土壤微生物

　　土壤是微生物生活的最好的場所。土壤具有微生物生長所需要的各種條件。首先，土壤中有豐富的有機質(zhì)，能為微生物提供碳源、氮源和能量；同時也有豐富的無機礦物質(zhì)，為微生物的生長提供礦物養(yǎng)料。土壤的良好持水性，保證了微生物生長繁殖所需要的水分。土壤的多孔性貯留了許多空氣，能滿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，與微生物生長繁殖所要求的相似。土壤中，溫度相對穩(wěn)定。這些，都能滿足微生物生長繁殖的要求。因而土壤事實上是“微生物天然的培養(yǎng)基”。在這里微生物的種類最多，數(shù)量也最大，據(jù)估測，通常一克肥土含有幾億至幾十億個微生物。貧瘠的土壤每克所含的微生物量也在幾百萬至幾千萬之多。其中既有非細胞形態(tài)的微生物，也有細胞形態(tài)的微生物及藻類和原生動物。

　　土壤微生物，以細菌為最多，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，活細胞的重量。據(jù)估計，土壤中細菌的生物量，若以每畝半尺深耕作層的土壤重30萬斤計，則每畝土壤的這一深度內(nèi)細菌的活重為180～460斤。以土壤有機質(zhì)含量為3％計算，則所含細菌的干重約為土壤有機質(zhì)的1％左右，而占土壤重量的萬分之三左右。由于它們個體小，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面，也是最活躍的生活因素，時刻不停地進行著與周圍環(huán)境的物質(zhì)交換。

　　土壤類型不同，土層深度不同，季節(jié)的不同，降水量的多寡，土壤反應(yīng)，耕作制度等都對細菌的分布和活動產(chǎn)生影響。一般來說，富含有機質(zhì)的黑鈣士比有機質(zhì)缺乏的灰化土含有的細菌要多。表層土中的數(shù)目和種類也都比深層土中多。特別是硝化細菌、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。土壤中有機質(zhì)的礦化以春秋兩季最甚，因而菌數(shù)也會相應(yīng)增加。土壤中含有的空氣和水分是對立的，降雨量過多，礙及通氣，好氧性細菌的數(shù)量會減少。土壤過酸或過堿對很多細菌的生長都是很不利的。耕作可以改善土壤中空氣和水的狀況，促進好氧性菌的活動，有利于有機質(zhì)的分解。

　　土壤中放線菌的數(shù)量也很大，僅次于細菌，每克土壤含有幾百萬到幾千萬的菌體和孢子，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質(zhì)的溫暖的土壤。放線菌數(shù)量雖比細菌少，但由于體積大，比細菌大幾十倍到幾百倍，所以，在土壤中的生物量并不低于細菌。放線菌耐干燥能力較細菌要強，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)量上要比細菌和放線菌要少，每克土壤只含幾萬至幾十萬個，但由于其菌絲很粗，個體體積較細菌和放線菌大，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，土壤中還含有藻類和原生動物。藻類具有光合色素，能通過光合作用，增加土壤中的有機物。原生動物是土壤中異養(yǎng)的小動物，它們吞食各種有機物、藻類和菌類，它們對土壤中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和在藻類、菌類數(shù)量調(diào)節(jié)方面起著很大的作用。

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

　　事實上，微生物是極為有用的，它們在土壤的形成，自然界中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，以及對動植物的生長都有巨大的作用。

　　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，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機鹽來提供能量，進行生長繁殖，并能把空氣中游離的處于穩(wěn)定狀態(tài)的n2固定下來，使原始的土壤中有了能供植物利用的氮源。這樣，各種植物開始在土壤中生長，植物的生長又進一步改善土壤的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的組成。而植物的生長又引來了許多動物的定居。植物的枯枝敗葉，動物的排泄物、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物的動植物殘體和廢物進行分解，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，有活力的土壤有機成分。有了它，土壤才具有良好的團粒性和能保持持久的肥力，所以成熟的土壤是由來自巖石的礦物質(zhì)、水、空氣，來自動植物的有機物和微生物所組成的混和體。腐殖質(zhì)則是有機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。這滿足不了日益增長的對氮肥的需求�，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、光合固氮菌和藍細菌等，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，植物開始生長和進行生命活動，在這些過程中，植物利用光能進行光合作用，固定cO2，合成葡萄糖、淀粉、纖維素等。同時，也利用含氮物質(zhì)合成含氮有機物。這些碳水化合物、含氮有機物通過生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈一級級地傳遞，使碳水化合物、含氮有機物等進入到食草、食肉動物體內(nèi)，也進入到我們?nèi)祟惖捏w內(nèi)，供我們進行生命活動需要。

　　植物枯死后的枯枝敗葉，動物生命活動過程中排出的各種排泄、分泌物以及動物死后的殘體又進入到土壤。而這些東西是由有機物所組成的，它們不能直接作為養(yǎng)分供給植物利用，此時，又需要微生物來大顯身手了。

　　土壤中和動植物體上都含有各種腐生性的微生物，這些微生物開始殘食動植物的尸首和廢物了。

　　對于淀粉、纖維素類多糖，微生物利用它們機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酸（如乳酸、乙酸等）、醇類（如酒精、甲醇等）、甲烷、H2等。此后，這些中間產(chǎn)物再進一步被氧化變成cO2和水。從而把它們釋放回大氣和土壤中。

　　對于含氮有機物（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、氨基酸等，氨基酸可通過脫氨基和脫羧基作用被分解為胺、碳水化合物及氨氣等，這些可再進一步分解，變成硝酸、CO2和水等。而土壤中另有一些細菌，如硝化細菌和反硝化細菌，能把土壤中的硝酸鹽進行轉(zhuǎn)化，有的被還原成n2回到大氣中去，實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)轉(zhuǎn)運。

　　土壤中的微生物除了能對上述碳素和氨素進行轉(zhuǎn)化之外，對硫、磷、鐵、銅等元素也能進行轉(zhuǎn)化，實現(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，才使得地球這個物質(zhì)資源有限的星球能周而復(fù)始地進行一代代的生命體的循環(huán)，使地球物質(zhì)資源不會枯竭，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轉(zhuǎn)移到動植物體上的微生物對動植物的生長發(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

　　 歡迎使用手機、平板等移動設(shè)備訪問幼教網(wǎng)，幼兒教育我們一路陪伴同行！>>點擊查看