农业生态系统中的土壤微生物
土壤中充满了微生物,如细菌、放线菌、真菌、藻类、病毒和原生动物。微生物根据它们对碳和能量的利用以及它们对营养物质的需求(即,光养、化学养、自养、异养或岩石养)进行分类。这提供了有限的信息,因为许多情况是重叠的,需要改进(Alexander, 1977;沃克,1992;Zak et al., 1994)。细菌和真菌作为养分循环的主要分解者,在土壤食物网中占有重要地位。在所有的营养循环中,90%到95%通过这两组生物到达更高的营养水平。因此,细菌和真菌的功能和可能的多样性将是决定农业生态系统质量的一个重要因素(Lynch, 1983)。
细菌和放线菌是土壤中数量最多的微生物群,但由于它们的体积很小,只有1 - 10 |im,只占土壤总生物量的50% (Alexander, 1977)。细菌在g-1土壤中以104 ~ 109个细胞的群体被发现。作为一个群体,他们的新陈代谢是多样化的,使用许多不同的能量和碳来源。细菌在有机物分解和营养物质循环中起着重要作用。大多数天然化合物和外来生物化合物可以被土壤微生物区系分解,只有少数化合物变得难以降解(Dorn et al., 1974)。一些细菌具有固氮(Sprent, 1979)或甲烷生产或利用(Jones, 1991)的潜力。反硝化和硫酸盐还原涉及多种兼性和专性厌氧菌(Tiedje et al., 1984)。另一方面,硝化和硫氧化是少数需氧自养细菌属活动的结果(Belser和Schmidt, 1978;Bock等人,1989)。
真菌的多样性低于细菌,在g-1繁殖体为104 ~ 106的土壤中数量较少。然而,真菌占生物量的70% (Lynch, 1983)。真菌存在于土壤中,与植物根结合,或在碎屑物质上作为腐生植物(Swift和Boddy, 1984)。真菌比其他微生物更能承受恶劣的土壤条件,它们比细菌在更低的水势下存活(Papendick和Campbell, 1975)。菌丝链允许真菌通过水和营养物质的转运来克服低湿度和营养物质耗尽的环境限制。此外,一些真菌排泄有机酸,溶解否则不可用的营养物质(Sollins et al., 1981)。真菌是纤维素、木质素和其他有机物质的活跃分解者。然后分解的产物被释放出来,被其他生物利用,尤其是细菌。许多真菌是植物病原体,但有些真菌与植物根(如菌根)形成有益的关系。
藻类在表层土壤中数量最多,在g-1土壤中以102 - 106个细胞的群体被发现。在一些农业系统中,藻类有助于氮循环通过固氮或土壤稳定(met和Rayburn, 1983)。原生动物在g-1土壤中以103至105个细胞的群体栖息。这些生物是细菌的主要捕食者,因此调节细菌种群(Opperman et al., 1989)。
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