《土壤微生物生态工程》——土壤微生物（3）

1、土壤微生物的概念

土壤( soil)是指覆盖于地球陆地表面，具有肥力特征的，能够生长绿色植物的疏松物质层。土壤主要由矿物质、水、空气、有机质和生物等5部分组成。一般说来，矿物质所占的体积不到土壤体积的50%，空气和水的体积约占土壤体积的50%，孔隙和有机质一般占3%～6%。尽管土壤微生物所占的体积不到1%，但却是土壤的重要组成成分，在维持土壤肥力和作物生长中起重要作用。

土壤微生物( soil microorganism)，是生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌、藻类的总称。其个体微小，一般以微米或毫微米来计算，其种类和数量随成土环境及土县深度的不同而变化。土壤微生物主要分为土壤细菌、土壤放线菌、土壤真菌、土壤藻类和土壤原生动物5大类群，其中以细菌最多，放线菌、真菌次之，藻类和原生动物等较少。土壤中的细菌通常占土壤微生物总数量的70%～90%，每克农田土壤中的细菌数常超过1亿（平板计数法）或10亿个（直接计数法）。土壤细菌有许多不同的生理类群，如固氮细菌、氨化细菌，纤维分解细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫酸盐还原细菌、产甲烷细菌等，它们能够在转化有机质过程中分解动植物残体中的纤维素、含氮化合物、含硫化合物等，转变为

葡萄糖、铵态氮等形式，供植物生长需要。土壤中放线菌的数量虽比细菌少，但由于体积比细菌大几十倍到几百倍，因此在土壤中的生物量并不低于细菌。真菌主要分布在土壤的表层，由于它们喜酸性，因此在酸性森林土壤中更多。真菌在数量上要比细菌和放线菌少，每克土壤只含几万至几十万个，但由于其菌丝很粗，个体体积较细菌和放线菌大，所以它们的生物量也不少。

2、土壤微生物的研究内容

土壤微生物学不仅是微生物学的分支学科，也是土壤学的一个组成部分，而且与生物化学、农业化学、植物生理学和植物病理学等学科相互渗透。土壤微生物学研究的主要内容有土壤微生物的形态、分类、生理类群以及土壤微生物资源的开发和利用；土壤因素对土壤微生物类群的分布、发育状况以及各类群之间的关系；微生物对土壤中各种物质的转化，包括有机物质的分解、营养元素的转化、土壤中新的有机质的合成以及土壤理化性质的改变；植物根系对微生物发育和活动的影响、微生物活动对植物营养、生长的利弊；土壤微生物和其他生物分泌的各种外酶和这些生物死亡自溶后释放的内酶，对土壤中各种物质转化的活性以及对土壤性质的影响；土壤微生物对污染物的降解、污水净化作用等。

3、土壤微生物在生态系统中的作用

(1)有机物的主要分解者    土壤微生物最大的价值也在于其分解功能。它们分解生物圈内存在的动物和植物残体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，如CO2、H2O、NH3、PH4等，这些无机物又可以被初级生产者利用，再次参与物质循环。随着工农业生产的发展，大量的农药、石油等有机污染物进入水体、土壤，导致环境的污染日趋严重。微生物作为自然界生态系统中的分解者，除了动物和植物残体外，也可使进入环境的有机污染物不断地降解，最终转化为CO2、H2O等无机物，使污染的环境得以净化。

(2)物质循环中的重要成员     生物地球化学循环是指生物圈中各种化学元素，经生物化学作用在生物圈中的转化和运动，是地球化学循环的重要组成部分。地球上的部分元素都以不同的速率参与生物地球化学循环。其中碳、氮、硫、磷的循环受两个主要的生物过程控制，一是光合生物对无机营养物的同化，二是后来进行的异养生物的矿化。尽管所有生物都参与生物地球化学循环，但微生物在有机物的矿化中起决定性作用，有研究表明地球上90%以上有机物的矿化均是由细菌和真菌完成的。

(3)生态系统中的初级生产者    自养微生物是生态系统的初级生产者，它们既可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。自养细菌主要包括光能自养细菌和化能自养细菌，其中光能自养细菌主要有蓝细菌、绿硫细菌和紫硫细菌；化能自养细菌主要有硝化细菌、硫化细菌、铁细菌等。这些微生物的活动，在微生物生态工程中具有重要作用。例如，土壤中硝化细菌的活动，可提高土壤肥力，特别是在矿区贫瘠土壤的复垦过程中，可以增加植物可利用的氮素营养。利用硫细菌可降低土壤pH值，提高土壤矿质盐的可溶性，从而改善作物的矿质营养。