第九章微生物与地球化学循环.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 微生物在土壤中形成的有机物质 1、土壤有机质：包括初步降解的动植物残体、微生物、微小动物及其副产物，和微生物在分解过程中形成的土壤所特有的有机质，主要是腐殖质和微小生物量。 第九章微生物与物质循环 2、腐殖质的形成 植物组织 木质素 微生物分解合成 非木质素物质 微生物分解合成 氨基化合物 酚、醛和酸 多酚 醌 腐殖物质 微生物降解 缩合 第九章微生物与物质循环 3、腐殖质的性质和作用 腐殖质是不定性的、结构尚不清楚的复合物，一般是黄色至黑色，具高分子量、异质性强，是土壤中经微生物作用形成的一类特殊有机物质的总称。 第九章微生物与物质循环 腐殖质据溶解性可分三种组分： 胡敏素：任何pH下均不溶于水； 胡敏酸：在酸性条件下不溶水，在高pH溶解的组分； 富啡酸: 各pH条件下均溶于水。 第九章微生物与物质循环 第九章微生物与物质循环 有机质C/N率对植物有效养分的影响 植物残体的C/N率 一般细菌的C/N率 土壤不同C/N率对微生物的影响 农业生产上的应用 第九章微生物与物质循环 植物残体C/N率 加入到土壤中的各种植物所含各类营养元素比例各不相同； 一般成熟植物中C素含量约占干物重的50% N素则因植物种类、发育阶段和不同器官有很大的差异：豆科植物含氮常为2-3%；禾本科很低，如稻、麦常为0.5-1%。 第九章微生物与物质循环 一般细菌的C/N率 一般细菌细胞的C/N率平均为5/1。 细菌在生长繁殖过程中，需从外界吸收利用有机质C/N大致为25/1。因为其组成1份C，平均约需4份C氧化释出能量，供合成细胞物质和其它生命活动的需要。 第九章微生物与物质循环 加入到土壤中有机质的C/N率对微生物的影响 C/N过高时（50-100/1），将因N素不足，限制了微生物的生长繁殖，迟缓了有机质的分解； C/N＞25/1，因能源充足，相应N素不足，微生物在生长繁殖过程中，将自土壤中夺有效N，暂时降低土壤有效N含量，与植物竞争有效N； 第九章微生物与物质循环 C/N近于25/1时，微生物将利用有机物分解所释放的全部N素，组成细胞物质，组成细胞物质。有机质虽迅速分解，但土壤中有效N含量暂时并未增加； C/N＜25/1时，微生物在分解有机质中，除吸收组成细胞物质的N素外，尚有一部份转化为铵态氮或进一步氧化为硝态氮释放而积累于土壤中，增加了土壤有效N含量。 第九章微生物与物质循环 在农业上应用 C/N率很高的作物秸杆(稻草、麦杆等)不能直接单独施用于作物正在生长的田地，若施用下去，在相当长一段时间内，不但不能改善作物营养条件，反而引起作物缺N； C/N率大的作物秸杆作肥料时，虽先堆积腐沤，以降低其C/N；在堆沤过程中为加速腐烂分解的速度 ，常需加入一些含氮量的人畜粪尿 第九章微生物与物质循环 微生物与土壤团聚体形成 土壤团聚体：直径为0.25-10 mm较疏松的多孔水土团，它主要是黏粒、微生物、植物残体及腐殖质构成的微团聚体经多次复合和团聚而成。微生物在团聚体中不是均匀分散，而是形成微菌落，与土壤黏 粒紧密联系在一起； 第九章微生物与物质循环 土壤团聚体的形成： 胶结剂，土壤微小颗粒要聚集成具有一定形状、大小的结构单位，需某种胶结剂，把土壤黏合在一起。在胶结剂的形成中，微生物的作用及其产物占有极重要的地位。 第九章微生物与物质循环 腐殖质作为胶结剂：通过氢键或共价键结合方式，将金属离子和黏粒连在一起，在高稳定的团粒形成中起着极为重要的作用； 许多其它有机、无机物质也有类似作用。其中有些物质在胶结土壤方面与微生物的活动分不开； 第九章微生物与物质循环 有些土壤微生物本身就具形成结构能力。如当新鲜植物残体施入土壤时： 其周围生长的真菌，如葡萄穗菌、黑曲霉等能以菌丝体缠绕土粒，有的也发现大量放线菌的菌丝体 肠膜串珠菌、放射土壤杆菌和许多分解纤维素的粘细菌，常分泌胞外多糖胶结土壤。 第九章微生物与物质循环 土壤酶及作用 土壤酶是土壤肥力的重要指标之一：土壤是具有生命活性物自然体，它的新陈代谢过程由生物反应来体现。推动各种生化反应的动力，除微生物本身生命活动外(实际上也是酶促反应)，则是各种相应的酶。 第九章微生物与物质循环 土壤酶的来源 一般是在终止有机体生长繁殖后，测定积累在土壤中的酶活性； 积累酶主要是微生物繁殖过程中向土壤分泌的，或是微生物死亡后细胞裂解而释放的： 第九章微生物与物质循环 微生物种类不同，释放的酶种类不一样。如真菌释放酸性磷酸化酶，细菌是中性磷酸化酶; 同一种微生物可能释放多种酶；