土壤生態(tài)學(xué)土壤生物精

土壤生態(tài)學(xué)土壤生物精第1頁/共81頁Chap.3土壤生物——土壤生態(tài)學(xué)第2頁/共81頁土壤動物的分類滯留時(shí)間棲息層次全期周期交替暫時(shí)過度部分微型中型大型巨型食性體型大小根食者枯食者糞史者菌食者捕食者雜食者真土居半土居地表土居上方土居第3頁/共81頁本章內(nèi)容第一節(jié)土壤微生物第二節(jié)藻類第三節(jié)原生動物第四節(jié)線蟲第五節(jié)土壤螨類第六節(jié)彈尾目第七節(jié)蚯蚓第八節(jié)植物根系第4頁/共81頁第一節(jié)土壤微生物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中，土壤微生物的主要作用：分解土壤有機(jī)質(zhì)和促進(jìn)腐殖質(zhì)形成；吸收、固定并釋放養(yǎng)分，改善和調(diào)節(jié)植物營養(yǎng)狀況；與植物共生，促進(jìn)植物生長：固氮菌；土壤有機(jī)碳、氮不斷分解，促進(jìn)土壤微量氣體產(chǎn)生；在有機(jī)質(zhì)污染和重金屬污染中起作用，還可以反映土壤肥力狀況等第5頁/共81頁概念土壤微生物的生物量土壤微生物群落結(jié)構(gòu)土壤微生物代謝熵第6頁/共81頁土壤微生物的生物量

——有機(jī)質(zhì)中有生命的部分大?。悍从硡⑴c調(diào)控土壤中能量和養(yǎng)分循環(huán)以及有機(jī)物轉(zhuǎn)化的微生物數(shù)量；與土壤有機(jī)碳含量有關(guān)：正相關(guān)；與地表植被類型有關(guān)：森林土壤中細(xì)菌和真菌生物量明顯高于草地；與人類的干擾活動有關(guān)：免耕土壤中細(xì)菌和真菌的生物量均較高。第7頁/共81頁土壤微生物群落結(jié)構(gòu)指土壤中各主要微生物的類群（包括細(xì)菌、真菌、放線菌等）在土壤中的數(shù)量以及各類群所占的比率，其結(jié)構(gòu)和功能的變化與土壤的理化性質(zhì)的變化有關(guān)。第8頁/共81頁土壤微生物代謝熵將微生物生物量的大小與微生物的生物活性和功能有機(jī)聯(lián)系起來，可對微生物的能量利用率進(jìn)行度量。其變化與土壤微生物群落組成的變化有關(guān)，并且隨著土壤熟化程度的增加而減小。第9頁/共81頁土壤微生物的分析方法傳統(tǒng)平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)法微平板法變性梯度凝膠電泳法脂肪酸甲酯分析磷脂脂肪酸分析……第10頁/共81頁土壤微生物一般分為三個(gè)類群細(xì)菌放線菌真菌第11頁/共81頁一、土壤細(xì)菌第12頁/共81頁1.特點(diǎn)(1)土壤環(huán)境的不均一性和多端變化，細(xì)菌的形狀和大小也是各不相同的；(2)按來源不同，分土著性和外來性。（土著比外來的適應(yīng)性和競爭性都強(qiáng)）(3)具有很高的生長速率：

a.競爭力強(qiáng)；

b.群體生長速率高，意味著產(chǎn)生遺傳重組的機(jī)會大，使其獲得最高程度的基因型順應(yīng)性，對環(huán)境的適應(yīng)性也提高。第13頁/共81頁2.土壤細(xì)菌的常見屬第14頁/共81頁(1)黏細(xì)菌G-、單細(xì)胞，桿狀、能滑行，形成子實(shí)體和黏孢子，DNA中的G+Cmol%為66-72，能降解多種大分子化合物，是已知的最高級的原核生物。其桿狀細(xì)胞分：

a.纖細(xì)柔韌兩端略尖：胞囊桿菌亞目

b.略微僵硬兩端鈍圓：堆囊菌亞目第15頁/共81頁(2)藍(lán)細(xì)菌是光合微生物；營養(yǎng)方式為光能無機(jī)營養(yǎng)；喜中性或微堿性的環(huán)境；分布很廣，熱帶直至兩極均有；一般喜歡生長在叫溫暖的地區(qū)或者一年中溫暖的季節(jié)；在土壤表面，進(jìn)行光合作用；在較深層土壤，或取食有機(jī)物，或處于休眠狀態(tài)。常見：膠球藻屬、魚腥藻屬、念珠藻屬、管鞘藻屬、柱胞藻屬第16頁/共81頁二、土壤放線菌是細(xì)菌的一類，但在形態(tài)上為分枝絲狀體，與真菌相近。G+，不能運(yùn)動，大部分是腐生菌，少數(shù)為寄生菌；有的還能與植物共生，固定大氣氮。是抗生素的主要產(chǎn)生菌，產(chǎn)抗生素接近2000種，如鏈霉素、土霉素、金霉素、慶大霉素、卡那霉素等。用于生產(chǎn)各種酶和纖維素；在甾體轉(zhuǎn)化、石油脫蠟、烴類發(fā)酵、污水處理等有所應(yīng)用。第17頁/共81頁分布和數(shù)量廣泛分布在土壤、堆肥、淤泥、淡水水體等各種自然生境中。數(shù)量：肥土>瘦土；農(nóng)田土壤>森林土壤；南方>北方；春秋>夏冬。第18頁/共81頁2.分類和優(yōu)勢屬一般以形態(tài)特征作為分類標(biāo)準(zhǔn)最近趨勢：以上基礎(chǔ)上，加其他形狀，如化學(xué)組分、核酸雜交、堿基比例、輻射光線反應(yīng)等。第19頁/共81頁中科院微生物研究所擬定的分類系統(tǒng)：嗜皮菌科弗蘭克氏菌科放線菌科鏈霉菌科寡孢菌科游動放線菌科第20頁/共81頁優(yōu)勢屬稀釋平板法分離：鏈霉菌屬放線菌：70-90%；諾卡氏菌屬：10-30%；小單胞菌屬：<1%-15%第21頁/共81頁三、土壤真菌第22頁/共81頁第23頁/共81頁第二節(jié)藻類對土壤的形成和熟化都起著重要的作用：礦質(zhì)土壤最先有機(jī)質(zhì)制造者之一分泌粘液可促進(jìn)土壤微粒粘結(jié)在土壤上形成一薄層，阻止或減輕土壤侵蝕……第24頁/共81頁生活住處：土壤表面表土層中少數(shù)在土壤深處：依靠現(xiàn)成的有機(jī)養(yǎng)料有些藻類：兼性光能自養(yǎng)生物第25頁/共81頁根據(jù)藻類生長情況，判斷出土壤的肥力狀況和性質(zhì)：肥沃的中性土壤，藻類一般生長旺盛，土壤表面常出現(xiàn)黃褐色或黃綠色的薄藻層；鼓藻——土壤缺乏CaCO3硅藻——土壤營養(yǎng)豐富貧瘠缺肥土壤——藻類生長亦甚貧乏第26頁/共81頁第27頁/共81頁第三節(jié)原生動物第28頁/共81頁第29頁/共81頁一、特點(diǎn)1.土壤原生動物起源于水體一般認(rèn)為，土壤原生動物群落是淡水原生動物中的遷移者進(jìn)化形成的；但具體是哪一類淡水原生動物，目前尚無確定。第30頁/共81頁2.土壤原生動物的特征(1)群落特征：與水生原生動物群落相比較，存在著群落組成上的差異。說明，經(jīng)過長期的適應(yīng)與進(jìn)化，土壤原生動物已成為一個(gè)獨(dú)立的群落。第31頁/共81頁(2)形態(tài)學(xué)適應(yīng)特征第32頁/共81頁第33頁/共81頁二、分類和土壤中的主要類型原生動物的運(yùn)動機(jī)制是分類的主要依據(jù)，再參考其它性狀，可分為三個(gè)亞門和兩個(gè)超綱。第34頁/共81頁鞭毛蟲：1-4根鞭毛，長度5-20μm；含葉綠素：植物性鞭毛蟲——眼蟲；不含葉綠素：動物性鞭毛蟲——滴蟲；常見類型：氣球星滴蟲、跳側(cè)滴蟲、波豆蟲屬、尾波蟲屬、鞭變形蟲屬、尾滴蟲屬等。第35頁/共81頁第36頁/共81頁第四節(jié)線蟲第37頁/共81頁一、形態(tài)學(xué)線蟲為兩側(cè)對稱、三胚層、不分節(jié)、無附肢、假體腔的蠕蟲狀動物，多數(shù)為雌雄同體；體型很小，一般體長為0.5-4mm；體壁：角質(zhì)層、下皮層、縱肌層口：蟲體前端，由6枚唇片圍繞消化系統(tǒng)：完全，為一條直管道排泄系統(tǒng)：腺型和管型神經(jīng)系統(tǒng)：一個(gè)神經(jīng)環(huán)和六個(gè)神經(jīng)索生殖系統(tǒng)：較發(fā)達(dá)無循環(huán)和呼吸系統(tǒng)生活史：蟲卵、1-4期幼蟲、成蟲；蛻皮：4次第38頁/共81頁第39頁/共81頁二、生物學(xué)第一次蛻皮一般在卵中進(jìn)行，經(jīng)過4次蛻皮后，線蟲發(fā)育成熟，交配、產(chǎn)卵完成1代生活史；通常1年可以繁殖數(shù)代；但大型的如索科，1年繁殖1代。第40頁/共81頁三、生態(tài)學(xué)分布：最豐富——溫帶闊葉林耕作土、草地、熱帶雨林、溫帶針葉林、極地植被。豐富度：30°-40°緯度內(nèi)最高，70°以上最低第41頁/共81頁土壤線蟲和其它土壤動物區(qū)系對土壤碳、氮至關(guān)重要。當(dāng)食細(xì)菌線蟲和食真菌線蟲捕食細(xì)菌和真菌時(shí)，它們會釋放出CO2、NH4+和其它含氮化合物，直接影響土壤中C、N的礦化。第42頁/共81頁第43頁/共81頁四、分類和土壤中的主要類型到20世紀(jì)90年代為止，文獻(xiàn)報(bào)道過的線蟲大約有20000種，其中，約有2000種為植物寄生性線蟲，5000種是動物寄生性線蟲，13000種是非寄生性的線蟲，它們生活在海洋、淡水和土壤中。第44頁/共81頁常見類型第45頁/共81頁第46頁/共81頁第五節(jié)土壤螨類第47頁/共81頁一、形態(tài)學(xué)螨體：多為卵圓或卵形，少數(shù)為蠕蟲狀；體長約0.1mm-1cm；體色：無色、褐至黑褐色、紅、黃、綠等鮮艷色等。第48頁/共81頁二、生物學(xué)第49頁/共81頁第50頁/共81頁三、生態(tài)學(xué)螨廣泛分布于地球各處，棲息于地表、土壤、海水和淡水中以及動物和植物體內(nèi)等地方。就食性而言，多數(shù)是自由生活的，也有許多是動植物的寄生者。自由生活的多數(shù)，生活于地表、土壤和腐敗的動植物遺體上，他們構(gòu)成了獨(dú)特的土壤動物類群。其中隱氣門亞目的甲螨是土壤中最常見的螨類。第51頁/共81頁甲螨的數(shù)量和種類是土壤節(jié)肢動物中最多的。含有機(jī)質(zhì)土壤最適宜其生長，一般在土壤表面5cm的范圍內(nèi)最多。第52頁/共81頁四、分類和土壤中的主要類型第53頁/共81頁第54頁/共81頁第55頁/共81頁第六節(jié)彈尾目第56頁/共81頁一、形態(tài)學(xué)成蟲體長：0.5-8.0mm，大多數(shù)：1-3mm表皮細(xì)胞分布色素，幾乎各種顏色均有；常見：藍(lán)色和棕色。第57頁/共81頁二、生物學(xué)分布：廣泛，赤道—兩極附近，平原—海拔6400m以上；棲息地：大部分—土壤(有機(jī)質(zhì)豐富區(qū))

少部分：水體表面、冰川、雪地胚后發(fā)育：為表變態(tài)，終生蛻皮不止。新孵出的個(gè)體：大小、身體各部分比例與成蟲不同，通常無色素，無生殖孔；性別分化：只在后面齡期中才出現(xiàn)。第58頁/共81頁三、生態(tài)學(xué)第59頁/共81頁第60頁/共81頁四、分類和土壤中的主要種類第61頁/共81頁第七節(jié)蚯蚓一、形態(tài)學(xué)1.外部形態(tài)寡毛類：細(xì)長、有體節(jié)和體腔，前段有口，后端有肛門；低等→水棲；高等→陸棲；分節(jié)：同律分節(jié)；頭部：未完全分化，包含口前葉和圍口節(jié)；第62頁/共81頁陸棲種類口前葉和圍口節(jié)關(guān)系對蚯蚓種類的鑒定具有一定意義圍口節(jié)從第二節(jié)開始有剛毛，剛毛的形態(tài)與數(shù)目與分類有關(guān)，故特別重要。第63頁/共81頁背孔：沿背中線，位于節(jié)與節(jié)之間，通常為1個(gè)，其從哪一節(jié)開始，因種而異；環(huán)帶(生殖帶)：其分泌物可形成蚓繭；具有環(huán)帶的個(gè)體，是性成熟的標(biāo)志。第64頁/共81頁2.內(nèi)部特點(diǎn)體腔：體壁層與腸壁層間的空腔，有體腔液；其內(nèi)，在節(jié)與節(jié)之間，內(nèi)面都有一肌質(zhì)隔膜；從口到肛門，是一條直的管子，分為口腔、咽頭、食道、嗉囊、砂囊、胃、腸、直腸等部分循環(huán)系統(tǒng)：閉管式，心臟的對數(shù)、位置和大小等都是分類的重要依據(jù)；排泄器官：除前1-2節(jié)外，每一節(jié)都有1對腎管繁殖：雌雄同體、異體受精，少數(shù)種也有自體交配現(xiàn)象；一般在溫暖的季節(jié)都能繁殖；第65頁/共81頁二、生態(tài)學(xué)第66頁/共81頁蚯蚓活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響有利：加速凋落物質(zhì)的分解和氮轉(zhuǎn)化；促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收；在土壤中形成更多的微團(tuán)聚體和孔隙，改善土壤結(jié)構(gòu)；提高土壤滲透性和溶質(zhì)的運(yùn)移等第67頁/共81頁有害影響：將地表凋零物移走或埋入土中，蚯蚓糞便在地表的覆蓋等都可能增加水土流失；可能傳播雜草種子或動物病原菌；其活動在提高氮礦化的同時(shí)，容易造成氮的流失等第68頁/共81頁三、中國蚯蚓區(qū)系概述第69頁/共81頁第70頁/共81頁第八節(jié)植物根系一、植物根系的形態(tài)第71頁/共81頁第72頁/共81頁二、根際與根際效應(yīng)第73頁/共81頁三、根際微生物是指植物根系直接影響范圍內(nèi)的土壤微生物。數(shù)量：水平方向：離根系越遠(yuǎn)→微生物越少；垂直方向：土壤越深→微生物越少；類群：以G-無芽孢細(xì)菌占優(yōu)勢，如假單胞菌屬、農(nóng)桿菌屬、黃桿菌屬、產(chǎn)堿菌屬、節(jié)細(xì)菌屬等；第74頁/共81頁四、菌根某些真菌侵染植物根