第二章
土壤生物
§ 土壤中有哪些生物？ § 土壤生物有哪些作用？ § 如何评价土壤生物活性？
内容提要 l 土壤生物分类 l 土壤动物 l 土壤微生物 l 土壤植物根系 l 土壤酶
土壤生物活性(Biological activity)： 土壤中各种生物生活强度的总和 土壤生物(Soil organism)是土壤具有生命力的主要成分， 在 土 壤 形 成 (soil formation) 和 发 育 过 程 (development process)中起主导作用(the leading effects)。也是评价 土壤质量 (soil quality) 和健康状况 (health level) 的重 要指标之一。 土壤生物与土壤生物活性和肥力直接或间接地有关。
一、土壤生物的分类
按其功能分类
functions Classification according to their
? 生产者Producers: plants—fix C from atmospheric
CO2 during photosynthesis.
? 消费者Consumers: feed on plants and other
organisms.
? 分解者Decomposers (reducers): utilize carbon
from organic material, returning it to the atmosphere as CO2 and other gaseous by products and mineralizing nutrients to their original ionic form.
? 寄生者Parasites
按其大小分类Classification according to size
? 微生物Micro-organism <0.2mm
?微(原)生物Microflora <0.2mm
细菌、放线菌、丝状菌、藻类
?原生动物Microfauna <0.2mm 微小动物
? 中等动物Mesofauna 0.2-2mm 线虫类.螨虫类 ? 大型动物Macrofauna 2-20mm 蚂蚁科.跳虫类 ? 巨型动物Megafauna >20mm 蚯蚓
按其形态分类
? 原生动物（单细胞） ? 后生动物（多细胞） ? 微生物
?真核微生物：真菌和藻类 ?原核微生物：细菌、放线菌和蓝细菌 ?分子生物（无细胞结构，如病毒）
二、 土壤动物
1、土壤动物的分类及其主要的土壤动物介绍
土壤动物：长期或一生中大部分时间生活在土壤或地表 凋落物层中的动物。它们直接或间接地参与土壤中物质 和能量的转化，是土壤生态系统中不可分割的组成部 分。 作用 1、破碎土壤中的生物残体，为微生物活动 和有机物质进一步分解创造条件 2、改变土壤的物理、化学以及生物学性质， 对土壤形成及土壤肥力发展起着重要作用
1.1. 土壤动物的分类
系统分类 见表1 小型土壤动物，体长在0.2毫米以下 按体型大小分类 中型土壤动物，体长0.2-2毫米 大型土壤动物，体长2-20毫米 巨型土壤动物，体长大于20毫米 按食性分类 分为植食性、菌食性、尸食性、粪食 性、杂食性和寄生性土壤动物等。 按土壤中生活时期 分为全期土壤动物，周期土壤动物，暂时 土壤动物，过渡土壤动物等。
表1 主要的土壤动物门类
门 原生动物门 扁形动物门 线形动物门 软体动物门 环节动物门 节肢动物门 脊椎动物门 涡虫纲 轮虫纲、线虫纲 腹足纲 寡毛纲 蛛形纲、甲壳纲、多足纲、昆虫纲 两栖纲、爬行纲、哺乳纲 纲
1.2. 重要的土壤动物介绍
l Microfauna (protozoa) 原生动物 单细胞真核生物（简称原虫）。结构简单，数量 多、分布广。表土多，底土少。 原生动物在土壤中的作用： l 调节细菌数量 l 增进某些土壤的生物活性 l 参与土壤植物残体的分解
原生动物分类：按运动形式可把原生动物分为三类 变形虫类（靠假足移动） 鞭毛虫类（靠鞭毛移动） 纤毛虫类（靠纤毛移动）
3
1
2 2
变形虫 动、植物碎屑为食
§鞭毛虫-取食细菌
§ 纤毛虫 细菌和小鞭毛虫为食
l metazoan 后生动物
小的土居性的多细胞动物。 § 种类：线虫、 蠕虫、蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈 蚣、轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫等 l作用：植物残体破碎、混合
土壤线虫：线虫属线形动物门的线虫纲，是一种体形 细长（1毫米左右）的白色或半透明无节动物。线虫一般 喜湿，主要分布在有机质丰富的潮湿土层及植物根系周 围。
线虫可分为腐生型线虫和寄生型线虫
蚯蚓：土壤蚯蚓属 环节动物门的寡毛纲， 是被研究最早（自1840 年达尔文起）和最多的 土壤动物。
作用：蚯蚓通过大量取食与排泄活动富集养分，促进 土壤团粒结构的形成，并通过掘穴、穿行改善土壤的通透 性，提高土壤肥力。 因此，土壤中蚯蚓的数量是衡量土壤肥力的重要指 标。
土壤中的节肢动物
弹尾和螨目：弹尾（又名跳虫）和螨目分属节肢 动物门的昆虫纲和蛛形纲，是土壤中数量最多的节肢 动物（分别占土壤动物总数的54.9%和28%），它们是 我国森林土壤中中型动物的主要优势类群。 跳虫主要生活于土壤表 层，绝大多数跳虫以取食花 粉、真菌、细菌为主，少数可 危害甘蔗、烟草和蘑菇。
甲 螨
螨目的主要代表是甲螨（占土壤螨类的62%~94%），主 要分布在表土层中。大多数甲螨取食真菌、藻类和已分解的 植物残体，在控制微生物数量及促进有机质分解过程中起着 重要作用。
2、土壤动物与生态环境的关系 生态环境
生态环境与土壤动物的关系： 1. 生态环境对土壤动物的影响 土壤动物的群落结构随环境因素和时间变化呈明 显的时空变化。 2. 土壤动物对环境的指示和调节作用 土壤动物的数量和群落结构的变异能指示生态系 统的变化，同时能够调节土壤物理、化学及生物学性 质。
土壤动物
三、 土壤微生物
土壤中微生物分布广、数量大、种类多，是土壤生 物中最活跃的部分。 土壤微生物在地球生境中数量最多、生物多样性最 复杂和生物量最大。 1公斤土壤可含5亿个细菌,100亿个放线菌和近 10亿个真菌，5亿个微小动物。
初二生物土壤中的微生物知识点总结 为了帮助大家掌握生物学习中的重要知识精选准备了 这篇初二生物土壤中的微生物知识点总结，请大家仔细阅读这篇文章，对学过的知识反复记忆，在答题的时候才能得心应手。 土壤具有微生物生长繁殖所需要的一切营养物质及各种条件，因此土壤是微生物良好的生活场所，有微生物的天然培养基之称。本文就土壤中与农业有关的微生物的类型及作用作简单的介绍。 1.土壤微生物的类群 土壤中的微生物种类繁多，数量极大，一克肥沃土壤中通常含有几亿到几十亿个微生物，贫瘠土壤每克也含有几百万至几千万个微生物，一般说来，土壤越肥沃，微生物种类和数量越多。另外，土壤表层或耕作层中及植物根附近微生物数量也较多。土壤中的渐生物主要有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物。土壤中的微生物以细菌数量最多，细菌占土壤微生物总量的70%～90%，而且种类多，它们多数是异养菌，少数是自养菌。放线菌的数量仅次于细菌，多存在于偏碱性的土壤中，主要是链霉菌属、诺卡菌属和小单孢菌属等。放线菌虽然数量比细菌少，但由于其菌丝体的体积比单个细菌大几十倍甚至几百倍，所以在土壤中的生物量也相近于细菌。土壤中的真菌各种类型都有，但以半知菌类为最多，主
要分布于土壤表层中。土壤中的藻类数量远远少于上述各类，主要有绿藻、硅藻等。土壤中的原生动物都是单细胞异养型的，主要是纤毛虫、鞭毛虫、根足虫等。上要是纤毛虫、鞭毛虫、根足虫等。 2.土壤微生物的作用 土壤中的微生物有些对农业有害。如反硝化细菌，能把硝酸盐还原成氨散失到大气中，降低土壤肥力。但多数是对农业有益的。 2.1 合成土壤腐殖质 腐殖质是一种黑色的胶状物质，它常与矿物质颗粒紧密结合在一起，成为土壤有机质的主要类型，对土壤肥力有重要的影响。腐殖质的形成，是由一些异养的微生物，如某些腐生细菌，把土壤中的动、植物残体和有机肥料分解，然后再重新合成的。当土壤温度较低，通气差时，嫌气性微生物活动旺盛，腐殖质合成速度加快，并得到积累。 2.2 增加土壤有机物质 每当温暖多雨季节，在潮湿的土壤表层藻类大量繁殖。藻类具有光合色素，通过光合作用制造有机物，增加土壤中的有机物质。固氮菌能固定空气中的氮，成为自身的蛋白质，当这些细菌死亡和分解后，其氮素即可被植物吸收利用，并使土壤中积累很多氮素。 2.3 促进营养物质的转化
土壤生物与土壤结构 土壤生物的生命活动在很大程度上取决于土壤的物理性质和化学性质，其中主要的有土壤温度、湿度、通气状况和气体组成、pH 以及有机质和无机质的数量和组成等。农业技术措施，包括耕作、栽培、施肥、灌溉、排水和施用农药等，也能影响土壤生物的生命活动。在一定条件下还可通过接种等措施有目的地增加某种微生物的数量及其生化强度。 土壤温度除了有周期性的日变化和季节变化外，还有空间上的垂直变化。一般说来，夏季的土壤温度随深度的增加而下降，冬季的土壤温度随深度的增加而升高。白天的土壤温度随深度的增加而下降，夜间的土壤温度随深度的增加而升高。但土壤温度在35-100cm深度以下无昼夜变化，30米以下无季节变化。土壤温度除了能直接影响植物种子的萌发和实生苗的生长外，还对植物根系的生长和呼吸能力有很大影响。温带植物的根系在冬季因土壤温度太低而停止生长，但土壤温度太高也不利于根系或地下贮藏器官的生长。土壤温度太高和太低都能减弱根系的呼吸能力，此外，土壤温度对土壤微生物的活动，土壤气体的交换、水分的蒸发、各种盐类的溶解度以及腐殖质的分解都有着明显影响，而土壤的这些理化性质又都与植物的生长有着密切关系。 土壤温度的垂直分布从冬到夏和从夏到冬要发生两次逆转，随着一天中昼夜的转变也要发生两次变化，这种现象对土壤动物的行为具有深刻影响。大多数土壤无脊椎动物都随着季节的变化而进行垂直迁移，以适应土壤温度的垂直变化。一般说来，土壤动物于秋冬季节向
土壤深层移动，春夏季节向土壤上层移动。移动距离常与土壤质地有密切关系。很多狭温性的土壤动物不仅表现有季节性的垂直迁移，在较短的时间范围也能随土壤温度的垂直变化而调整其在土壤中的活动地点。 土壤酸碱度是土壤最重要的化学性质，因为它是土壤各种化学性质的综合反应，对土壤肥力，土壤微生物的活动、土壤有机质的合成和分解，各种营养元素的转化和释放，微量元素的有效性以及动物在土壤中的分布都有着重要影响。 土壤酸碱度对土壤养分的有效性有重要影响，在pH 6-7的微酸条件下，土壤养分的有效性最好，最有利于植物生长。在酸性土壤中容易引起钾，钙、镁，磷等元素的短缺，而在强碱性土壤中容易引起铁、硼，铜、锰和锌的短缺。土壤酸碱度还通过影响微生物的活动而影响植物的生长。酸性土壤一般不利于细菌的活动，根瘤菌，褐色固氮菌，氨化细菌和硝化细菌大多生长在中性土壤中，它们在酸性土壤中难以生存，很多豆科植物的根瘤常因土壤酸度的增加而死亡。真菌比耐酸碱，所以植物的一些真菌病常在酸性或碱性土壤中发生。 土壤中活的有机体， 我们把生活在土壤中的微生物、动物和植物等总称为土壤生物。土壤生物参与岩石的风化和原始土壤的生成，对土壤的生长发育、土壤肥力的形成和演变，以及高等植物营养供应状况有重要作用。土壤物理性质、化学性质和农业技术措施，对土壤生物的生命活动有很大影响。
1．土壤是微生物生长和栖息的良好基地 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基地：其原因在于土壤舍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。土壤台有大量而全面的矿质元素，供微生物生命活动所需。土壤中的水分都可满足微生物对水分的需求。不论通气条件如何，都可适宜某些微生物类群的生长。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。土壤中的通气状况变化时，生活其问的微生物各类群之间的相对数量也起变化。土壤的pH值范围。3．5～10．0之间，多数在5.5～8．5之间，而大多数微生物的适宜生长pH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．夏季比空气温度低，而冬季又比空气温度高，这一特性极有利于微生物的生长。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。 因此，土壤是微生物资源的巨大宝库。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是分离自土壤。 2．土壤中的微生物数量与分布 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、作物种埴状况、土壤深度和层次等等不同而有很大差异。lg肥沃的菜园土中常可含有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。细茼在土壤中的分布方式一般是黏附于土壤团粒表面，形成菌落或菌团，也有一部分散布于土壤溶液中，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)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，并伸是于土壤孔隙中。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。
土壤与农作学重要知识点 一、基本概念 1.土壤有机质：土壤中的各种含碳有机化合物，包括动、植物残体与微生物及其分解合成的有机质。一般可分为各种形态的动植物残体、腐殖质和土壤微生物。 2.土壤腐殖质：是土壤特异有机质，也是土壤有机质的主要组分，约占有机质总量的50％~65％。是土壤微生物利用植物残体及其分解产物重新合成的高分子化合物。 3.矿化作用：进入土壤中的各种动植物残体，在土壤生物的参与下，把复杂的有机质分解为简单的化合物，最后分解成二氧化碳和水，并释放出其中的矿质养分的过程。 4.腐殖化作用：进入土壤中的生物残体，在土壤微生物作用下，合成为腐殖质的过程。 5.潜性酸：是由于土壤胶粒上吸附着氢离子和铝离子所造成的显出酸性，所以它是土壤酸的潜在来源。 6.水解酸：用弱酸强碱的盐类溶液（常用的为pH8.2的1mol NaAc 溶液）浸提, 再以NaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的NaOH的用量换算为土壤酸量。 7.交换酸：中性盐溶液如KCl溶液(pH=7)浸提土壤时,土壤胶体表面吸附的铝离子与氢离子的大部分均被浸提剂的阳离子交换而进入溶液，浸出液中的氢离子及由铝离子水解产生的氢离子，显示出的酸度。 8.土壤缓冲性：把少量的酸或碱加入到水溶液中，则溶液的pH值立
即发生变化；可是把这些酸碱加入到土壤里，其pH值的变化却不大，这种对酸碱变化的抵抗能力。 9.土壤肥力：土壤同时地不断地满足和调节植物对水、肥、气、热等生活条件要求的能力。 10 土壤容重（土壤密度）：单位体积的原状土体（包括固体和孔隙）的风干土的质量。以g/cm3表示。 11 土壤孔隙度：一定容积的土体内，土壤孔隙容积占整个土体容积的百分数。 12.土壤养分：主要依靠土壤提供给作物生活所必需的营养元素。其一般分为两种形态即速效态养分和迟效型养分。 13.土壤吸湿水：土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。 14.毛管水：由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。 15吸湿系数：又称最大吸湿水量，是在相对湿度接近饱和空气时，土壤吸收水汽分子的最大量与烘干土重的百分率。有时称致死水量。 16田间持水量：又称适宜水分上限，当土壤被充分饱和后，多余的重力水已经渗漏，渗透水流已降至很低甚至停止时土壤所持的含水量。 17土壤年龄：是指土壤发生发育时间的长短，通常把土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。 18.土壤水分的主要来源是大气降水、人工灌水和大气中水汽的凝结和地下水的上升。 19.土壤中主要水分的类型为吸湿水、膜状水、毛管水和重力水。其中重力水可分为两类即自由重力水和支持重力水。
第2节土壤里的微生物 一、教学目标： 1．知识目标： （1）概述土壤里主要的微生物种类。 （2）说出细菌的三种形态和基本结构，并与植物细胞和动物细胞比较细胞结构的异同点。 （3）说出放线菌的结构特点。 （4）识别青霉和匍枝根霉，并说出它们的繁殖方式和营养方式。 2．能力目标： （1）学会培养和观察青霉、匍枝根霉。 （2）探究土壤里的微生物。 3．情感态度与价值观目标： 体验培养霉菌的过程，并交流成功或失败的感受。 二、教学重点和教学难点： 教学重点：细菌、放线菌和真菌（青霉和匍枝根霉）的主要特征。 教学难点：细菌与植物细胞、动物细胞比较细胞结构的异同点。 三、教学方法：观察、讨论、比较等 四、教学过程： 引言：土壤里除了生活着一些小动物外，还有一些我们肉眼看不见或看不清的小生物，我们通常把这些小生物叫做微生物。那么土壤里都有哪些微生物呢？（学生讨论，教师小结。） 土壤里微生物主要有细菌、真菌、放线菌等，它们能分解植物的枯枝烂叶，动物的遗骸等，将土壤中的有机物分解成无机物，增加了土壤的肥力。 这些微生物到底是什么形态？它们有那些特征呢？这节课就让我们一起来认识它们。 一、认识细菌： 1．细菌的分布范围： 细菌在生物圈中数量最多，占土壤微生物总量的70%～90%，你认为在生物圈中哪些地方会分布有细菌？ 学生：土壤、水里、空气，人、动物、植物体内、体表等。
教师：由此可见，细菌的分布非常广泛。 2．形态特征： （1）大小： 资料：细菌的直径一般只有1um左右，电子显微镜才能观察到细菌的形态和结构。 学生阅读资料，发现细菌个体十分微小。 （2）形状： 教师：展示图片：三种细菌 人们在电子显微镜下观察到细菌，请根据图片描述细菌有哪三种形态。 学生：球形、杆形、螺旋形。 教师：根据它们的形态，我们可以分别称它们为：球菌、杆菌、螺旋菌。3．结构特征： 不同种类的细菌虽然形态不同，但它们的基本结构却是相同的。 学生看图12-5：细菌细胞的结构示意图。观察讨论： 细菌有哪些结构？细菌的结构与动植物细胞的结构有何异同？ 4．生活方式：
生物修复污染土壤技术研究进展 1土壤污染和生物修复概述 土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在 2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。 近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜，水果等间接影响人体健康的物质，都叫做土壤污染物。人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化，并进而造成农作物中某些指标超过国家标准的现象，称为土壤污染。 土壤重污染对人体以及动植物危害的严重性以及其循环过程中不能被降解的特殊性无疑给科学家们提出了巨大的挑战。传统的修复技术，包括物理修复和化学修复，虽然在局部小范围的修复中应用效果明显，但其治理成本高，破坏土壤理化性质，存在二次污染风险，而且对于污染面积巨大且程度较轻的土壤难以实施应用。近年来，应用生物(包括植物和微生物)来修复重污染土壤的研究已经引起了各国科学家的广泛关注。生物修复方法对土壤生态环境不会有影响．是保证土壤生态健康和农业叮持续发展的重要措施[1]。 微生物修复 微生物修复是研究得最早、最深入、应用最为广泛的一种生物修复方法。它利用自然环境中的土着微生物或特效外源微生物的代谢活动，在人为优化的环境条件下加速对环境中污染物的转化、降解与去除[2]。 植物修复 ' 植物修复技术是一种新兴的绿色生物技术．能在不破坏土壤生态环境．保持土壤结构和微生物活性的情况下．通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收．通过收获植物地上部分来修复被污染的土壤。植物修复的机理通常包括植物
Pedobiologia50(2006)275—280 ?Corresponding author.Tel.:+14062434254. E-mail addresses:philip@https://www.doczj.com/doc/9715065542.html,(P.W.Ramsey), matthias@https://www.doczj.com/doc/9715065542.html,(M.C.Rillig),kevinferis@https://www.doczj.com/doc/9715065542.html, (K.P.Feris),bill.holben@https://www.doczj.com/doc/9715065542.html,(W.E.Holben), jim.gannon@https://www.doczj.com/doc/9715065542.html,(J.E.Gannon).
treatment effects(Widmer et al.,2001;Ritchie et al.,2000).The relative power of each to elucidate treatment effects has rarely been com-pared.In one study,PLFA was demonstrated to be more sensitive than CLPP and a PCR-based method (guanine plus cytosine ratio)to changes in MCS across a gradient of grassland management inten-sities(Grayston et al.,2004).In another study,the ability of PLFA and a molecular method,length heterogeneity PCR(LH-PCR),to resolve the effects of tillage and ground cover on MCS were compared using discriminant analysis(Dierksen et al.,2002). In that study,the inclusion of molecular data into the discriminant analysis did not improve predic-tive power of the analysis above that which was achieved using PLFA data alone.This study raises the hypothesis that using a polyphasic approach to detect change in MCS is no more useful than PLFA data alone.Here,we tested this hypothesis by searching for studies that used PLFA in conjunction with CLPP or PCR-based methods in order to evaluate the question:Has CLPP or a PCR-based method been used to detect a treatment effect on MCS that was not also detectable by PLFA? Searches of the Web of Science and CSA Illumina databases with various combinations of the words PLFA,FAME,CLPP,fatty acids,T-RFLP,Biolog s, DNA,PCR,16s,rDNA,DGGE,TGGE,gel electro-phoresis,soil,community structure,and polyphasic returned53studies that used PLFA in conjunction with CLPP or PCR-based methods to identify treatment effects on MCS.While not exhaustive, the highest impact factor soils journals were among the journals included(see references in Table1). Therefore,the sample should represent the current state of knowledge.Papers in which PCR-based methods were used to track speci?c populations either by DGGE band excision and sequencing or by the use of primer sets speci?c to phylogenetic groups were not considered to be demonstrations of change in MCS unless including a general test of signi?cant difference(or correlation)at the total community level. No studies were found where CLPP or PCR-based analyses were used to differentiate a treatment effect on soil MCS that was not also identi?ed by PLF A of the same samples.Conversely,in14of32 studies(44%),PLF A differentiated treatments that were not resolved by CLPP analysis of the same samples.In5of25studies(20%),PLF A differentiated treatments that were not resolved by a PCR-based method.These studies are arranged categorically in T able1.In the?ve studies where PCR-based methods were unable to detect differences detected by PLF A,the speci?c PCR-based methods used were LH-PCR,DGGE(twice),RISA,and DNA RAPD(Dierk-sen et al.,2002;Thirup et al.,2003;Leckie et al., 2004;Ritz et al.,2004;Suhadolc et al.,2004).If the MCS changes detected by PLFA are real in all cases, our analysis implies that studies using only CLPP or a PCR-based method incur a type II error rate of approximately44%and20%,respectively. Of the three general strategies for detecting MCS changes,PCR-based methods are used in a higher proportion of studies than PLFA or CLPP(Fig.1), probably because PCR-based methods offer the greatest potential for characterization of under-lying population level changes.However,the power of PCR-based methods to resolve treatment effects on the total soil microbial community may be limited compared to PLFA because less statistically relevant information can be gained from pattern analysis of PCR-generated?ngerprint patterns than from PLFA pro?les.One explanation of this is that in a typical DGGE analysis,20–50detectable and quanti?able bands may vary in intensity by one or two orders of magnitude(due to detection and imaging limitations),while in a typical PLFA pro?le more than70continuous variables(PLFA peaks)can be detected in concentrations ranging over at least 3orders of magnitude.Further,quantitative estimates of population densities gleaned from community level analyses must be considered carefully due to so-called‘‘PCR bias’’introduced by the exponential ampli?cation of DNA targets. Rarefaction analysis of molecular data allows estimates of relative population abundance within a sample(e.g.Basiliko et al.,2003).Still,quanti-?cation of change in the abundance of individual populations requires support from additional ana-lyses,such as species/group speci?c quantitative PCR(Yu et al.,2005). CLPP produces large numbers of continuous variables and so should be highly sensitive to change in MCS.However,CLPP requires growth of microbes on carbon substrates in microtiter plates (i.e.metabolism).Many organisms present in soil will not grow in the wells and,conversely,organ-isms growing in the wells may not have been active in the soil.Also,not all substrates catabolized by soil microbes are represented.Thus,CLPP probably loses sensitivity due to a bias toward under-representing metabolic diversity. It hence appears that PLFA offers the most powerful approach to demonstrating change in MCS,and that monophasic studies relying on CLPP or PCR-based methods are prone to high type II error rates.On the other hand,PLFA offers limited insight into changes in speci?c microbial popula-tions.While certain PLFAs can be used as biomar-kers for speci?c populations(White and Ringelberg, 1998),the resolution of population level change P.W.Ramsey et al. 276
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/9715065542.html, 土壤生物工程技术在河道坡岸生态修复中的应用 作者：刘艺灏 来源：《科技风》2017年第23期 摘要：土壤生物工程技术属于新型的集成工程技术，是利用存活植物来构筑边坡的新技术，在河道坡岸生态修复中，表现出良好的应用前景。本文就土壤生物工程的原理进行阐述，并针对土壤生物工程技术在河道坡岸生态修复中的应用做出总结。 关键词：土壤生物工程技术；河道坡岸生态；修复；应用 土壤生物工程是利用种植一些植物及其一些辅助工程来巩固边坡结构，减少水土流失，保护植被及改善周边生态环境的一项工程。近年来欧美一些发达国家用这种方法来加固边坡结构和保护环境，也有记载我国古代也用这种方法来达到稳定边坡的目的。1996年，Donald Gray 教授和Robbin Sotir女士撰写了论文“边坡稳定的生物技术和土壤生物工程”对美国边坡稳定和侵蚀控制中的宝贵的经验进行了总结，为土壤生物工程奠定了理论和实践基础。 随着人们保护环境意识的加强，逐步认识到土壤生物工程对生态修复有着重要的意义。现代土壤生物工程利用生态学原理，周密的考察和设计实际的植物和土壤生态系统，同时利用植物强化土壤的结构，限制表层的土壤颗粒，起到保护边坡的生态，防止水土流失，确保边坡的植被达到水平的作用。土壤生态技术同传统的工程技术相比，具有技术上、生态上、经济上和美学上的显著优势。但是，生物技术工程也不能完全取代传统的工程技术，两者要结合起来，达到进一步的完善。 一、土壤生物工程的原理 植物的根、茎或整体是具有生命力的土壤生物工程结构主体元素，将它们按照不同的方式和方法进行不同方位种植、插秧，建立一个个有强大生命的群体，起到稳固边坡，防止水土流失和修复生态的作用。 （一）对土壤的加固和稳定 植物的根系能够固定土壤，并且吸收其水分，使土壤的分子空间更加密集，从而使其结构更加稳固。 （二）控制水土流失
1956-2017年高考真题分类 考点28：生物与土壤 （2013高考安徽卷）地表岩石风化后，由残留在原地基岩上的风化产物组成的壳层，称为风化壳。图11为不同气候—植被带的风化壳厚度变化示意图。完成32～33题。 1．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表 A.气温、降水、蒸发 B.降水、蒸发、气温 C.降水、气温、蒸发 D.气温、蒸发、降水 答案: B 【考点】不同植被带的气温降水差异 【解析】从降水条件看，森林>草原>荒漠，故Ⅰ线为降水变化曲线；从气温来看，热带>亚热带>温带,但由于草原带因降水相对较少，晴天多，大气对太阳辐射的削弱作用弱，因此气温较同纬度森林较高，故Ⅲ线为气温变化曲线；草原、荒漠的蒸发一般森林地区更强，故Ⅱ线表示蒸发，B选项符合题意。 2．风化壳厚度 A.甲大于丁是因为热量丰富、降水量大 B.乙大于丙是因为植被茂盛、蒸发量大 C.刚果盆地总体上大于格陵兰岛 D.伊朗高原总体上大于恒河平原 答案: C 【考点】影响风化壳厚度的因素 【解析】风化壳是出露于地表的岩石，由于受到物理，化学，生物风化的作用在陆地表面由残积物和土壤构成的一层不连续的，厚薄不均的薄壳。所以风化壳的厚度与温度、降水、植物生长量有关，而且与这三个因素都呈正相关。甲大于丁、乙大于丙都是因为植被以森林为主，植物量大；刚果盆地属于热带森林带，格陵兰岛属于苔原带，风化壳厚度刚果盆地总体上大于格陵兰岛；伊朗高原属于温带草原带，风化壳厚度小于恒河平原（热带森林带），故C选项正确。 3．(2009年高考浙江卷)读图1，①、②、③代表的土壤类型依次是 A．荒漠土壤、森林土壤、草原土壤 B．草原土壤、荒漠土壤、森林土壤 C．森林土壤、草原土壤、荒漠土壤 D．草原土壤、森林土壤、荒漠土壤 【答案】D 【解析】某地区同时具有森林土壤、草原土壤、荒漠土壤，可 推断该区域位于中纬度过渡地带或垂直地域分布地区，影响有
土壤中的各种成分 一、复习目标导航 1、土壤中的生命——土壤生物 2、土壤中的非生命物质 3、从岩石到土壤 4、土壤的结构和类型 5、土壤的性状与植物的生长 二、重难点精讲 1、土壤中的生命物质——土壤生物 实验1：观察土壤 （1）取样：挖一个长、宽、深分别是50×50×30的土坑，取少许土壤样本。 （2）观察： 有一些动物，还有一些植物，除此之外还有大量的微生物，如细菌、真菌、放线菌等。 具有生物：动物、植物、微生物等。 提问：土壤除了这些生物外还有其他的物质吗？ ①土壤中有空气吗？有水吗？ ②土壤中有有机物吗？有无机盐吗？ 2、土壤中的非生命物质 实验2：土壤中是否有空气？
实验过程： 取相同形状、体积的土壤和铁块，分别放置于两只完全相同的大烧杯中，分别标记为A、B；向A、B中注水，直到水面恰好将土壤块和铁块全部浸没为止。 实验结果：A烧杯中注入的水比B烧杯中注水量多。 实验结论：土壤中不全部是土壤，还有空气。 实验3：土壤中是否有水？ 实验过程： 取少量土壤，放入试管中，用试管夹夹住试管，在酒精灯上加热。 实验结果：试管壁有水珠生成，试管口有雾状水蒸汽。 实验结论：土壤中有水的存在。 实验4：土壤中是否有有机物？
实验原理：有机物可以燃烧。 实验过程： 取少量土壤，放入试管中，用试管夹夹住试管，在酒精灯上加热；将一定质量的充分干燥的土壤放在铁丝网上加热，一段时间后，待土壤冷却时，再用天平称量。 实验结果：土壤能燃烧，冷却后称量，发现土壤质量减少。 实验结论：土壤中存在有机物（主要来源于生物的排泄物和死亡的生物体，在土壤微生物的作用下生成腐殖质）。可以为土壤动物提供食物，为绿色植物提供养分。 实验5：土壤中是否有无机盐。 实验原理：部分的无机盐可以溶于水。 实验过程： 将燃烧后的土壤放到烧杯中，加足量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌，然后让它慢慢沉淀下来；提取土壤浸出液约10毫升，过滤后蒸发。 实验结果：发现浸出液中蒸发后有无机盐。 实验结论：土壤中也有无机盐。主要提供植物生长所需物质。
第12章土壤里的生物 【复习目标】 1.概述土壤里动物种类。 2.说出蚯蚓适应土壤生活的主要特征以及他们与人类生活的关系。 3.概述土壤里主要的微生物种类。 4.说出细菌的三种形态和基本结构，并与植物细胞、动物细胞比较结构的异同点 5.说出放线菌的结构特点。 6.识别青霉和匍枝根霉，并说出它们的繁殖方式和营养方式。 7.描述蘑菇的主要特征及其生长的适宜环境、营养方式和繁殖方式。 8.描述微生物在自然界中的作用及与人类的关系 【复习提纲】 1、对土壤中小动物观察时，记录各种小动物的数量和行态特征，要找 出它们的相同点和不同点，如果要鉴别它们的种类，需要有小动物检索分类表这一资料作为依据。 2、一条蚯蚓有100多个体节，除了前端和后端的几个环节以外，其他 各节都生有刚毛，腹神经索一上有许多神经节，对刺激的反应比较灵敏准确。蚯蚓依靠肌肉的收缩和刚毛协助进行运动。蚯蚓没有专门的呼吸器官，依靠湿润的体表进行气体交换。 3、土壤里的微生物主要有细菌、放线菌、真菌等，其中细菌数量 最多，分布广泛，而且微小，是生物中的原始类型，要用高倍显
微镜或电子显微镜才能观察到。它有球形、杆形和螺旋形三种形态。细菌一般没有叶绿体，大多数细菌只以能利用现成的有机物 生活，并把有机物分解成简单的无机物。 4、放线菌是一种具有分枝的丝状体，放线菌的菌丝分成营养菌丝、 气生菌丝和孢子丝，现已发现的抗生素中约85%来自放线菌。 5、放线菌和真菌的形态各异，它们的细胞中都不含有叶绿体,个体都 是由菌丝构成，不同部位的菌丝分别具有不同的功能，如直立菌丝能够支撑个体，营养菌丝能够吸收营养，关于霉菌，我们学会了青霉、匍枝根霉的培养和观察方法。 6、青霉素是一种抗生素药物，是由英国细菌学家弗莱明发现的。 7、冬虫夏草是一种真菌 ,真菌大多是多细胞个体,细胞里不含叶绿 素，不能进行光合作用制造有机物，只能进行腐生或寄生的生 活，依靠孢子进行繁殖，如酵母菌、霉菌和蘑菇都是常见的真菌。 【复习检测】 1.蘑菇和霉菌都属于真菌，下面不是它们共同特征的是 A.都是多细胞生物 B. 都是自养生物 C.都是异养生物 D. 靠孢子进行繁殖 2.蚯蚓的身体是由许多彼此相似的体节构成，下列动物与它的特点最
主要的土壤生物有哪些 土壤由矿物质、有机质和微生物三大部分组成，是农作物生长发育的基础。土壤中的有益生物直接参与土壤中物质和能量的转化、腐殖质的形成和分解、养分的释放，那么主要的土壤生物有哪些呢?原生动物因个体很小，故也可视为土壤微生物的一个类群。 一、土壤微生物 土壤微生物就土壤生物的一个组成部分。指土壤中肉眼无法分辨的活有机体。只能在实验室中借助显微镜或电子显微镜才能观察。一般以微米或纳米作为测量单位。土壤微生物对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响。 土壤中肉眼无法分辨，只能借助显微镜或电子显微镜才能观察的活有机体。多为单细胞生物。包括细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物5大类群。大部分微生物在土壤中营腐生生活，靠现成的有机物取得能量和营养成分。土壤微生物的主要功能表现在：参与土壤有机物的矿化和腐殖化，以及各种物质的氧化-还原反应;参与土壤营养元素的循环，促进植物营养元素的有效性;根际微生以及与植物共生
的微生物，能为植物直接提供氮、磷和其他矿质元素及各种有机营养;能为工农业生产和医药卫生提供有效菌种;某些抗生性微生物能防治土传病原菌对作物的危害;降解土壤中残留有机农药、城市污物和工厂废弃物等，降低残毒为害;某些微生物可用于沼气发酵，提供生物能源、发酵液和残渣有机肥料。 二、土壤动物 土壤动物指栖居于土壤中无细胞壁的活有机体，一般都能为肉眼所见。主要属无脊椎动物，包括环节动物、节肢动物、软体动物、线形动物和原生动物等。土壤动物对土壤的形成、发育、物质循环、肥力演变等有较大影响。 土壤中无细胞壁的活有机体，一般能为肉眼所见。主要属无脊椎动物，包括环节动物( 蜈蚣、千足虫等)、节肢动物(昆虫主要是昆虫幼虫)、软体动物(蜗牛、蛞蝓等)、线形动物(钩虫、蛔虫和蛲虫)和原生动物(阿米巴、草履虫等)等。根据个体大小、栖居时间和生活方式可分为若干类型，在土壤中分布极不均匀。土壤动物在其生命活动过程中，对土壤有机物质进行强烈的破碎和分解，将其
土壤生物工程———边坡生态修复的新技术土壤生物工程是一项建立在可靠的土壤工程基础上的生物工程，即采用存活植物及其他辅助材料来构筑各类边坡（山地斜坡、江河湖库堤岸、海岸坡岸等）结构，实现稳定边坡，减少水土流失和改善栖息地生境等功能的集成工程技术。利用植物稳定边坡的方法自古就有，近20年来又在欧美风靡一时，成为边坡稳定、侵蚀控制和生境修复的重要工程手段。 土壤生物工程的生态修复作用与效果，已经越来越为人们所认识。现代土壤生物工程要求运用生态学的原理，对实际的植物和土壤系统作出周密的考察和设计，利用植物对土壤结构的强化，对表层土壤颗粒运动的限制，以及对边坡生态系统的改善等作用，不仅能够稳定边坡和控制水土流失，还能确保边坡植被水平和垂直结构合理，生态系统演替有序和景观优美。同传统的工程技术相比，土壤生物工程的技术、生态、经济和美学优势是显而易见的。当然，土壤生物工程不能完全替代传统的工程技术，在工程实际中通常是两者联合使用、相互完善。 土壤生物工程的原理 与其他工程不同，土壤生物工程采用有生命力植物的根、茎（枝）或整体作为结构的主体元素，把它们按一定的方式、方向和排列插扦、种植或掩埋在边坡的不同位置；在植物群落生长和建群过程中加固和稳定边坡，控制水土流失和实现生态修复。 众多研究表明：植物能降低土壤空隙的压力，吸收土壤水分；同时植物根系能提高土壤的剪切力，增强土体的黏附力，从而使土壤结构趋于坚固和稳定。边坡植物可以截留降雨，延滞径流，调节土壤湿度，减少风力对土壤表面的影响；还可以通过拦截、蒸发蒸腾和存储等方式来促进土壤水循环，促进土壤发育和表层活土的形成，调节近地面温度和湿度以促进植物生长，提供并改善多种生境，恢复边坡的生态功能和生物多样性。 土壤生物工程的基本技术 土壤生物工程要求使用大量的可以迅速生长新根的木本植物，最常用的木本灌木和乔木是：柳、杨类、山茱萸类、或其他当地物种。除了要求迅速生根之外，用于河道坡岸的植物，特别是在水位线附近的植物还必须有良好的耐水性能。土壤生物工程的种植技术比较简单，主要有3种形式（见图）：（1）单枝扦插：直接扦插能够成活并生长根系的乔灌木枝干（如柳枝条等）。其工程特点为工作量小，成本低，有广泛的适应性，经常与柴笼和灌丛垫联合使用。 （2）捆栽：也叫柴笼，将枝条捆扎成一束，通常按等高线水平浅埋入岸坡高水位以上的位置。其工程特点为施工简单，造型容易，多用于坡度较缓的边坡水土流失控制。柴笼生长成型后具有很好的景观效果。 （3）层栽：也称灌丛垫，植物枝条的结构是交互成层或成排形状，枝条组成篱笆状，既可按水平或垂直方向布置，也可按不同的角度插栽。通常与其他结构例如土工布、石笼、堆石等联合使用，其施工技术较为复杂。生长成型后，具有较强的抗侵蚀、抗冲蚀和稳固岸坡的功能，而且景观效果很好。 上述3种基本的种植技术和方法，从点、线、面结合起来，可以构筑各种不同类型的边坡、不同形状的坡面和不同景观效果的生态坡岸。 在河道生态坡岸上的应用 上海市环境科学研究院和华东师范大学河口海岸国家重点实验室对土壤生物工程技术和方法进行了系统的研究和开发，并于2004年初在上海市浦东新区机场镇使用土壤生物工程技术构筑生态河道的生态坡岸。示范工程表明，土壤生物工程对河道坡岸的生态系统有明显的修复和改善作用：（1）植物根系对坡岸的稳定作用 许多研究表明，土壤的剪切力或黏结力与土壤中根系的生物量成正比关系。经过9个月的生长，坡岸土壤中植物根系新增生物量达每立方米0.12～0.34公斤（干重），大大增强了河道坡岸的稳定性。而没有采用土壤生物工程的坡岸，虽然经过疏浚和整治，但坡岸长期裸露，植被得不到恢复，造成严重的坡岸侵蚀，先前的疏浚和整治功亏一篑。 （2）对河道坡岸栖息地的改善
浅谈生物有机肥与土壤肥力的关系 目录 1、概述 (1) 2、生物有机肥料的定义和特点 (1) 2.1 生物有机肥的定义 (1) 2.2 生物有机肥的特点 (2) 3、生物有机肥的作用 (2) 3.1生物有机肥料可以改良土壤、培肥地力 (2) 3.2 生物有机肥料可以提高化肥利用率 (3) 3.3 生物有机肥料可提高和改善作物品质 (3) 3.4 生物有机肥可以减轻作物的病害 (4) 3.5 使用生物有机肥可以降低环境污染 (4) 4、展望 (4) 参考文献 (5) 生物有机肥对土壤的作用 摘要:本文阐述了我国肥料的使用现状,施用生物有机肥对土壤的作用,指出生物有机肥具有改良土壤, 提高土壤肥力, 增强植物抗病能力, 减少植物病害, 减少农药使用量,提高农产品品质等重要作用。 关键字:生物有机肥;土壤肥力; Abstract: this paper describes the present situation of the use of fertilizer in our country, the importance of bio-organic fertilizers to the soil: the fertilizer will reform soil structure, raise soil fertility, increase plants’ ability against disease and pest injury, decrease pesticide application, and improve the quality of agricultural product. Key words: bio-organic fertilizers; soil fertility; 1、概述 在我国现代农业生产中,化学肥料是增加粮食产量的物质基础,是农业生产最主要的外来营养物质,在农业投入中的比重越来越中。化肥在粮食增产中的贡献率在40%-60%,稳定在50%左右[1]。随着农业的发展,全球化肥施用量不断增加,目前我国化肥生产和消费量均居世界第一[2]。化肥施用量的增加,特别是接近或超过现有土壤环境的最大容量和作物的需求量,不仅会造成资源浪费,导致土壤中养分过剩,还会使化肥中附带的其他元素在土壤中富集,给土壤环境造成巨大压力,例如化肥中的磷肥,由于磷肥的生产大多来自于磷矿石,通过研究发现,在磷矿石中往往含有一些致癌的元素,如果这些致癌元素在土壤中富集并被作物所吸收,将给人们的健康带来很大影响;在一些靠近河流的田地里如果化肥施用不当,也会给水体带来污染,甚至导致水体中生物的死亡。同时生产化肥所需的资源,日渐枯竭,也使化肥的生产成本增加,进而使农民的生产投入增加。且长期