土壤原生动物的生态作用

土壤原生动物的生态作用

原始动物是自然界的最低分类，有两种类型：自由生活和寄生虫生活。寄生种类寄主多样,包括人类,动物和植物自由生活的原生动物生活在淡水,咸水和土壤中。土壤原生动物泛指生活在土壤中或土壤表面覆盖的凋落物中的原生动物,土壤原生动物泛指生活在土壤中或土壤表面覆盖的凋落物中的原生动物,是除了细菌和真菌之外的第三大土壤生物区系.其包括自养者、食细菌者、肉食者、食碎屑者、食真菌者、植食者、杂食者和腐生性营养者等8个营养类群,所以它代表了生物界中从植物到动物的过渡类型。土壤原生动物种类繁多,目前已命名的土壤原生动物是290余种,生物量巨大,据统计,在1g肥沃土壤中,原生动物可多达100万个。它在土壤生态系统的物质循环和能量转换以及提高微生物、植物和动物的活力方面起着至关重要的作用,可以分泌植物生长调节剂和促进作物生长,可用于生物防治捕食植物病原菌,也可以作为监测土壤变化的生物指标。1增加细菌生长土壤提供给植物生长的营养与植物根系、土壤微生物及动物之间的相互作用是密切相关的,植物根际是土壤微生物最重要的栖息地,原生动物通过对微生物的捕食提高营养物质的矿化,当植物根尖生长时,分泌有机炭到周围环境中,有利于细菌的生长,大量的细菌生长使有机N转化为细菌体的N;随后细菌被原生动物捕食,原生动物将摄食的细菌生物量中的N约1/3以NH4的形式释放并被植物根系吸收,能够促进复杂根系的生长,使根系更细,且具有更多的分支,从而间接地促进植物的生长。有研究者通过AM真菌和原生动物对花生进行双接种,结果表明:双接种比AM真菌单接种降低了AM真菌侵染率,增加了植株干物重,提高了氮、磷吸收量,最高可分别提高12.0%和87.7%,原生动物的主要作用在于改善作物氮素营养,而AM菌根主要作用在于改善作物磷素营养,其协同作用促进了植株的生长及营养状况。2肉足虫对马铃薯的致病性由于原生动物可以选择性地取食某些细菌和真菌,并分泌抑制细菌与真菌生长的次生产物,因而,可用于土生细菌与真菌引起的植物疾病的生物防治。实验表明,当土壤原生动物存在时,马铃薯的生长保持正常,没有原生动物存在时马铃薯在几天内枯萎;巨型肉足虫能够消灭多种病原真菌以及非病原真菌的菌丝、孢子等,纤毛虫可减少棉籽受立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)的侵染;肾形虫代谢产物可抑制大丽花轮枝孢(VerticilliLimdalliiae)病原菌,减少侵染率7%～11%,增加棉花产量30%,齿脊肾形虫(Colpdasteinl)、僧帽肾形虫(C.Cucullus)或白色变形虫(Amoebaalbida)可裂解其菌丝或使它的孢子、菌核不发芽:应用快速生长的纤毛虫(Grossglockneriaaluta)可使12种病原真菌很快地死亡。3土壤原生动物的特性栖息在土壤中的原生动物能对环境的细微变化作出反应,其敏感性比微生物更高,环境的变化会导致原生动物群落组成和结构迅速变化,研究土壤原生动物群落结构、丰度及多样性的动态,可为自然环境及受人类干扰导致的变化提供指示。土壤原生动物的生命活动受诸多生态因子影响,如水分含量、温度、疏松度、氧气条件、有机质和污染物等。因此,可对生态因子变化和人类活动影响做出响应,具有重要的指示价值.水分含量:土壤含水量与原生动物的密度密切相关,冯伟松等在对南极菲尔德斯半岛地区的土壤原生动物研究时发现,土壤原生动物的密度与土壤含水量呈正相关。温度:温度影响原生动物群落的组成和丰度。Opperman等研究了两种温度(5℃和23℃)下施用牛粪土壤中原生动物区系的变化情况,结果表明,温度升高,原生动物的数量明显增加,且群落结构发生改变.表现在温度为5℃时,鞭毛虫为优势种,而23℃时变形虫占优势。pH值:多数原生动物可以在相对较宽的pH值范围内生存,但最适pH值范围较窄。宁应之等对中国典型地带土壤原生动物的研究发现,在一定的范围内,pH值越高,土壤原生动物丰度越大。pH值3.5～9.5是土壤原生动物的生存范围,不同土壤中的嗜菌性巨大肉足虫在pH值为7.0时丰度最大,而在pH值小于4.0或大于8.5时生命活动受到抑制。因此,可以通过研究土壤原生动物的种类和丰度判断土壤的酸碱性。腐殖质类型:一些有壳变形虫对区别腐殖质类型也有特殊的用途,通常,有壳变形虫的个体数量在其最适生境内很高。土壤腐殖质的微小不同也会使有壳变形虫的种类及数量产生明显区别,在粗腐殖质中,有壳变形虫的空壳降解更为缓慢,用有壳变形虫的活体与空壳的比值,可区分细腐殖质与粗腐殖质。氧气:极端环境条件下的纤毛虫属特有种,如厌氧纤毛虫,它们可作为土壤氧气状况的指示生物,异毛虫是最典型的厌氧土壤环境栖息类群,对缺氧环境有重要指示作用。CO2:原生动物对环境中CO2浓度敏感,当CO2,浓度增加时,土壤中鞭毛虫的密度呈增加趋势,裸变形虫的数量显著降低。人类对土壤的利用情况:通常,在其他条件不变的情况下,有机质丰富的土壤中原生动物群落的丰度高,草原施肥与灌溉可明显地增加原生动物数量与净生产量;栽培作物的农田比非栽培处理的原生动物种类与数量更加丰富,有测定表明可高出2～3倍。Singh研究肥料对原生动物影响时表明,变形虫在厩肥农田中最多,化肥次之,无肥区最少;Berger等研究了土壤紧实度对原生动物的影响,表明紧实土壤减少了孔隙,降低了原生动物(有壳变形虫)的丰度嘲。对农药污染的指示作用:对农药的大量施用可导致农田生态系统的敏感生物种类减少,耐污染的种类相对增多。土壤原生动物是农药污染的敏感指示生物。早在1973年,Macrae等研究了杀虫剂林丹(lindane)和DDT对土壤原生动物的影响.他们发现,5～50mg/L的林丹和DDT对土壤原生动物都产生抑制效应,不同的是DDT的长期毒性作用比林丹更明显。实验结果表明,施用DDT的土壤3个月后对原生动物的抑制效应仍然明显,而施用林丹的土壤2个月后抑制效应消失。据报道,DDT可在原生动物体内累积几十至上百倍。研究发现梨形四膜虫能在一种杀昆虫剂一高丙体六六六很大的浓度范围(8～100mg/L)内存活,但即使很低的浓度(2.5mg/L)也会导致纤毛虫形状改变,并能明显抑制DNA、RNA和蛋白质的合成。4生活性的土壤原生动物土壤生态系统很大程度上是建立在死亡有机物所储存的能量及营养基础上。细菌及真菌等分解者可以利用这些能量与营养转化为自身生物量,而这些分解者又被小型动物、土壤原生动物及线虫等摄食。目前己有多个土壤食物链结构的模型提出,土壤原生动物可被更高营养级,例如捕食性的线虫及小的节肢动物等捕食。土壤原生动物在这些食物链中起着关键的作用:它们是细菌的重要捕食者,并且被杂食性的及肉食性的线虫所捕食;一些小型鞭毛虫及肉足虫也可被一些大型肉足虫及纤毛虫捕食。土壤原生动物可以捕食一些多细胞动物无法摄取的细菌。因此,土壤原生动物在细菌与更高营养级之间起着重要的链接作用。5对细菌的作用土壤原生动物对土壤细菌数量的影响:自然土壤环境中细菌的数量受到多种因素的影响,原生动物对细菌捕食也是因素之一。在现场进行的细菌与土壤原生动物关系的研究中人们发现:在没有灭菌的对照土壤中的细菌数量明显减少,同时土壤中原生动物数量增加。土壤原生动物的活动被放线菌酮抑制时,细菌的数量保持高密度。原生动物对细菌活动的刺激作用:原生动物的存在可以促进大量的细菌活动,例如固N、CO2释放、硝化作用以及铁载体的分泌等。土壤原生动物的捕食对细菌生长与代谢活动的促进可从3个方面加以考虑:①土壤原生动物选择性捕食有利于那些快速生长的细菌种类;②土壤原生动物分泌的有机物质促进了细菌的活动;⑧细菌被捕食时,数量保持在对数增长期。6数量对土壤的影响嗜真菌的肉足虫可能会影响植物病原性真菌群落。在遭受小麦全蚀病的土壤中发现嗜真菌的肉足虫的数量比正常土壤中高。在土壤中加入真菌后常可以观察到嗜真菌的原生动物数量显著增高,这些也许会有不良的作用,例如为了加强植物根部的定居作用将菌根真菌加到土壤中,或者为了控制一种植物病害而将一种真菌引入到土壤中,土壤原生动物有可能减少这些引入到土壤中的有益真菌的数量。7原生动物co占土壤生态系统的1