《土壤微生物生态工程》—影响微生物生长的主要因素（17）

1.温度

微生物在一定的温度下生长，温度低于最低或高于最高限度时，即停止生长或死亡。就微生物总体而言，其生长温度范围很宽，但各种微生物都有其生长繁殖的最低温度、最适温度、最高温度，称为生长温度三基点。

最低生长温度是指微生物能进行生长繁殖的最低温度界限，处于这种温度条件下的微生物生长速率很低，如果低于此温度则生长完全停止。食品冷冻保存，就是通过低温抑制微生物的生长，从而达到保存食品的目的。最适生长温度是微生物以最大速率生长繁殖的温度。但很多微生物的最适生长温度不一定是其代谢活动的最佳温度，如产黄青霉，菌体生长的最适温度是30℃，而发酵的最适温度是25℃，次生代谢产物青霉素的累积温度是20℃；金色链丝菌在温度低于30℃时合成金霉素的能力很强，但高于35℃时，基本不合成金霉素而只合成四环素。因此在微生物生态工程的生产实践中，要了解生产菌株的生长曲线，在不同生长时期调节生产温度，最大化地获得生产效率。最高生长温度是指微生物生长繁殖的最高温度界限，高于此温度，微生物细胞衰老和死亡。

2.氧气

氧和氧化还原电位与微生物的关系十分密切，对微生物生长的影响极为明显研究表朗，不同类群的微生物对氧要求不同，可根据微生物对氧的不同需求与影响，把微生物分成如下几种类型。

(1)专性好氧菌  这类微生物具有完整的呼吸链，以分子氧作为最终电子受体，缺氧的状态下无法存活。大多数细菌、放线菌和真菌是专性好氧菌。如在土壤生态工程中常用到的巨大芽孢杆菌（Bacillus magaterium)、胶质芽孢杆菌硅酸盐亚种（Bacillus mucilaginosus subsp. siliceus）、AM菌根等均为专性好氧菌。

(2)兼性厌氧菌  兼性厌氧菌也称兼性好氧菌。这类微生物的适应范围广，在有氧或无氧的环境中均能生长。一般以有氧生长为主，有氧时靠呼吸产能；兼具厌氧生长能力，无氧时通过发酵或无氧呼吸产能。如地衣芽孢杆菌（Bacillus lichenifornus）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）等。

(3)微好氧菌  这类微生物只在非常低的氧分压下才能生长，它们通过呼吸链，以氧为最终电子受体产能。如发酵单孢菌属（Zymontonas）、弯曲菌属（Gampylobacter)、氢单孢菌属（Hydrogenomonas）、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)等属种成员。

(4)耐氧菌 它们的生长不需要氧，但可在分子氧存在的条件下进行发酵性厌氧生活，分子氧对它们无用，但也无害，故可称为耐氧性厌氧菌。氧对其无用的原因是它们不具有呼吸链，只通过发酵经底物水平磷酸化获得能量。如具有拮抗作用的乳酸乳杆菌（Lactobacillus lactis）、乳链球菌（Streptococcus lactis）、肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）和粪肠球菌（Enterobacter faecalis）等。

(5)厌氧菌 由于缺乏SOD和过氧化氢酶或过氧化物酶，分子氧可抑制这类微生物的生长，甚至导致死亡。因此，它们只能在无氧或氧化还原电位很低的环境中生长。土壤微生物生态工程中常见的厌氧菌有紫色非硫光合细菌(Photosynthesis Bacteria)与产甲烷菌(Methanogenus)等。

3.酸碱度

微生物的生命活动受环境酸碱度的影响较大。每种微生物都有最适宜的pH值和一定的pH适应范围。大多数细菌、藻类和原生动物的最适宜pH为6.5～7.5，在pH为4.0～10.0之间也能生长。放线菌一般在微碱性，pH为7.5～8.0最适宜。酵母菌和霉菌在pH为5～6的酸性环境中较适宜，但可生长的范围在pH为1.5～10.0之间。有些细菌可在很强的酸性或碱性环境中生活，例如有些硝化细菌能在pH为11.0的环境中生活，氧化硫硫杆菌能在pH为1.0～2.0的环境中生活。

我国土壤大部分pH在4.5～8.5之间，具有“南酸北碱，沿海偏酸，内陆偏碱”的地带性特点。长江（北纬33˚）以南的土壤多为酸性和强酸性，如华南、西南地区广泛分布的红壤、黄壤，pH值大多数在4.5～5.5之间，有少数低至3. 6～3.8，此地区土壤中的微生物的分布以嗜酸性细菌、酵母和霉菌为主；华中华东地区的红壤，pH值在5.5～6.5之间，此地区土壤中微生物的分布以细菌、霉菌为主，长江以北的土壤多为中性或碱性，如华北、西北的土壤大多含CaCO3，pH值在7.5～8.5之间，少数强碱性的pH值高达10.5，此地区微生物的分布以嗜碱菌和放线菌为主。

微生物在生长过程中，有一定的pH生长要求。同一微生物其菌体生长的最适pH，不一定是其代谢产物形成的最适pH，不同pH下会形成不同代谢产物。如黑曲霉（Aspergillus niger）在pH为2～2.5之间形成柠檬酸，在pH为2.5～6.5之间以菌体生长为主，pH为7左右以草酸合成为主。