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1、第三节 土壤生物(教师指导下自学）,【序】土壤生物主要是指土壤中的植物(根系）、动物和微生物，它们以最紧密的方式和各种生物的生命活动联系在一起，并组成自然界特定地域的土壤与生活在其中的生物群落之间相互作用、相互制约的动态平衡的综合体土壤生态系统（如图）。,土壤生态系统组分主要土壤生物图式,土壤生物类型的多样性,高等植物根系 多细胞的后生动物 单细胞的原生动物 真核细胞的真菌（酵母、霉菌）和藻类 原核细胞的细菌、放线菌和蓝细菌 没有细胞结构的分子生物（如病毒）,1 植物根系 根系周转是土壤有机质的重要来源。 树木根系在生长过程产生碳水化合物、有机酸、碳酸等分泌物是土壤微生物的营养物质，并可溶解土
2、壤的某些养分。(根际效应） 根系可切割和挤压土壤，促进团聚体的形成。,2 土壤动物,1）蚯蚓 蚯蚓在土壤中的作用特别重要，大量蚯蚓的活动，强烈地翻动和搅拌着凋落物和土壤。 2）线虫 线虫又叫线形蠕虫或鳗形蠕虫。几乎所有的土壤中都可以发现，而且数量大的惊人，每平方米达10-100万条。食性可分为三类 以腐败的有机质为食的 以其他线虫、细菌、原生动物为食的 寄生在高等植物根系的,3）原生动物 典型种类有变形虫/纤毛虫/鞭毛虫/孢子虫等，土壤中的原生动物以鞭毛虫类最多。原生动物数量达1-10万个/克土。 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(如细菌)， 改变微生物的群落结构，主要是调
3、节细菌的数量；2、增进某些微生物的活性(如固N菌、排泄出的细菌等)；3、 参与土壤植物残体的分解，如鞭毛虫与 白蚁共生，加速对木质素的分解；4、某些原生动物也侵害植物，造成植物病 害，有的可引起严重的人畜传染病。 4）节肢动物和腹足动物 土壤中的节肢动物和腹足动物包括蚁类、蜈蚣、蜘蛛；蜗牛等及各种昆虫的幼虫。,5）脊椎动物 在土壤中栖居的脊椎动物种类很多，尤其在草原和森林中数量很大。,大型节肢动物图示（南京农业大学）,马陆,唇足纲,蜚蠊,鞘翅目,双翅目幼虫,双尾目,鞘翅目,鞘翅目,啮目,膜翅目,小型节肢动物图示 （南京农业大学）,懒甲螨,大翼甲螨,中气门甲螨,各类甲螨对比,懒甲螨,弹尾虫,直卷
4、甲螨,各类甲螨,3 土壤微生物,土壤微生物主要包括细菌、真菌和放线菌，是土壤中最原始的活有机体。它们的作用是：分解有机质，合成腐殖质，转化土壤中难溶性的矿质养分,产生并消耗CO2 CH4 NO N2O H2 CO,及固氮,同时也是新物种和基因材料的源和库。有些则是病源微生物。 1）土壤细菌 细菌是土壤中最常见，也是数量最多的微生物，每克肥沃土壤中的细菌数可达千万至上亿个。主要是能分解各种有机物质的种类。 土壤中的细菌，按其来源不同，可分为 土著菌和外来菌两种类型。土著性细菌长 期生活于土壤中，对于土壤环境有较强的 适应性。 细菌繁殖很快，在适宜条件下，很多细菌 的世代时间均不到1小时，因而具有
5、较强的 竞争力和适应力。,根据细菌对营养和能源的要求，一般可将其分为四大营养类型： 化能有机营养型，又称化能异养型。这类细菌的生长需要有机化合物作为碳源，并从氧化有机化合物的过程中获得能量。大多数细菌都属于这类。 化能无机营养型，又称化能自养型。这类细菌以CO2为碳源，从氧化无几化合物中取得能量。这类细菌数量不多，但在物质转化过程中起着主要作用。根据它们氧化不同底物的能力，可分为5个主要类群： 亚硝酸菌（NH3 NO2-） 硝酸菌（NO2- NO3-） 硫氧化菌（H2S，S，S2O32- SO4-） 铁细菌（Fe2+ Fe3+） 氢细菌（H2 H2O） 光能有机营养型，又称光能异养型。以光为能
6、源，以有机化合物作为供氢体以还原CO2，合成细胞物质。如紫色非硫细菌中的深红红螺菌。 光能无机营养型，又称光能自养型。以光为能源，以无机物作为供氢体以还原CO2，合成细胞物质。如蓝细菌，绿硫细菌，紫硫细菌。,土壤中常见的细菌属,土壤中重要的细菌生理群： 纤维分解细菌 固氮细菌 硝化细菌 亚硝化细菌 硫化细菌 氨化细菌 在土壤碳、氮、磷、硫循环中有重要作用。 2）土壤真菌 真菌形成纤细的丝状体或菌丝，分隔或不分隔，聚集的菌丝形成菌丝体。 土壤真菌的种类很多，被划分为5个亚门：鞭毛菌亚门（壶菌纲、丝菌纲、根肿菌纲、卵菌纲）、接合菌亚门（接合菌纲、毛菌纲）、子囊菌亚门（半子囊菌纲、不整囊菌纲、核菌纲
7、、腔菌纲、虫囊菌纲、盘菌纲）、担子菌亚门（冬孢菌纲、层菌纲、腹菌纲）和半知菌亚门（芽孢纲、丝孢纲、腔孢纲）。常见的有青 霉 属（Penicillium），曲 霉 属（Aspergillus），镰刀菌属（ Fusarium ），木 霉 属（Trichoderma），毛 霉 属（ Mucor ），根 霉 属 ( Rhizopu )。 土壤真菌数量的多少与土壤有机质含量密切相关。土壤pH值、水分状况、通气状况、温度以及植被类型都影响土壤真菌的分布。,根瘤,细菌菌落,真菌在土壤中的作用 是难分解有机质和有机残余物的主要降解者, 尤其在酸性和低温条件下。 某些真菌和植物的根系产生菌根。 促进土壤结构的形
8、成，菌丝的穿插对于促进土壤的凝聚有重要的作用。,3）土壤放线菌 放线菌是一种单细胞、放射状的微生物。介于细菌和真菌之间，占土壤微生物的2030，主要有链霉菌属、诺卡氏菌属、 小单胞菌属。放线菌好气，多数是腐生性，具有分解有机质、转化碳、氮、磷等化合物的作用，也具有分解木质素、单宁、纤维素、腐殖质等难分解有机质的能力。在森林生态系统中，放线菌可与某些非豆科树种共生固氮。,真菌菌落,4）土壤微生物的分布特点 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。 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-有机-生物复合体或无机-有机-生物团聚体。
9、表层土壤中微生物数量一般要比底层高。 土壤微生物在分布上也有地域特点，在不同气候、植被、土壤类型下，微生物的类群、数量都有很大不同。 土壤微生物的类群和数量，随土壤熟化程度的提高而增多。 土壤能同时为要求不同的多种微生物类群提供生存条件。,5）土壤微生物的生活条件,土壤有机质 有机质含量丰富的土壤，微生物数量就多，反之则少。 土壤水分 水分是微生物生存的基本因素。 土壤空气 土壤微生物多数是好气性的，所以土壤通气良好，有充足氧气供应时，厌气性微生物活动力弱，甚至会中毒死亡。 土壤温度 土壤微生物生活需要一定的温度。如果温度超出其能忍受的最低或最高限度时，微生物就停止生长。 土壤反应 不同类型的
10、土壤微生物，对土壤反应有不同的要求，过酸或过碱的土壤反应，超出了其适应范围，就会限制它们的生命活动。,表 各类微生物生长的温度范围,第四节 土壤系统的生命性,1 土壤是一个复杂的物质体系,土壤的三相物质组成,2 土壤肥力土壤的本质特征,土壤肥力是生长植物的能力，即土壤的生命力; 肥力是土壤区别于其他自然体的本质特征; 土壤肥力的实质：供应协调水、养、气、热及其他各种条件的能力，是土壤物理、化学、生物学性质的综合反映。,3 各主要组分对肥力的贡献,土壤矿物质(原生矿物和次生粘土矿物) 支撑土体轮廓，构成土壤骨架 风化释放养分，并保存养分 影响水、气，热协调,土壤有机质(生物有机质和腐殖质) 养分
11、的重要来源 改善土壤物理性状 改善土壤化学性状 促进微生物活动 土壤肥力的关键和精华 土壤的肌肉系统(腐殖质),土壤有机质层,土壤生物(动物、细菌、真 菌、放线菌) 有机质分解和转化的执行者，有机态养分的分解释放，腐殖质的形成； 土壤的物质转化系统 消化系统,土壤水分(存在于孔隙系统中) 四大肥力因子之一； 参与几乎所有的土壤代谢过程，土壤的血液； 整个生态系统的命脉。,土 粒,孔隙水,土壤空气(与水分呈消长关系) 空气是四大肥力因素之一(根系呼吸) 空气(通气性)对土壤物质转化的重要性 土壤呼吸与土壤代谢能力(肥力)的关系及全球变化的问题。,土壤呼吸示意图,4 土壤是一个复杂的类生命体,为什
12、么说土壤是有生命的类生物体？ 自然界生物体与类生命体的比较 新的土壤资源观,珍惜每寸土地 合理利用土壤资源！,本章关键词,有机质 organic matter 泥炭 peat 腐殖质humus 凋落物 litter 林褥 forest floor 积累 accumulate/deposit 分解 decomposition/ decompose 矿化 mineralization 土壤生物 soil organism 土壤动物(区系) soil fauna,细菌 bacteria 真菌 fungi 藻类 algae 蚯蚓 earthworm 蚁 ant 螨 mite 根际 rhizosphere 根瘤root nodule/ root tubercle 菌根 mycorhiza 土壤酶 soil enzyme,THE END,