《土壤生物》PPT课件.ppt
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1、土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学土壤有机质土壤有机质土壤腐殖质土壤腐殖质矿质化过程矿质化过程腐殖化过程腐殖化过程是除未分解和半分解动、植物残体及微是除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。是土壤生物体以外的有机物质的总称。是土壤中一类性质稳定,成分、结构极其复杂中一类性质稳定,成分、结构极其复杂的高分子化合物。的高分子化合物。矿质化过程是矿质化过程是指土壤动、植指土壤动、植物残体及腐殖物残体及腐殖质物质,在微质物质,在微生物的作用下,生物的作用下,分解成简单无分解成简单无机化合物的过机化合物的过程。程。有有机机物物质质进进入入土土壤壤后后
2、,在在进进行行矿矿化化作作用用的的同同时时,还还进进行行腐腐殖殖化化作作用用(有有机机物物质质在在土土壤壤中中形形成成更更加加复复杂杂的的有有机机质质-腐腐殖殖质质,这这种种过过程程称称为为腐腐殖质过程殖质过程,又叫又叫腐殖化过程腐殖化过程。土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学第三章第三章 土壤生物土壤生物SOIL ORGANISMS土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学 土土壤壤生生物物活活性性(biological activity)和和肥肥力力直直接接或或间间接接地地与与土土壤壤生生物物有有关关。土土壤壤生生物物是是土土壤壤具
3、具有有 生生 命命 力力 的的 主主 要要 成成 分分,在在 土土 壤壤 形形 成成(soil formation)和和发发育育过过程程(development process)中中起起主主导导作作用用(the leading effects)。也也是是评评价价土土壤壤质质量量(soil quality)和和健健康康状状况况(health level)的的重要指标之一。重要指标之一。本章重点阐述土壤微生物的多样性及其功能。土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学Contents 3.1 Soil organism diversity 土壤生物多样性土壤生物多样性3.
4、2 Influenced factors of soil organism activity 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3.3 Formation and distribution of soil microflora 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 3.4 Soil organism activity and its represents 土壤生物活性及表征土壤生物活性及表征 土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学第一节第一节 土壤生物多样性土壤生物多样性 Soil organism diversity 土土
5、地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学按其功能分类按其功能分类 Classification according to their functions生产者生产者Producers:plantsfix C from atmospheric CO2 during photosynthesis.消费者消费者Consumers:feed on plants and other organisms.分解者分解者Decomposers(reducers):utilize carbon from organic m
6、aterial,returning it to the atmosphere as CO2 and other gaseous by products and mineralizing nutrients to their original ionic form.寄生者寄生者Parasites一、一、土壤生物类型的多样性土壤生物类型的多样性 Diversity of soil organism species 土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学按其大小和形态分类按其大小和形态分类Classification according to size微生物微生物Mic
7、ro-organism 0.2mm微微(原生原生)植物植物Microflora 0.2mm 细菌、放线菌、丝状菌、藻类细菌、放线菌、丝状菌、藻类原生动物原生动物Microfauna 20mm 蚯蚓蚯蚓土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学按其形态分类按其形态分类后生动物(多细胞)后生动物(多细胞)原生动物(单细胞)原生动物(单细胞)微生物微生物真核微生物:真菌和藻类真核微生物:真菌和藻类原核微生物:细菌、放线菌和蓝细菌原核微生物:细菌、放线菌和蓝细菌分子生物(无细胞结构,如病毒)分子生物(无细胞结构,如病毒)土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学
8、院土 壤 学(一)后生动物(一)后生动物(metazoan)一、土壤生物类型的多样性 后生动物由小的土居性的多细胞动物,主要包括线虫、蠕虫、蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫等混合组成。土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学NEMATODES IN SOILS土壤中的线虫土壤中的线虫土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学SPRINGTAILS IN SOILS土壤中的节肢动物土壤中的节肢动物四川农业大学资源环境学院土 壤 学(二)原生动物(二)原生动物(protozoa)原生动物在土壤中的作用有:原生
9、动物在土壤中的作用有: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 单细胞单细胞真核生物(简称原虫)。真核生物(简称原虫)。结构简单,结构简单,数量多、分布广。表土多,底土少。数量多、分布广。表土多,底土少。土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学纤毛虫纤毛虫细菌和小鞭毛虫为食细菌和小鞭毛虫为食p变形虫变形虫动、植物碎屑动、植物碎屑为食为食p鞭毛虫鞭毛虫取食细菌取食细菌四川农业大学资源环境学院土 壤 学 土壤中微生物分布广、数量大、种类多,是土壤生物中最活跃的部分。它们参与土壤有机质分解,腐殖质合成,养分转化和推动土壤的发育和形成。(三)微生物(三)微生
10、物(micro-organism)1公斤土壤可含5亿个细菌,100亿个放线菌和近10亿个真菌,5亿个微小动物。土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学土壤微生物主要作用:土壤微生物主要作用:n调节植物生长的养分循环调节植物生长的养分循环 n产产消消温温室室气气体体(CO2,CH4,NO,N2O,CO等等),影响全球气候变化影响全球气候变化n分解有机废物分解有机废物 n保存物种、基因保存物种、基因n引发人、畜、植物病害引发人、畜、植物病害土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学土壤中的食物链关系土壤中的食物链关系土土 地地 信信 息息 系系
11、 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学节杆菌属(节杆菌属(Arthrobacter)芽孢杆菌属(芽孢杆菌属(Bacillus)假单胞菌属(假单胞菌属(Pseudomonas)土壤杆菌属(土壤杆菌属(Agrobacterium)产碱杆菌属(产碱杆菌属(Alcaligenes)黄杆菌属(黄杆菌属(Flavobacterium)(一)一)原核微生物原核微生物(procaryotes)1 1古细菌古细菌(archaea)p甲烷产生菌甲烷产生菌p极端嗜酸热菌极端嗜酸热菌p极端嗜盐菌极端嗜盐菌2 2细菌细菌(bacteria)二、土壤微生物种群的多样性二、土壤微生物种群的多样性 Diversity of
12、 soil micro-organism population 土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学BACTERIA 细菌细菌个体微小,个体微小,1 1微米左右微米左右土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学形状多为棒状或形状多为棒状或杆杆状状Bacteria 细菌细菌土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学土壤细菌数量很大(占土壤微生物总数的土壤细菌数量很大(占土壤微生物总数的70-90%70-90%),),但生物量不大。但生物量不大。代谢强、繁殖快。代谢强、繁殖快。土壤中最活跃的因素Bacteria 细
13、菌细菌土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学土壤中细菌的作用土壤中细菌的作用分解有机质分解有机质参与碳循环、氮循环参与碳循环、氮循环改善土壤结构改善土壤结构净化土壤净化土壤病害病害土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学p根瘤菌根瘤菌固氮细菌固氮细菌p苜蓿根毛尖上的根瘤菌苜蓿根毛尖上的根瘤菌Bacteria 细菌细菌3 3放线菌放线菌(actinomyces)p以孢子或菌丝片断存在,细胞数以孢子或菌丝片断存在,细胞数10104 4-10-106 6/g/g土。土。p肥土比廋土多,耕地比林地多,春秋季比夏冬季肥土比廋土多,耕地比林地多,春
14、秋季比夏冬季多。多。p最适宜生长在中性、偏碱性、通气良好土壤中,最适宜生长在中性、偏碱性、通气良好土壤中,转化土壤有机质。转化土壤有机质。土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学ACTINOMYCETES 放线菌放线菌4 4蓝细菌蓝细菌(Cyanobacterium)是是光光合合微微生生物物,行行光光能能无无机机营营养养,过过去去称称为为蓝蓝(绿绿)藻藻,由于原核特征现改称为蓝细菌,与真核藻类区分开来。由于原核特征现改称为蓝细菌,与真核藻类区分开来。5 5粘细菌粘细菌(myxomycota)土壤中数量不多,施有机肥土壤中常见,是已知最高级土壤中数量不多,施有机肥土壤
15、中常见,是已知最高级的原核生物,具备形成子实体和粘孢子的形态发生过程。的原核生物,具备形成子实体和粘孢子的形态发生过程。真菌真菌(fungusfungus/eumycota)藻类藻类(alga)地衣地衣(lichen)(二)(二)真核微生物真核微生物(Eukaryotic microorganisms)森林土壤和酸性土壤中占优势森林土壤和酸性土壤中占优势单细胞或多细胞的真核原生生物单细胞或多细胞的真核原生生物硅藻、绿藻、黄藻硅藻、绿藻、黄藻土壤生物的先行者土壤生物的先行者真菌和藻类形成的不可分离的共生体真菌和藻类形成的不可分离的共生体在土壤发生早期起重要作用在土壤发生早期起重要作用土土 地地
16、信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学FUNGUS 真菌真菌酵母菌酵母菌p蘑菇蘑菇p霉菌霉菌p菌根菌根土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学ALGA 藻类藻类(三)非细胞型生物即分子生物分子生物病毒(virus)l一种活细胞内的寄生物,超显微的非细胞一种活细胞内的寄生物,超显微的非细胞生物,只是一种核酸。生物,只是一种核酸。l靠其宿主代谢系统的协助复制核酸,合成靠其宿主代谢系统的协助复制核酸,合成蛋白质等组分,然后再装配而得以繁殖。蛋白质等组分,然后再装配而得以繁殖。l离体条件下,以无生命的化学大分子状态离体条件下,以无生命的化学大分子状态长期存
17、在并保持其侵染活性。长期存在并保持其侵染活性。土土 地地 信信 息息 系系 统统四川农业大学资源环境学院土 壤 学 Nutrition mode The sources of carbon and energy 异养型异养型Heterotrophs C:organic material 数量多数量多Chemoheterotrophs(化能有机营养型化能有机营养型/化能异养型化能异养型)种种类类:腐腐生生、寄寄生生 energy:chemical oxidationPhotoheterotrophs(光能有机营养型光能有机营养型/光能异养型光能异养型)种类:红螺菌种类:红螺菌 energy:li
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