影响土壤微生物活性的环境因素

发布时间:2021-03-18 17:46 | 编辑:中向启明 | 0 次浏览
不同的微生物类群需要各自的适宜环境条件。环境条件的变化,或者影响微生物的生长繁殖,或者改变微生物的代谢途径,还可能引起微生物的遗传突变。一、温度温度是影响微生物生长和代谢最重要的环境因素。微生物生长需要一定的温度,温度超过最低和最高限度时,就会停止生长或者死亡。根据微生物的最适生长温度,将微生物划分为高温型、中温型和低温型3种类型,每一类型还可以有不同的情况。高温型微生物的最适生长温度为45~60℃,堆...

 

不同的微生物类群需要各自的适宜环境条件环境条件变化,或者影响微生物生长繁殖,或者改变微生物代谢途径,还可能引起微生物的遗传突变。

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一、温度

温度是影响微生物生长和代谢最重要的环境因素。微生物生长需要一定的温度,温度超过最低和最高限度时,就会停止生长或死亡。根据微生物的最适生长温度,将微生物划分为高温型、中温型和低温型3种类型,每一类型还可以有不同的情况。

高温型微生物的最适生长温度为45~60℃,堆肥、厩肥、干草堆和土壤中均有高温菌存在,它们参与厩肥、堆肥、干草堆等高温阶段有机质的分解作用。芽孢杆菌和某些高温放线菌是土壤中高温型微生物的代表。土壤中绝大多数微生物均属中温型菌,最适生长温度25~40℃。其中腐生性微生物的最适生长温度为25~30℃,它们在土壤有机质分解和养分转化起重要作用。低温型微生物的最适生长温度在10~15℃,包括发光细菌、铁细菌及一些常见于寒带冻土、海洋、湖泊、冷泉以及冷藏仓库中的微生物。冷藏食品的变质是这类微生物参与的结果。

二、水分及其有效性

水是微生物细胞生命活动的基本条件之一。水分对微生物的影响不仅决定它的含量,更决定水的有效性。水分有效性用水的活度(aw)表示。各种环境中aw值在0至1间。纯水的活度为1.00,土壤中水活度在0.9至1.00之间。不同环境水活度不同,微生物对其适宜性也差别很大。如果溶液中溶质浓度过高(盐碱土壤),渗透压过大,水活度很小,对于微生物失去了可给性,甚至使细胞脱水,造成生理干燥,引起质壁分离,细胞停止生命活动。只有少数微生物能在较高渗透压溶液中生长发育,这些微生物称为嗜渗菌(Osmophiles)或嗜盐菌(Halophiles)。极端嗜盐菌(Extreme halophiles)甚至能在15~30%盐浓度时生活。 

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三、PH

酸碱度(pH)对微生物生命活动有很大影响。每种微生物都有其最适宜的pH和一定的pH适应范围。大多数细菌、藻类和原生动物最适宜的pH为6.5~7.5,在pH 4.0~10.0也可以生长。放线菌一般在微碱性即pH 7.5~8.0最适宜酵母菌和霉菌则适宜于pH 5.0~6.0的酸性环境,而生存范围可在pH 5.0~9.0之间。大多数土壤pH为4~9,能维持各类微生物生长发育。只有少数微生物要求极低pH和极高pH,这类微生物分别称之为嗜酸菌(Acidophiles)和嗜碱菌(Alkalinophiles)。

四、氧气和Eh值

通气状况或氧化还原电位(Eh值)的高低对微生物生长有一定影响。好氧性微生物需要在有氧气或氧化还原电位高,Eh值为100mV以上的条件下生长,最适Eh值为300~400mV。厌氧性微生物必须在缺氧或氧化还原电位Eh值100mV以下的条件下生长。兼厌氧性微生物适应范围广,在有氧或无氧,氧化还原电位较高或较低的环境中都能生长。

因此,结构良好、通气的旱作土壤中有较丰富的好氧性微生物生长发育。淹水下层土壤,覆盖作物秸秆土壤或土壤施用新鲜有机肥时,常常是厌氧性微生物占优势。

五、生物因素

土壤中微生物按照来源不同,可分为土居性(土生土长的)和客居性(外来的)两种类型。土居性微生物由于长期生活在土壤中,对土壤环境有较强的适应性,当土壤环境变恶劣时,它们存活下来,环境好转时又重新繁殖。而随污水、淤泥、动植物残体和人畜粪便等进入土壤的客居性微生物在土壤只能短时间生长、繁殖,由于适应性、竞争性差而不能在土壤中持久存在。若客居性微生物和土居性微生物有互生互利关系,则客居性微生物存活时间变长或可定居,若两者为拮抗关系则客居微生物可能很快消失。这涉及到微生物肥料和农药有效性问题。

土居性微生物本身也存在互生、共生、拮抗现象,它们间互为生存、互相制约使土壤微生物多样性,如土壤纤维分解菌为固氮菌提供能源,固氮菌为纤维分解提供氮素营养;氨化细菌为亚硝化提供氨,亚硝化细菌为硝化细菌提供亚硝酸;好氧微生物消耗土壤中的氧,降低土壤Eh值,为厌氧性微生物创造了生活环境;后生动物破碎枯枝落叶,为原生动物提供食料,为微生物分解创造了条件。

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六、土壤管理措施

任何能改变土壤性质的管理措施可能影响到微生物的生长发育。这里讨论土壤耕作和施用杀虫剂及农药的影响。

(一)土壤耕作

常规耕作、覆盖减耕和免耕等耕作措施对土壤微生物的影响程度是不同的。减耕和免耕增强土壤表层与表层附近的微生物活性。Doran(1980)在美国内布拉斯加州研究了免耕土壤和常规耕土壤中两种土壤层中的微生物数量的比值,发现在0~7.5 cm处,免耕土壤的好氧菌、专性厌氧菌和真菌的数量分别比常规耕作土壤数量高1.41、1.57和1.57倍,在7.5~15 cm处,免耕土壤的好氧菌和硝化细菌数量明显减少。

(二)杀生剂和其他化学制剂

大田施用的除草剂和叶面杀虫剂的剂量很少会达到足以直接伤害土壤微生物硝化细菌对杀生物剂敏感。正常用量除草剂,对根瘤菌没有直接伤害,但对豆科植物有伤害或矮化,对结瘤数和固氮作用产生不良影响。杀菌剂、熏蒸剂及其杀伤力强的化学剂可造成土壤微生物区系的破坏,应禁用或慎用。

 

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