?土壤中有哪些微生物？土壤微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
土壤微生物是土壤中一切肉眼看不見(jiàn)或看不清楚的微小生物的總稱(chēng)，嚴(yán)格意義上應(yīng)包括細(xì)菌、古菌、真菌、病毒、原生動(dòng)物和顯微藻類(lèi)。其個(gè)體微小，一般以微米或毫微米來(lái)計(jì)算，通常1克土壤中有幾億到幾百億個(gè)，其種類(lèi)和數(shù)量隨成土環(huán)境及其土層深度的不同而變化。它們?cè)谕寥乐羞M(jìn)行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等過(guò)程，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的分解和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。
一、土壤原核微生物
1）細(xì)菌
細(xì)菌是土壤微生物中分布最廣泛、數(shù)量最多的一類(lèi)，占土壤微生物總數(shù)的70%~90%，因?yàn)閭€(gè)體小，代謝強(qiáng)，繁殖快，與土壤接觸的表面積大，是土壤中最活躍的因素，對(duì)有機(jī)殘?bào)w的分解起著主要的作用。土壤中存在著各種細(xì)菌生理群，其中纖維分解菌、固氮細(xì)菌、硝化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌、氨化細(xì)菌等在土壤碳、氮、硫、磷循環(huán)中擔(dān)當(dāng)著重要角色。
2）藍(lán)細(xì)菌
藍(lán)細(xì)菌是光合微生物，分布很廣泛，自熱帶到兩極都有，但以熱帶和溫帶較多。淡水、海水和土壤是它們生活的主要場(chǎng)所。在潮濕的土壤和稻田中培養(yǎng)繁殖可作為生物肥料，其中，固氮的種類(lèi)在熱帶和亞熱帶地區(qū)是保持土壤氨素平衡的重要因素。
3）黏細(xì)菌
黏細(xì)菌在土壤中的數(shù)量不多，但在施有機(jī)肥的土壤中常見(jiàn)，它是已知的最高級(jí)的原核生物，具備形成子實(shí)體和黏孢子的形態(tài)發(fā)生過(guò)程。子實(shí)體含有許多黏孢子，具有很強(qiáng)的抗旱性、耐溫性，對(duì)超聲波、紫外線輻射也有一定抗性，條件合適萌發(fā)為營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。因此黏孢子有助于黏細(xì)菌在不良環(huán)境中，特別在干旱、低溫和貧瘠的土壤中存活。
4）放線菌
放線菌廣泛分布在土壤、堆肥、淤泥、淡水水體等各種自然生境中，其中土壤中數(shù)量及種類(lèi)最多，僅次于細(xì)菌。一般農(nóng)田土壤高于其他土壤。除極少數(shù)是寄生型的外，都是腐生型的。其作用主要是分解有機(jī)質(zhì)，對(duì)新鮮的纖維素、淀粉、脂肪、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等均有分解能力。并且產(chǎn)生抗生素，對(duì)其他有害菌能起拮抗作用。高溫型放線菌在堆肥中對(duì)其養(yǎng)分轉(zhuǎn)化起著重要作用。
二、土壤真核微生物
1）真菌
土壤真菌在數(shù)量上僅次于細(xì)菌和放線菌。我國(guó)土壤真菌種類(lèi)繁多，資源豐富，分布最廣的是青霉屬、曲霉屬、鐮刀霉屬、木霉屬、毛霉屬、根霉屬等。真菌必須從土壤有機(jī)物中獲得能量和碳源，大多數(shù)是腐生型的，具有降解主要植物成分--纖維素、半纖維素、果膠、淀粉、脂肪以及木質(zhì)素的能力。部分真菌能侵入植物根部，與高等植物形成共生體稱(chēng)為菌根。根據(jù)菌根的形態(tài)結(jié)構(gòu)可分為外生菌根和內(nèi)生菌根兩類(lèi)，外生菌根是真菌在根系表面生長(zhǎng)的菌絲體成菌套包圍在根部外面，菌套有菌絲向四周土壤中伸展，在這種情況下，植物一般沒(méi)有根毛，靠外生菌根為植物吸取水分和養(yǎng)分。內(nèi)生菌根是真菌菌絲侵入根組織，在皮層及其細(xì)胞內(nèi)發(fā)育，但不進(jìn)入中柱部分，內(nèi)生菌根不像外生菌根那樣明顯，根的外部形態(tài)與未感染的根沒(méi)有大的差異。菌根菌能加強(qiáng)植物對(duì)土壤養(yǎng)分--氮、磷、硫、鋅等的吸收，特別是磷的吸收。同時(shí)，也從植物根部獲得了碳水化合物。此外還可以保護(hù)根系免受各類(lèi)土壤病原菌的感染。
2）藻類(lèi)
藻類(lèi)為單細(xì)胞或多細(xì)胞的真核原生生物。土壤中藻類(lèi)主要有硅藻、綠藻和黃藻。有很多含有葉綠素，它生長(zhǎng)在土壤表層，能進(jìn)行光合作用，吸收二氧化碳而放出氧氣，有利于其他植物的根部吸收利用，水稻田中的藻類(lèi)在這方面起著重要的作用。不含葉綠素的藻類(lèi)，多半生長(zhǎng)在土壤的較下層，其作用是分解有機(jī)質(zhì)。
3）原生動(dòng)物
原生動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)量多，分布廣海洋、各種淡水水體和潮濕土壤都是它們的主要生境，少數(shù)寄生于動(dòng)植物體內(nèi)外。不同土壤類(lèi)型和不同地區(qū)原生動(dòng)物的種類(lèi)和數(shù)量有差異，主要有鞭毛蟲(chóng)和變形蟲(chóng)等。鞭毛蟲(chóng)以取食細(xì)菌作為食料，可以通過(guò)葉綠素制造有機(jī)物;變形蟲(chóng)在酸性土壤上層以動(dòng)植物的碎屑作為食料，纖毛蟲(chóng)以細(xì)菌和小型的鞭毛蟲(chóng)為食料。原生動(dòng)物在土壤中可以調(diào)節(jié)細(xì)菌數(shù)量，促進(jìn)有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，并參與土壤植物殘?bào)w的分解。
4）地衣
地衣是真菌和藻類(lèi)形成的不可分離的共生體。廣泛分布在荒涼的巖石、土壤和其他物體表面，通常是裸露巖石和土壤母質(zhì)的最早定居者，在土壤發(fā)生的早期起重要作用。
5)病毒
病毒是一類(lèi)超顯微的非細(xì)胞生物。每一種病毒只有一種核酸，它們是一種活細(xì)胞內(nèi)的寄生物，凡有生物生存之處，都有其相應(yīng)的病毒存在。土壤中病毒一般以休眠狀態(tài)存在，并且在控制雜草及有害昆蟲(chóng)的生物防治方面已顯示出良好的應(yīng)用前景。
三、土壤微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
土壤微生物（包括細(xì)菌、真菌、放線菌、古菌、原生動(dòng)物和病毒等）是陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心驅(qū)動(dòng)者，參與物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和生態(tài)平衡維持。它們?cè)谝韵路矫姘l(fā)揮關(guān)鍵作用：
1.有機(jī)質(zhì)分解與養(yǎng)分循環(huán)
（1）分解有機(jī)物質(zhì)
纖維素、木質(zhì)素降解：真菌（如木霉Trichoderma）和細(xì)菌（如纖維單胞菌Cellulomonas）分泌水解酶，將植物殘?bào)w分解為小分子有機(jī)物（如糖類(lèi)、氨基酸）。
腐殖質(zhì)形成：微生物代謝產(chǎn)物與礦物質(zhì)結(jié)合形成腐殖質(zhì)，提高土壤肥力。
（2）驅(qū)動(dòng)元素循環(huán)
碳循環(huán)：
微生物通過(guò)呼吸作用釋放CO?（影響全球碳平衡）。
部分碳被固定為微生物生物量（如菌絲）或穩(wěn)定有機(jī)質(zhì)（如腐殖酸）。
氮循環(huán)：
固氮菌（如根瘤菌Rhizobium、固氮螺菌Azospirillum）將大氣氮（N?）轉(zhuǎn)化為植物可利用的氨（NH?）。
硝化細(xì)菌（如Nitrosomonas）將氨氧化為亞硝酸鹽（NO??）和硝酸鹽（NO??）。
反硝化細(xì)菌（如Pseudomonas）將硝酸鹽還原為N?O或N?，減少土壤氮流失。
磷、硫循環(huán)：
解磷菌（如Bacillus）溶解難溶性磷酸鹽，釋放植物可吸收的磷。
硫氧化細(xì)菌（如Thiobacillus）將硫化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽（SO?2?）。
2.土壤結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性維持
（1）團(tuán)聚體形成
微生物分泌多糖、蛋白質(zhì)等黏結(jié)劑（如球囊霉素glomalin），促進(jìn)土壤顆粒團(tuán)聚，改善透氣性和保水性。
真菌菌絲網(wǎng)絡(luò)（如叢枝菌根真菌AMF）物理纏繞土壤顆粒，增強(qiáng)抗侵蝕能力。
（2）礦物風(fēng)化
微生物代謝產(chǎn)酸（如檸檬酸、草酸）溶解巖石礦物（如長(zhǎng)石、磷灰石），釋放鉀、鈣等養(yǎng)分。
3.植物生長(zhǎng)促進(jìn)與病害調(diào)控
（1）植物-微生物共生
菌根真菌（如Glomus）擴(kuò)展植物根系吸收范圍，提高水分和磷的獲取效率。
根際促生菌（PGPR）（如Pseudomonas、Bacillus）分泌生長(zhǎng)激素（IAA）、鐵載體等，刺激植物生長(zhǎng)。
（2）生物防治
拮抗作用：某些微生物（如木霉Trichoderma）抑制病原菌（如鐮刀菌Fusarium）生長(zhǎng)。
誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性（ISR）：微生物激活植物免疫反應(yīng)，增強(qiáng)抗病性。
4.污染物降解與生態(tài)修復(fù)
有機(jī)污染物分解：
石油烴降解菌（如Pseudomonas putida）分解原油污染。
農(nóng)藥降解菌（如Arthrobacter）代謝DDT、阿特拉津等。
重金屬鈍化：
微生物通過(guò)吸附、沉淀（如硫酸鹽還原菌生成硫化鎘）降低重金屬毒性。
5.氣候調(diào)節(jié)與溫室氣體排放
甲烷（CH?）代謝：
產(chǎn)甲烷菌（如Methanobacterium）在厭氧環(huán)境下產(chǎn)生CH?。
甲烷氧化菌（如Methylococcus）在有氧條件下氧化CH?為CO?。
氧化亞氮（N?O）調(diào)控：
反硝化微生物是N?O的主要來(lái)源，影響溫室效應(yīng)。
6.生物多樣性維持
微生物作為食物網(wǎng)基礎(chǔ)，支持土壤動(dòng)物（如線蟲(chóng)、蚯蚓）的生存。
微生物群落多樣性越高，生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力越強(qiáng)（如抵抗干旱、污染）。
總結(jié)
土壤微生物通過(guò)分解、轉(zhuǎn)化、共生、調(diào)控等功能，維系著生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力與穩(wěn)定性。保護(hù)土壤微生物多樣性（如減少化肥農(nóng)藥、推廣有機(jī)農(nóng)業(yè)）是可持續(xù)生態(tài)管理的關(guān)鍵。
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