土壤中的微生物

土壤中的微生物
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土壤是由地壳表面的岩石经过长期风化和生物学作用而形成的一层疏松物质。

土壤和以土壤为基质的生物种群紧密的联系在一起，构成一个有机整体，称为土壤生态系统。

一、土壤微生物的来源
土著微生物种群：指在一个给定的生境中那些能生存、生长和进行活跃代谢的微生物，并且这些微生物能与来自其他群落的微生物进行有效的竞争。

土著微生物一般包括：G+球菌类、色杆菌、芽孢杆菌、节杆菌、分支杆菌、放线菌、青霉、曲霉等。

对物质的分解、代谢、转化起着极为重要的作用，是化学元素参与生物地球化学物质循环的重要推动者。

外来微生物种群：指来自于其他生态系统的微生物，所以这些微生物不能在这一生境中长期生活下去。

几乎不参与土壤生态学上重要的物质转化作用。

二、土壤微生物的种类
包括细菌、放线菌、真菌、藻类、病毒和原生动物。

绝大部分微生物对人是有益的；也有一部分土壤微生物是动植物的病原体。

土壤中的微生物根据其对能源和营养的要求不同可分为四种营养类型
●光能自养型
●光能异养型
●化能自养型
●化能异养型
大多属异养型微生物
根据对氧的需要程度不同，可分为
●专性厌氧
●兼性厌氧
●微需氧
●专性需氧等
真菌属需氧型微生物，因此土壤深层或潮湿的黏土中真菌数量少。

1、土壤中的细菌
（1）土壤细菌的数量
土壤中的微生物以细菌数量最多，细菌占土壤微生物总量的70%～90％，1g 肥沃土壤中约有土壤细菌几十万~几十亿。

（2）土壤细菌的特点
1）个体形状和大小往往与人工培养条件下不同；
2）土壤细菌数量多、代谢强、繁殖快、代时短，对其延续带来很大好处；
3）种类多，其中多数是异养菌，少数是自养菌；
4）土壤细菌按其来源可分为土著性和外来性，一般土著是优势种：
●土著细菌：是土壤中真正的常驻者，如氨化细菌、硝化细菌、固氮
细菌、纤维素分解菌等，异养型，无芽胞、嗜中温。

●外来细菌：人畜粪便、动物尸体、医院废弃物等污染土壤带入的。

如沙门菌、志贺菌、霍乱弧菌、大肠杆菌O157：H7、炭疽梭菌、
破伤风梭菌、肉毒梭菌等。

2、土壤中的放线菌
●放线菌的数量仅次于细菌，主要分布于土表，是土壤重要的土著
性微生物，也是土壤微生物的第二大类群，占5~30%；
●常见的有链霉菌属、诺卡菌属、小单孢菌属和放线菌属；
●多数好气、腐生，以孢子或菌丝片段存在于土壤；
●细胞数104~106个/g土，土壤肥沃时可达108个/g土；
●对干燥条件抗性比较大(在沙漠土壤中生存)；
●比较适合在碱性或中性条件下生长，并对酸性条件敏感（高氏1号
培养基）；
●主要参与复杂有机物的分解，如木质素、几丁质、烃类。

3、土壤中真菌
●是常见的土壤微生物之一，104～105个/g，是土壤微生物的第三大类群；
●数量虽小，但生物量很大（第一），200g/m3；
●主要生活在近地面的土层中，异养型、需氧、中温性生长；
●分解有机物质非常活跃，如腐生真菌参与难降解植物残体组分的分解，
如纤维素、半纤维素、木质素等。

霉菌可促进土壤腐殖质的形成；
●土壤中常见的真菌：曲霉属、青霉属、木霉属等。

4、土壤中的其他微生物
●藻类：单细胞或多细胞的真核原生生物；行光合作用，利用土壤中的无
机质合成其生长需要的有机质；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，藻类缺乏则土壤贫瘠缺肥，
硅藻多则土壤营养丰富；优势属种：硅藻、绿藻、黄藻。

●原生动物：单细胞动物；往往只存在于土壤的表层15cm处，需要相对高
浓度的氧气，105～106个/g肥土，几十～几万个/g贫瘠土；主要靠摄
取可溶性有机物和细菌而生长，是土壤细菌和藻类的捕食者，在物质转
化和调节其他微生物数量方面起重要作用；常见优势种属：鞭毛虫、肉
足虫、纤毛虫。

●病毒（噬菌体）：裂解相应的细菌、放线菌及真菌等，对某些农作物具
有潜在影响。

肠道病毒可吸附在土壤的颗粒上，能存活很长时间并保持
其感染性。

三、土壤微生物的数量
各类微生物都可在土壤中生存发展，但随着土壤类型、肥力水平、环境条件和季节变化等因素的不同，土壤微生物的数量和分布存在很大差异。

四、土壤微生物的分布
特点：
●土壤表面，微生物不易生存；
●地表5~30cm的土层中微生物数量最多；
●深层土壤微生物随土壤深度增加而减少；
●土壤愈肥沃，微生物愈多；
1、土壤微生物的垂直分布
一般A层（表层）较少，B层（5～30cm）数量最多，C层（l00～200cm）D 层（4～5m）逐层减少。

土壤表面由于日光照射，水分缺乏，微生物易于死亡，因此，数量不多。

在5～30cm深的土壤含量最多。

随着土层加深，土壤温度降低，氧气缺乏并且缺少微生物可以利用的有机物质。

至l00～200cm深时微生物开始减少，在4～5m深
2、土壤微生物的季节分布
●一般春季到来，气温升高，植物生长发育，根分泌物增加，微生物数量
迅速上升；
●到盛夏时，气候炎热、干旱，微生物数量下降；
●秋天雨水多，且为收获季节，植物残体大量进入土壤，微生物数量又急
剧上升；
●冬季气温低，微生物数量明显减少；
●春、秋两季出现微生物数量的两个高峰。

3、土壤微生物分布的不均匀性
无论是大面积的土壤或小的土团，微生物都不可能均匀分布。

一般微生物都分布在土粒表面，如芽孢杆菌、细菌、真菌；土粒内部有球菌、无芽孢杆菌。

3、影响土壤中微生物分布的因素
●土壤颗粒性质：腐殖质、砂土；
●土层深度；
●土壤水分、氧气、pH、温度；
●季节因素；
●营养状况：有机物对自养细菌有抑制作用；
●人类生产活动。

五、土壤微生物的作用
1、形成土壤结构，作为土壤的活跃组成分,土壤微生物的区系组成、生物量及其生命活动对土壤的形成和发育有密切关系。

有活性的土壤是由固态的土壤、液态的水和气态的空气共同组成的，单纯的土壤颗粒和化肥所构成的并不是真正
有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构，最终形成真正意义上的土壤。

2、分解有机质，作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用，并形成腐殖质，改善土壤的结构和耕性。

3、分解矿物质，土壤微生物的代谢产物能促进土壤中难溶性物质的溶解。

例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾矿石中的钾，以利作物吸收利用，提高土壤肥力。

另外，尿素的分解利用也离不开土壤微生物。

4、固氮作用，氮气占空气组成的4/5，但植物不能直接利用，某些微生物可借助其固氮作用将空气中的氮气转化为植物能够利用的固定态氮化物。

5、调节植物生长，土壤微生物与植物根部营养有密切关系。

植物根际微生物以及与植物共生的微生物如根瘤菌、菌根和真菌等能为植物直接提供氮素、磷素和其他矿质元素的营养以及有机酸、氨基酸、维生素、生长素等各种有机营养，促进植物的生长。

6、防治土传病害，土壤中存在一些抗生性微生物，他们能够分泌抗生素，抑制病原菌的繁殖，防治土传病原菌对作物的危害。

六、土壤中病原微生物及其危害
●人体排出的病原体直接或经施肥与污水灌溉等污染土壤，在污染的土
壤上种植蔬菜瓜果，人与污染的土壤直接接触或生吃此类蔬菜瓜果就
可患肠道传染病或寄生虫病。

如痢疾杆菌、伤寒杆菌、肠道病毒、蛔
虫卵等。

●含有病原体的动物粪便污染土壤后，病原体通过皮肤或粘膜进入人体
而得病。

如钩端螺旋体病、炭疽病。

●自然土壤中存在有致病菌，人接触土壤而感染。

如破伤风、肉毒中毒、
原发性阿米巴脑膜脑炎。

参考资料
【1】杨克敌.环境卫生学（第七版）.人民卫生出版社.2012
【2】诸葛健，李华钟.微生物学（第二版）.科学出版社.2009
【3】陈栩沈初见.土壤微生物分解作用的研究[J].生物学通报.2006
【4】尹春梅.土壤微生物的大作用.中国科学院亚热带农业生态研究所.2012 【5】李秋.浅析土壤与土壤微生物的关系.中外健康文摘.2010。