作物生长环境7单元微生物环境2微生物生态

作物生产技术专业/教学资源库作物生长的微生物环境作物生长环境课程/张伟彬/2014.03教学单元7

作物生长的微生物环境作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元子单元2

微生物生态子单元3

微生物在农业上的应用单元小结子单元1认识农业微生物实验实训教学单元7

主要内容子单元2微生物生态研究微生物生态系统活动的规律有着重要的实践意义。了解微生物间及微生物与其它生物间的相互关系，有助于开发新的微生物农药、微生物肥料；了解微生物在自然界物质转化过程中的作用，有助于发展综合利用，为净化和保护环境提供理论依据和各种技术措施；污水的生物处理利用各种生理生化性能不同的微生物类群间的相互配合作用而进行的一种物质循环过程。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

三、微生物与废水处理子单元2主要内容小结与练习一、微生物生态系二、微生物与物质转化子单元2微生物生态作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

一、微生物生态系（一）生物圈与生态系统生态系统（ecosystems）：生物群落和它们所生活的非生物环境结合起来的一个整体，是生物圈的组成单元。生物圈（biosphere）：地球上所有生物及其所生活的非生命环境的总称。个体群体群落+非生物环境生态系统生物圈任何一个相对完整的自然整体都可以被看作为一个生态系统，如一个池塘，一片森林，一个污水处理池，等等。一、微生物生态系作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（二）生态系统中的能量流和物质流在自然界生态系统中，物质循环与能量流动是同时进行的，这种物质与能量的循环流转是生态中最根本的运动。在各种完整生态系统中基本相同，都是由自养的生产者，异养的消费者和微生物分解者联合推动的。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（三）微生物生态系统的特点一、微生物生态系

微生物生态系统是微生物与其生存环境组成的整体系统。在一个特定的生态环境条件下的微生物生态系统，不仅起着其它生态系统（动物生态系统、植物生态系统等）起不到的作用，如：环境受到污染时，微生物生态系统可以起到有效消除污染物的净化作用，而且，微生物生态系统本身还有这不同于其它生态系统的明显特点。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（三）微生物生态系统的特点一、微生物生态系1.微生物生态系统的多样性不同环境条件下的微生物生态系统的组成、数量、活动强度和转化过程等都是不一样的。如：陆地环境中与水域环境中的微生物生态系统不会相同。同一生态环境，其中某一因素的变化，也可能会引起微生物生态系统的组成或代谢强度、最终产物的改变。如：环境受每日、每季、每年周期性变化的影响，微生物生态系统中的优势群体会随温度变化而变化。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（三）微生物生态系统的特点一、微生物生态系2.微生物生态系统中的种群多样性在一微生物生态群落中，占优势的种群在很大程度上决定着整个生态系统的营养水平和各种群间的多样性。

3.微生物生态系统的稳定性在一个特定环境中的微生物生态系统，如果无环境因子的强烈冲击和影响，一般总保持大体的稳定，即具有稳定性。具有高度多样性的群落能够随环境变化而波动，但并不意味着可以接受环境多次或连续的强力干扰与冲击。如：活性污泥中多样而稳定的群落可以忍耐进样液中低浓度的许多有毒化学物，但某些有毒化学物的高量进入或多次连续的进入也可引起污泥群落的腐败崩解。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（三）微生物生态系统的特点一、微生物生态系4.微生物生态系统的适应性与演替性由于微生物个体结构简单，改变环境的能力较弱，面对环境和营养物质的不断改变，微生物生态系统往往不能抗拒，就需要通过改变自己的群体结构来适应新的环境，形成新的生态系统。这就是自然界中普遍存在的微生物种群演替现象。二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

碳，氢，氧，氮，硫，磷，钾，铁等元素是组成生物体的化学元素，生物必需不断从环境中取得这些营养元素才能生长发育和繁殖。但是地球上这些元素的贮存量毕竟是有限的，而生命的延续与发展却是无穷尽的，两者之间的矛盾只有在自然界的物质不断循环转化的条件下才能解决。二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

微生物可以在多个方面但主要作为分解者而在生态系统中起重要作用。二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（一）碳素循环CO2+H2OCO2+CH2O醇有机酸

CO2+H2CH4光合作用发酵作用呼吸作用化石燃料碳在生物圈中的总体循环二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（一）碳素循环

碳素是有机化合物的骨架，是构成有机体最重要的元素成分。绿色植物和光合微生物进行光合作用，把CO2集中起来。光合作用的产物，经异养生物的食物链传递，以动植物残体及分泌排泄物的形式进入土壤或水体中。经微生物转化，最终又以CO2形式返回大气；另外一部分则在动植物的呼吸作用过程中也以CO2形式释出。二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（一）碳素循环分解纤维素的微生物

酸性和森林土壤中纤维素分解以真菌为主,中性或微碱性土壤中纤维素分解则以细菌为主,但也有真菌和放线菌。在堆肥和厩肥的发热阶段,主要是嗜热性纤维素分解菌在起作用。分解纤维素的细菌有：噬纤维菌属(Cytophaga)，生孢噬纤维菌属(Sporocytophaga)，粘细菌中的粘球菌属(Myxococcus)，堆囊粘菌属(Sorangium)，纤维分解梭菌(Clostridiumcellobiosporum)二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（二）氮素循环(1)大气中分子态氮被固定成氨(固氮作用);(2)氨被植物吸收利用,合成有机物质（同化作用）;

(3)有机氮被分解释出氨(氨化作用);(4)氨被氧化为硝酸(硝化作用);(5)硝酸被还原为分子态氮返回大气(反硝化作用)。二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（二）氮素循环二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（三）硫素循环

硫是构成细胞物质的重要元素，参与蛋白质的合成。还原性硫可以作为某些自养细菌的能源。氧化态硫可以作为某些细菌无氧呼吸的电子受体。金属的细菌沥滤

低品位铜矿矿渣再生浸矿剂细菌+O2CuSO4Cu溶矿置换H2SO4+Fe2(SO4)3FeSO4+S铁屑FeSO4二、微生物与物质转化作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（四）磷素循环

含磷有机质的分解

在微生物产生的核酸酶作用下,水解成核苷酸,再在核苷酸酶的作用下,分解成核苷和磷酸。土壤中无机磷的转化

含磷有机物分解产生的磷酸进入土壤很容易被固定,形成难溶性的钙盐和铁铝磷酸盐。微生物在促进难溶性磷酸盐的溶解和加速有机磷的矿化方面起着积极的作用。三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（一）污水的来源

工业污水、生活污水、暴雨降水是主要的三种污水来源，其他还有些都是具体到某一领域。其中人类生产活动造成的水体污染中，工业引起的水体污染最为严重。如：工业废水，它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外，固体废物和废气也会污染水体。

三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（一）污水的来源农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松，在土壤和地形还未稳定时降雨，大量泥沙流入水中，增加水中的悬浮物；还有一个重要的原因就是近年来农药、化肥的使用量日益增多，而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收，其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中，通过降雨，经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。城市污染源是因城市人口集中，城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水，它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液，其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。

三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（一）污水的来源三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（二）污水的判断指标1.物理性指标

1）温度2）色度3）嗅和味4）固体物质2.化学性指标1）有机物生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机化合物在微生物作用下最终分解为简单的无机物质、二氧化碳和水等。这些有机物在分解过程中需要消耗大量的氧，故属耗氧污染物。耗氧有机污染物是使水体产生黑臭的主要原因之一。在实际工作中一般采用生物化学需氧量（BOD）、化学需氧量（COD、OC）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）等指标来反映水中需氧有机物的含量。三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（二）污水的判断指标2.化学性指标2）无机性指标①植物营养元素污水中的N、P为植物营养元素，从农作物生长角度看，植物营养元素是宝贵的物质，但过多的N、P进入天然水体却易导致富营养化。水体中氮、磷含量的高低与水体富营养化程度有密切关系，就污水对水体富营养化作用来说，磷的作用远大于氮。

②pH值主要是指示水样的酸碱性。

③重金属重金属主要是指汞、镉、铅、铬、镍，以及类金属砷等生物毒性显著的元素，也包括具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、钴、锡等。三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（二）污水的判断指标3.生物性指标1）细菌总数水中细菌总数反映了水体受细菌污染的程度。细菌总数不能说明污染的来源，必须结合大肠菌群数来判断水体污染的来源和安全程度。2）大肠菌群水是传播肠道疾病的一种重要媒介，而大肠菌群被视为最基本的粪便传染指示菌群。大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌（伤寒、痢疾、霍乱等）存在的可能性。

三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（三）污水处理的一般过程一般来说，分为三步:1.预处理(一级处理，物理处理):主要是指废水中去除呈悬浮状态的大粒径固体污染物,也去除部分的有机物质。如：树叶，水中的塑料袋，沙粒等，一般使用格栅间(粗和细的)，沉砂池，沉淀池。三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（三）污水处理的一般过程一般来说，分为三步:2.二级处理(主体工艺):去除有机物的主体工艺，任务是大幅度地去除废水中的有机污染物，使用的工艺多，比如传统活性污泥法，氧化沟法，生物滤池，生物转盘，生物流化床法等。后面要接上二沉池，这个当然要根据主体工艺来确定。三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（三）污水处理的一般过程一般来说，分为三步:3.三级处理(深度处理):有些主体工艺去除氮磷效果不是太好，需要再串联工艺，使氮磷达标排放，最后排放之前要进行消毒，这步是必须的，选用的方法根据经济条件而定，包括了加氯消毒，臭氧消毒，紫外消毒。生物强化的途径三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库（三）污水处理的一般过程作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（四）污水处理的主要方法（以好氧微生物处理为例）1、微生物处理污水的原理污水微生物O2气体清水残渣沼气废渣（有机肥）厌氧发酵三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（四）污水处理的主要方法（以好氧微生物处理为例）2、微生物处理污水的方法污水处理的方法有物理法、化学法和生物法。其中，生物法是目前应用最广泛的废水处理方法，而生物法中应用最普遍的是活性污泥法，这是一种好氧生物法。活性污泥法又包括传统活性污泥法、氧化沟法、序批式活性污泥法（SBR法）等。

三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（四）污水处理的主要方法（以好氧微生物处理为例）2、微生物处理污水的方法氧化塘法原二级氧化塘和水生植物系统(图中的圆环本来是用来种水葫芦等植物,但由于一级氧化塘的效率太低,这些植物都被毒死)优点：工艺流程简单、管理方便、投资省、运行费用低、工艺稳定性高

三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（四）污水处理的主要方法（以好氧微生物处理为例）2、微生物处理污水的方法A/O工艺较好的除磷脱氮效果而逐渐应用于城市污水处理之中

三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学单元/微生物生态子单元

（四）污水处理的主要方法（以好氧微生物处理为例）2、微生物处理污水的方法序批式反应器（SBR）法自动化控制

三、微生物与废水处理作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的微生物环境教学