微生物生態學基礎知識及其應用(1)

 

微生物生態學就是研究微生物群體——微生物區係（microflora）或正常菌群（normal flora）對其周圍的生物和非生物環境條件相互作用關係的科學。

 

研究微生物的生態有著重要的理論意義和實踐價值。例如，研究微生物的分布規律，有助於開發豐富的菌種資源，防止有害微生物的活動；研究微生物間及其與它種生物間的相互關係，有助於發展新的微生物農藥、微生物肥料以及積極防治人和動、植物病蟲害，也有利於發展食品混菌發酵、序列發酵和生態農業；研究微生物在自然界物質循環中的作用，有利於闡明地球進化和生物進化的原因，也可促進探礦、冶金、保護環境、提高土壤肥力以及開發生物能（沼氣）等各項生產事業的發展。

 

  微生物在自然界中的分布

 

土壤中的微生物

土壤具有絕大多數微生物的生活條件，土壤的礦物質提供了礦質養料；土壤中的有機物提供了良好的碳源、氮源和能源；土壤的酸堿度接近中性，是一般微生物最適合的範圍；土壤的持水性、滲透壓、保溫性等等使土壤成為了微生物的天然培養基，因此土壤中的微生物的數量和種類最多。對微生物來說，土壤是微生物的“大本營”；對人類來說，土壤是人類最豐富的“菌種資源庫”。

表6－1. 我國各主要土壤的含菌量（萬∕克幹土）

（據中國科學院南京土壤研究所資料）

土 類 地 點 細 菌 放 線 菌 真 菌

暗棕壤 黑龍江呼瑪 2 327 612 13

棕壤 遼寧沈陽 1 284 39 36

黃棕壤 江蘇南京 1 406 271 6

紅壤 浙江杭州 1 103 123 4

磚紅壤 廣東徐聞 507 39 11

磷質石灰土 西沙群島 2 229 1 105 15

黑土 黑龍江哈爾濱 2 111 1 024 19

黑鈣土 黑龍江安達 1 074 319 2

棕鈣土 寧夏寧武 140 11 4

草甸土 黑龍江亞溝 7 863 29 23

塿土 陝西武功 951 1 032 4

白漿土 吉林皎河 1 598 55 3

濱海鹽土 江蘇連雲港 466 41 0.4

 

盡管土壤中各種微生物含量的變動很大，但每克土壤的含菌量大體上有一個十倍係列的遞減規律：

細菌（～108）＞放線菌Ü （～107）＞黴菌Ü（～106）＞酵母菌（～105）＞藻類（～104）＞原生動物（～103）

 

由上可知，土壤中所含的微生物數量很大，尤以細菌為最多。據估計，每畝耕作層土

壤中，細菌濕重約有90～225kg；以土壤有機質含量為2％計算，則所含細菌幹重約為土壤有機質的1％左右。通過土壤微生物的代謝活動，可改變土壤的理化性質，進行物質轉化，因此，土壤微生物是構成土壤肥力的重要因素。

 

不同類型土壤中的各種微生物含量可見表6－1。從表中可以看出，在有機物含量豐富的黑土、草甸土、磷質石灰土和植被茂盛的暗棕壤中，微生物含量較高；而在西北幹旱地區的棕鈣土，華中、華南地區的紅壤和磚紅壤，以及沿海地區的濱海鹽土中，微生物的含量最少。

 

表6－2是水田和旱地土壤微生物區係及其在不同深度分布的比較研究資料。從表中可以看出不論是水田還是旱地，總是表層耕作層的微生物含量最高；旱地土壤中的放線菌和真菌比水田土壤中多，這是與它們的好氧生活特性直接相關的。

 

表6－2. 水田與旱地各層土壤的含菌量（萬∕克幹土）

微生物種類 水 田 旱 地

耕作層 犁底層 心土層 耕作層 犁底層 心土層

好氧細菌 3 000 1 310 837 2 185 628 164

放線菌 220 88 38 477 172 35

真菌 8.5 1.6 0.6 23.1 4.3 1.1

硝化細菌 1.1 － － 7.1 5.3 0.05

厭氧細菌 232 112 22 147 57 16

反硝化細菌 29.7 16.4 12.2 4.7 2.7 －

硫酸還原細菌 7.9 1.6 0.4 0.091 0.061 0