土壤生态学土壤生物精

土壤生态学土壤生物精第1页/共81页Chap.3土壤生物——土壤生态学第2页/共81页土壤动物的分类滞留时间栖息层次全期周期交替暂时过度部分微型中型大型巨型食性体型大小根食者枯食者粪史者菌食者捕食者杂食者真土居半土居地表土居上方土居第3页/共81页本章内容第一节土壤微生物第二节藻类第三节原生动物第四节线虫第五节土壤螨类第六节弹尾目第七节蚯蚓第八节植物根系第4页/共81页第一节土壤微生物在土壤生态系统中，土壤微生物的主要作用：分解土壤有机质和促进腐殖质形成；吸收、固定并释放养分，改善和调节植物营养状况；与植物共生，促进植物生长：固氮菌；土壤有机碳、氮不断分解，促进土壤微量气体产生；在有机质污染和重金属污染中起作用，还可以反映土壤肥力状况等第5页/共81页概念土壤微生物的生物量土壤微生物群落结构土壤微生物代谢熵第6页/共81页土壤微生物的生物量

——有机质中有生命的部分大小：反映参与调控土壤中能量和养分循环以及有机物转化的微生物数量；与土壤有机碳含量有关：正相关；与地表植被类型有关：森林土壤中细菌和真菌生物量明显高于草地；与人类的干扰活动有关：免耕土壤中细菌和真菌的生物量均较高。第7页/共81页土壤微生物群落结构指土壤中各主要微生物的类群（包括细菌、真菌、放线菌等）在土壤中的数量以及各类群所占的比率，其结构和功能的变化与土壤的理化性质的变化有关。第8页/共81页土壤微生物代谢熵将微生物生物量的大小与微生物的生物活性和功能有机联系起来，可对微生物的能量利用率进行度量。其变化与土壤微生物群落组成的变化有关，并且随着土壤熟化程度的增加而减小。第9页/共81页土壤微生物的分析方法传统平板培养计数法微平板法变性梯度凝胶电泳法脂肪酸甲酯分析磷脂脂肪酸分析……第10页/共81页土壤微生物一般分为三个类群细菌放线菌真菌第11页/共81页一、土壤细菌第12页/共81页1.特点(1)土壤环境的不均一性和多端变化，细菌的形状和大小也是各不相同的；(2)按来源不同，分土著性和外来性。（土著比外来的适应性和竞争性都强）(3)具有很高的生长速率：

a.竞争力强；

b.群体生长速率高，意味着产生遗传重组的机会大，使其获得最高程度的基因型顺应性，对环境的适应性也提高。第13页/共81页2.土壤细菌的常见属第14页/共81页(1)黏细菌G-、单细胞，杆状、能滑行，形成子实体和黏孢子，DNA中的G+Cmol%为66-72，能降解多种大分子化合物，是已知的最高级的原核生物。其杆状细胞分：

a.纤细柔韧两端略尖：胞囊杆菌亚目

b.略微僵硬两端钝圆：堆囊菌亚目第15页/共81页(2)蓝细菌是光合微生物；营养方式为光能无机营养；喜中性或微碱性的环境；分布很广，热带直至两极均有；一般喜欢生长在叫温暖的地区或者一年中温暖的季节；在土壤表面，进行光合作用；在较深层土壤，或取食有机物，或处于休眠状态。常见：胶球藻属、鱼腥藻属、念珠藻属、管鞘藻属、柱胞藻属第16页/共81页二、土壤放线菌是细菌的一类，但在形态上为分枝丝状体，与真菌相近。G+，不能运动，大部分是腐生菌，少数为寄生菌；有的还能与植物共生，固定大气氮。是抗生素的主要产生菌，产抗生素接近2000种，如链霉素、土霉素、金霉素、庆大霉素、卡那霉素等。用于生产各种酶和纤维素；在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等有所应用。第17页/共81页分布和数量广泛分布在土壤、堆肥、淤泥、淡水水体等各种自然生境中。数量：肥土>瘦土；农田土壤>森林土壤；南方>北方；春秋>夏冬。第18页/共81页2.分类和优势属一般以形态特征作为分类标准最近趋势：以上基础上，加其他形状，如化学组分、核酸杂交、碱基比例、辐射光线反应等。第19页/共81页中科院微生物研究所拟定的分类系统：嗜皮菌科弗兰克氏菌科放线菌科链霉菌科寡孢菌科游动放线菌科第20页/共81页优势属稀释平板法分离：链霉菌属放线菌：70-90%；诺卡氏菌属：10-30%；小单胞菌属：<1%-15%第21页/共81页三、土壤真菌第22页/共81页第23页/共81页第二节藻类对土壤的形成和熟化都起着重要的作用：矿质土壤最先有机质制造者之一分泌粘液可促进土壤微粒粘结在土壤上形成一薄层，阻止或减轻土壤侵蚀……第24页/共81页生活住处：土壤表面表土层中少数在土壤深处：依靠现成的有机养料有些藻类：兼性光能自养生物第25页/共81页根据藻类生长情况，判断出土壤的肥力状况和性质：肥沃的中性土壤，藻类一般生长旺盛，土壤表面常出现黄褐色或黄绿色的薄藻层；鼓藻——土壤缺乏CaCO3硅藻——土壤营养丰富贫瘠缺肥土壤——藻类生长亦甚贫乏第26页/共81页第27页/共81页第三节原生动物第28页/共81页第29页/共81页一、特点1.土壤原生动物起源于水体一般认为，土壤原生动物群落是淡水原生动物中的迁移者进化形成的；但具体是哪一类淡水原生动物，目前尚无确定。第30页/共81页2.土壤原生动物的特征(1)群落特征：与水生原生动物群落相比较，存在着群落组成上的差异。说明，经过长期的适应与进化，土壤原生动物已成为一个独立的群落。第31页/共81页(2)形态学适应特征第32页/共81页第33页/共81页二、分类和土壤中的主要类型原生动物的运动机制是分类的主要依据，再参考其它性状，可分为三个亚门和两个超纲。第34页/共81页鞭毛虫：1-4根鞭毛，长度5-20μm；含叶绿素：植物性鞭毛虫——眼虫；不含叶绿素：动物性鞭毛虫——滴虫；常见类型：气球星滴虫、跳侧滴虫、波豆虫属、尾波虫属、鞭变形虫属、尾滴虫属等。第35页/共81页第36页/共81页第四节线虫第37页/共81页一、形态学线虫为两侧对称、三胚层、不分节、无附肢、假体腔的蠕虫状动物，多数为雌雄同体；体型很小，一般体长为0.5-4mm；体壁：角质层、下皮层、纵肌层口：虫体前端，由6枚唇片围绕消化系统：完全，为一条直管道排泄系统：腺型和管型神经系统：一个神经环和六个神经索生殖系统：较发达无循环和呼吸系统生活史：虫卵、1-4期幼虫、成虫；蜕皮：4次第38页/共81页第39页/共81页二、生物学第一次蜕皮一般在卵中进行，经过4次蜕皮后，线虫发育成熟，交配、产卵完成1代生活史；通常1年可以繁殖数代；但大型的如索科，1年繁殖1代。第40页/共81页三、生态学分布：最丰富——温带阔叶林耕作土、草地、热带雨林、温带针叶林、极地植被。丰富度：30°-40°纬度内最高，70°以上最低第41页/共81页土壤线虫和其它土壤动物区系对土壤碳、氮至关重要。当食细菌线虫和食真菌线虫捕食细菌和真菌时，它们会释放出CO2、NH4+和其它含氮化合物，直接影响土壤中C、N的矿化。第42页/共81页第43页/共81页四、分类和土壤中的主要类型到20世纪90年代为止，文献报道过的线虫大约有20000种，其中，约有2000种为植物寄生性线虫，5000种是动物寄生性线虫，13000种是非寄生性的线虫，它们生活在海洋、淡水和土壤中。第44页/共81页常见类型第45页/共81页第46页/共81页第五节土壤螨类第47页/共81页一、形态学螨体：多为卵圆或卵形，少数为蠕虫状；体长约0.1mm-1cm；体色：无色、褐至黑褐色、红、黄、绿等鲜艳色等。第48页/共81页二、生物学第49页/共81页第50页/共81页三、生态学螨广泛分布于地球各处，栖息于地表、土壤、海水和淡水中以及动物和植物体内等地方。就食性而言，多数是自由生活的，也有许多是动植物的寄生者。自由生活的多数，生活于地表、土壤和腐败的动植物遗体上，他们构成了独特的土壤动物类群。其中隐气门亚目的甲螨是土壤中最常见的螨类。第51页/共81页甲螨的数量和种类是土壤节肢动物中最多的。含有机质土壤最适宜其生长，一般在土壤表面5cm的范围内最多。第52页/共81页四、分类和土壤中的主要类型第53页/共81页第54页/共81页第55页/共81页第六节弹尾目第56页/共81页一、形态学成虫体长：0.5-8.0mm，大多数：1-3mm表皮细胞分布色素，几乎各种颜色均有；常见：蓝色和棕色。第57页/共81页二、生物学分布：广泛，赤道—两极附近，平原—海拔6400m以上；栖息地：大部分—土壤(有机质丰富区)

少部分：水体表面、冰川、雪地胚后发育：为表变态，终生蜕皮不止。新孵出的个体：大小、身体各部分比例与成虫不同，通常无色素，无生殖孔；性别分化：只在后面龄期中才出现。第58页/共81页三、生态学第59页/共81页第60页/共81页四、分类和土壤中的主要种类第61页/共81页第七节蚯蚓一、形态学1.外部形态寡毛类：细长、有体节和体腔，前段有口，后端有肛门；低等→水栖；高等→陆栖；分节：同律分节；头部：未完全分化，包含口前叶和围口节；第62页/共81页陆栖种类口前叶和围口节关系对蚯蚓种类的鉴定具有一定意义围口节从第二节开始有刚毛，刚毛的形态与数目与分类有关，故特别重要。第63页/共81页背孔：沿背中线，位于节与节之间，通常为1个，其从哪一节开始，因种而异；环带(生殖带)：其分泌物可形成蚓茧；具有环带的个体，是性成熟的标志。第64页/共81页2.内部特点体腔：体壁层与肠壁层间的空腔，有体腔液；其内，在节与节之间，内面都有一肌质隔膜；从口到肛门，是一条直的管子，分为口腔、咽头、食道、嗉囊、砂囊、胃、肠、直肠等部分循环系统：闭管式，心脏的对数、位置和大小等都是分类的重要依据；排泄器官：除前1-2节外，每一节都有1对肾管繁殖：雌雄同体、异体受精，少数种也有自体交配现象；一般在温暖的季节都能繁殖；第65页/共81页二、生态学第66页/共81页蚯蚓活动对生态系统的影响有利：加速凋落物质的分解和氮转化；促进植物对养分的吸收；在土壤中形成更多的微团聚体和孔隙，改善土壤结构；提高土壤渗透性和溶质的运移等第67页/共81页有害影响：将地表凋零物移走或埋入土中，蚯蚓粪便在地表的覆盖等都可能增加水土流失；可能传播杂草种子或动物病原菌；其活动在提高氮矿化的同时，容易造成氮的流失等第68页/共81页三、中国蚯蚓区系概述第69页/共81页第70页/共81页第八节植物根系一、植物根系的形态第71页/共81页第72页/共81页二、根际与根际效应第73页/共81页三、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：水平方向：离根系越远→微生物越少；垂直方向：土壤越深→微生物越少；类群：以G-无芽孢细菌占优势，如假单胞菌属、农杆菌属、黄杆菌属、产碱菌属、节细菌属等；第74页/共81页四、菌根某些真菌侵染植物根