土壤生物与土壤结构.doc

1、土壤生物与土壤结构土壤生物的生命活动在很大程度上取决于土壤的物理性质和化学性质，其中主要的有土壤温度、湿度、通气状况和气体组成、pH以及有机质和无机质的数量和组成等。农业技术措施，包括耕作、 栽培、 施肥、灌溉、排水和施用农药等，也能影响土壤生物的生命活动。在一定条件下还可通过接种等措施有目的地增加某种微生物的数量及其生化强度。土壤温度除了有周期性的日变化和季节变化外，还有空间上的垂直变化。一般说来，夏季的土壤温度随深度的增加而下降，冬季的土壤温度随深度的增加而升高。白天的土壤温度随深度的增加而下降，夜间的土壤温度随深度的增加而升高。但土壤温度在 35-100cm 深度以下无昼夜变化，30 米

2、以下无季节变化。土壤温度除了能直接影响植物种子的萌发和实生苗的生长外，还对植物根系的生长和呼吸能力有很大影响。温带植物的根系在冬季因土壤温度太低而停止生长，但土壤温度太高也不利于根系或地下贮藏器官的生长。土壤温度太高和太低都能减弱根系的呼吸能力，此外，土壤温度对土壤微生物的活动，土壤气体的交换、水分的蒸发、各种盐类的溶解度以及腐殖质的分解都有着明显影响，而土壤的这些理化性质又都与植物的生长有着密切关系。土壤温度的垂直分布从冬到夏和从夏到冬要发生两次逆转，随着一天中昼夜的转变也要发生两次变化，这种现象对土壤动物的行为具有深刻影响。大多数土壤无脊椎动物都随着季节的变化而进行垂直迁移，以适应土壤温度

3、的垂直变化。一般说来，土壤动物于秋冬季节向土壤深层移动，春夏季节向土壤上层移动。移动距离常与土壤质地有密切关系。很多狭温性的土壤动物不仅表现有季节性的垂直迁移，在较短的时间范围也能随土壤温度的垂直变化而调整其在土壤中的活动地点。土壤酸碱度是土壤最重要的化学性质，因为它是土壤各种化学性质的综合反应，对土壤肥力，土壤微生物的活动、土壤有机质的合成和分解，各种营养元素的转化和释放，微量元素的有效性以及动物在土壤中的分布都有着重要影响。土壤酸碱度对土壤养分的有效性有重要影响，在 pH 6-7 的微酸条件下，土壤养分的有效性最好，最有利于植物生长。在酸性土壤中容易引起钾，钙、镁，磷等元素的短缺，而在强碱

4、性土壤中容易引起铁、硼，铜、锰和锌的短缺。土壤酸碱度还通过影响微生物的活动而影响植物的生长。酸性土壤一般不利于细菌的活动，根瘤菌，褐色固氮菌，氨化细菌和硝化细菌大多生长在中性土壤中，它们在酸性土壤中难以生存，很多豆科植物的根瘤常因土壤酸度的增加而死亡。真菌比耐酸碱，所以植物的一些真菌病常在酸性或碱性土壤中发生。土 壤 中 活 的 有 机 体 ，我 们 把 生 活 在 土 壤 中 的 微 生 物 、 动 物 和 植 物 等 总 称 为 土 壤 生物 。 土 壤 生 物 参 与 岩 石 的 风 化 和 原 始 土 壤 的 生 成 ， 对 土 壤 的 生 长发 育 、 土 壤 肥 力 的 形 成 和

5、 演 变 ， 以 及 高 等 植 物 营 养 供 应 状 况 有 重要 作 用 。 土 壤 物 理 性 质 、 化 学 性 质 和 农 业 技 术 措 施 ， 对 土 壤 生 物的 生 命 活 动 有 很 大 影 响 。 栖 居 在 土 壤 中 的 活 的 有 机 体 。 可 分 为 土 壤 微 生 物 和 土 壤 动 物两 大 类 。 前 者 包 括 细 菌 、 放 线 菌 、 真 菌 和 藻 类 等 类 群 ； 后 者 主 要为 无 脊 椎 动 物 ， 包 括 环 节 动 物 、 节 肢 动 物 、 软 体 动 物 、 线 性 动 物和 原 生 动 物 。 原 生 动 物 因 个 体 很

6、小 ， 故 也 可 视 为 土 壤 微 土 壤 生物 除 参 与 岩 石 的 风 化 和 原 始 土 壤 的 生 成 外 ， 对 土 壤 的 生 长 和 发 育 、土 壤 肥 力 的 形 成 和 演 变 以 及 高 等 植 物 的 营 养 供 应 状 况 均 有 重 要 作用 。 其 具 体 功 能 有 ： 分 解 有 机 物 质 ， 直 接 参 与 碳 、 氮 、 硫 、 磷等 元 素 的 生 物 循 环 ， 使 植 物 需 要 的 营 养 元 素 从 有 机 质 中 释 放 出 来 ，重 新 供 植 物 利 用 。 参 与 腐 殖 质 的 合 成 和 分 解 作 用 。 某 些 微 生物

7、具 有 固 定 空 气 中 氮 ， 溶 解 土 壤 中 难 溶 性 磷 和 分 解 含 钾 矿 物 等 的能 力 ， 从 而 改 善 植 物 的 氮 、 磷 、 钾 的 营 养 状 况 。 土 壤 生 物 的 生命 活 动 产 物 如 生 长 刺 激 素 和 维 生 素 等 能 促 进 植 物 的 生 长 。 参 与土 壤 中 的 氧 化 还 原 过 程 。 所 有 这 些 作 用 和 过 程 的 发 生 均 借 助 于 土壤 生 物 体 内 酶 的 化 学 行 为 ， 并 通 过 矿 化 作 用 、 腐 殖 化 作 用 和 生 物固 氮 作 用 等 改 变 土 壤 的 理 化 性 状 。 此

8、 外 ， 菌 根 还 能 提 高 某 些 作 物对 营 养 物 质 的 吸 收 能 力 。土 壤 生 物 的 一 个 组 成 部 分 。 指 土 壤 中 肉 眼 无 法 分 辨 的 活 有机 体 。 只 能 在 实 验 室 中 借 助 显 微 镜 或 电 子 显 微 镜 才 能 观 察 。 一 般以 微 米 或 纳 米 作 为 测 量 单 位 。 土 壤 微 生 物 对 土 壤 的 形 成 发 育 、 物质 循 环 和 肥 力 演 变 等 均 有 重 大 影 响 。 土 壤 中 肉 眼 无 法 分 辨 ， 只 能 借 助 显 微 镜 或 电 子 显 微 镜 才能 观 察 的 活 有 机 体 。

9、 多 为 单 细 胞 生 物 。 包 括 细 菌 、 放 线 菌 、 真 菌 、藻 类 和 原 生 动 物 5 大 类 群 。 大 部 分 微 生 物 在 土 壤 中 营 腐 生 生 活 ，靠 现 成 的 有 机 物 取 得 能 量 和 营 养 成 分 。 土 壤 微 生 物 的 主 要 功 能 表现 在 ： 参 与 土 壤 有 机 物 的 矿 化 和 腐 殖 化 ， 以 及 各 种 物 质 的 氧 化 -还 原 反 应 ； 参 与 土 壤 营 养 元 素 的 循 环 ， 促 进 植 物 营 养 元 素 的 有 效性 ； 根 际 微 生 以 及 与 植 物 共 生 的 微 生 物 ， 能 为

10、植 物 直 接 提 供 氮 、磷 和 其 他 矿 质 元 素 及 各 种 有 机 营 养 ； 能 为 工 农 业 生 产 和 医 药 卫 生提 供 有 效 菌 种 ； 某 些 抗 生 性 微 生 物 能 防 治 土 传 病 原 菌 对 作 物 的 危害 ； 降 解 土 壤 中 残 留 有 机 农 药 、 城 市 污 物 和 工 厂 废 弃 物 等 ， 降 低残 毒 为 害 ； 某 些 微 生 物 可 用 于 沼 气 发 酵 ， 提 供 生 物 能 源 、 发 酵 液和 残 渣 有 机 肥 料 。 类 群 和 数 量土 壤 微 生 物 包 括 细 菌 、 放 线 菌 、 真 菌 、 藻 类 和

11、原 生 动 物 5 大 类 群 。 是 土 壤 生 物 中 数 量 最 多 的 一 类 。 细 菌 单 细 胞 生 物 。 个 体 直 径 0.5 2 微 米 ,长 度 1 8 微米 。 按 体 形 分 球 菌 、 杆 菌 和 螺 旋 菌 ;按 营 养 类 型 分 自 养 细 菌 和 异养 细 菌 。 按 呼 吸 类 型 分 好 气 性 细 菌 、 嫌 气 性 细 菌 和 兼 性 细 菌 。 细菌 参 与 新 鲜 有 机 质 的 分 解 ， 对 蛋 白 质 的 分 解 能 力 尤 强 （ 氨 化 细 菌 ）； 并 参 与 硫 、 铁 、 锰 的 转 化 和 固 氮 作 用 。 每 克 表 层

12、土 壤 中 约 含 细菌 几 百 万 至 几 千 万 个 ， 是 土 壤 菌 类 中 数 量 最 多 的 一 个 类 群 。 放 线 菌 单 细 胞 生 物 ， 呈 纤 细 的 菌 丝 状 。 菌 丝 直 径0.5 2 微 米 。 土 壤 中 常 见 的 有 链 霉 菌 属 (Streptomyces)放 线 菌属 (Actinomyces)、 诺 卡 菌 属 (Nocardia)和 小 单 孢 菌 属(Micromonospora)等 。 放 线 菌 具 有 分 解 植 物 残 体 和 转 化 碳 、 氮 、磷 化 合 物 的 能 力 。 某 些 放 线 菌 还 能 产 生 抗 生 素 ，

13、是 许 多 医 用 和 农用 抗 生 素 的 产 生 菌 。 每 克 表 层 土 壤 约 含 放 线 菌 几 十 万 至 几 千 万 个 ，是 数 量 上 仅 次 于 细 菌 的 一 个 类 群 。 真 菌 大 多 为 多 细 胞 生 物 ， 部 分 为 单 细 胞 生 物 。 个 体 较 大 ，呈 分 枝 状 丝 菌 体 ,细 胞 直 径 3 50 微 米 。 土 壤 中 常 见 的 真 菌 有 青霉 (Penicillium)、 曲 霉 (Aspergillus)、 镰 刀 菌 (Fusarium)和毛 霉 (Mucor)等 属 。 真 菌 参 与 土 壤 中 淀 粉 、 纤 维 素 、

14、单 宁 的 分 解 以及 腐 殖 质 的 形 成 和 分 解 。 每 克 表 层 土 壤 只 含 真 菌 几 千 至 几 十 万 个 ，是 土 壤 菌 类 中 数 量 最 少 的 一 个 类 群 ， 但 其 生 物 量 指 每 平 方 米 面积 中 菌 体 的 重 量 （ 克 ） 高 于 细 菌 和 放 线 菌 。 藻 类 土 壤 中 的 藻 类 大 都 是 单 细 胞 生 物 ， 也 有 多 细 胞 丝 状体 。 直 径 3 50 微 米 ,喜 湿 ， 多 栖 居 于 土 壤 表 面 或 表 土 层 中 ， 数 量较 菌 类 少 。 土 壤 中 常 见 的 有 绿 藻 、 蓝 藻 和 硅 藻

15、 。 蓝 藻 中 有 的 种 类能 固 定 空 气 中 的 氮 素 。 原 生 动 物 单 细 胞 生 物 。 以 植 物 残 体 、 菌 类 为 食 料 。 土 壤中 常 见 的 有 根 足 虫 、 纤 毛 虫 和 鞭 毛 虫 等 。 大 部 分 微 生 物 在 土 壤 中 营 腐 生 生 活 ， 需 依 靠 现 成 的 有 机物 取 得 能 量 和 营 养 成 分 。 它 们 在 土 壤 中 的 数 量 常 与 土 壤 有 机 质 的含 量 有 关 ， 因 而 在 表 层 土 壤 中 的 发 育 量 常 高 于 其 他 层 次 。 中 国 主要 土 类 中 的 微 生 物 数 量 见 表

16、1。 主 要 功 能土 壤 微 生 物 在 土 壤 中 的 作 用 是 多 方 面 的 ， 主 要 表 现 在 : 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 。 同 时 ,土 壤 作 为 微 生 物的 生 态 环 境 ,也 影 响 微 生 物 在 土 壤 中 的 消 长 和 活 性 。 参 与 土 壤有 机 物 质 的 矿 化 和 腐 殖 质 化 过 程 ； 同 时 通 过 同 化 作 用 合 成 多 糖 类和 其 他 复 杂 有 机 物 质 ， 影 响 土 壤

17、 的 结 构 和 耕 性 。 土 壤 微 生 物 的 代谢 产 物 还 能 促 进 土 壤 中 难 溶 性 物 质 的 溶 解 。 微 生 物 参 与 土 壤 中 各种 物 质 的 氧 化 还 原 反 应 ， 对 营 养 元 素 的 有 效 化 也 有 一 定 作 用 。 参 与 土 壤 中 营 养 元 素 的 循 环 ， 包 括 碳 素 循 环 、 氮 素 循 环 和 矿 物元 素 循 环 ， 促 进 植 物 营 养 元 素 的 有 效 性 。 某 些 微 生 物 有 固 氮 作用 ， 可 借 助 其 体 内 的 固 氮 酶 将 空 气 中 的 游 离 氮 分 子 转 化 为 固 定 态氮

18、化 物 。 与 植 物 根 部 营 养 关 系 密 切 。 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 各 种 有 机 营 养 ， 如 有 机 酸 、 氨 基酸 、 维 生 素 、 生 长 刺 激 素 等 。 能 为 工 农 业 生 产 和 医 药 卫 生 事 业提 供 有 效 菌 种 ， 培 育 高 效 菌 系 ， 如 已 在 农 业 上 应 用 的 有 根 瘤 菌 剂 、固 氮 菌 剂 和 抗 生 菌 剂 等 。 某 些 抗

19、 生 性 微 生 物 能 防 治 土 传 病 原 菌对 作 物 的 危 害 。 降 解 土 壤 中 残 留 的 有 机 农 药 、 城 市 污 物 和 工 厂废 弃 物 等 ， 降 低 残 毒 为 害 。 某 些 微 生 物 可 用 于 沼 气 发 酵 ， 提 供生 物 能 源 、 发 酵 液 和 残 渣 有 机 肥 料 。 土 壤 结 构 就 是 土 壤 固 体 颗粒 的 空 间 排 列 方 式 。 自 然 界 的 土 壤 ， 往 往 不 是 以 单 粒 状 态 存 在 ，而 是 形 成 大 小 不 同 ， 形 态 各 异 的 团 聚 体 ， 这 些 团 聚 体 或 颗 粒 就 是各 种 土

20、 壤 结 构 。 根 据 土 壤 的 结 构 形 状 和 大 小 可 归 纳 为 块 状 ， 核 状 ，柱 状 ， 片 状 ， 微 团 聚 体 及 单 粒 结 构 等 。 土 壤 的 结 构 状 况 对 土 壤 的 肥 力 高 低 ， 微 生 物 的 活 动 以 及耕 性 等 都 有 很 大 的 影 响 。 同 时 一 些 人 为 的 活 动 将 很 大 程 度 上 破 坏土 壤 的 结 构 。 如 森 林 采 伐 后 ， 由 于 重 型 机 械 的 使 用 将 导 致 土 壤 被压 实 ， 土 壤 表 层 结 构 被 破 坏 ,土壤结构是土粒(单粒和复粒) 的排列,组合形式.它包含两重含义:

21、结构体和结构性.通常所说的土壤结构多制结构性. 土壤结构体是土粒互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块和土团.它具有不同的稳定性,以抵抗机械破坏或泡水时不致分散.自然土壤的结构体种类对每一类型土壤或土层是特征性的,可以作为土壤鉴定的依据.耕作土壤的结构体种类也可以反映土壤的培肥熟化程度和水文条件.农学上,以直径在 100.25mm 水稳性团聚体含量判别结构好坏,多的好,少的差.并据此鉴别某种改良措施的效果.土壤结构性是土壤结构体的种类,数量及机构体内外的孔隙状况等产生的综合性质.而良好的土壤结构体,实质上是具有良好的孔隙性.土壤结构是土壤固相颗粒（包括团聚体）的大小及其空间排列的形式，不仅影响植物生长所需的土壤水分河养分的储量与供应能力，而且还左右土壤中气体交流、热量平衡、微生物活动及根系的延伸等。 土壤是由固体、液体和气体三类物质组成的。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础