环境中微生物的检测（1）

微生物体积小、重量轻，因此可以到处传播以致达到“无孔不入”的地步。微生物种类繁多，对外界环境的适应能力又很强，只要生活条件合适，它们就可以迅速繁殖起来。因此，它们是自然界分布最广的一群生物。无论是南极、北极、高山、海洋、陆地、淡水，还是土壤、空气、动植物体内外，几乎到处都有它们的踪迹。

空气、水是维持人类生命不可或缺的物质。它们直接进入人体或与人接触。如果带有病原微生物，将成为传染疾病的媒介。通过空气和水中微生物的检验，对环境质量进行控制。

1.1 土壤中的微生物

1.1.1 土壤是微生物生活的良好环境

在自然界，土壤是微生物生活的良好环境。因为土壤具有微生物生长繁殖所必需的各种环境条件。

1.1.1.1 营养

土壤中有大量动植物残体、植物根系的分泌物、人和动物的排泄物，这些有机物为微生物提供了良好的碳源、氮源和能源；土壤中丰富的矿质元素可以满足微生物对矿质营养的要求。

1.1.1.2 水分和渗透压

土壤中具有一定的持水性，可为微生物提供水分；土壤的渗透压对微生物是等渗或低渗环境，有利于微生物摄取营养。

1.1.1.3 空气

土壤团粒结构中的小孔隙充满空气，土壤中氧的含量比大气少，平均为土壤空气体积的7%-8%。通气良好的土壤，氧的含量高些，有利于好氧微生物的生长。

1.1.1.4 pH值

土壤的pH多接近中性，且缓冲能力强，适合大多数微生物生长的需要。在酸性或碱性的土壤中，亦有与之适应的微生物生长繁殖。

1.1.1.5 温度

土壤还具有保温性，与空气相比，昼夜温差和季节温差要小得多。即使冬季地面冻结，一定深度的土壤中仍保持一定的温度。一般是10～25℃，适宜多种微生物生长的需要。

此外，土壤表面几毫米厚的表层土是保护层，使土壤中的微生物可以免遭太阳光中紫外辐射直射致死。以上这些都为微生物生长繁殖提供了良好的条件。所以土壤有“微生物天然培养基”的美称。在土壤中的微生物种类最多，数量最大，是人类利用微生物资源的主要来源。

1.1.2 土壤微生物的种类、数量及其分布

土壤中微生物的种类和数量都很多。土壤中微生物的数量因土壤类型、季节、土层深度与层次等不同而异。如有机物含量丰富的黑土、草甸土等肥沃土壤，微生物含量较高，每克土可含几亿至几十亿个微生物；而红壤、棕钙土、盐土等贫瘠土壤，微生物的含量很少，每克土也含几百万至几千万个微生物。

1.1.2.1 微生物种类和数量

土壤这中的微生物有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等类群。其中细菌数量最多，放线菌和真菌次之，藻类和原生动物等的数量较少。

（1）细菌

约占土壤微生物总数的70%~90%，含量达每克土几百万个至几亿个，主要是异养型种类，少数为自养型。异养型种类积极参与土壤有机质的分解和腐殖质的合成。自养型种类转化着矿质养分的存在状态。

土壤中常见的细菌有固氮细菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫酸还原细菌、纤维素分解菌、假单胞菌、黄杆菌、钾细菌和铁细菌等。

（2）放线菌

约占土壤微生物总数的5%~30%，含量为每克土几千万至几亿个孢子。在偏碱性土壤中数量较多，都是异养型种类。放线菌较耐干旱，在潮湿土壤中比干旱土壤中少，在渍水条件下，如土壤持水量在80~100%时，放线菌很少出现。土壤中常见种类有诺卡氏菌属、链霉菌属和小单孢菌属。

（3）真菌

每克土壤中有真菌几千至几十万个，均为严格好氧的异养型种类。酵母菌的含量较少，一般为每克土壤几个到几千个。但在葡萄园和果园的土壤中，每克土壤酵母菌含量可达几十万个。真菌中的霉菌，以丝状体的菌丝交织曼延在土壤中起改良土壤团粒结构的作用。土壤中最常见的霉菌有青霉、曲霉、枝孢霉、头孢霉等。

（4）藻类

土壤中藻类的数量不多，不到微生物总数的1%，但分布却很普遍。一般生长在土壤表层，多为单细胞绿藻和硅藻。藻类为光合型微生物，受阳光及水分影响较大，土壤下层因无阳光，数量少。在温暖季节中，积水的土面上藻类大量发育，其中主要有衣藻、小球藻、丝藻及各种硅藻，水田内则发育有水绵等丝状绿藻，为土壤积累有机质。

（5）原生动物

在不同类型的土壤中数量变化很大，每克土壤有几十个至几十万个，在富含有机质的土壤中主要有纤毛虫、鞭毛虫、肉足虫等，大多数种类是异养型的，以吞食各种有机物的碎片、藻类、菌类等为生。

土壤中的微生物是土壤的组成成分，通过它们的代谢活动，转化土壤中各种物质的状态，改变土壤的理化性质，是构成土壤肥力的重要因素。

1.1.2.2 微生物在土壤中的分布状况

（1）水平分布

土壤中微生物的水平分布取决于碳源，例如油田地区存在分解石油的微生物；林区存在大量分解纤维素的微生物；在动植物残体较多的土壤中则有较多的氨化细菌和硝化细菌。

（2）垂直分布

土壤中微生物的垂直分布与紫外线的照射、营养、水、温度、通气等环境因子有关。

表层土因受紫外线照射和缺乏水，微生物不易生存，在5～20cm的土层中处微生物数最多，随土层的加深，菌数减少，这是由于缺乏营养和氧气造成的。

1.1.3 土壤微生物的分离和计数

多采用稀释平皿法，操作步骤如下：

1.1.3.1 取样

选定取样区域，去表层土，按对角交叉取样法取五点土样混匀。称取10g混匀土样两份，一份用于制备土壤稀释液，另一份土样烘干至恒重（105℃，8h），置于干燥器中冷却后称重。

1.1.3.2 制备土壤稀释液

在含90mL无菌稀释水和玻璃珠的锥形瓶中加入土样10g，振荡10min，制成土壤悬浮液，将土壤悬浮液作10倍递减稀释至适当浓度。细菌采用10^－4～10^－1、放线菌采用10^－3～10^－5、霉菌采用10^－2～10^－4为适宜浓度。

1.1.3.3 混菌法接种

取适当浓度的稀释菌悬液1mL加入无菌平皿，然后倒入合适的培养基，趁热将菌液和培养基混匀。每个稀释度须做平行。

如只进行分离而不计数，对土壤悬浮液可不作系列稀释，采用划线分离法或涂布分离法即可。

1.1.3.4 培养

待培养基冷却后，倒置于培养箱中，在适宜的温度下培养相应的时间（细菌在37℃下培养1d～2d、放线菌和真菌则在28℃下培养5d～7d）。

1.1.3.5 计数

计数平皿上出现的菌落。细菌和放线菌选取菌落数为30～300的平皿、真菌选取菌落数为10～100的平皿进行计数。

如需获取纯种，可取单个菌落进行试管斜面转接，培养后，选用适宜方法保存。

1.1.3.6 计算每克干土含菌数

每克干土含菌数＝每克湿土含菌数×湿土重/干土重

土壤中微生物的数量是土壤自净作用的基础，也是土壤生物修复的主力军。由于土壤有团粒结构，又栖息着数量庞大、种类繁多的微生物及其他生物，使土壤具有很强的吸附、过滤和生物降解能力。当污水和污物进入土壤后，先被土壤吸附，紧接着又被微生物及其他生物降解，使土壤逐渐恢复到原来的状态。

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