土壤原生动物的生物作用

土壤原生动物的生物作用

土壤原生动物是生活在土壤表面和土壤中的重要动物。这是除细菌和细菌以外的第三个土壤生物区系。你的营养类型可以从植物的商业鞭子到完整的动物的养分类型，所以它们代表了生物界从植物到动物的转移类型。土壤中的原生动物种类繁多，生物量巨大。据统计，在1克肥沃的土壤中，原生动物可以达到100万。在土壤生态系统的物质循环和能量转化以及微生物、植物和动物的活力方面发挥着重要作用。植物生长调解剂可以用来促进植物生长，昆虫可以用来控制植物病原体或用作土壤变化的生物指标。1培养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C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促进肉足虫感染的主要原因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,即使加入植物致病细菌(Bacillusaroideae)也不会影响它的生长,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(Verticilliumdahliae)病原菌,减少侵染率7%～11%,增加棉花产量30%,齿脊肾形虫(Colpodasteinii)、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或形成孢囊.3土壤原生物群落结构的研究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.3.1ph值、土壤类型与原生动物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,在以传统物理、化学方法很难监测的周期性或偶然性氧损耗时更为有效.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.土壤母质类型:由于土壤中肾形目的纤毛虫很丰富(南极除外),在低有机质周转的土壤中Grossglocknerietalia种类丰富,在高有机质周转的土壤中Hypotrichietalia种类丰富,在盐渍土中Pseudocohnilembetalia种类丰富.因此,可以根据土壤中肾形目的纤毛虫的多少来判断土壤母质类型.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(如有壳变形虫)的丰度.3.2对农田原生动物的急性毒性效应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(Tetrabymenapyriformis)能在一种杀昆虫剂——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.研究一种杀真菌剂——葑丙吗啉对农田土壤原生动物的毒性效应,发现随着土壤中葑丙吗啉的浓度从0上升到60mg/L,50mg风干土壤中鞭毛虫的种类由开始时的12种到最后彻底消失.而裸肉足虫和纤毛虫在葑丙吗啉60mg/L的浓度下仍能生存.因此认为裸肉足虫和纤毛虫比鞭毛虫对葑丙吗啉有更高的耐受性.Foissner认为对于土壤原生动物而言,杀虫剂比除草剂毒性更强,被杀虫剂严重破坏的土壤原生动物的群落结构至少在两个月内难以完全恢复.在研究杀真菌剂代森锰锌(manccozeb)和杀虫剂林丹对云杉林土壤中活体微型动物的影响时发现,即使在较高剂量下,代森锰锌没有明显的急性或长期毒性效应,标准剂量的林丹对纤毛虫产生急性毒性,其数量和群落结构在90天后明显改变.在高剂量林丹土壤中,一些物种(如Colpodainflata,C.steinii和Pseudoplatyophryanana)90天后数量增加,而原有的优势种Avestinaludwigi已灭绝.纤毛虫对杀虫剂敏感,有壳变形虫耐性更强.实验发现,施加除莠剂森草净后,肉足虫的种类数及丰度均随着施药浓度的增大而下降,且丰度变化尤为剧烈;低施药浓度下(0.001g/m2)鞭毛虫及纤毛虫的种数均有所增加;鞭毛虫的丰度随施药浓度增大而急剧增大;除莠剂森草净对土壤原生动物群落有较大影响,在两个月后依然有可能破坏土壤生态环境进而影响土壤肥力及动植物的生长.3.3污染对原生动物的影响重金属的累积不仅对土壤动物产生毒害作用,而且可在食物链中富集,危害较大.重金属污染可以导致土壤原生动物群落组成、结构和物种多样性发生变化.实践表明,用土壤原生动物评价重金属的毒性是可行的.理论上污染土壤与对照土壤中原生动物种类、组成应相似,但由于重金属污染,导致群落中大量不耐污种类消亡,只留下少数耐污染的种类.对重金属复合污染土壤及对照土壤中原生动物的群落特征研究结果表明,原生动物在对照土壤中分布有7纲、15目、27科、38属,污染土壤中则分布有4纲、11目、16科、19属,污染土壤中没有发现肉足亚门的类群及纤毛门多膜纲的类群,污染导致原生动物物种减少,群落多样性下降,结构呈现简单化和不稳定化,群落演替呈次生演替趋势.跳侧滴虫(Pleuromonasjaculans)为污染土壤中的优势种类,对土壤环境受重金属铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)复合污染有指示作用.另外,在铅锌矿采矿废物污染的土壤中,原生动物群落物种多样性显著下降,在鉴定到的66种原生动物中,对照土壤中有65种,而污染土壤中只有4种.腐生波豆虫(Bodoputrinus)和梅氏扁豆虫(Phacodiniummetchnicoffi)被认为是铅锌类污染土壤的指示种.利用土壤原生动物研究污泥(含Ni、Cu或Zn等重金属)土地填埋点渗滤液的毒性显示,所有供试土壤中原生动物的生长都受到强烈抑制.抑制强度顺序依次为Cu>Ni>Zn.Madoni也发现重金属对纤毛虫毒性顺序为Cu>Hg>Cd>Zn.Forge等发现重金属对纤毛虫的毒性顺序依次为Ni>Cu>Zn,Pratt的研究结果为Cd>Cu>Zn.4确立在我国,水生原