）（四）多糖多糖二、生物活性物质二、生物活性物质土壤生物第69页，共75页。三、土壤的微生态平衡三、土壤的微生态平衡土壤生物1、土壤微生物之间的竞争、土壤微生物之间的竞争A、对养分的竞争、对养分的竞争 B、抗生素的产生、抗生素的产生
40、 C.对氧气的竞争对氧气的竞争 2、土壤条件对土壤微生物群落的制约、土壤条件对土壤微生物群落的制约 3、转基因产品对土壤微生态平衡的影响、转基因产品对土壤微生态平衡的影响第70页，共75页。土壤生物对土壤肥力的影响：土壤生物对土壤肥力的影响：有机物质的分解和合成有机物质的分解和合成 有效养分含量有效养分含量 土壤物理结构土壤物理结构 作物生长发育作物生长发育土壤生物第71页，共75页。参考文献参考文献.李阜棣，李阜棣，19961996，土壤微生物学，土壤微生物学,北京北京:中国农业出版社中国农业出版社陈文新，陈文新，19901990，土壤和环境微生物学，土壤和环境微生物学,北京北京:北京农业北
41、京农业 大学出版社大学出版社.E.A.PAUL and F.E.CLARK;1996E.A.PAUL and F.E.CLARK;1996，Soil Microbiology and Biochemistry(second Soil Microbiology and Biochemistry(second edition).Academic Pressedition).Academic Press.E.A.PAUL and F.E.CLARK:1989E.A.PAUL and F.E.CLARK:1989，Soil Microbiology and Biochemistry.Academic
42、Soil Microbiology and Biochemistry.Academic PressPress土壤生物第72页，共75页。本章小结本章小结 了解土壤生态系统的基本特征和地位了解土壤生态系统的基本特征和地位 重点了解土壤中的常见的生物的基本特性；联系重点了解土壤中的常见的生物的基本特性；联系 实际经验，认识土壤生物对农业生产的重要性。实际经验，认识土壤生物对农业生产的重要性。了解土壤生物在土壤中的分布及其生物活性。重了解土壤生物在土壤中的分布及其生物活性。重 点掌握一些核心概念。点掌握一些核心概念。正确认识土壤微生态平衡的含义、内容和意义。正确认识土壤微生态平衡的含义、内容和意义。
43、土壤生物第73页，共75页。复习题复习题一、名词一、名词土壤生态系统土壤生态系统 土壤微生物土壤微生物 菌根菌根 根圈根圈R/S比比 共生固氮共生固氮 联合固氮联合固氮 土壤酶土壤酶 二、思考题二、思考题 1、土壤生态系统的特点是什么？土壤生态系统的特点是什么？2、土壤中主要有哪些生物？请举例说明。土壤中主要有哪些生物？请举例说明。3、蚯蚓对土壤肥力有何影响？蚯蚓对土壤肥力有何影响？4、微生物在土壤肥力上的重要性是什么？微生物在土壤肥力上的重要性是什么？第74页，共75页。课堂测验（CHP03)1.土壤生态系统中，生产者很少而分解者很多（）2.大水漫灌会造成土壤生物种群结构的变化（）3.霉菌属于真核生物而放线菌属于原核生物（）4.真菌适宜在碱性条件下生长而放线菌适宜在酸性环境（）5.根际的微生物数量比非根际多（）6.根瘤是一特殊的菌根（）7.酸性土壤中的蚯蚓数量较中性钙质土壤中少（）8.真菌和放线菌都产生抗生素（）9.泡菜发霉则不易变酸，反之亦然（）10.外生菌根长在根表以外，他们是寄生生物（）第75页，共75页。
