定的生态环境，都有一个与之相适宜而区别于其它生态环境的微生物生态系统。在同一个生 态环墙中，由于比中某一因素的变化，也可能会引起微生物生态系统中组成分或代谢强度」 最终产物的或变。例如。 每年周期性变化的影响，微生物生态系统中的 优势群体往往会随温度变化而产生周期性演替。 2、微生物生态系统的稳定性 生态系统中的生物有出生和死亡，千入和千出：无机环培也在不断变化。因此，生态系 统总是在发展变化中，但是生态系统发展到到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定。 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的 叫做生态系统的稳定性。微 生态系统的稳定性常表现在以下几个方面： ①抵抗力稳定料 即在 定的短时间内 微生物生态系统面临外界环境改变压力时能保持自身生存的能力和保持整个生态系统集体 性状完整性的能力，避免被打乱和打破。②恢复力稳定性。环境压力没有超出一定范围时， 微生物生态系统能够抵抗这种压力而使整个系统仍然稳定。一旦环境压力超出其可抵抗的范 围，整个完整的微生物生态系统可能由于部分微生物类样的死亡或失去活性造成丧失部分系 统。此时整个系统的剩留部分又可与改变环境压力之后新出现的类群组成 个完整的生态系 统，即进行恢复。 一般来说，高度多样性的生态系统具有更强的稳定性，在一个具有高度多样性的群落中 没有一个种群是至高无上的，即使某一个被去除，整个群落结构也不会受到破坏。具有高度 彩样性的群落能够随环墙变化而波动。但并不意味着可以接受环墙多次或连续的强力干扰与 冲击。如活性污泥中多样而稳定的群落可以忍耐进样液中低浓度的许多有毒化学物，但某些 有毒化学物的高量进入或多次连续冲击可以引起污泥群落的腐败崩解 3、微生物生态系统的遗传适应特性 由于微生物本身结构比较简单，改变环境的能力较弱，面对环境和营养物质的不断改 变，微生物生态系统往往不能杭拒，而通过高度的繁殖能力改变自己的群体结构以活应新的 环境。细菌在面对自然选择时通过结合转移、转导等方式的无性繁殖和重组可以防止其在群 落中的失衡。面对新的环境原有的微生物类群可以在新的环境或新的营养源下诱导生成新 醇或酶系以适应新的环境或新的营养源：或原有的不适应新环境或新营养源的微生物类样衰 亡的同时，发有出新的能适应新环境或新营养源的微生物类群，进行微生物种群演替。 4、微生物生态系统的物质流和能量流 作为分解者的角色，微生物在自然界的物质转化中起若着重要作用。如果缺少微生物的分 解环节，其他生物会因为得不到营养物质而不能生存发育。在多种微生物的相互分工协同作 用下，自然界的有机物质 生产者 如纤维素、半纤维素、果胶 (绿色植物) 蛋白质、淀粉、核酸等大分 子复合物，被一步一步逐级 分解。通常在好氧条件下这 消费者 些复合物被彻底分解氧化为 环培 (土壤、空气、水) 动物) C0,和水：在厌氧条件下全 部转化为CH4、CO:和 NH,+等物质。这个过程必 须品由多种微生物一环接 分解者 环地推动完成，组成了 (微生物) 物生物链。例如，纤维素厌 氧降解为甲烷的过程就是由 图93 微生物在生态系统中的地位 多种微生物协同完成的。在 长箭头示物质短箭头示能量
定的生态环境，都有一个与之相适宜而区别于其它生态环境的微生物生态系统。在同一个生 态环境中，由于其中某一因素的变化，也可能会引起微生物生态系统中组成分或代谢强度、 最终产物的改变。例如，环境受每日、每季、每年周期性变化的影响，微生物生态系统中的 优势群体往往会随温度变化而产生周期性演替。 2、 微生物生态系统的稳定性 生态系统中的生物有出生和死亡，迁入和迁出；无机环境也在不断变化。因此，生态系 统总是在发展变化中。但是生态系统发展到到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定。 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。微 生物生态系统的稳定性常表现在以下几个方面： ① 抵抗力稳定性。即在一定的短时间内， 微生物生态系统面临外界环境改变压力时能保持自身生存的能力和保持整个生态系统集体 性状完整性的能力，避免被打乱和打破。 ②恢复力稳定性。环境压力没有超出一定范围时， 微生物生态系统能够抵抗这种压力而使整个系统仍然稳定。一旦环境压力超出其可抵抗的范 围，整个完整的微生物生态系统可能由于部分微生物类群的死亡或失去活性造成丧失部分系 统。此时整个系统的剩留部分又可与改变环境压力之后新出现的类群组成一个完整的生态系 统，即进行恢复。 一般来说，高度多样性的生态系统具有更强的稳定性，在一个具有高度多样性的群落中 没有一个种群是至高无上的，即使某一个被去除，整个群落结构也不会受到破坏。具有高度 多样性的群落能够随环境变化而波动。但并不意味着可以接受环境多次或连续的强力干扰与 冲击。如活性污泥中多样而稳定的群落可以忍耐进样液中低浓度的许多有毒化学物，但某些 有毒化学物的高量进入或多次连续冲击可以引起污泥群落的腐败崩解。 3、 微生物生态系统的遗传适应特性 由于微生物本身结构比较简单，改变环境的能力较弱，面对环境和营养物质的不断改 变，微生物生态系统往往不能抗拒，而通过高度的繁殖能力改变自己的群体结构以适应新的 环境。细菌在面对自然选择时通过结合转移、转导等方式的无性繁殖和重组可以防止其在群 落中的失衡。面对新的环境原有的微生物类群可以在新的环境或新的营养源下诱导生成新的 酶或酶系以适应新的环境或新的营养源；或原有的不适应新环境或新营养源的微生物类群衰 亡的同时，发育出新的能适应新环境或新营养源的微生物类群，进行微生物种群演替。 4、 微生物生态系统的物质流和能量流 作为分解者的角色，微生物在自然界的物质转化中起着重要作用。如果缺少微生物的分 解环节，其他生物会因为得不到营养物质而不能生存发育。在多种微生物的相互分工协同作 用下，自然界的有机物质， 如纤维素、半纤维素、果胶、 蛋白质、淀粉、核酸等大分 子复合物，被一步一步逐级 分解。通常在好氧条件下这 些复合物被彻底分解氧化为 CO 2 和水；在厌氧条件下全 部转化为 CH 4、CO2 和 NH4 ＋ 等物质。这个过程必 须是由多种微生物一环接一 环地推动完成，组成了微生 物生物链。例如，纤维素厌 氧降解为甲烷的过程就是由 多种微生物协同完成的。在 生产者 （绿色植物） 消费者 （动物） 环境 （土壤、空气、水） 分解者 （微生物） 图 9-3 微生物在生态系统中的地位 长箭头示物质 短箭头示能量
这个过程中发生了物质与能量的流动。 微生物生态系统内，能量总是以化能的方式贮藏在食物中。因此能量流和食物链是物质 的质和量的转化，是物质由于微生物的作用而发生的本质和形式上的变化。微生物不仅选择 食物丰富的环境， 也选择那些耗能少而可获得较多营养价值的食物。 三、微生物生态学的研究意义 微生物生态学与医学、工业、农业、环境保护和社会科学有着密切的关系，微生物生态 学的研究有着重要的理论和现实意义。 可培养的微生物仅占不到微生物总数的5%，己经被开发利用的微生物不到微生 物总数的1%，大量的微生物资源尚待调查和开发。我国的发酵工业有数千年的历史，建氵 了许多独特的传统发酵工艺，在这些传统发酵工艺中存在着许多特殊的生态环境。弄清这 些生态环境中的微生物种类和它们之间的相互关系有利于改进传统发酵工艺以提高产品的 产量和质量。还有大量极端环境中存在的具有特殊生理功能的微生物，这些都是重要的生物 资源，对于未来的工农业 食品、医药和环境保护发展都有若重要意义 微生物在自然界中参与了碳、氮、磷、氧、硫、铁等物质的转化和循环，对于纤维素 解、氮气固定和某些特殊化合物的分解有着独特的作用。而这些循环、转化和分解作用对于 保持生态平衡起着非常重要的作用。在自然环境中，微生物对于提供土壤肥力、帮助农作物 摄取营养、促进作物生长，桔抗病原黄侵入、提高农作物产量、减轻污染方面都有若相当重 要的作用】 由于微生物个体微小、比表面积大、生理生化功能多样、代谢能力强 易适应新环境 遗传功能易于改造、繁殖速度快，能彻底净化环境污染物，不会造成环境二次污染，尤其近 年来，生物工程技术不断发展及基因工程技术的广泛应用，使构建新的具有降解多种污染物 的微生物菌株成为可能，为环境污染净化带来了希望。伴随着微生物多样性的开发利用，新 的微生物溶酒必将绘人类补会带来后大的利益」
这个过程中发生了物质与能量的流动。 微生物生态系统内，能量总是以化能的方式贮藏在食物中。因此能量流和食物链是物质 的质和量的转化，是物质由于微生物的作用而发生的本质和形式上的变化。微生物不仅选择 食物丰富的环境，也选择那些耗能少而可获得较多营养价值的食物。 三、微生物生态学的研究意义 微生物生态学与医学、工业、农业、环境保护和社会科学有着密切的关系，微生物生态 学的研究有着重要的理论和现实意义。 地球上可培养的微生物仅占不到微生物总数的 5％，已经被开发利用的微生物不到微生 物总数的 1％，大量的微生物资源尚待调查和开发。我国的发酵工业有数千年的历史，建立 了许多独特的传统发酵工艺 ，在这些传统发酵工艺中存在着许多特殊的生态环境。弄清这 些生态环境中的微生物种类和它们之间的相互关系有利于改进传统发酵工艺以提高产品的 产量和质量。还有大量极端环境中存在的具有特殊生理功能的微生物，这些都是重要的生物 资源，对于未来的工农业、食品、医药和环境保护发展都有着重要意义。 微生物在自然界中参与了碳、氮、磷、氧、硫、铁等物质的转化和循环，对于纤维素降 解、氮气固定和某些特殊化合物的分解有着独特的作用。而这些循环、转化和分解作用对于 保持生态平衡起着非常重要的作用。在自然环境中，微生物对于提供土壤肥力、帮助农作物 摄取营养、促进作物生长，拮抗病原菌侵入、提高农作物产量、减轻污染方面都有着相当重 要的作用。 由于微生物个体微小、比表面积大、生理生化功能多样、代谢能力强、易适应新环境、 遗传功能易于改造、繁殖速度快，能彻底净化环境污染物，不会造成环境二次污染，尤其近 年来，生物工程技术不断发展及基因工程技术的广泛应用，使构建新的具有降解多种污染物 的微生物菌株成为可能，为环境污染净化带来了希望。伴随着微生物多样性的开发利用，新 的微生物资源必将给人类社会带来巨大的利益
第二节土壤微生物生态工程 壤是由气相、液相和固相组成的、生物糗以生存的重要载体。土壤具有绝大多数微生 物生活所需的各种条件，是自然界微生物生长繁殖的良好栖息地。由植物根系，微生物和 壤条件所组成的士壤微生态环境不仅为微生物提供生存场所，而且提供植物体生存的营养元 素，同时维持土境环墙、净化土壤污垫，促讲土壤环墙的健康持续发展。随若现代农业的发 展，土速环墙发生了百大变化，对土锦微生态环墙的研究是目前农业研究的热点，具有后大 的潜力和应用 土壤微 物分布及群落变化 土壤微生态是一个以植物-土壤-微生物及其环境条件相互作用为主要内容的生态系统 在某一特定环境和生态条件下的土壤中所存在的微生物种类、数量以及参与物质循环的代谢 活动强度我们称之为土壤微生物区系。对比研究不同土壤微生物区系的特征，可以反映土壤 生态环境的综合特点 微生物资源的巨大宝库 ,由于土壤含有丰富的动植物和微生物残体，可供微生物 作为碳源、氮源和能源，有大量而全面的矿质元素，供微生物生命活动所需，土壤中的水分 也可满足微生物对水分的需求。通气条件好可为好氧性微生物创造生活条件：通气条件差， 处于厌氧状态时又成了厌氧性微生物发育的理想环境。土壤的pH值范围在3.510.0之 间，而大多数微牛物的话宜牛长H值也在这一范用。即使在较酸或较碱性的土壤中，也有 较耐酸、喜酸或较耐碱、喜碱的微生物发有繁殖，各得其所地生活着。土壤温度变化幅度 而缓慢，这一特性极为有利于微生物的生长。如士壤温度夏季比空气温度低，而冬季又比 气温度高。土壤的温度范围恰是中温性和低温性微生物生长的适宜范围。事实上，许多对人 类有重大影响的微生物种大多是从土壤中分离获得的，如大多数产生抗生素的放线菌就分离 自土壤。 十中微生物的类群、数量与分布，由干土质地。发有母质、发有历中、胆力、委带 作物种植状况 土壤深度和层次等等不同而有很大差异1g肥沃土壤 如菜园士中常可含 10个甚至更多的微生物，而在贫瘠士壤如生荒土中仅有103一10？个微生物，甚至更低。土 壤微生物中细南最多，作用强度和影响最大，放线带和真南类次之，藻类和原生动物等数量 较少，影响也小。 、细菌 上壤中细菌可占土壤微生物总量的70%~90%，其生物量可占土壤重量的/10000左右 但它们数量大、个体小，与士壤接触的表面积特别大，是士壤中最大的生命活动面，也是士 壤中最活跃的生物因素，推动着土壤中的各种物质循环。细菌占土壤有机质的1%左右。 土壤中的细菌大多为异养型细菌，少数为自养型细菌。土壤细南有许多不同的生理类群，如 固氨细菌、氨化细菌，纤维分解细菌、硝化细南、反硝化细菌、硫酸盐还原细菌、产甲烷细 茵等在土壤中都有存在。细菌在土壤中的分布一般粘附于土壤团粒表面，形成茵落或菌团， 一部分散于士壤溶液中，且大多处于代谢活动活跃的营养体状态。但由于它们本身的 点和土壤状况不一样，其分布也很不一样。细菌积极参与着有机物的分解、腐殖质的合成和 各种矿质元素的转化。 2、真南 直菌是十撞中第三大类微生物，广泛分布干十壤耕作层， 十中可含1010个直 菌。真菌中霉菌的菌丝体象放线菌一样。 发有缠绕在有机物 片和 粒表面 向四周伸展 蔓延于土壤孔隙中，并形成有性或无性孢子。土壤霉菌为好氧性微生物，一般分布于土壤表 层，深层较少发有。且较耐酸，在pH5.0左右的土壤中，由于细菌和放线菌的发有受到限 制而土壤真菌在土壤微生物总量中占有较高的比例。真菌菌丝比放线菌菌丝宽几倍至几十
第二节 土壤微生物生态工程 土壤是由气相、液相和固相组成的、生物赖以生存的重要载体。土壤具有绝大多数微生 物生活所需的各种条件，是自然界微生物生长繁殖的良好栖息地。由植物根系，微生物和土 壤条件所组成的土壤微生态环境不仅为微生物提供生存场所，而且提供植物体生存的营养元 素，同时维持土壤环境、净化土壤污染，促进土壤环境的健康持续发展。随着现代农业的发 展，土壤环境发生了巨大变化，对土壤微生态环境的研究是目前农业研究的热点，具有巨大 的潜力和应用前景。 一、土壤微生物分布及群落变化 土壤微生态是一个以植物-土壤-微生物及其环境条件相互作用为主要内容的生态系统。 在某一特定环境和生态条件下的土壤中所存在的微生物种类、数量以及参与物质循环的代谢 活动强度我们称之为土壤微生物区系。对比研究不同土壤微生物区系的特征，可以反映土壤 生态环境的综合特点。 土壤是微生物资源的巨大宝库。由于土壤含有丰富的动植物和微生物残体，可供微生物 作为碳源、氮源和能源，有大量而全面的矿质元素，供微生物生命活动所需，土壤中的水分 也可满足微生物对水分的需求。通气条件好可为好氧性微生物创造生活条件；通气条件差， 处于厌氧状态时又成了厌氧性微生物发育的理想环境。土壤的 pH 值范围在 3.5~10.0 之 间，而大多数微生物的适宜生长 pH 值也在这一范围。即使在较酸或较碱性的土壤中，也有 较耐酸、喜酸或较耐碱、喜碱的微生物发育繁殖，各得其所地生活着。土壤温度变化幅度小 而缓慢，这一特性极为有利于微生物的生长。如土壤温度夏季比空气温度低，而冬季又比空 气温度高。土壤的温度范围恰是中温性和低温性微生物生长的适宜范围。事实上，许多对人 类有重大影响的微生物种大多是从土壤中分离获得的，如大多数产生抗生素的放线菌就分离 自土壤。 土壤中微生物的类群、数量与分布，由于土壤质地。发育母质、发育历史、肥力、季节、 作物种植状况、土壤深度和层次等等不同而有很大差异 l g 肥沃土壤，如菜园土中常可含有 108 个甚至更多的微生物，而在贫瘠土壤如生荒土中仅有 103 ～107 个微生物，甚至更低。土 壤微生物中细菌最多，作用强度和影响最大，放线菌和真菌类次之，藻类和原生动物等数量 较少，影响也小。 1 、细菌 土壤中细菌可占土壤微生物总量的 70％~90%，其生物量可占土壤重量的 1/10000 左右。 但它们数量大、个体小，与土壤接触的表面积特别大，是土壤中最大的生命活动面，也是土 壤中最活跃的生物因素，推动着土壤中的各种物质循环。细菌占土壤有机质的 1% 左右。 土壤中的细菌大多为异养型细菌，少数为自养型细菌。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 菌等在土壤中都有存在。细菌在土壤中的分布一般粘附于土壤团粒表面，形成菌落或菌团， 也有一部分散于土壤溶液中，且大多处于代谢活动活跃的营养体状态。但由于它们本身的特 点和土壤状况不一样，其分布也很不一样。细菌积极参与着有机物的分解、腐殖质的合成和 各种矿质元素的转化。 2、真菌 真菌是土壤中第三大类微生物，广泛分布于土壤耕作层，1g 土壤中可含 104 ~105 个真 菌。真菌中霉菌的菌丝体象放线菌一样，发育缠绕在有机物碎片和土粒表面，向四周伸展， 蔓延于土壤孔隙中，并形成有性或无性孢子。土壤霉菌为好氧性微生物，一般分布于土壤表 层，深层较少发育。且较耐酸，在 pH5.0 左右的土壤中，由于细菌和放线菌的发育受到限 制而土壤真菌在土壤微生物总量中占有较高的比例。真菌菌丝比放线菌菌丝宽几倍至几十
倍，因此土壤真菌的生物量并不比细菌或放线菌少。据估计，每g土壤中真菌菌丝长度可达 40m,以平均直径5mm计，则每g土壤中的真菌活重为0.6mg左右。 土壤中酵母菌含量较 少，每g土壤在10-10 但在果园、养蜂场 士壤中含量较高，每g果园土可含10个 母菌。土壤中真菌有藻状菌、子囊菌、担子菌和半知菌类，其中以半知菌类最多。 3、放线菌 土壤中放线菌的数量仅次于细菌，它们以分枝丝状营养体缠绕于有机物或土粒表面，并 伸展于土壤孔隙中。1g土壤中的放线茵孢子可达10~108个，占土壤微生物总数的5% 70 ,在有机物含量丰 士中这个比例更高。由于单个放线菌菌丝体的生物量 较单个细菌大得多，因此尽管其数量上少些，但放线菌总生物量与细菌的总生物量相当 士壤中放线菌的种类十分繁多，其中主要是链霉菌(Streptomy℃es):目前已知的放线菌 种大多是分离自士壤。放线菌主要分布于耕作层中，随土壤深度增加而数量、种类减少。 4、藻类 土桌中藻类的数量远较其他微生物类群为少，在土壤微生物总量中不足% 在湖 的士壤表面和近表土层中，发育有许多大多为单细胞的硅藻或呈丝状的绿藻和裸藻，偶见有 金藻和黄藻。在温暖季节的积水土表可发有有衣藻、原球藻、小球藻、丝藻、绿球藻等绿藻 和黄褐色的硅藻，水田中还有水网藻和水绵等丝状绿藻。这些藻类为光合型微生物，因此易 受阳光和水分的影响，但它们能将CO2转化为有机物，可为土壤积累有机物质。 原生动物 士壤中原生动物的数量变化很大，每g有1010个。在富含有机质的士壤中含量较高 种类有纤毛虫、鞭毛虫和根足虫等单细胞能运动的原生动物。它们形态和大小差异都很大， 以分裂方式进行无性繁殖。原生动物吞食有机物残片和土壤中细菌、单细胞藻类、放线菌和 真菌的孢子，因此原生动物的生存数量往往会影响土壤中其他微生物的生物量。原生动物对 于土壤有机物质的分解具有显著作用 上壤微生物区系中的微生物种 数量以及活动强度受多种因素的影响，包括土壤颗料 性质、 土壤水分、氧气、pH值、温度、营养状况等，另外，土壤中的微生物数量还会随者 一年四季气候的变化而变化，一天中温度不同也会对士壤中的微生物数量和种类起到一定程 度的影响。人类的生产活动，如施肥、耕作等亦会使土壤微生物群落发生变化。 二、集约农业活动下的土壤微生物群落变化 上桌是人类赖以生存的物质基础，是最珍贵的自然资源。长期以来，很少有人关注人为 活动对士壤质量的负面影响。直到20世纪70年代，士壤科学家注意到 壤和土壤特性在持 生产体系中的作用及其与动植物、人类健康之间的联系后，土壤质量问题才越来越受到国内 外学者的关注。土壤微生态环境质量对于农业生产的持续稳定发展具有举足轻重的作用。 土壤微环境的改变，使土壤微生物也发生了变化。下面我们就以施肥和农药使用为例 来说明现代集约农作措施下土璃微生物的变化。 1、施肥对士微生物的影响。 多年以来，不同的施肥措施对微生物的影响一直是众多学者研究的重点，大量的研究也 得出了很多宝贵的结论。研究表明，有机肥的施用能有效地活化土壤养分，促进植物对养分 的吸收。它除了直接增加土壤有效养分和改善理化性质外，还对土壤的生物和生物化学特性 有明显的影响。有机肥能提高多种土壤酶的活性和微生物的数量，特别是与士土壤养分转化有 关的微生物数量和酶活性。 孙瑞莲等(2004)为揭示施肥对士壤微生物类群的影响，对北京褐潮土定位试验田第 12年的土璃微生物讲行了测定和分析。实验数据如表9.2所示，可以看出，施肥可以增加 土壤中营养物质含量，提高土壤肥力，为微生物创造良好的生存环境，刺激微生物的生长和
倍，因此土壤真菌的生物量并不比细菌或放线菌少。据估计，每 g 土壤中真菌菌丝长度可达 40m，以平均直径 5mm 计，则每 g 土壤中的真菌活重为 0.6mg 左右。土壤中酵母菌含量较 少，每 g 土壤在 10~10 3 个，但在果园、养蜂场土壤中含量较高，每 g 果园土可含 105 个酵 母菌。土壤中真菌有藻状菌、子囊菌、担子菌和半知菌类，其中以半知菌类最多。 3 、放线菌 土壤中放线菌的数量仅次于细菌，它们以分枝丝状营养体缠绕于有机物或土粒表面，并 伸展于土壤孔隙中。1g 土壤中的放线菌孢子可达 107~108 个，占土壤微生物总数的 5％ ~30%，在有机物含量丰富和偏碱性土壤中这个比例更高。由于单个放线菌菌丝体的生物量 较单个细菌大得多，因此尽管其数量上少些，但放线菌总生物量与细菌的总生物量相当。 土壤中放线菌的种类十分繁多，其中主要是链霉菌 ( Streptomyces )。目前已知的放线菌 种大多是分离自土壤。放线菌主要分布于耕作层中，随土壤深度增加而数量、种类减少。 4 、藻类 土壤中藻类的数量远较其他微生物类群为少，在土壤微生物总量中不足 1% 。在潮湿 的土壤表面和近表土层中，发育有许多大多为单细胞的硅藻或呈丝状的绿藻和裸藻，偶见有 金藻和黄藻。在温暖季节的积水土表可发育有衣藻、原球藻、小球藻、丝藻、绿球藻等绿藻 和黄褐色的硅藻，水田中还有水网藻和水绵等丝状绿藻。这些藻类为光合型微生物，因此易 受阳光和水分的影响，但它们能将 CO2 转化为有机物，可为土壤积累有机物质。 5、 原生动物 土壤中原生动物的数量变化很大，每 g 有 10~105 个。在富含有机质的土壤中含量较高。 种类有纤毛虫、鞭毛虫和根足虫等单细胞能运动的原生动物。它们形态和大小差异都很大， 以分裂方式进行无性繁殖。原生动物吞食有机物残片和土壤中细菌、单细胞藻类、放线菌和 真菌的孢子，因此原生动物的生存数量往往会影响土壤中其他微生物的生物量。原生动物对 于土壤有机物质的分解具有显著作用。 土壤微生物区系中的微生物种类、数量以及活动强度受多种因素的影响，包括土壤颗粒 性质、土壤水分、氧气、pH 值、温度、营养状况等，另外，土壤中的微生物数量还会随着 一年四季气候的变化而变化，一天中温度不同也会对土壤中的微生物数量和种类起到一定程 度的影响。人类的生产活动，如施肥、耕作等亦会使土壤微生物群落发生变化。 二、集约农业活动下的土壤微生物群落变化 土壤是人类赖以生存的物质基础，是最珍贵的自然资源。长期以来，很少有人关注人为 活动对土壤质量的负面影响。直到20世纪70年代，土壤科学家注意到土壤和土壤特性在持续 生产体系中的作用及其与动植物、人类健康之间的联系后，土壤质量问题才越来越受到国内 外学者的关注。土壤微生态环境质量对于农业生产的持续稳定发展具有举足轻重的作用。 土壤微环境的改变，使土壤微生物也发生了变化。下面我们就以施肥和农药使用为例， 来说明现代集约农作措施下土壤微生物的变化。 1 、施肥对土壤微生物的影响。 多年以来，不同的施肥措施对微生物的影响一直是众多学者研究的重点，大量的研究也 得出了很多宝贵的结论。研究表明，有机肥的施用能有效地活化土壤养分，促进植物对养分 的吸收。它除了直接增加土壤有效养分和改善理化性质外，还对土壤的生物和生物化学特性 有明显的影响。有机肥能提高多种土壤酶的活性和微生物的数量，特别是与土壤养分转化有 关的微生物数量和酶活性。 孙瑞莲等（2004）为揭示施肥对土壤微生物类群的影响，对北京褐潮土定位试验田第 12 年的土壤微生物进行了测定和分析。实验数据如表 9-2 所示，可以看出，施肥可以增加 土壤中营养物质含量，提高土壤肥力，为微生物创造良好的生存环境，刺激微生物的生长和
活动。耕层土桌微生物组成以细菌为主，放线菌次之，真菌最少，不同施肥处理条件下土 微生物数量存在明显差异。土壤细菌是土壤微生物的主要组成成分，能分解各种有机物质 在各施肥处理中，NPK配施有机肥对细菌的增加效果明显大于其它施肥方式，由于有机肥 中含有大量的碳水化合物和N、P、K等矿质营养，为细菌的生长提供了丰富的碳源和氢源， 并可提高土壤通气性，比化肥更能激发细菌的生长和繁育，从而极大地增加了细菌的数量 针对有机肥的用量而言，讨量的有机肥可以更好地增加十壤细南数量，而NPK与NPK配施 植物秸秆对士壤细菌的增加效果却都不明显，PK肥配施可以增加土壤细菌数量。从种植方 式来看，轮作与连作对细菌数量的影向并不明显。真菌是常见的土壤微生物之一，从数量上 看，它们明显低于其它种类微生物，但从生物量上看，却占有极其重要的地位。研究结果表 明，过量的N配施PK肥明显地降低了土壤真菌数量。长期施用NP肥、PK肥和NPK配能 过量有机肥这3种处理对真菌增加效果比较显著，而NPK配施常量有机肥及NPK配施植物 秸轩这两种处理均不能明显增加真南数量。放线菊是细菌的一类，在数量方面仅次于细菌 它们对土壤中的有机化合物的分解及土壤腐殖质合成起者重要作用。单施N肥及NPK配合 轮作方式降低了土壤中放线菌的数量，除此以外，其余各施肥方式均可提高放线菌的数量， 其中PK配施过量有机肥对放线菌的增加效果尤为明显。有研究表明，施用氨肥能促进放 线菌的快速生长，这与本研究的结论不同，造成差异的原因主要是由于供试土壤类型和肥料 用量不同的缘故。自生固氨菌是土壤中执行特殊生理功能的土壤微生物，因具有固定大气中 分子态氮的能力，故在土境氮素循环中起着重要作用，固氮茵数量的多少影响著土壤中氮素 养分的含量。研究结果表明，大部分施肥方式均可增加土壤中固氢南的数量，其中以NPK 配施有机肥对固氮南的增加效果显著，从配施比例来看，有机肥比例越大，固氨菌数量越高， 而NPK配施植物秸杆对固氨菌的增加效果远远低于NPK配施有机肥处理.NPK配合小麦 一玉米一小麦一大豆两年四熟轮作的种植方式，抑制了土壤中固氮菌的生长，分析其原因， 可能由于大豆具有与根粕南共生固氮的作用，所固定的氮素约占大豆一生对氮素需求的 50%~60%,根瘤茵或其它联合固氨菌的存在影响了自生固氨茵的生长 表92长期施肥对士壤徽生物类群组成的影响 处理 细菌 真蘭 放线菌 固氯菌 I reatment CK 19.80 1.80 0.57 16.24 N 17.63 1.88 7.87 22.95 NP 16.40 3.9 11.54 22.2 2.1 11.0 17.09 1.92 126 N.PK 24.13 109 10.43 18.70 NPK 17.65 1.42 7.95 13.29 NPK+M 32.15 1.8 10.08 33.33 1.8 2.47 1987 在施用无机肥对土壤微生物的多样性及活性的影响上，目前的报道有矛盾之处。有的研 究表明，短期施用无机氮肥对微生物生物量只产生有限的影响，但长期施用无机氨肥可减少
活动。耕层土壤微生物组成以细菌为主，放线菌次之，真菌最少，不同施肥处理条件下土壤 微生物数量存在明显差异。土壤细菌是土壤微生物的主要组成成分，能分解各种有机物质， 在各施肥处理中，NPK 配施有机肥对细菌的增加效果明显大于其它施肥方式，由于有机肥 中含有大量的碳水化合物和 N、P、K 等矿质营养，为细菌的生长提供了丰富的碳源和氮源， 并可提高土壤通气性，比化肥更能激发细菌的生长和繁育，从而极大地增加了细菌的数量。 针对有机肥的用量而言，过量的有机肥可以更好地增加土壤细菌数量，而 NPK 与 NPK 配施 植物秸秆对土壤细菌的增加效果却都不明显，PK 肥配施可以增加土壤细菌数量。从种植方 式来看，轮作与连作对细菌数量的影响并不明显。真菌是常见的土壤微生物之一，从数量上 看，它们明显低于其它种类微生物，但从生物量上看，却占有极其重要的地位。研究结果表 明，过量的 N 配施 PK 肥明显地降低了土壤真菌数量。长期施用 NP 肥、PK 肥和 NPK 配施 过量有机肥这 3 种处理对真菌增加效果比较显著，而 NPK 配施常量有机肥及 NPK 配施植物 秸秆这两种处理均不能明显增加真菌数量。放线菌是细菌的一类，在数量方面仅次于细菌， 它们对土壤中的有机化合物的分解及土壤腐殖质合成起着重要作用。单施 N 肥及 NPK 配合 轮作方式降低了土壤中放线菌的数量，除此以外，其余各施肥方式均可提高放线菌的数量， 其中 NPK 配施过量有机肥对放线菌的增加效果尤为明显。有研究表明，施用氮肥能促进放 线菌的快速生长，这与本研究的结论不同，造成差异的原因主要是由于供试土壤类型和肥料 用量不同的缘故。自生固氮菌是土壤中执行特殊生理功能的土壤微生物，因具有固定大气中 分子态氮的能力，故在土壤氮素循环中起着重要作用，固氮菌数量的多少影响着土壤中氮素 养分的含量。研究结果表明，大部分施肥方式均可增加土壤中固氮菌的数量，其中以 NPK 配施有机肥对固氮菌的增加效果显著，从配施比例来看，有机肥比例越大，固氮菌数量越高， 而 NPK 配施植物秸秆对固氮菌的增加效果远远低于 NPK 配施有机肥处理．NPK 配合小麦 一玉米一小麦一大豆两年四熟轮作的种植方式，抑制了土壤中固氮菌的生长，分析其原因， 可能由于大豆具有与根瘤菌共生固氮的作用，所固定的氮素约占大豆一生对氮素需求的 50％～60％，根瘤菌或其它联合固氮菌的存在影响了自生固氮菌的生长。 在施用无机肥对土壤微生物的多样性及活性的影响上，目前的报道有矛盾之处。有的研 究表明，短期施用无机氮肥对微生物生物量只产生有限的影响，但长期施用无机氮肥可减少 表 9-2 长期施肥对土壤微生物类群组成的影响