第一章-土壤的基本组成-土壤生物.ppt

土壤生物土壤生物土壤生物多样性土壤生物多样性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土壤微生物的数量及分布土壤微生物的数量及分布土壤酶土壤酶第一章：土壤组成、形成和分类第一章：土壤组成、形成和分类第一章：土壤组成、形成和分类第一章：土壤组成、形成和分类1 土壤生物多样性土壤生物多样性土壤生物类型的多样性土壤生物类型的多样性土壤微生物种群的多样性土壤微生物种群的多样性土壤微生物营养类型的多样性土壤微生物营养类型的多样性土壤微生物呼吸类型的多样性土壤微生物呼吸类型的多样性土壤生物类型的多样性土壤生物类型的多样性1kg土壤可含有土壤可含有5亿个细菌，亿个细菌，100亿个放线菌和近亿个放线菌和近10亿个真菌，亿个真菌，5亿个微小生物亿个微小生物原生动物原生动物：调节细菌数量、增进某些土壤的生物活性、：调节细菌数量、增进某些土壤的生物活性、参与土壤植物残体的分解参与土壤植物残体的分解后生动物后生动物：分解、破碎植物残体：分解、破碎植物残体微生物微生物：调节植物生长的养分循环；产生甲烷、二氧化：调节植物生长的养分循环；产生甲烷、二氧化碳等气体，影响全球气候变化；分解有机废弃物、新物种碳等气体，影响全球气候变化；分解有机废弃物、新物种和基因材料的源和库和基因材料的源和库土壤微生物种群的多样性土壤微生物种群的多样性8原核微生物：细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌8真核微生物：真菌、藻类、地衣等8病毒土壤微生物的分布特点土壤微生物的分布特点 1.绝大多数微生物分布在土壤矿物质和有机质颗粒的表面，附着或缠绕在土壤颗粒上，形成无机一有机一生物复合体或无机一有机一生物团聚体。2.根系周围的土壤（根际土壤）比根外土壤更有利于微生物的旺盛生长。3.表层土壤中微生物数量一般要比底层高。4.4.土土壤壤微微生生物物在在分分布布上上也也有有地地域域特特点点，在在不不同同气气候候、植植被被、土土壤壤类类型型下下，微微生生物物的的类群、数量都有很大不同。类群、数量都有很大不同。5.5.土壤微生物的类群和数量，随土壤熟土壤微生物的类群和数量，随土壤熟化程度的提高而增多。化程度的提高而增多。6.6.土壤是个不均质体，能同时为要求不土壤是个不均质体，能同时为要求不同的多种微生物类群提供生存条件。因此，同的多种微生物类群提供生存条件。因此，土壤中同时存在着各种类群的微生物。土壤中同时存在着各种类群的微生物。土壤微生物营养类型的多样性土壤微生物营养类型的多样性 根据微生物对营养和能源的要求分为：根据微生物对营养和能源的要求分为：化能有机营养型化能有机营养型（化能异氧型）：（化能异氧型）：需要有机化合物作为需要有机化合物作为C源，源，从氧化有机化合物的过程中获得能量。最多的种群从氧化有机化合物的过程中获得能量。最多的种群化能无机营养型（化能自氧型）：化能无机营养型（化能自氧型）：以以CO2作为作为C源，从氧化无源，从氧化无机化合物中获得能量，种类较少机化合物中获得能量，种类较少光能有机营养型（光能异氧型）：光能有机营养型（光能异氧型）：能源来自于光，但需要有机能源来自于光，但需要有机化合物作为供氢体以还原化合物作为供氢体以还原CO2，并合成细胞物质。，并合成细胞物质。光能无机营养型（光能自氧型）：光能无机营养型（光能自氧型）：利用光能进行光合作用，以利用光能进行光合作用，以无机物作供氢体以还原无机物作供氢体以还原CO2，合成细胞物质，如藻类，合成细胞物质，如藻类土壤微生物呼吸类型的多样性土壤微生物呼吸类型的多样性好氧微生物的有氧呼吸好氧微生物的有氧呼吸厌氧微生物的无氧呼吸厌氧微生物的无氧呼吸兼厌氧性微生物兼性呼吸兼厌氧性微生物兼性呼吸 （如酵母菌）（如酵母菌）2 2 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温度温度：分为高温型、中温型和低温型水分及其有效性水分及其有效性pH值：值：嗜酸性和嗜碱性细菌氧气和氧气和Eh值：值：好氧性微生物需要在 有氧气或Eh值高，而厌氧微生物则相反；兼性微生物范围广生物因素：生物因素：土居性和客居性土壤管理措施土壤管理措施：土壤耕作，化学农药黄昌勇黄昌勇 土壤学土壤学按温度划分的微生物类型及其生长速度按温度划分的微生物类型及其生长速度某些微生物生活环境的水活度某些微生物生活环境的水活度 水的活度是用于表示环境中水对微生物生长可给性高低的指标，是以小数来表示与溶液或含水物质平衡时的空气的相对湿度。土壤两种深度免耕与常规耕作微生物群落的平均比值土壤两种深度免耕与常规耕作微生物群落的平均比值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 我国：黑钙土棕壤 灰壤水稻土 砖红壤土壤剖面中微生物的数量和分布土壤剖面中微生物的数量和分布 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，导致微生物在土壤剖面的分布不均匀土壤团聚体中微生物的分布土壤团聚体中微生物的分布 各种团聚体是微生物在土壤在中生活的微环境，团聚体内外的条件不同，微生物的分布也不同，在团聚体中，微生物不均匀分布，而形成微菌落，与土壤粘粒紧密结合在一起微生物与植物根的联合微生物与植物根的联合用直接计数法测定前苏联土壤中的微生物数量用直接计数法测定前苏联土壤中的微生物数量土壤剖面中微生物的垂直分布土壤剖面中微生物的垂直分布土壤团聚体中的细菌微菌落和微孔隙土壤团聚体中的细菌微菌落和微孔隙（a）微菌落和矿质土粒等；（微菌落和矿质土粒等；（b）团聚体的微孔隙团聚体的微孔隙根圈微生物：根圈微生物：根圈（根际），泛指植物根系及其影响根圈（根际），泛指植物根系及其影响所及的范围。植物具有明显的根圈微生物效应，用根所及的范围。植物具有明显的根圈微生物效应，用根/土比值（土比值（R/SR/S）表示，即根圈土壤微生物与邻近的非根表示，即根圈土壤微生物与邻近的非根圈微生物数量之比。根土比一般在圈微生物数量之比。根土比一般在50-2050-20之间。之间。菌根：菌根：是自然界中一种普遍的植物共生现象它是土是自然界中一种普遍的植物共生现象它是土壤中的菌根真菌菌丝与高等植物营养根系形成的一种壤中的菌根真菌菌丝与高等植物营养根系形成的一种联合体，共生真菌从植物体内获取必要的碳水化合物联合体，共生真菌从植物体内获取必要的碳水化合物及其它营养物质，而植物也从真菌那里得到所需的营及其它营养物质，而植物也从真菌那里得到所需的营养及水分，从而达到一种互利互助，互通有无的高度养及水分，从而达到一种互利互助，互通有无的高度统一的联合体它既具有一般植物根系所具有的特征统一的联合体它既具有一般植物根系所具有的特征又具有专性真菌所具有的特性又具有专性真菌所具有的特性三种主要菌根类型的特征比较三种主要菌根类型的特征比较共生固氮共生固氮：根瘤菌与豆科植物；弗兰克氏放线：根瘤菌与豆科植物；弗兰克氏放线菌和非豆科植物共生、结瘤和固氮；蓝细菌同菌和非豆科植物共生、结瘤和固氮；蓝细菌同真菌、苔藓植物、水生蕨类植物以及高等植物真菌、苔藓植物、水生蕨类植物以及高等植物共生固氮共生固氮联合固氮联合固氮；有些固氮微生物在植物根系中生活，；有些固氮微生物在植物根系中生活，这时的固氮作用比在土壤中单独生活时要强的这时的固氮作用比在土壤中单独生活时要强的多，这种类型称为联合固氮。不同于共生固氮，多，这种类型称为联合固氮。不同于共生固氮，不形成根瘤、不同于自生固氮，具有较大的寄不形成根瘤、不同于自生固氮，具有较大的寄主专一性。主专一性。4 4 土壤酶土壤酶来源：来源：主要来自于微生物、土壤动物和主要来自于微生物、土壤动物和植物根植物根土壤酶的种类：土壤酶的种类：氧化还原酶类、水解酶氧化还原酶类、水解酶类、转移酶类和裂解酶类类、转移酶类和裂解酶类存在状态：存在状态：主要是吸附在土壤有机和矿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，少数质胶体上，并以复合物状态存在，少数游离在土壤溶液中游离在土壤溶液中环境条件对土壤酶活性的影响土壤物理性质的影响土壤物理性质的影响 土壤质地土壤质地：质地粘重的土壤比轻质地的土壤酶活性强；：质地粘重的土壤比轻质地的土壤酶活性强；土壤结构土壤结构：小团聚体的土壤酶活性较大团聚体的强；小团聚体的土壤酶活性较大团聚体的强；土壤水分土壤水分：渍水条件降：渍水条件降低转化酶活性、但能提高脱氮酶活性；低转化酶活性、但能提高脱氮酶活性；温度温度：适宜温度下各种酶：适宜温度下各种酶活性均随温度的升高而升高。活性均随温度的升高而升高。土壤化学性质的影响土壤化学性质的影响 土壤有机质的含量和组成及有机矿质复合体组成特性决定土壤酶土壤有机质的含量和组成及有机矿质复合体组成特性决定土壤酶的稳定性；土壤的稳定性；土壤pH：不同的酶有不同的适宜范围；某些化学物不同的酶有不同的适宜范围；某些化学物质的抑制作用，如重金属、非金属离子、有机化合物包括杀虫剂、质的抑制作用，如重金属、非金属离子、有机化合物包括杀虫剂、杀菌剂等对土壤酶均有抑制作用杀菌剂等对土壤酶均有抑制作用耕作管理影响耕作管理影响 一般，耕翻会降低上层土壤的酶活性；土壤灌溉增加脱氢酶、磷一般，耕翻会降低上层土壤的酶活性；土壤灌溉增加脱氢酶、磷酸酶活性、但降低转化酶活性酸酶活性、但降低转化酶活性