土壤微生物

　　土壤是微生物生活的最好的場(chǎng)所。土壤具有微生物生長(zhǎng)所需要的各種條件。首先，土壤中有豐富的有機(jī)質(zhì)，能為微生物提供碳源、氮源和能量；同時(shí)也有豐富的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)，為微生物的生長(zhǎng)提供礦物養(yǎng)料。土壤的良好持水性，保證了微生物生長(zhǎng)繁殖所需要的水分。土壤的多孔性貯留了許多空氣，能滿(mǎn)足好氣性微生物的需求。另外，土壤的酸堿度接近中性，滲透壓在3～6大氣壓之間，與微生物生長(zhǎng)繁殖所要求的相似。土壤中，溫度相對(duì)穩(wěn)定。這些，都能滿(mǎn)足微生物生長(zhǎng)繁殖的要求。因而土壤事實(shí)上是“微生物天然的培養(yǎng)基”。在這里微生物的種類(lèi)最多，數(shù)量也最大，據(jù)估測(cè)，通常一克肥土含有幾億至幾十億個(gè)微生物。貧瘠的土壤每克所含的微生物量也在幾百萬(wàn)至幾千萬(wàn)之多。其中既有非細(xì)胞形態(tài)的微生物，也有細(xì)胞形態(tài)的微生物及藻類(lèi)和原生動(dòng)物。

　　土壤微生物，以細(xì)菌為最多，通常占土壤微生物總數(shù)量的70％～90％，主要是腐生性菌，少數(shù)是自養(yǎng)性的。細(xì)菌雖小，但由于數(shù)量多，所以生物量也高，所謂生物量，是指單位體積中，活細(xì)胞的重量。據(jù)估計(jì)，土壤中細(xì)菌的生物量，若以每畝半尺深耕作層的土壤重30萬(wàn)斤計(jì)，則每畝土壤的這一深度內(nèi)細(xì)菌的活重為180～460斤。以土壤有機(jī)質(zhì)含量為3％計(jì)算，則所含細(xì)菌的干重約為土壤有機(jī)質(zhì)的1％左右，而占土壤重量的萬(wàn)分之三左右。由于它們個(gè)體小，數(shù)量大，與土壤接觸的表面積特別大，成為土壤中最大的生命活動(dòng)面，也是最活躍的生活因素，時(shí)刻不停地進(jìn)行著與周?chē)�環(huán)境的物質(zhì)交換。

　　土壤類(lèi)型不同，土層深度不同，季節(jié)的不同，降水量的多寡，土壤反應(yīng)，耕作制度等都對(duì)細(xì)菌的分布和活動(dòng)產(chǎn)生影響。一般來(lái)說(shuō)，富含有機(jī)質(zhì)的黑鈣士比有機(jī)質(zhì)缺乏的灰化土含有的細(xì)菌要多。表層土中的數(shù)目和種類(lèi)也都比深層土中多。特別是硝化細(xì)菌、纖維分解菌和非共生固氮菌等更是隨土層深度的增加而急劇減少。土壤中有機(jī)質(zhì)的礦化以春秋兩季最甚，因而菌數(shù)也會(huì)相應(yīng)增加。土壤中含有的空氣和水分是對(duì)立的，降雨量過(guò)多，礙及通氣，好氧性細(xì)菌的數(shù)量會(huì)減少。土壤過(guò)酸或過(guò)堿對(duì)很多細(xì)菌的生長(zhǎng)都是很不利的。耕作可以改善土壤中空氣和水的狀況，促進(jìn)好氧性菌的活動(dòng)，有利于有機(jī)質(zhì)的分解。

　　土壤中放線菌的數(shù)量也很大，僅次于細(xì)菌，每克土壤含有幾百萬(wàn)到幾千萬(wàn)的菌體和孢子，約占土壤中微生物總數(shù)的5％～30％。它們多喜歡堿性富含有機(jī)質(zhì)的溫暖的土壤。放線菌數(shù)量雖比細(xì)菌少，但由于體積大，比細(xì)菌大幾十倍到幾百倍，所以，在土壤中的生物量并不低于細(xì)菌。放線菌耐干燥能力較細(xì)菌要強(qiáng)，能存在于干燥的土壤乃至沙漠中，它們隨土壤深度的增加而減少的速度比細(xì)菌慢，因此，深層土壤中放線菌往往比其他微生物要多。

　　真菌主要分布在土壤的表層，由于它們喜酸性，因此，在酸性森林土壤中更多。真菌在數(shù)量上要比細(xì)菌和放線菌要少，每克土壤只含幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)個(gè)，但由于其菌絲很粗，個(gè)體體積較細(xì)菌和放線菌大，所以它們的生物量也不少。土壤中真菌含有霉菌、酵母菌和擔(dān)子菌等。這些真菌往往具有很強(qiáng)的分解能力，有不少真菌能分解許多微生物所不能分解的纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)，從而有助于改善土壤的結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力。

　　此外，土壤中還含有藻類(lèi)和原生動(dòng)物。藻類(lèi)具有光合色素，能通過(guò)光合作用，增加土壤中的有機(jī)物。原生動(dòng)物是土壤中異養(yǎng)的小動(dòng)物，它們吞食各種有機(jī)物、藻類(lèi)和菌類(lèi)，它們對(duì)土壤中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和在藻類(lèi)、菌類(lèi)數(shù)量調(diào)節(jié)方面起著很大的作用。

　　由上述可見(jiàn)，土壤中微生物的數(shù)量是極為龐大的，其數(shù)量和種類(lèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何高等生物量。那么這許許多多名不見(jiàn)經(jīng)傳，極不起眼又極不平常的小小生物到底有什么用呢？

　　事實(shí)上，微生物是極為有用的，它們?cè)谕寥赖男纬�，自然界中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，以及對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)都有巨大的作用。

　　地球的表面最初也是由各種巖石所組成的，這表層的巖石經(jīng)風(fēng)吹、日曬、雨淋等自然力的作用下逐漸風(fēng)化，形成巖石碎粒。而在這同時(shí)，表層土壤也有了一些原始的微生物，這些微生物有許多是自養(yǎng)型的固氮微生物，它們能利用巖石碎粒中的無(wú)機(jī)鹽來(lái)提供能量，進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，并能把空氣中游離的處于穩(wěn)定狀態(tài)的n2固定下來(lái)，使原始的土壤中有了能供植物利用的氮源。這樣，各種植物開(kāi)始在土壤中生長(zhǎng)，植物的生長(zhǎng)又進(jìn)一步改善土壤的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的組成。而植物的生長(zhǎng)又引來(lái)了許多動(dòng)物的定居。植物的枯枝敗葉，動(dòng)物的排泄物、分泌物、尸體最終落到土壤中，而土壤中另一些微生物把這些富含有機(jī)物的動(dòng)植物殘?bào)w和廢物進(jìn)行分解，由此，產(chǎn)生了構(gòu)成土壤最重要的一層成分--腐殖質(zhì)，這是一層黑色的，具有粘性的，有活力的土壤有機(jī)成分。有了它，土壤才具有良好的團(tuán)粒性和能保持持久的肥力，所以成熟的土壤是由來(lái)自巖石的礦物質(zhì)、水、空氣，來(lái)自動(dòng)植物的有機(jī)物和微生物所組成的混和體。腐殖質(zhì)則是有機(jī)物和微生物的混和物，是土壤最重要的組成成分。

　　土壤中所含的各種微生物在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起著極為重要和不可替代的作用。

　　植物生長(zhǎng)需要各種養(yǎng)分，其中氮是植物所需的最重要的養(yǎng)分之一�？諝庵懈缓琻2，但植物不能直接利用n2，必須把n2轉(zhuǎn)化成礦物態(tài)的n2才能供植物利用，現(xiàn)在，農(nóng)田里廣泛施用化肥??化工廠里人工合成的氮肥。但人工合成氮肥是有限的，全世界所有的合成氮工廠的年生產(chǎn)能力也只有0．4億噸左右。這滿(mǎn)足不了日益增長(zhǎng)的對(duì)氮肥的需求�，F(xiàn)在，全世界每年大約需要1．75億噸氮肥。而土壤中含有許多微生物具有固氮作用，如甲烷菌、根瘤菌、光合固氮菌和藍(lán)細(xì)菌等，它們每年能直接從空氣中固氮1億多噸供自身及植物利用。微生物固氮，不會(huì)像人工固氮需要投入大量資金建工廠，消耗許多能源和產(chǎn)生許多污染物，它們固氮只需在常溫常壓下就能進(jìn)行。

　　礦物態(tài)的氮素，連同其他成分如磷、鉀、硫等被植物吸收后，植物開(kāi)始生長(zhǎng)和進(jìn)行生命活動(dòng)，在這些過(guò)程中，植物利用光能進(jìn)行光合作用，固定cO2，合成葡萄糖、淀粉、纖維素等。同時(shí)，也利用含氮物質(zhì)合成含氮有機(jī)物。這些碳水化合物、含氮有機(jī)物通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈一級(jí)級(jí)地傳遞，使碳水化合物、含氮有機(jī)物等進(jìn)入到食草、食肉動(dòng)物體內(nèi)，也進(jìn)入到我們?nèi)祟?lèi)的體內(nèi)，供我們進(jìn)行生命活動(dòng)需要。

　　植物枯死后的枯枝敗葉，動(dòng)物生命活動(dòng)過(guò)程中排出的各種排泄、分泌物以及動(dòng)物死后的殘?bào)w又進(jìn)入到土壤。而這些東西是由有機(jī)物所組成的，它們不能直接作為養(yǎng)分供給植物利用，此時(shí)，又需要微生物來(lái)大顯身手了。

　　土壤中和動(dòng)植物體上都含有各種腐生性的微生物，這些微生物開(kāi)始?xì)埵硠?dòng)植物的尸首和廢物了。

　　對(duì)于淀粉、纖維素類(lèi)多糖，微生物利用它們機(jī)體所含的各種水解酶先把它們降解成葡萄糖，然后，葡萄糖又在各種酶的作用下被分解為有機(jī)酸（如乳酸、乙酸等）、醇類(lèi)（如酒精、甲醇等）、甲烷、H2等。此后，這些中間產(chǎn)物再進(jìn)一步被氧化變成cO2和水。從而把它們釋放回大氣和土壤中。

　　對(duì)于含氮有機(jī)物（主要是蛋白質(zhì)），則在蛋白水解酶的作用下被降解變成肽類(lèi)、氨基酸等，氨基酸可通過(guò)脫氨基和脫羧基作用被分解為胺、碳水化合物及氨氣等，這些可再進(jìn)一步分解，變成硝酸、CO2和水等。而土壤中另有一些細(xì)菌，如硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌，能把土壤中的硝酸鹽進(jìn)行轉(zhuǎn)化，有的被還原成n2回到大氣中去，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)。

　　土壤中的微生物除了能對(duì)上述碳素和氨素進(jìn)行轉(zhuǎn)化之外，對(duì)硫、磷、鐵、銅等元素也能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)。

　　正是由于自然界中存在的微生物的轉(zhuǎn)化作用，才使得地球這個(gè)物質(zhì)資源有限的星球能周而復(fù)始地進(jìn)行一代代的生命體的循環(huán)，使地球物質(zhì)資源不會(huì)枯竭，使地球上的生命體代代相續(xù)。

　　不僅如此，存于土壤中的微生物及后來(lái)轉(zhuǎn)移到動(dòng)植物體上的微生物對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育也產(chǎn)生極為重要的作用，具體作用將在以后的章節(jié)再談。

　　相關(guān)推薦：

小升初試題、期中期末題、小學(xué)奧數(shù)題

盡在奧數(shù)網(wǎng)公眾號(hào)

　　 歡迎使用手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)幼教網(wǎng)，幼兒教育我們一路陪伴同行！>>點(diǎn)擊查看