土壤学第三章

（二）来源于各种动植物残体及其它们的代谢物
树木、灌丛、草类、和其它植物残体。植物生长量成为土壤有 机质含量的主要依据。 土壤动物：蚯蚓、蚂蚁、鼠类、昆虫等的残体及分泌物。
（三）来源于施入的各种有机肥。
土壤生物
1.土壤动物 2.土壤微生物 3.植物根系及其与微生物的联合 4.土壤酶
1 .土壤动物
土壤动物：指长期或一生中大部分时间生 活在土壤或地表凋落物层中的动物。它们直接 或间接地参与土壤中物质和能量的转化，是土 壤生态系统中不可分割的组成部分。
线虫可分为腐生型线虫和寄生型线虫
腐生型线虫：主要取食对象为细菌、真菌、低等藻类和土壤中的微小原生动 物，其活动对土壤微生物的密度和结构起控制和调节作用，另外通过捕食多种 土壤病原真菌，可防止土壤病害的发生和传播。 寄生型线虫：其寄主主要是活的植物体的不同部位，寄生的结果通常导致植 物发病。
蚯蚓：土壤蚯蚓属环节动物门的寡 毛纲，是被研究最早（自1840年达尔 文起）和最多的土壤动物。 蚯蚓体圆而细长，其长短、粗细 因种类而异；身体由许多环状节构 成，体节数目是分类的特征之一 。 蚯蚓是典型的土壤动物，主要集中生活在表土层或枯落 物层，因为它们主要捕食大量的有机物和矿质土壤，土壤中 枯落物类型是影响蚯蚓活动的重要因素，不具蜡层的叶片是 蚯蚓容易取食的对象 。 作用：蚯蚓通过大量取食与排泄活动富集养分，促进土 壤团粒结构的形成，并通过掘穴、穿行改善土壤的通透性， 提高土壤肥力。因此，土壤中蚯蚓的数量是衡量土壤肥力的 重要指标。
纤维素分解菌活性明显减弱；纤维分解细菌的活动也受到分解物料C/N 的影响。
自生固氮细菌
固氮细菌
共生固氮细菌
自生固氮细菌是指独自生活时能将分子态氮还原成 氨，并营养自给的细菌类群。
主要有好气性、嫌气性和兼性三种。
固氮菌
共生固氮细菌是指两种生物相互依存生活在一起 时，由固氮微生物进行固氮的作用。
根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用最为重要。
生态环境
土壤动物
生态环境与土壤动物的关系：
1、生态环境对土壤动物的影响 土壤动物的群落结构随环境因素和时间变化 呈明显的时空变化。 2、土壤动物对环境的指示作用 土壤动物的数量和群落结构的变异能指示生 态系统的变化。
2 .土壤微生物
土壤微生物：是指生活在土壤中借用光学显微镜 才能看到的微小生物。 土壤微生物参与土壤物质转化过程，在土壤形成 和发育、土壤肥力演变、养分有效化和有毒物质降 解等方面起着重要作用。
根瘤菌是指与豆科植物共生，形成根瘤，能固定大气 中分子态氮，向植物提供氮营养的一类杆状细菌。
根瘤菌
根瘤
根瘤菌与豆科植物形成根瘤 可分为两个阶段： 侵染土壤阶段 根瘤形成阶段
氨化细菌 微生物分解含氮有机化合物释放氨的过程称为氨化过程。
含氮有机化合物
多肽、氨基酸等简单 含氮化合物
NH3
生态习性：最适土壤含水量为田间持水量的50%~75%；最适温度 为25~35℃；适宜pH为中性环境。 物料C/N比对氨化细菌活动强度和氨化过程的影响
纤维分解细菌
好气纤维分解细菌 主要有生孢噬纤维菌属、噬纤维菌属、 多囊菌属和镰状纤维菌属（要求最适温度为22~30℃，通气 良好） 嫌气纤维分解细菌 主要是好热性嫌气纤维分解芽孢细菌， 包括热纤梭菌、溶解梭菌及高温溶解梭菌等。好热性纤维分 解菌活动适宜温度达60~65℃，最高活动温度可达80℃。
生态习性：纤维分解细菌适宜中性至微碱性环境，在酸性土壤中
植物根系的形态
高等植物的根是生长在地下的营养器官，单株植 物全部根的总称为根系。林木根系有不同形态，概括 起来可将其分成五种类型：
垂直状根系 辐射状根系 扁平状根系 串联状根系 须状根系
根际与根际效应
根际：是指植物根系直接影响的土壤范围。通常 把根际范围分成根际与根面二个区，受根系影响最 为显著的区域是距活性根1~2毫米的土壤和根表面 及共其粘附的土壤（也称根面）。
主要的土壤真菌：分布最广的是青霉属、曲霉属、木霉属、镰刀 菌属、毛霉属和根霉属。
土壤放线菌
土壤放线菌：是指生活在土壤中呈丝状单 细胞、革兰氏阳性的原核微生物，数量仅次 于细菌，为1%－10%。
生态习性：适宜中性偏碱；耐高温、好气性微生物； 化能有机营养型 。 作用：是土壤中木质素、纤维类、单宁和蛋白质等复 杂有质物分解积极参与者。
化能无机营养型
光能有机营养型
光能无机营养型
土壤微生物呼吸类型的多样性 根据土壤微生物对氧气要求的不同，可分的最终电子受体
兼性微生物
在有氧和无氧环境中均能进行呼吸的 土壤微生物
厌氧微生物
在嫌气条件下进行无氧呼吸，以无机 氧化物（NO3-、SO42-、CO2）作为最终 电子受体，通过脱氧酶将氢传递给其它的 有机或无机化合物，并使之还原
由微生物推动的氮素循环
生态习性：最适pH值为6~8；最适温度为25℃。
土壤真菌
土壤真菌：是指生活在土壤中菌体多呈分枝丝状菌丝体， 少数菌丝不发达或缺乏菌丝的具真正细胞核的一类微生物。
生态习性：适宜酸性；好气性微生物；化能有机营养型 。 作用：是土壤中糖类、纤维类、果胶和木质素等含碳物质分解积极 参与者。
破碎土壤中的生物残体，为微生物 活动和有机物质进一步分解创造条 件。 改变土壤的物理、化学以及生物学 性质，对土壤形成及土壤肥力发展 起着重要作用。
作用
土壤动物的分类
系统分类 主要的土壤动物门类见表 小型土壤动物，体长在0.2毫米以下 按体型大小分类 中型土壤动物，体长0.2-2毫米 大型土壤动物，体长2-20毫米 巨型土壤动物，体长大于20毫米 按食性分类 分为落叶食性、材食性、腐植食性、植食性、 藓苔类食性、菌食性、藻食性、细菌食性、捕食性、尸食性、 粪食性、杂食性和寄生性土壤动物。 按土壤中生活时期 分为全期土壤动物，周期土壤动物，部 分土壤动物，暂时土壤动物，过渡土壤动物和交替土壤动物。
硝化细菌 微生物氧化氨为硝酸并从中获得能量的过程称为硝化过程。
硝酸细菌
NH3
亚硝酸细菌
亚硝酸 硝酸
参与硝化过程的土壤 微生物为硝化细菌 生态习性：属化能无机营养型，适宜在pH6.6~8.8或更高的范围内 生活；好气性细菌；最适温度为30℃。
反硝化细菌 微生物将硝酸盐还原为还原态含氮化合物或分子态氮的 过程称反硝化过程。
第三章
土壤有机质
土壤有机质
概述: 土壤有机质是土壤固相的组成部分，一
般占到土壤总重量的5%左右.土壤学中把耕层 土壤有机质含量在20%（200g/kg）以上土壤 叫有机质土，20%以下土壤叫矿质土壤。我国 土壤耕层有机质大多数在5%以下，东北土壤较 多，华北、西北大多在1%左右。各别漠境土壤 不足0.5%。华中、华南水田土壤在1.5~3.5%, 旱地土壤也较少。尽管如此，土壤有机质对土 壤性质影响却很大。是土壤肥力主要指标. 目前土壤有机质含量标准计量单位为g/kg.
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原生动物以微生物、藻类为食物，在维持土壤微生物动态平衡 上起着重要作用，可使养分在整个植物生长季节内缓慢释放，有利 于植物对矿质养分的吸收。
土壤线虫：线虫属线形动物门的线虫纲，是一种体形细长 （1毫米左右）的白色或半透明无节动物，是土壤中最多的非 原生动物，已报导种类达1万多种，每平方米土壤的线虫个体 数达105-106条。线虫一般喜湿，主要分布在有机质丰富的潮 湿土层及植物根系周围。
土壤结构
土壤温度
土壤有机质含量
施肥
耕作管理措施
土壤灌溉 农药
一、土壤有机质的来源及组成
土壤有机质是指土壤中形成的和外 部加入的所有动、植物残体不同分解阶 段的各种产物和合成产物的总称。
（一）土壤有机质的来源及类型
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。
根际效应：由于植物根系的细胞组织脱落物和根系 分泌物为根际微生物提供了丰富的营养和能量，因此， 在植物根际的微生物数量和活性常高于根外土壤，这 种现象称为根际效应。
根际微生物：根际微生物是指植物根系直 接影响范围内的土壤微生物。
4 .土壤酶
土壤酶：是指在土壤中能催化土壤生物学反应 的一类蛋白质。
来源 土壤酶来源于土壤微生物和植物根，也来自 土壤动物和进入土壤的动、植物残体。 胞内酶：（存在于土壤中微生物和动、植 物的活细胞及其死亡细胞内的酶。）
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图1：古细菌（产甲烷菌） 图2：细菌（金黄色葡萄球菌） 图3：真菌（青霉菌） 图4 ：病毒（T4噬菌体）
土壤微生物的营养类型
根据微生物对营养和能源的要求，一般可将其分为四大 类型： 化能有机营养型
又称化能异养型，所需能量和碳源 直接来自土壤有机物质。 又称化能自养型，无需现成的有机 物质，能直接利用空气中的二氧化 碳或无机盐类生存的细菌。 又称光能异养型，其能源来自光， 但需要有机化合物作为供氢体以还 原二氧化碳，并合成细胞物质。 又称光能自养型，利用光能进行光 合作用，以无机物作氢供体以还原 二氧化碳合成细胞物质。
重要的土壤动物介绍
原生动物：是生活于土壤和苔藓中的真核单细胞动物，属原 生动物门 。 原生动物结构简单、数量巨大，只有几微米至几毫米，而且 一般每克土壤有104~105个原生动物，在土壤剖面上分布为上 层多，下层少。 按运动形式可把原生动物分为三类 ：
变形虫类（靠假足移动）1 鞭毛虫类（靠鞭毛移动）2 纤毛虫类（靠纤毛移动）3
（二）土壤有机质的组成及性质 1.糖类、有机酸、醛、醇、铜类以及 相近的化合物。 2.纤维素和半纤维素 3.木质素 4.脂肪、蜡脂、树脂和单宁
5.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。 6.灰分元素 植物经燃烧后，残留在灰分中的元 素称灰分元素。构成灰分的主要元素为 Ca、Mg、K、Na、S、P、S、Fe、AL、Mn， 以及微量元素I、Zn、Mo、B等。其中以 Si、Ca、K、Al为最多。