第三章土壤生物和土壤有机质.pptx
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第3章-土壤生物
第三章 土壤生物 Soil Organisms
主要内容 (重点)：
1.土壤生物多样性 2.影响土壤微生物活性的环境因素（重点） 3.土壤微生物区系的发生和分布 4.土壤生物活性及表征
教学目标与要求：
了解土壤中的主要生物种类，认识土壤生物的 多样性；重点掌握影响土壤微生物活性的各种 因素；了解土壤细菌、真菌、防线菌、蚯蚓、 线虫等生物的特性及对土壤肥力的影响。
20000-30000 约 250% 约 12% 约 4% 约 10% > 90%
> 50%
自然界中95-99%的微生物种群不能被分离和描述
三 、 土 壤 生 物 空 间 分 布 多 样 性
四、土壤生物多样性的因素
第二节
土壤微生物
土壤微生物
•主要包括：病毒、细菌、真菌、藻类、地衣 •主要作用：
黑钙土 > 棕壤 > 灰壤 > 水稻土 > 砖红壤
用直接测数法测定前苏联土壤中的微生物数量
土壤类型 灰壤
森林灰化土
黑钙土
灰钙土
土壤状况 生荒土 生荒土 熟化土 生荒土 熟化土 生荒土 熟化土
1g 土壤中的微生物总数 3.0×108～6.0×108 6.0×108～1.0×109 1.0×109～2.0×109 2.0×109～2.5×109 2.5×109～3.0×109 1.2×109～1.6×109 1.8×109～3.0×109
确定群体结构 系统发育分析
土壤样品 经典方法
DNA 浸提
PCR PCR 扩增
DGGE（变 性土 壤 生 物 的 主 要
类 群 示
意 图
二、数量和种类多样性
微生物
真菌 细菌 病毒 节肢动物 高等植物 昆虫
主要内容 (重点)：
1.土壤生物多样性 2.影响土壤微生物活性的环境因素（重点） 3.土壤微生物区系的发生和分布 4.土壤生物活性及表征
教学目标与要求：
了解土壤中的主要生物种类，认识土壤生物的 多样性；重点掌握影响土壤微生物活性的各种 因素；了解土壤细菌、真菌、防线菌、蚯蚓、 线虫等生物的特性及对土壤肥力的影响。
20000-30000 约 250% 约 12% 约 4% 约 10% > 90%
> 50%
自然界中95-99%的微生物种群不能被分离和描述
三 、 土 壤 生 物 空 间 分 布 多 样 性
四、土壤生物多样性的因素
第二节
土壤微生物
土壤微生物
•主要包括：病毒、细菌、真菌、藻类、地衣 •主要作用：
黑钙土 > 棕壤 > 灰壤 > 水稻土 > 砖红壤
用直接测数法测定前苏联土壤中的微生物数量
土壤类型 灰壤
森林灰化土
黑钙土
灰钙土
土壤状况 生荒土 生荒土 熟化土 生荒土 熟化土 生荒土 熟化土
1g 土壤中的微生物总数 3.0×108～6.0×108 6.0×108～1.0×109 1.0×109～2.0×109 2.0×109～2.5×109 2.5×109～3.0×109 1.2×109～1.6×109 1.8×109～3.0×109
确定群体结构 系统发育分析
土壤样品 经典方法
DNA 浸提
PCR PCR 扩增
DGGE（变 性土 壤 生 物 的 主 要
类 群 示
意 图
二、数量和种类多样性
微生物
真菌 细菌 病毒 节肢动物 高等植物 昆虫
《土壤的成分》完整版课件pptx
土壤定义及功能土壤定义土壤功能土壤组成要素矿物质有机质水分空气土壤类型与分布土壤类型土壤分布石英长石云母030201蒙脱石高岭石伊利石矿物质对土壤性质影响物理性质矿物质的种类和含量影响土壤的结构、质地、孔隙度和透水性等物理性质。
化学性质矿物质表面的电荷和离子交换能力影响土壤的酸碱度、阳离子交换量和保肥性等化学性质。
生物性质矿物质对土壤微生物的活性、种类和数量有一定影响，进而影响土壤的生物化学过程。
植物残体来源与分解过程植物残体来源分解过程微生物残体来源主要是微生物细胞壁、细胞膜等组成部分。
动物残体来源包括死亡的动物尸体、粪便等。
分解过程动物和微生物残体在土壤中的分解主要通过生物降解作用，由特定的微生物群体将残体分解为简单的有机物质。
动物和微生物残体来源与分解过程有机质对土壤性质影响物理性质化学性质生物性质水分在土壤中存在形式毛管水吸附水存在于土壤毛管孔隙中的水分，受毛管力作用，可上下移动。
重力水水分运移过程及影响因素水分运移过程包括入渗、再分布和蒸发三个阶段。
影响因素土壤质地、结构、有机质含量、温度、湿度等。
水分含量对植物生长影响适宜的水分含量01水分过多或过少02不同植物对水分需求不同03稀有气体如氩气、氖气等，对土壤性质影响较小。
H2O ）调节土壤温度，影响土壤微生物活动和植物吸水。
氮气（N2）植物生长所需氮素来源之一，参与土壤氮循环。
氧气（O2）植物呼吸和有机物分解必需，二氧化碳（CO2）空气组成要素及功能土壤中空气运移规律土壤通气性土壤水分含量温度变化植物根系和土壤生物活动空气对植物生长影响植物通过气孔进行气体交换，吸收氧气排出二氧化碳，维持正常生理活动。
植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，释放氧气，是植物生长的基础。
植物吸收氧气进行呼吸作用，分解有机物释放能量，维持生命活动。
植物通过根系吸收土壤中的氮素，合成蛋白质等生命物质。
气体交换光合作用呼吸作用氮素吸收微生物种类和数量特征01020304细菌真菌放线菌藻类1 2 3有机质分解养分转化土壤结构形成微生物在土壤中活动规律微生物对植物生长影响促进植物生长有益微生物能够产生植物生长激素和酶类物质，促进植物根系生长和养分吸收。
土壤学第三章土壤有机质
一方面对土壤养分循 环、土壤腐殖质的积累和 土壤结构的改良起着重要 作用；
另一方面作为微生物 的营养物质，大大刺激了 根系周围土壤微生物的生 长，使根周围土壤微生物 数量明显增加。
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：
土壤中存在各种细菌生理群，其中主要的有纤维分解 细菌、固氮细菌、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌等。
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℃。
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。
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。
作用
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。
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
另一方面作为微生物 的营养物质，大大刺激了 根系周围土壤微生物的生 长，使根周围土壤微生物 数量明显增加。
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：
土壤中存在各种细菌生理群，其中主要的有纤维分解 细菌、固氮细菌、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌等。
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℃。
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。
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。
作用
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。
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
土壤生物ppt课件
三、土壤微生物营养类型的多样性
土土
Diversity of nutrition mode
Nutrition mode 地
The sources of carbon and energy
壤信 异养型Heterotrophs C : organic material
数量多
息 Chemoheterotrophs (化能有机营养型 / 化能异养型)
1公斤土壤可含5亿个细菌,100亿个放线 菌和近10亿个真菌，5亿个微小动物。
四川农业大学资源环境学院
土壤微生物主要作用：
土土
地
壤信
调节植物生长的养分循环
息
产消温室气体(CO2, CH4, NO, N2O, CO等)，
学系
影响全球气候变化
统
分解有机废物
保存物种、基因
引发人、畜、植物病害
重要指标之一。
本章重点阐述土壤微生物的多样性及其功能。
四川农业大学资源环境学院
土土
Contents
地 3.1 Soil organism diversity
壤信
土壤生物多样性
息 3.2 Influenced factors of soil organism activity
学系
影响土壤微生物活性的环境因素
根瘤菌
3放线菌(actinomyces)
以孢子或菌丝片断存在，细胞数104-106/g土。 肥土比廋土多，耕地比林地多，春秋季比夏冬季
多。 最适宜生长在中性、偏碱性、通气良好土壤中，
转化土壤有机质。
土土 ACTINOMYCETES 放线菌
地 壤信 息 学系 统
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第三章 土壤形成过程
盐分组成主要是钾、钠的氯化物、硫酸盐、碳酸盐和重 碳酸盐。
图 盐化过程图解
土壤主要成土过程
（二）生物过程
包括氮的固定，有机质转化等过程。
（1）原始成土过程
N素固定
自养型微生物（地衣、苔藓等） 有机体形成
异养型微生物（细菌、真菌等）
有机残体分解 腐殖质合成
土壤N素+腐殖质 矿物、岩石风化释放出矿质养分
第三章 土壤形成过程
第一节 地质大循环与生物小循环 第二节 主要成土过程 第三节 土壤发育
第一节 土壤形成过程中的大小循环
地质大循环：指地面岩石的风化、风化产物的淋溶 与搬运、堆积，进而产生成岩作用。
生物小循环：指植物营养元素在生物体与土壤之间 的循环；植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后 者供动物生长，而动植物残体回到土壤中，在微生 物的作用下转化为植物需要的养分，促进土壤肥力 的形成和发展。
2. [化学淋溶]由于新化学组分的产生导致淋溶发生
（1）灰化
Fe、Mn有机络合、螯合物形成， 导致Fe、Mn淋溶， 伴有原生、次生矿物的分解、合 成；
灰白色层
灰化过程
在寒温带、寒带针叶林植被和 湿润条件下，土壤中铁铝与有 机酸性物质螯合而淋溶淀积的 过程。
在强酸性淋溶作用下，土壤矿 物遭受破坏。铁、铝和有机质 发生化学迁移，二氧化硅在表 层残留，形成灰白色的淋溶层 （灰化层）和铁、铝氧化物的 淀积层。
土壤形成过程：
成土母质在各种物理、化 学和生物作用影响下发生 物质迁移和转化，致使土 壤发育程度不断提高的过 程。
主要成土过程
我们将土壤中物质的交换与转化看作为成土 过程；但不把土壤中能量的交换和转化作为 成土过程，而仅仅将它看作是成土过程的动 力；尽管能量交换和转化与物质的交换和转 化常是相伴发生的。
图 盐化过程图解
土壤主要成土过程
（二）生物过程
包括氮的固定，有机质转化等过程。
（1）原始成土过程
N素固定
自养型微生物（地衣、苔藓等） 有机体形成
异养型微生物（细菌、真菌等）
有机残体分解 腐殖质合成
土壤N素+腐殖质 矿物、岩石风化释放出矿质养分
第三章 土壤形成过程
第一节 地质大循环与生物小循环 第二节 主要成土过程 第三节 土壤发育
第一节 土壤形成过程中的大小循环
地质大循环：指地面岩石的风化、风化产物的淋溶 与搬运、堆积，进而产生成岩作用。
生物小循环：指植物营养元素在生物体与土壤之间 的循环；植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后 者供动物生长，而动植物残体回到土壤中，在微生 物的作用下转化为植物需要的养分，促进土壤肥力 的形成和发展。
2. [化学淋溶]由于新化学组分的产生导致淋溶发生
（1）灰化
Fe、Mn有机络合、螯合物形成， 导致Fe、Mn淋溶， 伴有原生、次生矿物的分解、合 成；
灰白色层
灰化过程
在寒温带、寒带针叶林植被和 湿润条件下，土壤中铁铝与有 机酸性物质螯合而淋溶淀积的 过程。
在强酸性淋溶作用下，土壤矿 物遭受破坏。铁、铝和有机质 发生化学迁移，二氧化硅在表 层残留，形成灰白色的淋溶层 （灰化层）和铁、铝氧化物的 淀积层。
土壤形成过程：
成土母质在各种物理、化 学和生物作用影响下发生 物质迁移和转化，致使土 壤发育程度不断提高的过 程。
主要成土过程
我们将土壤中物质的交换与转化看作为成土 过程；但不把土壤中能量的交换和转化作为 成土过程，而仅仅将它看作是成土过程的动 力；尽管能量交换和转化与物质的交换和转 化常是相伴发生的。
环境土壤学之土壤生物概述(PPT 60页)
5.28
105400
高等植物的根
0.5
10000
微生物
细菌
0.1
2600
真菌
0.1
2000
放线菌
0.01
220
藻类
0.0005
10
原生动物
0.005
100
非节肢动物
线虫
0.001
20
蚯蚓
0.005
100
节肢动物
跳虫
0.0001
2
螨虫
0.0001
2
蜈蚣、千足虫
0.001
20
盲蜘蛛
0.00005
1
蚂蚁
0.0002
5
倍足类
0.0011
25
双翅目
0.0015
35
甲克类
0.0005
10
脊椎动物
老鼠
0.0005
10
地鼠
0.0006
12
狐狸
0.0005
10
鸟
0.0005
10
数量（个/公顷）
2× 1018 8× 1016 6× 1017 3× 1014 7× 1016
2.5× 109 7× 103
4× 105 4× 105 1× 103 2.5× 104 5× 106 3.8× 107 5× 107 4× 107
微生物 Micro-organism <0.2mm
微(原生)植物 Microflora <0.2mm 细菌、放线菌、丝状菌、藻类
原生动物 Microfauna <0.2mm 微小动物
中等动物 Mesofauna 0.2-2mm 线虫类.螨虫类 大型动物 Macrofauna 2-20mm 蚂蚁科.跳虫类 巨型动物 Megafauna >20mm 蚯蚓
土壤有机质PPT课件
16
胡敏酸和富里酸是土壤腐殖质的主要部 分，一般在60%左右，胡敏素是与土壤矿物 颗粒紧密结合而不能被稀碱液所提取的腐殖 酸，由于与土壤颗粒结合牢固，对土壤性质 和土壤肥力影响不大。
（三）土壤腐殖酸的性质
1、腐殖酸的元素组成
主要是由C、H、O、N、P、S等元素组成。平均含碳为58%, 含氮平均5.6%。其中胡敏酸与富里酸比较，前者含碳、氮高而富 里酸含氧、硫高，富里酸酸性较强。
28
作业
一、名词
土壤有机质 土壤腐殖质
二、论述题
土壤有机质的作用。
29
个人观点供参考，欢迎讨论！
1、非腐殖物质（非特异性物质）指土壤中动植物微生
物残体和它们不同阶段的分解产物。主要有五类有机化
合物和灰分物质，包括：
1）糖类化合物：
单糖双糖和多糖类 好气条件 CO2+H2O
单糖双糖和多糖类 厌气条件 有机酸H2、CH4
2）纤维素、半纤维素
3）木质素
4）含N化合物（蛋白质、氨基酸）
5）脂肪、树脂、蜡质和单宁
我国部分土壤有机质含量如下表：
4
我国部分自然土壤有机质含量如下表。
土类
有机质含量（％） 统计的标本数
棕色森林土
2.64～19.3
74
褐土
1.03～10.69
22
黄壤
2.71～20.5
32
红壤
0.52～1.95
47
黑土、黑钙土
2.14～16.4
29
砖红壤、赤红壤
2.32～2.98
24
高山草甸土、亚高山草甸土 4.81～21.96
2、 腐殖酸含有多种含氧功能团并带有电荷
含有多种含氧功能团如羧基、酚羟基、羰基、甲氧基、醌基和 醇羟基、胺基、硫醇基等，使腐殖酸具有生理活性，能发生许多 生化反应如离子交换、络合、氧化还原等； 另外腐殖酸还是两性胶体，在不同酸碱度的介质中电性不同，可 以解离使腐殖质分子表面带有电荷。（如—COO－、—NH3＋）
土壤生物PP课件
第一节
ÓÓ ú × é · Ó 6%
土壤生物的组成
ÓÓ ú × é · Ó 94%
·ÓÓ Ó ÓÓ ÓÓ ú Ó 0.10% 3.59% ÓÓÓ ù 8.32%
ÓÓÓ Ó 0.08% Ó× ÓÓ Ó 0.03%
ÓÓÓ ú Ó Ó 87.88%
藻类 0.2% 放线菌 5% 真菌 46%
原生动 物 2% 细菌 47%
BACTERIA 细菌
个体微小，1微米左右
1mm=1000um 1um=1000nm
Bacteria 细菌
形状多为棒状 或杆状
Bacteria 细菌
土壤细菌数量很大（占土壤微生物总数的 70-90%），但生物量不大。 代谢强、繁殖快。
土壤中最活跃的因素
土壤中细菌的作用
分解有机质 参与碳循环、氮循环 改善土壤结构 净化土壤
一种活细胞内的寄生物，超显微的非细胞 生物，只是一种核酸。 靠其宿主代谢系统的协助复制核酸，合成 蛋白质等组分，然后再装配而得以繁殖。
离体条件下，以无生命的化学大分子状态 长期存在并保持其侵染活性。
（二）土壤微生物指标及其表征
采用传统方法可培养的土壤微生物只占总 数的一小部分，所以现在往往通过生物化 学、分子生物学等技术来分析土壤微生物 的数量、群落结构及活性。 最常见的指标有：土壤微生物量、土壤微 生物多样性、土壤酶。
中温型 低温型
25-40℃
生 长 速 度
兼性嗜冷 20-30℃ 专性嗜冷 <15℃ 温度 温度是影响微生物生长和代谢最重要的环境因素。微生 物生长需要一定的温度，温度超出最低和最高限度时，即 停止生长或死亡。
第三章土壤有机质
C/N比( carbon nitrogen ratio )
C/N比：有机质中有机碳和有机氮的重量比 土壤的C/N:
8:1~15:1 中间值为10:1~12:1。在同一气候条件下，C/N变化 较小。气温相同时，干旱气候条件下的C/N比湿润地带低；降雨量 相同时，暖温地带土壤C/N比寒冷地土壤低。底层土壤C/N比表层土 壤低。
第三章土壤有机质
What is Soil?
O rg a nic A ir
W a te r
M ineral
各种不同有机质含量的土壤和土层
中国某些自然土壤中有机质含量
土类 棕色森林土 褐土 黄壤 红壤 黑土、黑钙土 砖红壤、赤红壤 高山草甸土、亚高山草甸土 高山草原土、亚高山草原土 黄棕壤、黄褐土
• Stable • Cements crumbs • Holds water
Fresh Residues
➢ Up to 15% of organic matter is fresh residue
➢ Comprised mainly of litter fall
➢ Much can be recognized as plant residue
1 概念
复杂有机质在微生物的作用下，逐渐分解为简单 有机物，最终彻底分解为二氧化碳、水和无机盐， 并放出能量的过程。
2 意义
①所含矿质养分（无机盐）的释放； ② 为进一步腐殖质合成准备材料； ③自然界碳循环必要环节。
有机质的矿化作用 mineralization
3、矿化过程 （1）.糖类有机物质矿化：
第二阶段：合成阶段：
将分解转化的基本材料在微生物作用下经过缩合和聚合作用合成结果复杂的 腐殖质。
绿 色 植据 物 组 织 的 成 分
《土壤有机质》课件
《土壤有机质》PPT课件
# 土壤有机质 ## 概述 - 什么是土壤有机质 - 土壤有机质的作用 - 土壤中有机质的来源和去向
土壤有机质的影响因素
植被类型
不同植被类型影响土壤有机质的种类和数量。
气候条件
气候状况直接关系到土壤中有机物的分解用方式会对土壤有机质的含量和 结构产生影响。
建设有机农业
2
的积累和分解。
采用无化学农药和化肥的农业模式，保
护土壤有机质。
3
合理利用有机肥料
使用有机肥料来补充和增加土壤有机质
防止环境污染
4
的含量。
加强环境监测和管控，减少污染物对土 壤有机质的破坏。
结语
土壤有机质是维持土壤生态系统健康的关键因素，我们希望大家能重视土壤 有机质的保护和提升工作，共同创造更美好的土壤环境。
地形地貌
不同的地形地貌影响土壤有机质的分布和垂直 层次。
土壤有机质的检测方法
原位检测方法
使用现场仪器和技术，通过测量土壤物理性质，如 颜色和形态，来评估土壤有机质的含量。
实验室检测方法
通过化学分析和仪器测量，准确测定土壤有机质的 含量和性质。
土壤有机质的保护与提升
1
种植优质绿色作物
选择适合土壤条件的植物，促进有机物
# 土壤有机质 ## 概述 - 什么是土壤有机质 - 土壤有机质的作用 - 土壤中有机质的来源和去向
土壤有机质的影响因素
植被类型
不同植被类型影响土壤有机质的种类和数量。
气候条件
气候状况直接关系到土壤中有机物的分解用方式会对土壤有机质的含量和 结构产生影响。
建设有机农业
2
的积累和分解。
采用无化学农药和化肥的农业模式，保
护土壤有机质。
3
合理利用有机肥料
使用有机肥料来补充和增加土壤有机质
防止环境污染
4
的含量。
加强环境监测和管控，减少污染物对土 壤有机质的破坏。
结语
土壤有机质是维持土壤生态系统健康的关键因素，我们希望大家能重视土壤 有机质的保护和提升工作，共同创造更美好的土壤环境。
地形地貌
不同的地形地貌影响土壤有机质的分布和垂直 层次。
土壤有机质的检测方法
原位检测方法
使用现场仪器和技术，通过测量土壤物理性质，如 颜色和形态，来评估土壤有机质的含量。
实验室检测方法
通过化学分析和仪器测量，准确测定土壤有机质的 含量和性质。
土壤有机质的保护与提升
1
种植优质绿色作物
选择适合土壤条件的植物，促进有机物