第三章
土壤生物
内容提要
土壤动物 土壤微生物
土壤酶
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
按体型大小分类
2. 重要的土壤动物介绍 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 鞭毛虫类（靠鞭毛移动）2 纤毛虫类（靠纤毛移动）3
1
2
3
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。
五、土壤藻类
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。
六、地衣
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。
地衣
一、壳状地衣 二、叶状地衣 三、枝状地衣
第三节
植物根系及其与微生物的联合
垂直状根系 辐射状根系 扁平状根系 串联状根系 须状根系
二、根际与根际效应
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1~2毫米的土壤和根表面及共其粘附的土壤（也称根 面）。
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。
促进共生固氮
第四节
土壤酶
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。
一、土壤酶的来源与存在状态
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。
胞内酶 存在于土壤中微生物和动、植物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
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。
土壤有机质含量 施肥
土壤灌溉
农药
线虫可分为腐生型线虫和寄生型线虫
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。
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。
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。
硝酸细菌
NH3
亚硝酸细菌
亚硝酸 硝酸
参与硝化过程的土壤 微生物为硝化细菌 生态习性：属化能无机营养型，适宜在pH6.6~8.8或更高的范围内 生活；好气性细菌；最适温度为30℃。
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。
由微生物推动的氮素循环
生态习性：最适pH值为6~8；最适温度为25℃。
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。
二、土壤动物与生态环境的关系 生态环境 土壤动物
三、土壤真菌
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。
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。
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
第一节 土壤动物
一、土壤动物的分类及其主要的土壤动物介绍
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。
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
作用
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
土壤细菌常见属有： 节杆菌属、芽孢杆菌属、 假单胞菌属、土壤杆菌 属、产碱杆菌属和黄杆 菌属。
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。
好气纤维分解细菌
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。
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
NH3
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25~35℃；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。
好氧微生物
在有氧环境中生长，以氧分子为呼吸 基质氧化时的最终电子受体 在有氧和无氧环境中均能进行呼吸的 土壤微生物
兼性微生物
厌氧微生物
在嫌气条件下进行无氧呼吸，以无机 氧化物（NO3-、SO42-、CO2）作为最终 电子受体，通过脱氧酶将氢传递给其它的 有机或无机化合物，并使之还原
二、土壤细菌
土壤细菌是一类单细胞、无完整细胞核的生物。它占土壤 微生物总数的70%~90%。 细菌的基本形态有：球状、杆状和螺旋状
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一、土壤微生物的营养类型和呼吸类型 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
土壤微生物的呼吸类型
根据土壤微生物对氧气要求的不同，可分为：
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。
一、植物根系的形态
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：
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
转移酶类：
葡聚糖蔗糖酶 果聚糖蔗糖酶 氨基转移酶
水解酶类：
芳基酯酶 磷酸酯酶 纤维素酶 转化酶 脲酶
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
三、土壤酶活性及其影响因素
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。 土壤质地 土壤水分状况 土壤性质 影响因素 耕作管理措施 土壤结构 土壤温度
三、根际微生物
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
四、菌根
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。
外生菌根 菌根真菌与植物 的共生特点 内生菌根 内外生菌根
1. 土壤动物的分类
系统分类 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 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。 按土壤中生活时期 分为全期土壤动物，周期土壤动物，部分土 壤动物等。
自生固氮细菌
固氮细菌
共生固氮细菌
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。
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。
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。
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。
第二节 土壤微生物
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。
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