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1、第二章第二章 自然界中微生物群落的自然界中微生物群落的结构及其变化规律结构及其变化规律第一节第一节第一节第一节 土壤土壤土壤土壤微生物生活的良好环境微生物生活的良好环境微生物生活的良好环境微生物生活的良好环境第二节第二节第二节第二节 土壤微生物土壤微生物土壤微生物土壤微生物第三节第三节第三节第三节 水体环境和水体中的微生物水体环境和水体中的微生物水体环境和水体中的微生物水体环境和水体中的微生物第四节第四节第四节第四节 空气中的微生物空气中的微生物空气中的微生物空气中的微生物编辑课件根本概念-P8生境生境Habitat：发现有生物的物理区域。：发现有生物的物理区域。土著微生物土著微生物Autoc
2、hthonousmicroorganism：指在一个给定的生境中那些能生存、生长和进行活泼指在一个给定的生境中那些能生存、生长和进行活泼代谢的微生物，并且这些微生物能与来自其他群落的代谢的微生物，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。微生物进行有效的竞争。外来微生物外来微生物Allochthonousmicroorganism：指来自于其他生态系统的微生物，所以这些微生物不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。能在这一生境中长期生活下去。群落群落Community：指一定区域里，各种群体：指一定区域里，各种群体(Population)相互松散
3、结合的一种结构单位。相互松散结合的一种结构单位。编辑课件土壤是固体无机物土壤是固体无机物(岩石和矿物质岩石和矿物质)、有机物、水、空、有机物、水、空气和生物组成的复合物，是微生物的适宜生境。气和生物组成的复合物，是微生物的适宜生境。土壤是微生物的大本营！土壤是微生物的大本营！第一节第一节 土壤土壤微生物生活的良好环境微生物生活的良好环境编辑课件1.营养营养2.水分水分3.pH4.氧化复原电位氧化复原电位Eh土壤中含有有机物和矿质元素土壤中含有有机物和矿质元素有机物：提供微生物生长所需的有机物：提供微生物生长所需的N、C源源矿质元素：矿质元素：P、S、Ca、K、Mg、Fe等等土壤的土壤的pH值范
4、围一般在值范围一般在3.510.5水是土壤的组成局部，土壤可保证植物及微生物生长发育所需的水分。水是土壤的组成局部，土壤可保证植物及微生物生长发育所需的水分。编辑课件编辑课件5.渗透压渗透压6.土壤中的空气土壤中的空气7.土壤温度土壤温度一般土壤溶液浓度在一般土壤溶液浓度在0.11，渗透压，渗透压0.55个个atm，浓度越高，渗透压越高。，浓度越高，渗透压越高。土壤温度决定于地区、季节因素，一般在土壤温度决定于地区、季节因素，一般在0 03030，其中，其中大局部时间为大局部时间为10102525。一般土壤中一般土壤中CO2多、多、O2少，靠近植物根系少，靠近植物根系CO2多，多，土层浅土层浅
5、O2多，土层深多，土层深CO2少。少。编辑课件编辑课件土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，是主要的微生物源，是微生物的大本营。是主要的微生物源，是微生物的大本营。是主要的微生物源，是微生物的大本营。是主要的微生物源，是微生物的大本营。石英编辑课件第二节第二节土壤微生物土壤微生物P9一、土壤微生物的数量和生物量一、土壤微生物的数量和生物量微生物微生物数目数目/每克土干重每克土干重生物量（生物量（g/m3）细菌细菌108160真菌真菌105200放线菌放线菌105106160
6、藻类藻类10410532原生动物原生动物10438农田上表层农田上表层15cm处微生物数目和生物量处微生物数目和生物量编辑课件p各类微生物都可在土壤中生存开展，但随着土壤类型、各类微生物都可在土壤中生存开展，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。生物的数量和分布存在很大差异。1、数量、数量不同类型土壤中微生物的总数和各类微生物的比列关系不同类型土壤中微生物的总数和各类微生物的比列关系地带地带土壤土壤微生物总微生物总数数（10108 8/g/g）细菌（）细菌（）细菌中的细菌中的孢子（）孢子（）
7、放线菌放线菌（）（）真菌（）真菌（）冻土原始冻土原始森林森林冰沼潜育冰沼潜育土土2140214095.695.60.70.71.41.42.02.0森林草地森林草地灰壤灰壤1080108089.389.312.012.08.18.12.62.6草地草原草地草原黑钙土黑钙土3630363063.863.821.421.435.435.40.80.8干旱草原干旱草原栗钙土栗钙土3480348064.864.819.319.334.734.70.50.5沙漠草原沙漠草原褐色土褐色土4490449063.463.417.717.736.136.10.50.5编辑课件生物量：生物细胞的重量以单个细胞为标
8、准生物量：生物细胞的重量以单个细胞为标准2、生物量、生物量生物量的计算：生物量的计算：1一个细菌细胞的湿重一个细菌细胞的湿重1.51012g1g土壤含细菌土壤含细菌109个，一亩田表土约个，一亩田表土约30万斤耕作土重万斤耕作土重3105500g109个个/g1.51012g=22.5X104g=225kg编辑课件生物量可作为土壤肥力的指标生物量可作为土壤肥力的指标细菌、放线菌：细菌、放线菌：160g/m3真菌：真菌：200g/m3一个真菌菌丝湿重一个真菌菌丝湿重9.410-5g编辑课件影响土壤中微生物生物量的因素：影响土壤中微生物生物量的因素：土壤肥力状况：肥力越好，生物量越多土壤肥力状况：
9、肥力越好，生物量越多耕作管理：耕作越频繁，生物量越少耕作管理：耕作越频繁，生物量越少编辑课件二、土壤微生物的分布二、土壤微生物的分布1.土壤微生物的垂直分布土壤微生物的垂直分布ABC一般以表土层一般以表土层A微生物最多，因为微生物最多，因为O2、水分、有机物、水分、有机物含量高；含量高；随着层次加深，微生物数量减少。随着层次加深，微生物数量减少。编辑课件二、土壤微生物的分布二、土壤微生物的分布2.土壤微生物分布的不均匀性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。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外表，如芽孢杆菌、细菌
10、、真菌；一般微生物都分布在土粒外表，如芽孢杆菌、细菌、真菌；土粒内部有球菌、无芽孢杆菌土粒内部有球菌、无芽孢杆菌采样：五点样品混合后再别离，采样：五点样品混合后再别离，振荡的目的是将土粒内部的微生物释放出来。振荡的目的是将土粒内部的微生物释放出来。编辑课件三、土壤微生物的生理群和优势种三、土壤微生物的生理群和优势种1、生理群：指按生理特性将微生物划分为不同的类群。、生理群：指按生理特性将微生物划分为不同的类群。同一生理群的微生物，其生理特性相同，但形态特征可以不同。同一生理群的微生物，其生理特性相同，但形态特征可以不同。划分生理群微生物的原那么：主要以营养类型来划分。划分生理群微生物的原那么：
11、主要以营养类型来划分。生理特性生理特性所需要的特定生长条件所需要的特定生长条件在物质转化中具有特定功能在物质转化中具有特定功能氨化微生物生理群：细菌、放线菌、真菌氨化微生物生理群：细菌、放线菌、真菌反硝化细菌生理群：芽孢杆菌、假单胞菌反硝化细菌生理群：芽孢杆菌、假单胞菌光能自养光能自养光能异养光能异养化能自养化能自养化能异养化能异养能源能源氢的供体氢的供体根本碳源根本碳源微生物举例微生物举例光光无机物无机物二氧化碳二氧化碳蓝细菌蓝细菌光光有机物有机物二氧化碳二氧化碳紫色非硫细菌紫色非硫细菌及简单有机物及简单有机物无机物无机物无机物无机物二氧化碳二氧化碳硝化细菌硝化细菌有机物有机物有机物有机物有
12、机物有机物大多数细菌大多数细菌 和全部真核微生物和全部真核微生物编辑课件2、优势种、优势种在在一定条件下或在一个生理群中常只有少数种类占优势，即在最一定条件下或在一个生理群中常只有少数种类占优势，即在最高稀释度平皿中出现较多菌落数的菌种，该菌种称优势种。高稀释度平皿中出现较多菌落数的菌种，该菌种称优势种。通过优势种的多少，可以反映土壤中某一物质转化的强弱。通过优势种的多少，可以反映土壤中某一物质转化的强弱。编辑课件四、土壤细菌四、土壤细菌P101 1、土壤细菌的数量、土壤细菌的数量一般土壤细菌的数量占土壤微生物总量的一般土壤细菌的数量占土壤微生物总量的7090%；1g肥沃土壤中约有土壤细菌几十
13、万肥沃土壤中约有土壤细菌几十万几十亿；几十亿；土壤细菌是土壤中重要的物质转化的生物因子。土壤细菌是土壤中重要的物质转化的生物因子。编辑课件2 2、土壤细菌的特点、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；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；带来很大好处；3)土壤细菌按其来源可分为土著性和外来性，一般土著是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。优势种。增强菌体本身的竞争能力以多取胜增强菌体本身的竞争能力以多取胜细菌个体有很强的应变能力顺应反响，细
14、菌个体有很强的应变能力顺应反响，genotypicflexibility编辑课件四、土壤细菌四、土壤细菌3 3、优势种属、优势种属1)节杆菌节杆菌Arthrobacter，球状与杆状相互转化不同营养条件；，球状与杆状相互转化不同营养条件；2)产芽胞杆菌，目前有产芽胞杆菌，目前有16个属，个属，Bacillus常见；常见；3)假单胞菌假单胞菌Pseudomonas，农药降解、重金属抗性的重要菌属，农药降解、重金属抗性的重要菌属，大多含有质粒；大多含有质粒；4)土壤杆菌土壤杆菌Agrobacterium5)产碱杆菌产碱杆菌Alcaligenes，生物塑料，生物塑料PHA(聚羟基脂肪酸聚羟基脂肪酸)
15、、PHB(聚聚羟基丁酸酯羟基丁酸酯)，细菌多糖；，细菌多糖；6)黄杆菌黄杆菌Flavobacterium，耐饥饿，有毒物质的降解，环保型微生，耐饥饿，有毒物质的降解，环保型微生物；物；7)微球菌微球菌Micrococcus；8)黄单胞菌黄单胞菌Xanthomonas等；等；编辑课件4 4、粘细菌、粘细菌1在土壤中的数量不是很多，但亦常见，在施用有肥料的在土壤中的数量不是很多，但亦常见，在施用有肥料的土壤中更为普遍。土壤中更为普遍。能降解多种大分子化合物，如纤维素、半纤维素等。能降解多种大分子化合物，如纤维素、半纤维素等。编辑课件分布非常广泛，自热带到两极都有，以热带和温带较多，淡水、海水和分布
16、非常广泛，自热带到两极都有，以热带和温带较多，淡水、海水和土壤是它们生活的主要场所。在潮湿的土壤上常常大量繁殖。土壤是它们生活的主要场所。在潮湿的土壤上常常大量繁殖。有些种类能耐高温、干旱等极端环境条件。有些种类能耐高温、干旱等极端环境条件。多数种类能固氮多数种类能固氮(异形胞异形胞)，是土壤一个重要的生物，是土壤一个重要的生物N的来源。的来源。念珠藻在某些土壤生境中既能固定氮气，又能通过光合作用合成有机物。念珠藻在某些土壤生境中既能固定氮气，又能通过光合作用合成有机物。蓝细菌能在没有植物生长的土壤外表形成外表壳，对土壤具有稳定作用。蓝细菌能在没有植物生长的土壤外表形成外表壳，对土壤具有稳定作用。5 5、蓝细菌光合自养细菌群体、蓝细菌光合自养细菌群体编辑课件五、五、土壤放线菌土壤放线菌1、数量和分布、数量和分布多数好气、腐生，以孢子或菌丝片段存在于土壤，细胞数多数好气、腐生，以孢子或菌丝片段存在于土壤，细胞数104106个个/g土，土壤肥沃时可达土，土壤肥沃时可达108个个/g土。土。主要分布于土表，是土壤重要的土著性微生物，也是土壤主要分布于土表，是土壤重要的土著性微生物，也是土壤微
