[科普中國(guó)]-土壤微生物生態(tài)

簡(jiǎn)介

土壤是自然界微生物生存活動(dòng)的主要場(chǎng)所，是微生物最良好的天然培養(yǎng)基，具有微生物所必需的營(yíng)養(yǎng)和微生物生長(zhǎng)繁殖及生命活動(dòng)所需的各種條件。

土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，構(gòu)成發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，為土壤創(chuàng)造良好的通風(fēng)透氣條件，期間所含的氧雖然少于空氣，為7%～8%，但仍遠(yuǎn)高于水體中的6～8 mg/L。同時(shí)，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)間的小空隙具有較強(qiáng)的毛細(xì)作用，有良好地保水性，為微生物提供良好的溶劑環(huán)境。2

土壤的生態(tài)條件營(yíng)養(yǎng)土壤中有大量動(dòng)物和植物殘?bào)w，植物根系的分泌物，還有人和動(dòng)物的排泄物；有豐富的無機(jī)元素：磷、硫、鉀、鐵、鎂、鈣等，且含量相當(dāng)高，在1.1～2.5 g/L之間，微量元素有：硼、鉬、鋅、錳、銅等，能滿足微生物生長(zhǎng)發(fā)育的需要。

pH土壤pH范圍在3.5～8.5之間，多數(shù)在5.5～8.5之間，甚至不少土壤的pH接近中性，適合大多數(shù)微生物的生長(zhǎng)需要。

滲透壓土壤的滲透壓通常在0.3～0.6MPa之間，革蘭氏陰性桿菌體內(nèi)的滲透壓為0.5～0.6MPa，革蘭氏陽性球菌體內(nèi)滲透壓為2.0～2.5MPa。所以，土壤中的滲透壓對(duì)微生物是等滲或低滲環(huán)境，仍有利于微生物攝取營(yíng)養(yǎng)。

氧氣和水土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有無數(shù)小孔隙為土壤創(chuàng)造通氣條件，土壤中氧的含量比大氣少，平均為土壤空氣容積的7%～8%。通氣良好的土壤，氧的含量高些，有利于好氧微生物生長(zhǎng)。土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)中的小孔隙還起毛細(xì)管的作用，具有持水性，為微生物提供了水分。例如在孔隙為30%～50%、排水通暢的土壤中，各組分的體積分?jǐn)?shù)分別是：土粒50%，空氣10%，水40%。

溫度土壤的保溫性也較強(qiáng)，一年四季溫度變化不大，即使冬季地面凍結(jié)，一定深度土壤中仍保持著一定的溫度，供微生物生長(zhǎng)需要。

保護(hù)層幾毫米厚的表層土是保護(hù)層，使土壤中的微生物免遭太陽光中紫外輻射的直接照射致死。3

土壤微生物的分布及種類土壤中微生物的垂直分布與紫外線輻射、營(yíng)養(yǎng)、水、溫度等因素有關(guān)。在受紫外線輻射、缺水的表面層，微生物容易死亡而數(shù)量減少；而在表面之下的幾厘米至20 cm，土壤所能為微生物提供的最優(yōu)水、氣、營(yíng)養(yǎng)條件基本集中于此，其所含的微生物數(shù)量最多，達(dá)每克上百萬個(gè)，在某些有機(jī)質(zhì)含量豐富的肥沃土壤中甚至可有每克數(shù)億個(gè)微生物。在耕作層20 cm之下，由于養(yǎng)分及空氣的缺乏，微生物的數(shù)量隨土層深度的增加而急劇減少，距表層1 m以下的每克土壤僅含微生物約數(shù)萬個(gè)。

土壤中的微生物以細(xì)菌為主，一般可占土壤微生物總數(shù)的70%～90%，放線菌、真菌次之，藻類及原生動(dòng)物較少；按數(shù)量級(jí)分可化為細(xì)菌10個(gè)/g、放線菌10個(gè)/g、真菌10個(gè)/g、藻類10個(gè)/g、原生動(dòng)物10個(gè)/g。由于土壤pH有高低變化，而不同微生物對(duì)pH有不同的適應(yīng)性，如中性及偏堿性環(huán)境有利于細(xì)菌及放線菌生長(zhǎng)，而酸性環(huán)境有利于酵母菌及霉菌的生長(zhǎng)。因此，在我國(guó)東北及西北地區(qū)的黑壚土中細(xì)菌較多而真菌偏少，而長(zhǎng)江以南的大部分區(qū)域霉菌、酵母菌偏多，細(xì)菌偏少。

依據(jù)土壤中微生物的生化功能，可將其區(qū)分為碳轉(zhuǎn)化微生物（主要包括芽孢桿菌、節(jié)桿菌、酵母菌、霉菌）、氮轉(zhuǎn)化細(xì)菌（包含固氮菌、氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌）、硫轉(zhuǎn)化細(xì)菌、磷細(xì)菌、鐵細(xì)菌及鉀細(xì)菌等。其中節(jié)桿菌屬與諾卡氏菌屬微生物由于不受土壤中動(dòng)植物殘?bào)w多少的影響而相對(duì)穩(wěn)定地存在于土壤中而被稱為“土著”微生物菌群，而假單胞菌、芽孢桿菌及部分放線菌則隨土壤動(dòng)、植物殘?bào)w含量的變化而變化，被稱為“發(fā)酵性”菌。