第三章--土壤生物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三章 土壤生物,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、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,土壤微生物：,指生活,在土壤中借用光学显微镜才能看到的微,小生物。,1,3,2,4,图1：古细菌（产甲烷菌）图2：细菌（金黄色葡萄球菌）图3：真菌（青霉菌）图4：病毒（T4噬菌体）,第一节 土壤微生物,土壤微生物的营养类型,根据微生物对营养和能源的要求，一般可将其分为四大类型：,化能有机营养型,化能无机营养型,光能有机营养型,光能无机营养型,又称,化能异养型,又称,化能自养型,又称,光能异养型,又称,光能自养型,一、土壤微生物的营养类型和呼吸类型,细,菌,菌,落,粘质沙雷氏菌,铜绿假单孢菌,放大,弗氏志贺氏菌,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,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。,C/N,固氮细菌,自生固氮细菌,共生固氮细菌,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。,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。,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,根瘤菌,根瘤,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,。,含氮有机化合物,多肽、氨基酸等简单,含氮化合物,NH,3,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2535；,适宜pH,为中性环境。,物料C/N比对氨化细菌活动强度和氨化过程的影响,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,。,NH,3,亚硝酸,亚硝酸细菌,硝酸,硝酸细菌,生态习性：,属化能无机营养型，适宜在pH6.68.8或更高的范围内,生活；好气性细菌；最适温度为30。,参与硝化过程的土壤,微生物为,硝化细菌,反硝化细菌,微生物将硝酸盐还原为还原态含氮化合物或分子态氮的过程称,反硝化过程,。,生态习性：,最适pH值为68；最适温度为25。,由微生物推动的氮素循环,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。,三、土壤真菌,真,菌,菌,落,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。,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、革兰氏阳性的原核微生物。,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，小单孢菌属和诺卡氏菌属等。,天蓝色链霉菌,丰加链霉菌,紫色直丝链霉菌,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。,五、土壤藻类,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。,六、地衣,地衣,一、壳状地衣 二、叶状地衣 三、枝状地衣,土壤动物：,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。,作用,1、破碎土壤中的生物残体，为微生物活动和有机物质进一步分解创造条件,2、改变土壤的物理、化学以及生物学性质，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,第二节 土壤动物,系统分类,按体型大小分类,小型土壤动物，体长在0.2毫米以下,中型土壤动物，体长0.2-2毫米,大型土壤动物，体长2-20毫米,巨型土壤动物，体长大于20毫米,按食性分类,按土壤中生活时期,1.土壤动物的分类,分为植食性、菌食性、尸食性、粪食性、杂食性和寄生性土壤动物等。,分为全期土壤动物，周期土壤动物，部分土壤动物等。,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,纤毛虫类（靠纤毛移动）,3,鞭毛虫类（靠鞭毛移动）,2,1,2,3,2.重要的土壤动物介绍,土壤线虫：,线虫属线形动物门的线虫纲，是一种体形细长（1毫米左右）的白色或半透明无节动物。线虫一般喜湿，主要分布在有机质丰富的潮湿土层及植物根系周围。,线虫可分为,腐生型线虫,和,寄生型线虫,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。,因此，土壤中蚯蚓的数量是衡量土壤肥力的重要指标。,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。,弹尾和螨目：,弹尾（又名跳虫）和螨目分属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。,甲螨,螨目,的主要代表是甲螨（占土壤螨类的62%94%），主要分布在表土层中。大多数甲螨取食真菌、藻类和已分解的植物残体，在控制微生物数量及促进有机质分解过程中起着重要作用。,生态环境,土壤动物,生态环境与土壤动物的关系：,1.生态环境对土壤动物的影响,土壤动物的群落结构随环境因素和时间变化呈明显的时空变化。,2.土壤动物对环境的指示作用,土壤动物的数量和群落结构的变异能指示生态系统的变化。,二、土壤动物与生态环境的关系,植物根系通过根表细胞或组织脱落物、根系分泌物向土壤输送有机物质，这些有机物质：,一方面对土壤养分循环、土壤腐殖质的积累和土壤结构的改良起着重要作用；,另一方面作为微生物的营养物质，大大刺激了根系周围土壤微生物的生长，使根周围土壤微生物数量明显增加。,第三节 植物根系及其与微生物的联合,高等植物的根是生长在地下的营养器官，单株植物全部的根总称为根系。林木根系有不同形态，概括起来可将其分成五种类型：,垂直状根系,辐射状根系,扁平状根系,串联状根系,须状根系,一、植物根系的形态,根际,是指植物根系直接影响的土壤范围。通常把根际范围分成根际与根面二个区，受根系影响最为显著的区域是距活性根12毫米的土壤和根表面及共其粘附的土壤（也称根面）。,二、根际与根际效应,根际效应：,由于植物根系的细胞组织脱落物和根系分泌物为,根际微生物提供了丰富的营养和能量，因此，在植物根际的微生,物数量和活性常高于根外土壤，这种现象称为根际效应。,根际微生物：,根际微生物是指植物根系直接影响,范围内的土壤微生物。,数量：,总的来说，根际微生物数量多于根外,类群：,由于受到根系的选择性影响，根际微生物种 类通常要比根外少,三、根际微生物,菌根：,是指某些真菌侵染植物根系形成的共生体。已发现有菌根的植物有二千多种，其中木本植物数量最多。,菌根真菌与植物,的共生特点,外生菌根,内生菌根,内外生菌根,四、菌根,菌根对寄主植物的作用主要有：,扩大了寄主植物根的吸收范围，作用最显著的是提高了植物对磷的吸收,防御植物根部病害，菌根起到机械屏障作用，防御病菌侵袭,菌根真菌分泌维生素、酶类和抗生素物质，促进了植物根系的生长，促进植物体内水分运输，增强植物的抗旱性能,增强植物对重金属毒害的抗性，缓解农药对植物的毒害,促进共生固氮,土壤酶,是指在土壤中能催化土壤生物学反应的一类蛋白质。,土壤酶来源于土壤微生物和植物根，也来自土壤动物和进入土壤的动、植物残体。,一、土壤酶的来源与存在状态,存在状态,胞内酶,存在于土壤中微生物和动、植物的活细胞及其死亡细胞内的酶,胞外酶,以游离态存在于土壤溶液中或与土壤有机、矿质组分结合的脱离了活细胞和死亡细胞的酶,第四节 土壤酶,二、土壤酶的种类与功能,氧化还原酶类：,脱氢酶葡萄糖氧化酶过氧化氢酶过氧化物酶硝酸盐还原酶,水解酶类：,芳基酯酶磷酸酯酶纤维素酶转化酶脲酶,转移酶类：,葡聚糖蔗糖酶果聚糖蔗糖酶氨基转移酶,裂解酶类：,天冬氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶芳香族氨基酸脱羧酶,土壤酶活性,是指土壤中胞外酶催化生物化学反应的能力。常以单位时间内单位土重的底物剩余量或产物生成量表示，是衡量土壤肥力的重要指标。,影响因素,土壤性质,耕作管理措施,土壤质地,土壤水分状况,土壤结构,土壤温度,土壤有机质含量,施肥,土壤灌溉,农药,三、土壤酶活性及其影响因素,第五节 影响土壤微生物活性的环境因素,一、温度,温度是影响微生物生长和代谢最重要的环境因素。微生物生长需要一定的温度，温度超出最低和最高限度时，即停止生长或死亡。,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。水分的微生物有效性，用水的活度（a）表示。,二、水分及其有效性,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，在,pH,4.0-10.0也可以生长。,三、,pH,四、氧气和Eh值,通气状况或氧化还原电位（,Eh,值）的高低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。,1、土壤中微生物按照来源不同可分为：土居性(土生土长的)和客居性(外来的)两种类型。,五、生物因素,2、土居性微生物(,edaphon,)由于长期生活在土壤中，对土壤环境有较强的适应性，当土壤环境变恶劣时，能存活下来，环境好转时又重新繁殖。,常规耕作、覆盖减耕和免耕(,zero tillage,)等耕作措施对土壤微生物的影响程度是不同的。,六、土壤管理措施,（一）土壤耕作(,soil tillage,),大田施用的除草剂(,herbicide,)和叶面杀虫剂(,insecticide,)的剂量很少会使土壤达到足以直接伤害土壤微生物。,（二）杀生剂和其他化学制剂(,chemicals,),第六节 土壤微生物区系的发生和分布,一、不同类型土壤中微生物的数量和分布,不同土壤类型、肥力水平，土壤微生物的数量和分布有很大差异。,一般来说，我国不同土壤微生物总数，呈如下变化趋势：,黑钙土 棕壤 灰壤 水稻土 砖红壤,在土壤的不同层次中，由于水分、养分、通气、温度、,pH,等因素的差异及不同微生物的特异性，致使微生物在土壤剖面中的分布不均。,一般来说，表土层微生物数量最多，随层次加深，数量减少。,二、土壤剖面中微生物的数量和分布,各种团聚体(,cluster,)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。,三、土壤团聚体中微生物的分布,根圈微生物,菌根,共生固氮,联合固氮,四、微生物与植物根的联合,