第二章 土壤生物.ppt

海南大学 HainanUniversity土壤微生物藻类原生动物线虫土壤螨类弹尾目蚯蚓植物根系第二章 土壤生物及生态功能海南大学 HainanUniversity一、土壤微生物的主要功能分解、合成有机质改善和调节植物营养状况，参与C、N循环在生态系统中通过光合作用合成有机物生产工业原料如乙醇丙酮等生产发酵食品如醋奶酪面包等生产药物产品如抗生素胰岛素等有些为动植物病原微生物第一节 土壤微生物及主要功能海南大学 HainanUniversity二、土壤微生物的主要类群细菌(Bacteria)真菌(Fungi)酵母菌(Yeast)霉菌(Molds)原生动物(Protozoa)藻类(Algae)病毒(Viruses)海南大学 HainanUniversity土壤微生物群体的组成：v病毒病毒侵染所有种类的动植物和微生物，能引起许多植物和动物的病害。寄生于细菌细胞内的病毒通常称为噬菌体。病毒由蛋白质壳包被RNA或DNA分子的结构组成。病毒颗粒无代谢活力，不能进行呼吸作用和生物合成作用。病毒仅在寄主细胞中繁殖，它们诱导寄主细胞产生病毒必须的组分，然后进行装配。复制后的病毒从寄主细胞中释放出来，并且具有侵染新的细胞的能力。病毒可以以保持寄生能力的休眠状态存在于土壤中。目前人们最关心的是对植物和动物有致病性的病毒颗粒在土壤中生存的能力以及进入地下水的能力。海南大学 HainanUniversity病毒(Viruses)AcellularConsist of DNA or RNA core surrounded by a protein coatCoat may be enclosed in a lipid envelopeViruses are replicated only when they are in a living host cell海南大学 HainanUniversity 病病 毒毒 粒粒 子子海南大学 HainanUniversity病病 毒毒 颗颗 粒粒海南大学 HainanUniversity病毒大小比较病毒大小比较海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity腺腺病病毒毒的的结结构构（有有象象大大头头针针样样的的触触须须）海南大学 HainanUniversity 1 1 1 1、吸附、吸附、吸附、吸附2 2 2 2、穿入与脱壳、穿入与脱壳、穿入与脱壳、穿入与脱壳3 3 3 3、生物合成、生物合成、生物合成、生物合成4 4 4 4、装配成熟、装配成熟、装配成熟、装配成熟 与释放与释放与释放与释放病毒的复制图：病毒的复制图：海南大学 HainanUniversity细菌(Bacteria)原核生物Prokaryotes细胞壁组成为肽聚糖生殖方式为等分裂(Binary fission)形态有球状、杆状、螺旋状、弧状等具鞭毛(flagella)原核生物：细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物海南大学 HainanUniversity杆菌球菌海南大学 HainanUniversity螺旋菌螺旋菌海南大学 HainanUniversityAcinetobacter sp.Escherichia coliStaphylococcus aureusAnActinomyceteGram positiveGram negativeexamples紫色红色海南大学 HainanUniversityG+细菌与G-细菌细胞壁的比较成分G+细菌G-细菌肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高（3095）含量较高（50）一般无（2m）纤维素、几丁质有无有如有，则粗而复杂较小（通常直径1有有无高（约10%）无无一般为1无无生理特性 氧化磷酸化部位 光和作用部位 生物固氮能力 专性厌氧生活 化能合成作用 鞭毛运动方式繁殖方式 线粒体叶绿体无罕见无挥鞭式有性、无性等多种细胞膜细胞膜有些有常见有些有旋转马达式无性原核生物和真核生物的比较海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity土壤中常见真菌青霉、曲霉、木霉、镰刀霉、单胞枝霉胶霉、头孢霉、漆斑霉、茎点霉楯壳霉、毛壳霉、翅孢壳霉、毛霉根霉、接合霉、小克银汉霉、被孢霉等海南大学 HainanUniversity青霉和曲霉的菌体是由许多细胞连接起来的菌丝构成的，其菌丝有横隔，都是多细胞个体。青霉和曲霉的菌丝，有的在营养物质表面向上生长，叫直立菌丝，有的蔓延到营养物质的内部，叫营养菌丝。青霉直立菌丝顶端长有扫帚状结构，该结构的每二个分枝上生有成串的孢子。成熟的孢子呈青绿色，使青霉呈现青色。曲霉的直立菌丝的顶端膨大成球状，表面呈放射状地生有成串的孢子，孢子随曲霉的不同而呈黄色、橙红色或黑色。因此，青霉和曲霉所呈现的颜色不同，都是孢子颜色造成的，它们的菌丝一般不含色素，是无色的。青霉和曲霉的直立菌丝顶端能够产生孢子，依靠孢子进行孢子生殖。海南大学 HainanUniversity镰刀菌海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity藻类(Algae)Eukaryotes（真核生物）Cellulose cell wallsUse photosynthesis for energy土壤中常见藻类：绿藻纲（chlorophyceae）硅藻纲（Bacillariophyceae）黄藻纲（Xanfhophyceae）海南大学 HainanUniversity原生动物(Protozoa)EukaryotesUnicellular(单细胞)Absorb or ingest organic chemicalsMay be motile via pseudopods,cilia,or flagella（通过伪足、纤毛、鞭毛运动）E.g.,ameba（变形虫）,paramecium（草履虫）海南大学 HainanUniversity原生动物的特征形态学适应性特征：纤毛虫体形小，身体纵长或呈蠕虫状，长“尾”，这些特征有利于在土壤颗粒间隙中活动。壳肉足虫壳小、壳角减少、壳以半球形为主，具有平坦的腹面及斜开口、隐开口、小开口或内陷的壳口，有利于在土壤颗粒中活动，减少暴露于空气与干燥环境的细胞质区，从而减少体内水分的蒸发海南大学 HainanUniversity生理学适应性特征：形成包囊：生殖性包囊、生理性包囊（应对环境胁迫：如静休性包囊）海南大学 HainanUniversity分布特征及功能营养群原生动物在土壤中的分布：水平分布呈团块分布 在土壤中呈明显的垂直分布 05cm较多,510cm很多 1015cm很少 30cm基本没有 海南大学 HainanUniversity第二节 线虫一、形态学 两侧对称、不分节、无附肢、假体腔的蠕虫状动物，无色半透明的长柱形或纺锤形，前、后端较细，其横剖面为圆形，故又称圆虫。体表角质层光滑或具横线纹或其他附属物；线虫一般为雌雄同形，少数为雌雄异形。体形小，消化系统完全，为直管道；排泄系统腺型和管型；神经系统由一个环绕食道的神经环和由神经环向前、后部各发出的6条神经索组成；生殖系统发达；无循环和呼吸系统；生活史：虫卵-1-4期幼虫-成虫，生活史中蜕皮4次 海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity作物的根结线虫海南大学 HainanUniversity二、生物学幼虫从卵到成虫通常蜕皮4次，蜕皮时角质层内壁均要脱掉，而由新生的角质层所代替，蜕皮后才能生长，经4次蜕皮后发育成熟，交配、产卵完成1代生活史。通常土壤线虫1年可以繁殖数代，大型的1年仅繁殖1代海南大学 HainanUniversity三、生态学1、土壤水分、土壤物理和生物状况影响土壤线虫的数量和密度，通常有机质含量越高、疏松、多孔、容重小的土壤线虫密度大。2、不同的生态系统，土壤线虫的多度和生物量也表现出很大的差别海南大学 HainanUniversity生态系统线虫多度/103条/m2干重/(mg/m2)生态系统线虫多度/103条/m2干重/(mg/m2)冻原温带草地沙漠39002043695423180217 9925常绿林落叶林热带雨林2811 6201731 56353128 25200 115不同的生态系统类型下土壤线虫的种群特征海南大学 HainanUniversity地区土壤和土地利用线虫多度/103条/m2线虫属数英格兰瑞典新西兰威尔士未放牧的草地新生的林地刈割的草地紫花苜蓿地未施肥的大麦地施肥的大麦地放牧的草地燕麦玉米轮作地沙土上的草地常规管理有机管理331100023760008708000984400055840006777000290200011560003702000451500021193031293032173032不同土地线虫多度和线虫属多样性比较海南大学 HainanUniversity通常、土壤中线虫根据线虫的取食途径分成以下几类植食性线虫食真菌线虫食细菌线虫腐食性线虫食藻类线虫捕食性线虫（食原生动物、或其他动物如线蚓和其它线虫）杂食性线虫海南大学 HainanUniversity四、线虫在土壤生态系统中的功能1、影响土壤中碳、氮的周转2、影响土壤理化性状以及与之紧密相关的地上植被海南大学 HainanUniversity第三节 土壤螨类及弹尾目一、土壤螨类（Acari）形态学：卵圆或卵形，少数蠕虫状，体长 0.1cm1cm，颜色鲜艳生物学：生活史包括卵、幼螨、若螨（23个时 期）和成螨，雌雄异体生态学：分布广、在土壤中生活的多生活于地表、土壤和腐败的动植物遗体上，甲螨最多海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity二、弹尾目（Collembola）形态学：又称跳虫，个体小，成虫体长一般在 0.5mm8.0mm之间，颜色鲜艳生物学：胚后发育为表变态，终生蜕皮，每次蜕皮均改 变其外部结构，虫龄250居多，无色（有色仅 限于眼区），雌雄异体。海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity三、土壤螨类及弹尾目对在土壤生态系统中的功能1、参与土壤有机物质的分解与转化2、参与土壤中碳氮的循环3、恢复和治理土壤退化，降低污染物的毒性，保持土壤肥力4、有些种类的跳虫对植物病害有一定的控制作用海南大学 HainanUniversity第四节 蚯蚓一、形态学 有体节和体腔，具刚毛，水栖、陆栖或 水陆两栖，同律分节，体长1mm700mm,头部未完全分化，节与节之间有背孔，从口到肝门是一条直的管子；雌雄同体、异体受精，极少数有自体交配现象，具再生功能海南大学 HainanUniversity海南大学 HainanUniversity（一）依据蚯蚓的习性及其在生态系统中的功能，蚯蚓一般被分为3种生态类群：表居型：土居型 上食下居型二、蚯蚓生态海南大学 HainanUniversity参与土壤过程中的物质循环好能量传递 方式：取食、消化、排泄、分泌和挖掘 等活动 与螨、蚂蚁一起统称为“生态系统工程师”表现：影响土壤有机质的分解和养分循环 影响土壤理化性质 与植物、微生物和动物相互作用（二）蚯蚓在土壤生态系统中的功能