土壤微生物生态学的研究进展

　　摘    要：　土壤微生物在土壤生态系统中的物质循环和能量的流动具有重要的作用。土壤微生物作为生态系统中主要的分解者分解土壤中的动植物残体、遗体、排泄物, 对保持土壤肥力、维护土壤生态系统的稳定起到了重要作用。本文主要从土壤微生物的研究方法, 土壤微生物的影响因素等方面阐述了目前土壤微生物研究的意义。土壤微生物是一个丰富的生物资源库, 未来会有更加深入的研究。

　　关键词：　土壤; 生态学; 微生物;
 

　　作为土壤生态系统中的土壤微生物主要分解者。其个体微小, 一般以微米或毫微米来计算, 其种类和数量随成土环境的不同而不同, 在土壤中起到促进有机质的分解和转化作用。而土壤微生物生态学作为生态系统研究中的重要组成部分, 是土壤学、微生物学和生态学等多门学科交叉融合而产生的一门新兴学科[1], 对研究土壤中的化学物质的循环、污染物质的降解和维持地下水质量等方面都具有十分重要的意义。随着21世纪人口膨胀和工农业的迅速发展, 面对土地盐碱化、沙漠化、水土流失、农作物减产, 有关土壤微生物生态学的研究, 越来越成为了人们研究的重点。

　　1、 土壤微生物多样性研究方法

　　1.1、 土壤微生物的观察方法

　　土壤微生物的观察主要是直接染色镜检, 但由于土壤颗粒的大小、水分、温度、p H值等条件的影响, 观察效果并不太理想[2]。现如今土壤微生物数量测定的方法主要有培养法、生理生化方法、数学模型法。

　　1.2、 土壤微生物的分离

　　该方法操作简便, 是目前微生物分离与纯化的主要方法, 其基本原理为选择有利于待分离微生物的生长条件或加入某种只利于待分离微生物生长的抑制剂, 形成有利于待分离微生物生长的环境, 从而淘汰大部分不需要的微生物, 使微生物在培养基中形成由一个微生物细胞繁殖而成的单菌落, 通过挑取单菌落, 进行纯培养。获得单菌落的方法可通过稀释涂布平板法或平板划线法等技术来完成。

　　1.3、 土壤中微生物代谢活动的测量

　　测量土壤中微生物活动的方法主要有两类:测定微生物细胞的生长速度;测定特定代谢产物的利用率或特定代谢产物的生成率。为了准确测量土壤中各种环境对微生物代谢活动的影响, 人们设计了多种测量土壤微生物代谢活动的方法。

　　其中, 能代表参与调控土壤能量和养分循环以及有机物质转化相对应微生物的数量, 一般指土壤中体积小于5×103um3的生物总量, 其与土壤有机质含量密切相关。

　　2、 影响土壤微生物的因素

　　生态位:从进化的意义上看, 生态位是生物对环境适应的结果。生态位的阐明对研究微生物的竞争关系、物种和多样性、物种对资源的划分和利用情况等具有重要的意义。其中, 土壤微生态位影响因素作为土壤微生物生态学研究的基础内容, 对其深入研究不仅能够丰富土壤微生物生态学的理论, 促进相关学科的发展, 而且能够为生态系统的合理调控提供理论依据。

　　2.1、 土壤中非生物因素对土壤微生物的影响

　　2.1.1、 土壤的物理性状土壤物理性质与土壤化学性质和土壤生物活动密切相关, 互有影响。

　　同时土壤的物理性质也直接或间接地影响土壤养分的保持、移动和有效性, 是土壤微生物生物活性与群落结构的重要因素之一。例如, 在不同大小的土壤颗粒中微生物的差异很大, 粘粒土壤的生物多样性相对较高, 微生物种类多, 生物种间关系相对复杂。而土壤中的水分也是影响土壤微生物多样性的重要因素之一, 水分活度低于最低水分活度时微生物处于休眠状态, 而严重时会引起微生物脱水, 蛋白质变性, 使细胞死亡, 在土壤中细菌主要生活在高水势的地方, 而真菌、放线菌主要生活在水势情况相对较低的地方。同时土壤的水分对土壤微生物对有机物的分解, 也有十分重要的影响。在长时间干燥的情况下致使微生物呼吸和生物量降低, 微生物群落结构变化, 特别是潮湿和干燥的时间长度对土壤微生物影响很大。而温度作为影响的另一个主要因素, 任何微生物的生长温度都有高有低, 但总有最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度, 微生物在其各自最适生长温度下, 分裂代时最短, 生长速率最高。

　　2.1.2、 土壤的化学性状土壤中的微生物除了受土壤物理性状

　　的影响外, 还受到土壤中化学物质的影响, 植被的凋落物, 植物根系分泌物, 根的残体, 土壤动物死后残体等是土壤微生物营养物质的主要来源, 为微生物提供基本的碳源、氮源等营养物质, 营养物质的碳氮比越大, 其含氮量越少, 越难分解, 通常N源易利用大小顺序为, 铵态氮>硝态氮>有机氮。此外, 同种微生物的不同部位对氮源的利用率也有所不同, 这使得土壤中氮源的含量和种类将影响到土壤微生物的群落结构。而土壤中的p H值是影响土壤微生物的另一个重要因素, 细菌、放线菌主要生长在微碱性的土壤中, 而真菌生长在弱酸性的土壤中。另外, 土壤中的一些微量元素也对土壤微生物的生长、发育等过程产生重要影响。

　　3、 研究土壤微生物生态学的意义

　　土壤微生物生态学的研究有助于解释生物基因的进化、基因及酶的代谢调控和生物适应环境的机理等问题, 有利于了解生物的多样性, 并对于保护微生物资源和基因库具有重要的意义, 故土壤微生物生态学的研究有重要的理论和现实意义。同时我国地域广阔, 在丰富多样的自然环境中存在着大量至今仍未开发的微生物资源, 关于土壤微生物生态学的研究对于微生物资源的合理开发与运用有的十分重要的意义。由于自然界中微生物的特有个性, 如体积小, 代谢力强、生理生化功能多等, 在环境保护中应用其在常规条件下利用微生物高降解力菌株处理污染物, 能彻底净化很多难降解的污染物, 具有很重要的实际和经济利益。

　　参考文献：

　　[1]李显刚, 班镁光, 周泽英, 等.土壤微生物生态学在农业中的应用研究综述[J].中国土壤与肥料, 2015 (02) :5-11.
　　[2]刘继青, 郜春花.土壤微生物生态学研究技术进展[J].山西农业科学, 1995 (03) :61-64.