土壤生物与土壤有机质(1)
土壤生物与土壤有机质
7、菌根
真菌的菌丝侵入植物根部 后，和植物根组织生活在一起， 称为菌根。
其真菌称为菌根真菌。
8、原生动物（protozoon） 数量有68000多种。一般在每平米15厘米深
的土壤里有10-100亿个(1-10万个/克土)原生动物， 它们的活重在耕层达150-200磅/每英亩。
原生动物是动物中最低级的。 典型种类有: 变形虫
4、放线菌（actinomycetes） • 放线菌是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢
子每克土壤中的细胞数在104～106变动。
• 链霉菌属，占70%～90%；其次为诺卡氏菌属占10%～ 30%；小单胞菌属占第三位，只有1%～15%。它们的大 部分均属好氧腐生菌。
• 产生抗生素，对其他有害菌能起拮抗作用。
真 菌 菌 落
3、霉菌
• 对土壤通气性非常敏感； • 霉菌在酸性土壤中能生活，在酸性土壤中具有明显的
优势; • 霉菌多数分布在有机质丰富，通气好的表层土壤中; • 较常见的有青霉、毛霉、链霉和曲霉四个属的许种; • 霉菌的数量在正常情况下，每克土壤中有0.1-1百万
个，相当于每平方米100-1000亿个，其生物量可达每英 亩500- 5000磅; • 霉菌是土壤中异养型微生物的重要部分。
腐殖质与矿物质土粒紧密结合，不能用机械方法 分离。
有机质总量的85%-90% 对土壤物理、化学、生物学性质都有良好作用。 土壤肥力水平主要标志。
二、土壤有机质的组成和性质
1、化学元素组成： 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N; C/N比大约在10-12之间。
2、有机质的组成（腐殖质）
化合物组成可分为: 腐殖物质（Humic Substance) 非腐殖物质（Non-Humic Substance)
土壤微生物与有机质
1、细菌：土壤细菌占土壤微生物总数的70%90%，数量极其庞大。
（1） 节杆菌属：能利用各种有机物碳 源和能源，并降解土壤中难分解的 物质和多种化学农药； （2）芽孢杆菌属：大多为对动植物无 害的腐生菌，一般具有很强的分解 蛋白质和复杂多糖的能力，对土壤 有机质的分解起着重要作用； （3）假单胞菌属：有益的假单胞菌属 因其具有代谢多种化合物能力，在 降解土壤中的有机农药和除草剂等 发挥重要作用，同时是制造多种产 品的经济微生物； （4）其他各种细菌生理群：有分解糖、 淀粉、纤维素等的碳水化合物分解 细菌，有将有机含氮化合物中的氮 素转化成氨的氨化细菌。
• 土壤有机质(soil organic matter)
• 土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质 。
土壤微生物是土壤肥力 和土壤健康的重要指标，是 土壤有机物的主要分解者， 通过分解动物残体获得自身 所需的营养物质的同时，为 植物生长提供必要的养分元 素，是陆地生态系统生物循 环的重要环节。土壤有机质 是土壤微生物生命活动所需 养分和能量的主要来源。没 有它就不会有土壤中所有的 生物化学过程。土壤微生物 的种群，数量和活性随有机 质含量增加而增加，具有极 显著的正相关。土壤有机质 的矿质化率低，可以持久稳 定地向微生物提供能源。
4、藻类：土壤藻类是土壤生物的先行者，可通过光能自养 的能力，成为土壤上最先有机物质制造者之一，荒地和干燥 的沙漠土壤中的腐殖质多来自土壤藻类。
微生物与有机质的相互作用
1）微生物与土壤有机质和黏土矿物之间的相互作用 • 土壤中80%-90%的微生物是黏附在各种矿物、有机质 或矿物—有机物复合体表面，形成单个的微生物群落 或生物膜。微生物与土壤有机质和黏土矿物之间的相 互作用也是由分子间力、静电力、疏水作用力、氢键 和空间位阻效应等多种作用力或作用因素共同决定或 影响的物理化学过程。微生物吸附于矿物、有机质、 表面后，其细胞代谢将会发生明显的变化，从而影响 到土壤中与生物相关的一系列土壤环境过程，如矿物 风化与形成、土壤结构稳定性土壤养分有效性等。
土壤学课后习题答案
土壤学1-1土壤在农林牧、人类及生态系统中有何意义？(1)土壤是农业最基本的生产资料。
土壤是地球的皮肤，在植物生长中起到营养库的作用、养分转化和循环作用、雨水涵养作用、生物的支撑作用以及稳定和缓冲环境变化的作用；(2)土壤是陆地生态系统的重要组成部分。
保持生物活性，多样性和生产性；对水体和溶质流动起调节作用；对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解和解毒作用；具有贮存并循环生物圈及地表养分和其它元素的功能。
(3)土壤是最珍贵的自然资源。
土壤资源具有再生性，质量具有可变性，资源数量具有有限性；(4)土壤资源是可持续农业的基础。
可持续发展的条件之一就是资源破坏的零或负增长。
1-2什么是土壤、土壤圈？土壤有什么功能？何谓土壤肥力？土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下所形成能够生长植物的、处于永恒变化中的疏松矿物质与有机质的混合物。
1-3土壤与地球各圈层之间有何关系？2-1 常见的成土母质有那些？什么叫残积母质、洪积母质、冲积母质、风积母质？(1)残积母质：岩石风化后,基本上未经动力搬运而残留原地的风化物；(2)洪积母质：山洪搬运的碎屑物质在山前平原的沉积物。
(3)冲击母质：风化的碎屑物质，经河流常年性流水的侵蚀、搬运、沉积在河流两岸的沉积物。
沉积物具有成层性。
(4)风积母质：风积母质是风力搬运的堆积物，也是风蚀作用的产物，没有风蚀作用也就没有风积作用。
2-2岩石风化作用分那几个阶段？各阶段有何特点？(1)碎屑阶段:1) 岩石风化的最初阶段，以机械破碎为主的物理风化占优势，只有最易淋失的Cl、S发生移动；2) 风化壳中主要是粗大碎屑，产生碎屑风化壳，释放易溶于水的简单盐类，粘土矿物以水化度低的水云母为主；3)土壤类型为石质幼年土。
(2)钙沉积或饱和硅铝阶段:1) Cl、S已流失，Ca、Mg、K、Na等仍大部分保留，部分Ca游离出来，以CaCO3的形式，淀积在岩石碎屑孔隙中；2)产生碳酸盐风化壳，粘土矿物以蒙脱石最多，还含有水云母、绿泥石等;3)土壤类型为各类型钙积土。
土壤有机质的概念
土壤有机质的概念土壤有机质是土壤中的重要组成部分，对于土壤的肥力和可持续性起着重要的作用。
本文将介绍土壤有机质的概念、形成过程以及对土壤质量的影响。
一、土壤有机质的定义土壤有机质是由植物和动物的残体及其分解产物形成的具有碳为主要化学元素的有机物质。
它包括三大部分：生物体的残体和分泌物、土壤微生物的生物量和残体、以及土壤胶体和氧化态有机物。
这些有机物质在土壤中发挥着多种重要功能。
二、土壤有机质的形成过程土壤有机质的形成是一个长期的过程。
它可以分为输入、积累和降解三个阶段。
1. 输入阶段输入阶段是指植物和动物的残体进入土壤的过程。
植物通过死亡和腐殖作用，将部分有机物质输入到土壤中。
动物的粪便和尸体也是有机质输入的重要来源。
2. 积累阶段积累阶段是指有机质在土壤中的逐渐积累过程。
在这个过程中，土壤微生物通过分解植物和动物的残体，将有机物质转化为更稳定的有机质，如腐殖酸和腐殖质。
这些稳定的有机质较难被分解，可以在土壤中长期存在。
3. 降解阶段降解阶段是指土壤有机质逐渐分解和降解的过程。
在土壤中存在着各种微生物和酶，它们能够分解土壤有机质，释放出营养物质供植物吸收利用。
这个过程通常较为缓慢，需要一定的时间。
三、土壤有机质对土壤质量的影响土壤有机质对土壤质量有着重要的影响。
它可以改善土壤的物理、化学和生物学特性，提高土壤的肥力和保水能力。
1. 改善土壤物理性质土壤有机质通过增加土壤的胶粒稳定性和结构稳定性，改善土壤的结构，提高土壤的通气性和保水能力。
有机质与土壤胶粒结合形成胶体团聚体，增加土壤的胶体结构稳定性，有利于土壤的根系渗透和水分的保持。
2. 调节土壤化学性质土壤有机质在土壤中能够吸附和释放无机养分，调节土壤的养分供应。
它能够吸附土壤中的钙、镁、钾等离子，防止这些养分流失；同时，当植物需要这些养分时，有机质也能够释放出来供植物吸收。
3. 提供营养物质土壤有机质经过分解和降解可以释放出丰富的有机氮、有机磷、有机硫等营养物质，供植物吸收利用。
《土壤肥料学》第二章 土壤有机质 思考题解析
《土壤肥料学》第二章土壤有机质课后思考题解析1、什么是矿质土壤和有机质土壤？矿质土壤简称矿质土,主要是由矿物质组成的、其特性主要由矿物质所决定的土壤.通常含有不到20％的有机质,具有30厘米厚的有机质表土层.有机质土壤是指在土壤学中，一般把耕层含有机质20%以上的土壤。
2、不同土壤中的有机质的来源途径有哪些？对于原始土壤来说，微生物是土壤有机质的最早来源；自然植被条件下，土壤有机质主要来源于地面植物残落物、根系残体和根系分泌物，其次来源于生活在土内的动物和微生物。
农业土壤的有机质主要来源于施入土壤的各种有机肥料，植物遗留的根茬、还田的秸秆以及翻压的绿肥等有机物质。
3、什么是土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程？土壤有机质的矿化过程是指在微生物作用下，复杂的有机物质分解成为简单无机化合物的过程。
土壤腐殖化过程是指土壤有机质在微生物作用下，不仅可以分解成为简单的无机物，同时经过生物化学作用，又可以重新合成更为复杂而且比较稳定的特殊的高分子有机物，即腐殖质。
4、含氮有机物的矿质化过程分为哪几个阶段？具体阶段的条件、过程、结果如何？含氮有机物的矿质化过程可分为4个阶段，水解过程、氨化过程、硝化过程和反硝化过程。
水解过程是，蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下，分解成为简单的氨基酸类含氮化合物。
氨化过程是经水解生成的氨基酸在多种微生物的作用下，产生氨气的过程，条件是在好气、厌氧条件下均可进行，只是不同种类微生物的作用不同。
硝化过程是在通气良好的条件下，氨化作用产生的氨气在土壤微生物的作用下，可经过亚硝酸的中间阶段，进一步氧化成硝酸。
反硝化过程是硝态氮在土壤通气条件不良的情况下，受反硝化细菌作用还原成气态氮（N2,N2O)的过程.5、土壤腐殖质的形成经历哪几个阶段?土壤腐殖质的形成经历两个阶段，为动植物残体分解阶段和新高分子有机物合成阶段。
6、土壤腐殖质酸的组分和性质如何？腐殖酸的主要组成是胡敏酸和富里酸，通常占腐殖酸总量的60%左右。
土壤生物和土壤有机质性质及作用
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
2.2.1 土壤生物
1、土壤生物多样性
• A、原生动物：单细胞真核生物，104-105 个/g土。鞭毛虫、变形虫
• B、后生动物：多细胞动物。线虫、蠕虫、 蚯蚓、蚂蚁 疏松土壤，破碎植物残体
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
C、微生物
细菌 （bacteria）
放线菌 （actinomyces ）
真菌 （fungi）
藻类
(algae) 原生动物 （protozoon）
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
2、微生物营养类型
• 1）化能有机营养型：异养型，需要有机化合
物作为碳源，并从氧化有机化合物的过程中获得 能量。大多数细菌、几乎全部真菌和原生动物。
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
不同土壤生态系统的有机质
荒漠，SOM 少,<0.n DT/ha
森林下，SOM丰富
102 DT/ha
土壤生农物业与土土壤壤：有根茬等,n DT/ha 机质性质和作用
农 业
作物根系、残茬 及根系分泌物
土
壤
有
农家肥
机
质
来
源 工业、生活垃圾
三种形态：新鲜土有壤机生质物、与半土分壤有解有机质、腐殖质
• 2）化能无机营养型：自养型，以CO2为碳源，
从氧化无机化合物中取得能量。亚硝酸菌、硝酸 菌等。
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
• 3）光能有机营养型：光能异养型，能量来
自于光，需有机化合物作为氢供体以还原CO2， 并合成细胞物质。
• 4）光能无机营养型：自养型，利用光能进
行光合作用，以无机化合物作为氢供体以还原 CO2，并合成细胞物质。
第2章 土壤的基本物质组成
2014年9月6日
一、土壤生物（soil organisms)
土壤生物：包括动物、植物和微生 物，是土壤生命的本质所在。
土壤生物的类群、数量一般常随它 们相适应的植物而发生变化，土壤的温 度、湿度、通气状况和酸度等环境因子 对它们的分布也有明显影响。
（一）土壤微生物（soil microorganisms）
的暗色小块（轻质有机质，活性有机质）； 腐殖质：有机残体在腐殖化过程中形成的一类褐色 或暗褐色的高分子有机化合物，与矿质土粒紧密结合， 不能用机械方法分离，占有机质总量的85%-90%。
（三）土壤有机质的组成和性质
碳水化合物：主要有淀粉、纤维素、半纤维素等多糖类 物质，易被微生物分解。 含氮化合物：动、植物残体中主要的含氮化合物是蛋白 质，少量比较简单的可溶性氨基酸。植物残体中的叶绿素 等； 单宁、树脂、脂肪、蜡质等：这是一类复杂的有机化合 物，除单宁外，其余都不溶于水而溶于有机溶剂如酒精、 苯等物质中，在土壤中分解缓慢而不彻底。 本质素：是植物木质部的主要组成成分，是复杂的有机 化合物，不易被细菌和化学物质分解，可被真菌、放线菌 分解。 灰分元素 ： 植物经燃烧后，残留在灰分中的元素称灰分 元素。构成灰分的元素由70多种，主要元素有Ca、Mg、K、 Na、S、P、Fe、Al、Mn，以及微量元素I、Zn、Mo、B等。 其中以Si、Ca、K、Al为最多。
植物吸收 土壤酶 厌气
磷酸
亚磷酸 次磷酸 磷化氢
H2S
硫 细 菌 厌 气
土壤酶
含硫氨基酸
植物吸收
硫酸盐类
盐
H2SO4
2、有机质的腐殖化过程（humification process）
两个阶段： 第一阶段：在有机残体分解中形成腐殖质分子的 基本成分，如多元酚、含氮有机化合物； 第二阶段：在各种微生物群分泌的酚氧化酶作用 下，把多元酚氧化成醌。
5第五讲 土壤有机质
三）、土壤有机质的分解和转化
1、简单有机化合物的分解和转化 Mineralization（矿质化)：指复杂的有机质在微生物的作 用下，转化为简单的无机物的过程。
R (C,4H ) 2O2 酶、氧化 CO2 2H 2O 能量
含碳碳和氢的化合
土壤有机质因矿质化作用每年损失的量占土壤有机质总 量的百分数称有机质的矿化率(mineralization percent)。
植物残体在土壤中的分解和转化过程： 第一阶段：可溶性有机化合物以及部分类似有机物进 入土壤后的头几个月很快矿化 。 第二阶段：残留在土壤中的木质素、蜡质以及第一阶 段未被矿化的植物残体碳相对缓慢分解。 有机残体进入土壤经1年降解后，有机质的2/3以CO2的 形式释放而损失，残留在土壤中的不足1/3。
4、影响土壤有机质分解和转化的因素
SOM 周转：有机物质进入土壤后由其一系列转化和
矿化过程所构成的物质流通。 Humification 腐殖化过程： 简单→复杂 Mineralization 矿质化过程： 复杂→简单
周转时间：当土壤有机质水平处于稳定状态时，土壤
中有机质流通量达到土壤有机质含量所需要的时间。 SOM平衡：进入土壤中的有机质等于从土壤中损失的 有机质的状态。
一）、有机质的数量和来源
原始土壤：最初来源微生物，随后来源动植物 残体和（根系分泌物） 自然土壤经人为影响后，其有机质来源包括：作 物根茬、各种有机 肥料、工农业和生活废水、废 渣、微生物制品、有机农药等有机物。 土壤有机质主要来源于高等绿色植物的枯枝、落叶、 落果、根系等；其次是土壤中动物、微生物的遗 体；及人为施用的有机肥料。
五、土壤有机质与生物
土壤有机质是土壤固相的组成成分之一。 它在土壤的形成过程中，特别是在土壤肥 力的发展过程中，起着极其重要的作用。 土壤生物和酶推动土壤中物质循环，其存 活取决于土壤有机质的存在。
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细 菌 菌 落
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根瘤
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放线菌 actinomycetes
☆ 放线菌是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢子 每克土壤中的细胞数在104～106变动。
☆ 链霉菌属，占70%～90%；其次为诺卡氏菌属占10%～30%； 小单胞菌属占第三位，只有1%～15%。它们的大部分均属 好氧腐生菌。
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土壤生物 原生动物protozoon
＊数量有68000多种。一般在每平米15厘米深 的土壤里有10-100亿个(1-10万个/克土)原生动物， 它们的活重在耕层达150-200磅/每英亩。
＊原生动物是动物中最低级的。 ＊典型种类有∶
变形虫 纤毛虫 鞭毛虫 孢子虫
土壤中以鞭毛虫数量最多。
特性∶
A、单细胞
B、分裂生殖快
C、个体小(4-5um)，接近于土壤粘粒的大小。
D、以杆菌占优势
E、数量大，每克有几亿到30亿个
10g肥沃土壤的细菌总数相当于全球人口的总数
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土壤中重要的各种细菌生理群：
•
纤维分解细菌
•
固氮细菌
•
硝化细菌
•
亚硝化细菌
•
硫化细菌
•
氨化细菌
在土壤碳、氮、磷、硫循环中担当重要 的角色。
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土壤生物 原生动物
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土壤生物 原生动物
原生动物在土壤中的作用∶
1、通过选择性的取食某些微生物(如细菌)，
改变微生物的群落结构，主要是调节细菌的数量。
2、增进某些微生物的活性(如固N菌、排泄出
的细菌等)
3、 参与土壤植物残体的分解，如鞭毛虫与
白蚁共生，加速对木质素的分解
4、某些原生动物也侵害植物，造成植物病
微型动物：食腐性、捕食性、食真菌、
细菌
线虫
原生动物
变形虫、纤毛虫
高等植物：自养
植物根、根毛、
微生物： 主要自养
褐藻、二元体
异养
真菌
酵母、霉菌、蘑菇
放线菌
链霉菌等
异养和自养
细菌 蓝细菌
教好学气ppt细菌、厌气细菌
5
蓝细菌
土壤生物 土壤微生物
土壤中微生物 分布广 数量大 种类多 最活跃
它们参与土壤有机质分解，腐殖质合成，养
土壤生物的种类：
土壤生物
微生物 动物 植物
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动物 (Fauna) 全部异养
大型动物：主要食草和食腐性
脊椎动物
田鼠
节肢动物
白蚁、甲虫及其幼虫、千足虫
环节动物
蚯蚓
软体动物
蜗牛、蛞蝓
主要捕食性
脊椎动物
鼹鼠、蛇
节肢动物
蜘蛛、
中型动物：主要食腐性
节肢动物
螨、弹尾虫 (跳虫)
环节动物
线蚓
主要捕食性
螨
2.2.1 土壤生物种类及其在土壤中的作用 2.2.2 土壤有机质
（一）土壤有机质的来源及存在形态 （二）土壤有机质的组成和性质 （三）土壤有机质的转化过程 （四）影响土壤有机质转化的因素 （五）土壤有机质在土壤中的作用 （六）土壤有机质管理
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2.2.1 土壤生物种类及其它们在土壤中的作用
害，有的可引起严重教学的pp人t 畜传染病。
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土壤动物
土壤生物
搬运、破碎、分解（合成） 土居性的多细胞动物：
线虫、蠕虫、蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、 轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫
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土壤生物
蚯蚓
数量 大约有200余种。在肥沃的草地土壤中每平方米可达 500条。在以般耕地中，每平方米有30-300条。
真菌在土壤中的作用
• 土壤有机质的主要降解者
• 某些真菌和植物的根系产生菌根
• 促进土壤结构的形成，菌丝的穿插
对于促进土壤的凝聚有重要的作用
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真 菌 菌 落
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子真 菌 孢
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土壤生物
藻类algae
藻类为单细胞或多细胞的真核原生生物。
（光合作用)
土壤藻类主要由硅藻、绿藻和黄藻组成。
优势。
• 霉菌多数分布在有机质丰富，通气好的表层土壤中，
• 较常见的有青霉、毛霉、链霉、和曲霉四个属的许种。
• 霉菌的数量在正常情况下，每克土壤中有0.1-1百万
个，相当于每平方米100-1000亿个，其生物量可达每英
亩500- 5000磅。
• 霉菌是土壤中异养型微生教学物ppt的重要部分。
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土壤生物
＊ 习性 表皮失水很快，干燥时变为胞囊，湿润时又重
新活动。
分转化和推动土壤的发育和形成。
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土壤生物 土壤微生物：
主要作用：
• 调节植物生长的养分循环（分解合成）；
• 产生并消耗各种气体，影响全球气候
的变化；
• 分解有机废弃物，
• 是新物种和基因材料的源和库。
• 病原微生物。
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土壤生物
细菌 bacteria
土壤细菌占土壤微生物总数的70%～90%
☆ 产生抗生素，对其他有害菌能起拮抗作用。 ☆ 高温型的放线菌在堆肥中对其养分转化起着重要作用。
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土壤生物
土壤真菌fungi
土壤真菌
有170个属，690多个种， 分三个类群∶ A、酵母菌 土壤中很少 B、霉菌 土壤中最多 C、伞菌
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土壤生物
霉菌
• 对土壤通气性非常敏感，
• 霉菌在酸性土壤中能生活，在酸性土壤中具有明显的
2.2 土壤生物与土壤有机质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2.2 土壤生物与土壤有机质
土壤中的有机部分
土壤生物(soil organisms)
生活在土壤中的生物包括动物、植物和微生物。
土壤有机质(soil organic matter)
土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质 。
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2.2 土壤生物与土壤有机质
肥沃土壤，藻类生长旺盛，土表常出现黄
褐色或黄绿色的薄藻层，硅藻多则是土壤营
养丰富的证明。
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土壤生物 地衣（Lichens）
地衣是真菌和藻类形成的不可分 离的共生体。
地衣在土壤发生的早期起重要作 用
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土壤生物
菌根
真菌的菌丝侵入植物 根部后，和植物根组 织生活在一起，称为 菌根。 其真菌称为菌根真菌
蚯蚓对土壤肥力的影响： • 增加土壤的通透性。 • 改善土壤结构 • 活化土壤养分 • 形成大量有机质
蚯蚓土壤肥沃的象征
蚯蚓喜欢潮湿、肥沃、钙 质丰富的土壤
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屎克郎推粪球
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土壤生物
土壤是许多昆虫发育的摇篮 请看精彩的昆虫世界—
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土壤生物 线虫
＊ 体形呈纺锤形，后部较尖，微型、透明的丝状动物。 一万多种线虫，寄生或自生。1000种生活在土壤中， ＊ 数目可达106m-2,一般只有棉线的1/5粗，主要生活在土 粒周围的水膜中和植物的根里。