微生物生态学基础知识及其应用(1)

 

微生物生态学就是研究微生物群体——微生物区系（microflora）或正常菌群（normal flora）对其周围的生物和非生物环境条件相互作用关系的科学。

 

研究微生物的生态有着重要的理论意义和实践价值。例如，研究微生物的分布规律，有助于开发丰富的菌种资源，防止有害微生物的活动；研究微生物间及其与它种生物间的相互关系，有助于发展新的微生物农药、微生物肥料以及积极防治人和动、植物病虫害，也有利于发展食品混菌发酵、序列发酵和生态农业；研究微生物在自然界物质循环中的作用，有利于阐明地球进化和生物进化的原因，也可促进探矿、冶金、保护环境、提高土壤肥力以及开发生物能（沼气）等各项生产事业的发展。

 

  微生物在自然界中的分布

 

土壤中的微生物

土壤具有绝大多数微生物的生活条件，土壤的矿物质提供了矿质养料；土壤中的有机物提供了良好的碳源、氮源和能源；土壤的酸碱度接近中性，是一般微生物最适合的范围；土壤的持水性、渗透压、保温性等等使土壤成为了微生物的天然培养基，因此土壤中的微生物的数量和种类最多。对微生物来说，土壤是微生物的“大本营”；对人类来说，土壤是人类最丰富的“菌种资源库”。

表6－1. 我国各主要土壤的含菌量（万∕克干土）

（据中国科学院南京土壤研究所资料）

土 类 地 点 细 菌 放 线 菌 真 菌

暗棕壤 黑龙江呼玛 2 327 612 13

棕壤 辽宁沈阳 1 284 39 36

黄棕壤 江苏南京 1 406 271 6

红壤 浙江杭州 1 103 123 4

砖红壤 广东徐闻 507 39 11

磷质石灰土 西沙群岛 2 229 1 105 15

黑土 黑龙江哈尔滨 2 111 1 024 19

黑钙土 黑龙江安达 1 074 319 2

棕钙土 宁夏宁武 140 11 4

草甸土 黑龙江亚沟 7 863 29 23

塿土 陕西武功 951 1 032 4

白浆土 吉林皎河 1 598 55 3

滨海盐土 江苏连云港 466 41 0.4

 

尽管土壤中各种微生物含量的变动很大，但每克土壤的含菌量大体上有一个十倍系列的递减规律：

细菌（～108）＞放线菌Ü （～107）＞霉菌Ü（～106）＞酵母菌（～105）＞藻类（～104）＞原生动物（～103）

 

由上可知，土壤中所含的微生物数量很大，尤以细菌为最多。据估计，每亩耕作层土

壤中，细菌湿重约有90～225kg；以土壤有机质含量为2％计算，则所含细菌干重约为土壤有机质的1％左右。通过土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。

 

不同类型土壤中的各种微生物含量可见表6－1。从表中可以看出，在有机物含量丰富的黑土、草甸土、磷质石灰土和植被茂盛的暗棕壤中，微生物含量较高；而在西北干旱地区的棕钙土，华中、华南地区的红壤和砖红壤，以及沿海地区的滨海盐土中，微生物的含量最少。

 

表6－2是水田和旱地土壤微生物区系及其在不同深度分布的比较研究资料。从表中可以看出不论是水田还是旱地，总是表层耕作层的微生物含量最高；旱地土壤中的放线菌和真菌比水田土壤中多，这是与它们的好氧生活特性直接相关的。

 

表6－2. 水田与旱地各层土壤的含菌量（万∕克干土）

微生物种类 水 田 旱 地

耕作层 犁底层 心土层 耕作层 犁底层 心土层

好氧细菌 3 000 1 310 837 2 185 628 164

放线菌 220 88 38 477 172 35

真菌 8.5 1.6 0.6 23.1 4.3 1.1

硝化细菌 1.1 － － 7.1 5.3 0.05

厌氧细菌 232 112 22 147 57 16

反硝化细菌 29.7 16.4 12.2 4.7 2.7 －

硫酸还原细菌 7.9 1.6 0.4 0.091 0.061 0