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    王贺祥微生物七 微生物在自然界物质循环中的作用_图文

    王贺祥微生物七 微生物在自然界物质循环中的作用_图文

    第七章ㄩ 第七章ㄩ微生物在自然界物质循环中的作用
    物质循环求求生物地球化学循环ㄛ它是物质在生物和非生物 生物地球化学循环ㄛ 物质循环 生物地球化学循环 之间反复交换和运转的过程﹝ 之间反复交换和运转的过程﹝

    自然界的物质循环可归结为两个基本过程 :
    无机物质的有机质化ㄩ主要是生物的合成作用﹝ㄗ这种生 无机物质的有机质化ㄩ主要是生物的合成作用﹝ㄗ这种生 ﹝ㄗ 物种类包括绿色植物﹜ 物种类包括绿色植物﹜光能无机营养型和化能无机营养型 的微生物ㄘ 的微生物ㄘ它们利用光能或无机分子氧化所释放的化学能 和环境中的无机物质如CO 和环境中的无机物质如CO2﹜H2O﹜H2S﹜H2 等合成有机分 转化为生物有机体﹝ 子﹝转化为生物有机体﹝ 有机物质的无机质化ㄩ所有动物﹜植物和微生物的有机残 有机物质的无机质化ㄩ所有动物﹜ 物以及它们的排泄物﹜ 物以及它们的排泄物﹜?#32622;?#29289;最终都会回归到土壤或其他 自然环境中ㄛ并且逐步分解为无机物ㄛ 自然环境中ㄛ并且逐步分解为无机物ㄛ这个过程主要是依 靠有机营养型微生物分解作用﹝ 靠有机营养型微生物分解作用﹝最后形成各种无机化合物 CO2﹜H2O﹜NH3﹜H2S﹜H2等 如CO2﹜H2O﹜NH3﹜H2S﹜H2等﹝

    微生物在物质循环中的作用可归纳为以下几个方面ㄩ 微生物在物质循环中的作用可归纳为以下几个方面ㄩ 1﹜是生物食物链的初级生产者
    固氮?#21512;?#33740;和地衣是最早寄居于岩石的分化壳上的生物ㄛ 固氮?#21512;?#33740;和地衣是最早寄居于岩石的分化壳上的生物ㄛ它们 积累氮素和有机物质ㄛ并为植物的存在创造了条件﹝在水域中ㄛ 积累氮素和有机物质ㄛ并为植物的存在创造了条件﹝在水域中ㄛ 光能自养的微生物积累的有机物进一步为异养的微生物所利用ㄛ 光能自养的微生物积累的有机物进一步为异养的微生物所利用ㄛ 而自养和异养的微生物?#36136;?#28014;游生物的饵料ㄛ浮游生物又被无 而自养和异养的微生物?#36136;?#28014;游生物的饵料ㄛ 脊椎动物吞食﹝ 脊椎动物吞食﹝

    2﹜有机物的?#21040;?#32773;
    异养细菌和真菌通过不同的代谢途径将动植物残体﹜ 异养细菌和真菌通过不同的代谢途径将动植物残体﹜?#32622;?物等有机质分解为简单的无机质﹝ 物等有机质分解为简单的无机质﹝微生物的这一作用也是 目前处于研究热点的秸秆再利用和利用微生物进行环境污 染治理的理论基础﹝ 染治理的理论基础﹝

    3﹜微生物是地球上物质和能量的保存者 在地球生态系统中ㄛ 在地球生态系统中ㄛ一些物质脱离生物小循环 而进入地质大循环﹝如沉入海底的物质ㄛ 而进入地质大循环﹝如沉入海底的物质ㄛ通过 海底微生物的作用ㄛ可转变为石油煤等﹝ 海底微生物的作用ㄛ可转变为石油煤等﹝ 4﹜有些微生物可以改变环境中无机物质的形态 由一种化合态转变成另一种化合态﹝例如ㄛ 由一种化合态转变成另一种化合态﹝例如ㄛ微生物的 硝化作用和反硝化作用﹜硫化作用和反硫化作用﹜ 硝化作用和反硝化作用﹜硫化作用和反硫化作用﹜生 物固氮作用等﹝ 物固氮作用等﹝

    第一节 碳素循环
    一﹜碳素循环的途径

    光合 细菌

    自然界中的碳素循环如图所示ㄩ 自然界中的碳素循环如图所示ㄩ 植物和微生物通过光合作用固定CO 植物和微生物通过光合作用固定CO2成为有 通过光合作用固定 机碳化合物ㄛ获得生长ㄛ 机碳化合物ㄛ获得生长ㄛ同时通过呼吸作用 获得能量释放出CO 获得能量释放出CO2﹝ 动物以植物和微生物为食物ㄛ并通过呼吸作 动物以植物和微生物为食物ㄛ 以植物和微生物为食物 用释放CO 动物死后ㄛ通过微生物的作用ㄛ 用释放CO2,动物死后ㄛ通过微生物的作用ㄛ 转变为有机碳化物ㄛ并进一步转变为CO 转变为有机碳化物ㄛ并进一步转变为CO2ㄛ 从而完成碳素循环﹝ 从而完成碳素循环﹝ 由图中可以看出ㄛ微生物不仅参与了CO 由图中可以看出ㄛ微生物不仅参与了CO2的 固定ㄛ也参与了CO 的再生﹝ 固定ㄛ也参与了CO2的再生﹝

    二﹜含碳有机物质的分解 ㄗ一ㄘ淀粉的分解 1﹜分解淀粉的微生物
    淀粉是一种广泛存在并容易?#29615;?#35299;的含碳有机物 能分解淀粉的微生物种类很多ㄛ其中包括细 质ㄛ能分解淀粉的微生物种类很多ㄛ其中包括细 放线菌和真菌中的大多数种类 中的大多数种类﹝ 菌﹜放线菌和真菌中的大多数种类﹝真菌中的曲 霉﹜根霉和毛霉等分解淀粉的能力很强人们常常 把这些微生物种类用作淀粉糖化工艺中的糖化曲 人们利用它们制曲酿酒ㄘ﹝ ㄗ人们利用它们制曲酿酒ㄘ﹝

    2﹜分解淀粉的方式
    自然界中各种微生物分解淀粉通过两种基本方式ㄩ 两种基本方式 自然界中各种微生物分解淀粉通过两种基本方式ㄩ 磷酸化酶的作用下 的作用下ㄛ ㄗ1ㄘ在磷酸化酶的作用下ㄛ将淀粉中的葡萄糖分?#21491;?#20010;个分解 下来ㄛ这种方式可能是微生物分解利用淀粉的普遍方式﹝ 下来ㄛ这种方式可能是微生物分解利用淀粉的普遍方式﹝ ㄗ2ㄘ在淀粉酶的作用下ㄛ将淀粉首先水解成糊精ㄛ再由糊精水 淀粉酶的作用下ㄛ将淀粉首先水解成糊精ㄛ 的作用下 解成麦芽糖ㄛ麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解成葡萄糖ㄗ 解成麦芽糖ㄛ麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解成葡萄糖ㄗ用短 式表示ㄘ 式表示ㄘ

    这种方式是一些水解淀粉能力很强的微生物所特有的一种方 式﹝

    (二)﹜纤维素的分解
    1﹜分解纤维素的主要微生物种类
    好气性纤维素分解细菌ㄩ食纤维菌属﹜生孢食纤维菌属﹜ ㄗ1ㄘ好气性纤维素分解细菌ㄩ食纤维菌属﹜生孢食纤维菌属﹜纤 维单胞菌属﹜等的一些种ㄛ 维单胞菌属﹜等的一些种ㄛ是有机质腐败过程中常见的纤维素分 解菌﹝ 解菌﹝ 厌气性纤维分解菌ㄩ主要是芽孢梭菌属的一些种ㄗ ㄗ2ㄘ厌气性纤维分解菌ㄩ主要是芽孢梭菌属的一些种ㄗ奥氏芽孢 梭菌ㄘㄛ有些是水田土壤中分解纤维素的主要种类ㄛ有些在堆肥﹜ ㄘㄛ有些是水田土壤中分解纤维素的主要种类 梭菌ㄘㄛ有些是水田土壤中分解纤维素的主要种类ㄛ有些在堆肥﹜ 厩肥的高温阶段对有机物质的分解起重要作用﹝ㄗ ﹝ㄗ?#28909;?#32420;维芽孢 厩肥的高温阶段对有机物质的分解起重要作用﹝ㄗ?#28909;?#32420;维芽孢 梭菌ㄛ溶解梭菌ㄘ 梭菌ㄛ溶解梭菌ㄘ 其它纤维素分解微生物ㄩ ㄗ3ㄘ其它纤维素分解微生物ㄩ 放线菌种类能?#29615;?#35299;纤维素如链霉菌属的一些种和小单孢 许多放线菌 K许多放线菌种类能?#29615;?#35299;纤维素如链霉菌属的一些种和小单孢 菌属的一些种﹝ 许多真菌对纤维素具有很强的分解能力ㄛ 真菌对纤维素具有很强的分解能力 菌属的一些种﹝L许多真菌对纤维素具有很强的分解能力ㄛ主要 有木霉﹜廉刀霉﹜青霉﹜曲霉等属的一些种ㄛ另外担子菌 担子菌也是一 有木霉﹜廉刀霉﹜青霉﹜曲霉等属的一些种ㄛ另外担子菌也是一 类很强的纤维素分解菌ㄛ在酸性土壤以及木材腐朽中ㄛ 类很强的纤维素分解菌ㄛ在酸性土壤以及木材腐朽中ㄛ纤维素分 解主要是真菌的作用﹝ 解主要是真菌的作用﹝

    2﹜微生物分解纤维素的生化机制 微生物分解纤维素的生化机制
    K纤维素的水解
    纤维素酶

    形成水解产物葡萄糖
    纤维二糖酶

    纤维素

    纤维二糖

    葡萄糖

    L水解产物〞〞葡萄糖的进一步转化 水解产物 葡萄糖的进一步转化 A:好气性转化ㄩ A:好气性转化ㄩ好气性的纤维素分解细菌可以将水解 好气性转化 产物葡萄糖彻底氧化分解ㄛ产生二氧化碳与水ㄛ 产物葡萄糖彻底氧化分解ㄛ产生二氧化碳与水ㄛ因此 没有任何中间产物的积累﹝ 没有任何中间产物的积累﹝ B:厌气性转化 在厌气条件下ㄛ 厌气性转化ㄩ B:厌气性转化ㄩ在厌气条件下ㄛ厌气性纤维分解细菌 水解纤维素产生葡萄糖以后ㄛ 水解纤维素产生葡萄糖以后ㄛ吸收进细胞内进行丁酸 类型发酵ㄛ产生多种发酵产物和气体﹝如乙酸﹜丁酸﹜ 类型发酵ㄛ产生多种发酵产物和气体﹝如乙酸﹜丁酸﹜ 乙醇﹜ H2等 乙醇﹜CO2 和 H2等﹝

    ㄗ三ㄘ﹜果胶物质的分解 ㄘ﹜果胶物质的分解
    1﹜果胶物质的分解过程ㄩ 果胶物质的分解过程ㄩ

    果胶和多缩戊糖的水解产物ㄛ被果胶分解微生物吸 果胶和多缩戊糖的水解产物ㄛ 收后用作碳源和能?#30784;?收后用作碳源和能?#30784;?#22312;好气条件下全部被氧化成 二氧化碳和水ㄛ 厌气条件下 则进行丁酸发酵ㄛ 二氧化碳和水ㄛ在厌气条件下ㄛ则进行丁酸发酵ㄛ 产生丁酸﹜ 产生丁酸﹜乙酸等有机酸类和醇类以及二氧化碳和 氢气﹝ 氢气﹝

    2﹜分解果胶物质的微生物ㄩ 分解果胶物质的微生物ㄩ
    ㄗ1ㄘ好气性细菌有ㄩ许多芽孢杆菌ㄛ如枯草杆 好气性细菌有ㄩ许多芽孢杆菌ㄛ 多粘芽孢杆菌,浸软芽孢杆菌等ㄛ 菌﹜多粘芽孢杆菌,浸软芽孢杆菌等ㄛ也有些无 芽孢杆菌如软腐?#32933;细?#33740;等﹝ 芽孢杆菌如软腐?#32933;细?#33740;等﹝ ㄗ2ㄘ厌气性细菌ㄩ如ㄛ蚀果胶梭菌和?#30740;?#23612;亚 厌气性细菌ㄩ 浸麻梭菌﹝ 浸麻梭菌﹝ 常见的青霉﹜曲霉﹜木霉﹜根霉﹜ ㄗ3ㄘ真菌ㄩ 常见的青霉﹜曲霉﹜木霉﹜根霉﹜ 毛霉等都有这种能力﹝也有一些放线菌ㄛ 毛霉等都有这种能力﹝也有一些放线菌ㄛ它们 活跃在草堆和林地落叶层中ㄛ 活跃在草堆和林地落叶层中ㄛ进?#27844;?#33014;物质的 好气性分解﹝ 好气性分解﹝

    3﹜果胶分解作用及应用实例ㄩ 果胶分解作用及应用实例ㄩ
    麻类植物的脱胶原理是果胶分解过程﹝ ㄗ1ㄘ麻类植物的脱胶原理是果胶分解过程﹝麻类植物纤维的化 学成?#36136;?#32420;维素ㄛ存在于茎秆的韧皮部内ㄛ 学成?#36136;?#32420;维素ㄛ存在于茎秆的韧皮部内ㄛ纤维素与果胶类物质 结合在一起ㄛ使茎杆的韧皮部与木质部不易分开ㄛ 结合在一起ㄛ使茎杆的韧皮部与木质部不易分开ㄛ纤维植物脱胶 就是利用果胶分解微生物有分解果胶类物质的能力而没有分解纤 维素的能力ㄛ将果胶类物质分解掉ㄛ 维素的能力ㄛ将果胶类物质分解掉ㄛ将纤维完好地保存和脱离出 ?#30784;?麻类脱胶采取水浸或露浸两种方法ㄛ水浸利用厌气性 厌气性细菌的果胶 麻类脱胶采取水浸或露浸两种方法ㄛ水浸利用厌气性细菌的果胶 分解作用ㄛ露浸是利用好气性的细菌﹜ 好气性的细菌 分解作用ㄛ露浸是利用好气性的细菌﹜放线菌或真菌的果胶分解 作用﹝ 作用﹝ 用于果汁生产中的澄清处理工艺﹝ ㄗ2ㄘ果胶分解作用也常用于果汁生产中的澄清处理工艺﹝由于 果胶分解作用也常用于果汁生产中的澄清处理工艺 多种果品﹜蔬菜的汁液中都含有果胶类物质ㄛ造成混浊或沉淀ㄛ 多种果品﹜蔬菜的汁液中都含有果胶类物质ㄛ造成混浊或沉淀ㄛ 可以利用果胶分解微生物产生的果胶酶ㄛ处理果汁ㄛ使之澄清﹝ 可以利用果胶分解微生物产生的果胶酶ㄛ处理果汁ㄛ使之澄清﹝ 罐头工艺中的桔子脱囊衣﹜ 另外罐头工艺中的桔子脱囊衣 软腐?#32933;细?#33740;造成胡萝卜软腐﹝ 另外罐头工艺中的桔子脱囊衣﹜软腐?#32933;细?#33740;造成胡萝卜软腐﹝

    ㄗ四ㄘ半纤维素的分解
    半纤维素的组成中含有多缩戊糖﹜ 半纤维素的组成中含有多缩戊糖﹜多缩己糖以及多 含有多缩戊糖 缩糖醛酸ㄗ葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸ㄘ 缩糖醛酸ㄗ葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸ㄘ等﹝ 半纤维素在土壤中?#29615;?#35299;?#20445;?半纤维素在土壤中?#29615;?#35299;?#20445;?#26377;赖于微生物产生的 半纤维素酶类的水解作用﹝ 半纤维素酶类的水解作用﹝

    当这些多缩糖类水解成单糖和糖醛酸后ㄛ 当这些多缩糖类水解成单糖和糖醛酸后ㄛ被 吸收进入微生物细胞ㄛ而后进一步分解﹝ 吸收进入微生物细胞ㄛ而后进一步分解﹝

    3﹜分解半纤维素的微生物

    土壤厩肥及其它自然环境中分解半纤维 素的微生物种类很多ㄛ除了能分解纤维 素的微生物种类很多ㄛ除了能分解纤维 素的微生物大多能分解半纤维素外ㄛ 素的微生物大多能分解半纤维素外ㄛ有 许多种类微生物不能分解纤维素ㄛ 许多种类微生物不能分解纤维素ㄛ但能 分解半纤维素﹝真菌中的根﹜ 青霉﹜ 分解半纤维素﹝真菌中的根﹜曲﹜青霉﹜ 镰刀菌等属的许多种ㄛ 镰刀菌等属的许多种ㄛ细菌中许多芽孢 杆菌﹝ 杆菌﹝因此植物残休在土壤中进行分解 半纤维素比纤维素分解速度要快﹝ ?#20445;?#21322;纤维素比纤维素分解速度要快﹝

    第二节ㄩ 第二节ㄩ氮素循环 一﹜氮素循环的途径

    氮素循环的途径实际包括ㄩ 氮素循环的途径实际包括ㄩ
    微生物和植物通过同化作用吸收NH 2 微生物和植物通过同化作用吸收NH3合成自身细 胞物质﹝ 胞物质﹝ 死后的动物﹜ 3 死后的动物﹜植物和微生物中的有机氮经过氨化 作用分解为氨﹝ 作用分解为氨﹝ 4 氨在亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用下转变为硝 酸根ㄛ经过反硝化作用ㄛ硝酸根成为N 酸根ㄛ经过反硝化作用ㄛ硝酸根成为N2﹝ 可通过微生物固氮作用?#21491;?#21033;用﹝ 4.N2可通过微生物固氮作用?#21491;?#21033;用﹝ 总之ㄛ氮素循环包括氨化作用﹜硝化作用﹜ 总之ㄛ氮素循环包括氨化作用﹜硝化作用﹜反硝 化作用﹜固氮作用﹝ 化作用﹜固氮作用﹝

    二﹜含氮有机物质的分解
    ㄗ一ㄘ蛋白质的氨化作用 1﹜氨化作用定义ㄩ蛋白质和其他含氮有机物质被微 氨化作用定义ㄩ 生物分解ㄛ其中的氮最终以氨的形式释放出来的过程ㄛ 生物分解ㄛ其中的氮最终以氨的形式释放出来的过程ㄛ 称求求求 分两步ㄛ 2﹜氨化作用的生物化学过程ㄩ分两步ㄛ蛋白质水 氨化作用的生物化学过程 分两步 解生产氨基酸的过程˙氨基酸脱氨基过程﹝ 解生产氨基酸的过程˙氨基酸脱氨基过程﹝
    蛋白酶 蛋白质 多肽 肽酶 二肽 肽酶

    氨基酸

    脱氨基酶 ?#20445;?#26377;机酸

    不同的微生物种类ㄛ 不同的微生物种类ㄛ在不同的条件下的脱氨基作用的 过程有所不同ㄛ可以概括为几?#20013;?#24335;ㄩ 过程有所不同ㄛ可以概括为几?#20013;?#24335;ㄩ

    3﹜氨化作用的微生物 在土壤和其他自然环境中ㄛ有机营养型的微 在土壤和其他自然环境中ㄛ 生物绝大多数能?#29615;?#35299;蛋白质ㄛ产生?#20445;?生物绝大多数能?#29615;?#35299;蛋白质ㄛ产生?#20445;?#25110; 者说它们都具有氨化作用ㄛ 者说它们都具有氨化作用ㄛ只是它们的生活 习性和氨化作用的强弱不同ㄛ 习性和氨化作用的强弱不同ㄛ这些微生物中 有的是好气性的如大芽孢杆菌 枯草杆菌﹜ 好气性的如大芽孢杆菌﹜ 有的是好气性的如大芽孢杆菌﹜枯草杆菌﹜ 还有霉菌中的毛霉﹜曲霉﹜青霉﹜木霉等ㄛ 还有霉菌中的毛霉﹜曲霉﹜青霉﹜木霉等ㄛ 有的是厌气性的 如腐败梭菌﹝ 厌气性的ㄛ 有的是厌气性的ㄛ如腐败梭菌﹝有的是兼厌 气性的如荧光极毛杆菌﹜ 气性的如荧光极毛杆菌﹜粘质赛?#32454;?#33740;和普 通变形杆菌等﹝另外还有一些好热性的放线 通变形杆菌等﹝另外还有一些好热性的放线 菌在堆肥的高温阶段分解蛋白质起重要作用﹝ 菌在堆肥的高温阶段分解蛋白质起重要作用﹝

    ㄗ二ㄘ﹜尿酸尿素的氨化作用ㄩ ㄘ﹜尿酸尿素的氨化作用ㄩ 尿酸尿素的氨化作用
    1﹜分解过程ㄩ尿酸和尿素是人畜的重要排泄成分﹝ 分解过程ㄩ尿酸和尿素是人畜的重要排泄成分﹝ 尿酸是一种含氮的杂环化合物ㄛ它水解时产生尿素ㄛ 尿酸是一种含氮的杂环化合物ㄛ它水解时产生尿素ㄛ 其分解过程如下ㄩ 其分解过程如下ㄩ

    尿素是一种重要的氮素肥料﹝ 尿素是一种重要的氮素肥料﹝植物虽然可以直?#28216;?收尿素ㄛ 收尿素ㄛ但进入土壤中的尿素一般很快被尿素细菌 和土壤中的尿酶分解成碳酸?#20445;?#28982;后再被植物吸收﹝ 和土壤中的尿酶分解成碳酸?#20445;?#28982;后再被植物吸收﹝

    2﹜分解尿素的微生物

    很多细菌都含有尿酶ㄛ能水解尿素﹝ 很多细菌都含有尿酶ㄛ能水解尿素﹝其中有些 含有尿酶 种类作用特别强ㄛ称为尿素细菌﹝ 种类作用特别强ㄛ称为尿素细菌﹝如生孢尿素 八叠球菌ㄗ球菌中唯一形成芽孢的ㄘ 八叠球菌ㄗ球菌中唯一形成芽孢的ㄘ和巴斯德 尿素芽孢杆菌ㄛ它们只能以尿素为氮源ㄛ 尿素芽孢杆菌ㄛ它们只能以尿素为氮源ㄛ以单 双糖﹜淀粉和有机酸等作为碳源和能源ㄛ 糖﹜双糖﹜淀粉和有机酸等作为碳源和能源ㄛ 在?#32771;?#24615;的环境中生长良好﹝ 在?#32771;?#24615;的环境中生长良好﹝尿素细菌是好气 性或兼厌气性细菌﹝ 性或兼厌气性细菌﹝

    3﹜影响氨化作用的因素
    水分通气ㄩ潮湿﹜通气良好的土壤中氨化作用最快﹝ ㄗ1ㄘ水分通气ㄩ潮湿﹜通气良好的土壤中氨化作用最快﹝ 温度ㄩ在耕地或水田中ㄛ ㄗ2ㄘ温度ㄩ在耕地或水田中ㄛ有机氮的矿化作用随温度的升 高而加强﹝ 高而加强﹝ ㄗ3ㄘPH?#25285;?#20013;性土壤有机质的矿化?#20154;?#24615;土壤要大﹝在碱 PH值 中性土壤有机质的矿化?#20154;?#24615;土壤要大﹝ 性土壤中氨易挥发ㄛPH值越高挥发损失越大 性土壤中氨易挥发ㄛPH值越高挥发损失越大 ㄗ4ㄘ土壤中C/N比率?#21644;?#22756;中有机质C/N比小ㄛ即含氮较 土壤中C/N比率?#21644;?#22756;中有机质C/N比小ㄛ C/N比率 C/N比小 多?#20445;?#24494;生物氮素的矿化作用强ㄛ相反ㄛC/N比大时 比大时﹝ 多?#20445;?#24494;生物氮素的矿化作用强ㄛ相反ㄛC/N比大时﹝即 实验数据表明ㄛ 含氮较少?#20445;?含氮较少?#20445;?#24494;生物氮素的矿化作用弱 ﹝实验数据表明ㄛ 当进入土壤的有机残体的C/N 20ㄜ25ㄩ C/N为 当进入土壤的有机残体的C/N为20ㄜ25ㄩ1?#20445;?#21017;分解过 程没有无机氮的释放ㄛ氮均用于合成微生物细胞˙ 程没有无机氮的释放ㄛ氮均用于合成微生物细胞˙如C/N 比小于20 25ㄩ 微生物积极分解有机质ㄛ 20ㄜ 比小于20ㄜ25ㄩ1微生物积极分解有机质ㄛ消耗其中的碳 所含有机氮受到矿化ㄛ并有多余的无机氮释放出来ㄛ 素ㄛ所含有机氮受到矿化ㄛ并有多余的无机氮释放出来ㄛ 供植物利用﹝ 供植物利用﹝

    三﹜硝化作用

    ㄗ一ㄘ硝化作用的定义ㄩ在土壤中氨化作用产生的氨 硝化作用的定义ㄩ 以及氨态氮肥中的氨可以由某些微生物氧化成硝酸ㄛ 以及氨态氮肥中的氨可以由某些微生物氧化成硝酸ㄛ 这个过程称为硝化作用﹝ 这个过程称为硝化作用﹝

    ㄗ二ㄘ﹜硝化作用过程ㄩ ㄘ﹜硝化作用过程
    ㄗ1﹜氨氧化为亚硝酸˙2﹜亚硝酸氧化成硝酸﹝这两个阶段是 氨氧化为亚硝酸˙ 亚硝酸氧化成硝酸﹝ 由两类不同的化能无机营养型的细菌完成的ㄘ 由两类不同的化能无机营养型的细菌完成的ㄘ 1﹜亚硝酸形成作用ㄩ由亚硝酸细菌完成﹝其总反应式ㄩ 亚硝酸形成作用ㄩ 亚硝酸细菌完成﹝其总反应式ㄩ 完成

    这个生化反应经历一系列的中间脱氢过程ㄛ由脱氢酶体系来 这个生化反应经历一系列的中间脱氢过程ㄛ 完成ㄛ氧化作用所释放出的能量用于还原CO2合成细胞物质﹝ CO2合成细胞物质 完成ㄛ氧化作用所释放出的能量用于还原CO2合成细胞物质﹝ 亚硝酸 2﹜硝酸形成作用?#21512;?#21270;作用的第一阶段形成的亚硝酸毒性很 硝酸形成作用?#21512;?#21270;作用的第一阶段形成的亚硝酸毒性很 如果在环境中积累起来ㄛ对植物﹜ 强ㄛ如果在环境中积累起来ㄛ对植物﹜亚硝酸细菌及其他微生 物都是有毒的﹝然而土壤中还存在一种硝酸细菌 它可以将亚 硝酸细菌ㄛ 物都是有毒的﹝然而土壤中还存在一种硝酸细菌ㄛ它可以将亚 硝酸氧化成硝酸ㄛ成为植物能吸收的有效状态﹝ 硝酸氧化成硝酸ㄛ成为植物能吸收的有效状态﹝ 亚硝酸的氧化过程是 加水脱氢过程

    ㄗ三ㄘ硝化细菌
    1﹜亚硝酸细菌ㄩ 亚硝酸细菌ㄩ ㄗ1ㄘ种类ㄩ包括5个属ㄩ即亚硝酸单胞菌属﹜亚硝酸 种类ㄩ包括5个属ㄩ 亚硝酸单胞菌属﹜ 球菌属﹜亚硝酸弧菌属﹜ 球菌属﹜亚硝酸弧菌属﹜亚硝酸螺菌属和亚硝酸叶状 菌属﹝其?#26893;?#22312;土壤﹜淡水和海水中ㄛ 菌属﹝其?#26893;?#22312;土壤﹜淡水和海水中ㄛ代表?#36136;分?亚硝酸单胞菌﹝ 亚硝酸单胞菌﹝ ㄗ2ㄘ生理特点ㄩa:?#32454;?#30340;化能无机营养ㄛ环境中的 生理特点ㄩa:?#32454;?#30340;化能无机营养ㄛ ?#32454;?#30340;化能无机营养 有机物质对它们有?#31181;?#20316;用˙b.属好气性细菌 属好气性细菌﹝ 有机物质对它们有?#31181;?#20316;用˙b.属好气性细菌﹝在 通气良好的条件下氧化作用很旺盛﹝ 通气良好的条件下氧化作用很旺盛﹝但是在厌氧条 件下它也能生长﹝ 适合在中性?#22270;?#24615;环境生活ㄛ 件下它也能生长﹝Cㄩ适合在中性?#22270;?#24615;环境生活ㄛ 最适生长温度25 30度 25〞30 ?#36816;?#24615;环境很敏?#23567;??#36816;?#24615;环境很敏?#23567;Αㄩ最适生长温度25 30?#21462;?br />
    2﹜硝酸细菌ㄩ 硝酸细菌ㄩ
    ㄗ1ㄘ种类ㄩ包括三个属ㄛ即硝酸杆菌﹜硝酸针状 种类ㄩ包括三个属ㄛ 硝酸杆菌﹜ 菌属和硝酸球菌属﹝前一属广泛?#26893;?#20110;土壤中ㄛ 菌属和硝酸球菌属﹝前一属广泛?#26893;?#20110;土壤中ㄛ该 属中仅有一个种ㄛ即维氏硝酸杆菌˙ 属中仅有一个种ㄛ即维氏硝酸杆菌˙后两个属?#26893;?于海洋中﹝ 于海洋中﹝ ㄗ2ㄘ生理特性ㄩ与亚硝酸细菌相似ㄛ只是氧化作 生理特性ㄩ与亚硝酸细菌相似ㄛ 用的底物不同ㄛ前者为NH3 后者为亚硝酸﹝ NH3﹜ 用的底物不同ㄛ前者为NH3﹜后者为亚硝酸﹝

    ㄗ四ㄘ环?#31243;?#20214;对土壤中硝化作用的影响ㄩ 环?#31243;?#20214;对土壤中硝化作用的影响ㄩ
    土壤中氨盐的含量ㄩ 1﹜土壤中氨盐的含量?#21644;?#22756;中氨盐的含量直接影响着土壤 中硝化细菌的数量﹝ 中硝化细菌的数量﹝ PH值的影响 酸度是影响硝化作用的主要因素之一ㄛ 值的影响ㄩ 2﹜PH值的影响ㄩ酸度是影响硝化作用的主要因素之一ㄛ一般地 说在酸性环境中ㄛ自养硝酸细菌很少或没有生长ㄛPH低于 低于5 说在酸性环境中ㄛ自养硝酸细菌很少或没有生长ㄛPH低于5时硝 化作用率微不足道ㄛ最适宜的PH 6.6ㄜ8.0ㄛ PH是 化作用率微不足道ㄛ最适宜的PH是6.6ㄜ8.0ㄛ在中性或偏碱性 土壤中数量最大ㄛ在酸性土壤中加入石灰ㄛ 土壤中数量最大ㄛ在酸性土壤中加入石灰ㄛ可明显的提高硝化 作用﹝ 作用﹝ 3﹜土壤通气状况ㄩ由于自养硝酸细菌是?#32454;?#22909;气的ㄛ因此土 土壤通气状况ㄩ由于自养硝酸细菌是?#32454;?#22909;气的ㄛ 壤通气状况对它们有一定的影响﹝ 壤通气状况对它们有一定的影响﹝自养硝化作用完全局限于土 粒表面﹝ 粒表面﹝ 4﹜温度ㄩ最适温度为25ㄜ30?#21462;?温度ㄩ最适温度为25ㄜ30度 25 5﹜与天然有机质关系?#21644;?#22756;有机质对自养硝酸细菌有 与天然有机质关系ㄩ ?#31181;?#20316;用ㄛ 有机质含量越高ㄛ越不利硝化作用进行﹝ ?#31181;?#20316;用ㄛ故ㄛ有机质含量越高ㄛ越不利硝化作用进行﹝

    四﹜反硝化作用

    ㄗ一ㄘ﹜反硝化作用的定义ㄩ微生物还原硝酸为 ㄘ﹜反硝化作用的定义ㄩ 反硝化作用的定义 亚硝酸﹜氨和氮气的作用ㄛ称〞〞ㄜ 亚硝酸﹜氨和氮气的作用ㄛ 〞〞ㄜ

    ㄗ二ㄘ﹜反硝化作用的过程及生理意义ㄩ ㄘ﹜反硝化作用的过程及生理意义ㄩ 反硝化作用的过程及生理意义 1﹜硝酸还原作用有两种表现; 硝酸还原作用有两种表现; 硝酸还原为?#20445;?#22312;硝酸还原酶的作用下ㄛ ㄗ1ㄘ硝酸还原为?#20445;?#22312;硝酸还原酶的作用下ㄛ经过 一系列的加氢和脱水过程ㄛ将硝酸还原成了氨﹝ 一系列的加氢和脱水过程ㄛ将硝酸还原成了氨﹝

    ㄗ2ㄘ硝酸还原为氮气ㄩ在另?#25442;?#21407;酶体系的作用下ㄛ 硝酸还原为氮气ㄩ在另?#25442;?#21407;酶体系的作用下ㄛ 经过一系列的加氢和脱水过程将硝酸还原成了氮气﹝ 经过一系列的加氢和脱水过程将硝酸还原成了氮气﹝

    2﹜以上两种表现具有不同的生理意义
    ㄗ1ㄘ种表?#36136;?#21512;成性的硝酸还原作用﹝也就是说绝大 种表?#36136;?#21512;成性的硝酸还原作用﹝ 多数微生物以及植物﹜都能吸收硝酸盐ㄛ 多数微生物以及植物﹜都能吸收硝酸盐ㄛ通过硝酸还 原酶的作用ㄛ将硝酸还原为?#20445;?#36827;一步合成氨基酸ㄛ 原酶的作用ㄛ将硝酸还原为?#20445;?#36827;一步合成氨基酸ㄛ 蛋白质和其他含氮成分﹝由此可见ㄛ 蛋白质和其他含氮成分﹝由此可见ㄛ它是氮素营养的 转化ㄛ一般不造成氮素损失﹝ 转化ㄛ一般不造成氮素损失 ㄗ2ㄘ种表?#36136;?#33073;氮作用ㄩ是反硝化细菌的生理?#28023;?#37117; 种表?#36136;?#33073;氮作用ㄩ是反硝化细菌的生理?#28023;?是兼厌气性的ㄘ在好气性条件下以O2为电子最终受体ㄛ O2为电子最终受体 是兼厌气性的ㄘ在好气性条件下以O2为电子最终受体ㄛ 进行有氧呼吸ㄛ获得能量﹜进行生长﹝在缺氧?#20445;?进行有氧呼吸ㄛ获得能量﹜进行生长﹝在缺氧?#20445;?#36827; 行厌气性呼吸作用ㄛ NO3- 为最终电子受体ㄛ 行厌气性呼吸作用ㄛ以NO3- 为最终电子受体ㄛ?#22815;?#21407; 成为氮气ㄛ散入大气中﹝脱氮硫杆菌氧化H2S H2S获得能量 成为氮气ㄛ散入大气中﹝脱氮硫杆菌氧化H2S获得能量 还原CO2 CO2ㄛ O2时以O2为电子受体 时以O2为电子受体ㄛ HNO3为电 还原CO2ㄛ有O2时以O2为电子受体ㄛ无O2 以HNO3为电 子受体﹝ 子受体﹝

    (三)﹜反硝化细菌 反硝化细菌有ㄛ 反硝化细菌有ㄛ有机营养型和无机营养型 两类ㄛ有机营养型的种类很多ㄛ 两类ㄛ有机营养型的种类很多ㄛ包括多种 假单胞菌和其他无芽孢细菌和芽孢杆菌ㄛ 假单胞菌和其他无芽孢细菌和芽孢杆菌ㄛ 如极毛杆菌属﹜色杆菌属﹜棒杆菌属等﹝ 如极毛杆菌属﹜色杆菌属﹜棒杆菌属等﹝ 无机营养型的有脱氮硫杆菌﹝ 无机营养型的有脱氮硫杆菌﹝它是通过氧 化硫磺取得能量ㄛ还原CO2合成有机物质ㄛ CO2合成有机物质 化硫磺取得能量ㄛ还原CO2合成有机物质ㄛ 在好气条件下以O2为最终电子受体ㄛ O2为最终电子受体 在好气条件下以O2为最终电子受体ㄛ在厌 气条件下以硝酸为最终电子受体ㄛ 气条件下以硝酸为最终电子受体ㄛ还原硝 酸为N2 N2﹝ 酸为N2﹝

    ㄗ四ㄘ脱氮作用与土壤氮素营养的关系 与微生物的固氮作用相反ㄛ 与微生物的固氮作用相反ㄛ脱氮作用是土壤中氮素损 失的重要原因﹝在水田和经常淹水的旱地田ㄛ 失的重要原因﹝在水田和经常淹水的旱地田ㄛ由于土 落干和淹水ㄘ水气变化频?#20445;?壤ㄗ落干和淹水ㄘ水气变化频?#20445;?#32463;常处于好气和厌 气两种状态的交替中﹝在好气条件下﹝有机肥料矿化 气两种状态的交替中﹝ 好气条件下﹝ 产生的氨态氮或化肥中的氨态氮被硝化细菌氧化为硝 态氮ㄛ到厌气条件?#20445;?态氮ㄛ到厌气条件?#20445;?#30813;态氮又?#29615;?#30813;化细菌还原为 氮气而逸失掉﹝据测定ㄛ 氮气而逸失掉﹝据测定ㄛ施入的化学肥料有一半以上 由于脱氮作用而损失了﹝在旱地土壤中ㄛ 由于脱氮作用而损失了﹝在旱地土壤中ㄛ水气动态也 会引起类似的变化ㄛ但是由于通气条件较强ㄛ脱氮不 会引起类似的变化ㄛ但是由于通气条件较强ㄛ 像水田那样严重﹝ 像水田那样严重﹝

    五﹜生物固氮作用
    定义ㄩ大气中的分子态的氮ㄛ 定义ㄩ大气中的分子态的氮ㄛ在生物体内由固氮酶 催化还原成氨和其他氮化物的过程称为〞〞﹝ 催化还原成氨和其他氮化物的过程称为 ﹝ 意义ㄩ 意义ㄩ生物固氮作用是土壤氮素来源和原始来源 之一﹝ 之一﹝据估计全球每年生物固氮作用固定的氮约 达17500万吨ㄛ其中耕地土壤约有4400万吨ㄛ超过 17500万吨ㄛ其中耕地土壤约有4400万吨ㄛ 万吨 4400万吨 了每年施入土壤4000 万吨肥料氮素量﹝ 了每年施入土壤4000 万吨肥料氮素量﹝因此生物 固氮作用在土壤氮素营养供应中占有极其重要的 地位﹝ 地位﹝在农业生产中如何发挥生物固氮作用的潜 具有很重要的战略意义﹝ 力ㄛ具有很重要的战略意义﹝它不仅可以解决土 壤氮素缺乏问题ㄛ还可以大量节约化肥开支以及 壤氮素缺乏问题ㄛ 使用化肥带来的生态问题﹝ 使用化肥带来的生态问题﹝

    固氮微生物ㄩ 固氮微生物ㄩ

    现已经发现具有固氮作用的微生物都是原核生 现已经发现具有固氮作用的微生物都是原核生 包括某些细菌﹜放线菌和?#21512;?#33740;ㄛ 物ㄛ包括某些细菌﹜放线菌和?#21512;?#33740;ㄛ不同类 型的固氮微生物生活和固氮方式不同ㄛ 型的固氮微生物生活和固氮方式不同ㄛ可分为 自生固氮﹜共生固氮和根际联合固氮等 自生固氮﹜共生固氮和根际联合固氮等﹝

    ㄗ一ㄘ﹜自生固氮作用ㄩ ㄘ﹜自生固氮作用ㄩ 自生固氮作用 1﹜定义ㄩ
    某些固氮微生物在土壤中或培养基中独自生活时都能 固定分子态的氮ㄛ它们同其它生物没有特异关系ㄛ 固定分子态的氮ㄛ它们同其它生物没有特异关系ㄛ这 类微生物对分子态氮的还原作用称为自生固氮作用﹝ 类微生物对分子态氮的还原作用称为自生固氮作用﹝

    2﹜自生固氮微生物体系ㄩ 自生固氮微生物体系ㄩ
    自生固氮微生物种类较多ㄛ它们?#26893;?#22312;细菌﹜ 自生固氮微生物种类较多ㄛ它们?#26893;?#22312;细菌﹜?#21512;?菌的不同科﹜ 和生理群中ㄛ有好气的﹜厌气的﹜ 菌的不同科﹜属﹜和生理群中ㄛ有好气的﹜厌气的﹜ 兼厌气的﹜和光合固氮细菌﹝ 兼厌气的﹜和光合固氮细菌﹝

    自生固氮微生物的固氮效?#26102;系矷?自生固氮微生物的固氮效?#26102;系矷?br />
    ㄗ二ㄘ共生固氮作用ㄩ 共生固氮作用ㄩ 1﹜定义ㄩ 定义ㄩ 某些固氮微生物同其它生物密切地生活在一 成为共生关系ㄛ 起ㄛ成为共生关系ㄛ并且由固氮微生物进行 固氮作用ㄛ 固氮作用ㄛ产生化合态的氮素供其本身和其 它生物利用﹝这种固氮作用称为〞〞〞〞﹝ 它生物利用﹝这种固氮作用称为 ﹝
    它的固氮效?#26102;细]?#27599;消耗1g葡萄糖可以固定 它的固氮效?#26102;细]?#27599;消耗1g葡萄糖可以固定 1g 280mg氮 280mg氮﹝

    共生固氮体现ㄩ 共生固氮体现ㄩ 豆科植物ㄚ 豆科植物ㄚ根瘤菌 非豆科植物ㄚ弗氏菌ㄗ放线菌ㄘ 非豆科植物ㄚ弗氏菌ㄗ放线菌ㄘ 红萍ㄚ B: 红?#33034;?#29983;体 红萍ㄚ鱼腥藻 C:地衣共生他 地衣共生他ㄩ 真菌ㄚ C:地衣共生他ㄩ 真菌ㄚ?#21512;?#33740; D:根?#27515;?#33609;共生体 根?#27515;?#33609;共生体ㄩ 根?#27515;?#33609;ㄚ D:根?#27515;?#33609;共生体ㄩ 根?#27515;?#33609;ㄚ?#21512;?#33740; E:裸子植物共生体 裸子植物共生体ㄩ 苏铁ㄚ E:裸子植物共生体ㄩ 苏铁ㄚ?#21512;?#33740; 在各类共生关系中ㄛ 在各类共生关系中ㄛ根瘤菌与豆科植物的共生 固氮很重要﹝目前对它研究的最详细﹝ 固氮很重要﹝目前对它研究的最详细﹝根瘤的 形成和功能的4个主要阶段为ㄩ根毛的感染﹜ 形成和功能的4个主要阶段为ㄩ根毛的感染﹜根 瘤的发生﹜根瘤的发育﹜氮素的同化﹝ 瘤的发生﹜根瘤的发育﹜氮素的同化﹝每个阶 段均受到外界环境和植物本身生长状况的影响﹝ 段均受到外界环境和植物本身生长状况的影响﹝ A:根瘤共生体ㄩ A:根瘤共生体ㄩ 根瘤共生体

    ㄗ三ㄘ﹜根际联合固氮作用ㄩ ㄘ﹜根际联合固氮作用ㄩ 根际联合固氮作用 定义ㄩ 定义ㄩ
    有些固氮微生物在植物根际生活时 植物根际生活?#20445;?有些固氮微生物在植物根际生活?#20445;?#27604;在根外土壤 单独生活时固氮作用要强得多ㄛ 单独生活时固氮作用要强得多ㄛ这是由于根际的特 殊环?#31243;?#20214;造成的ㄛ 殊环?#31243;?#20214;造成的ㄛ这种固氮作用既不同于共生固 也不同于自生固氮作用ㄛ因它不形成根瘤一样 氮﹜也不同于自生固氮作用ㄛ因它不形成根瘤一样 的特殊结构ㄛ但又有较强的专一性﹝ 的特殊结构ㄛ但又有较强的专一性﹝可以看成是介 于共生固氮和自生固氮作用的中间形式ㄛ 于共生固氮和自生固氮作用的中间形式ㄛ称之为根 际联合固氮作用﹝ 际联合固氮作用﹝ 据考证根际的营养﹜湿?#21462;?据考证根际的营养﹜湿?#21462;?#27687;化还原条件等都比根 外土壤适合相应的固氮微生物的生长和固氮作用﹝ 外土壤适合相应的固氮微生物的生长和固氮作用﹝ 联合固氮作用与农业生产中氮素的补充关系密?#23567;?联合固氮作用与农业生产中氮素的补充关系密?#23567;?br />
    第三节 硫素循环
    硫素循环包括ㄩ 硫素循环包括ㄩ 同化作用ㄩ氧化作用﹜还原作用﹜矿化作用﹝ 同化作用ㄩ氧化作用﹜还原作用﹜矿化作用﹝ 土壤中的SO 在厌氧条件下?#25442;?#21407;为S 土壤中的SO42ㄜ在厌氧条件下?#25442;?#21407;为S和H2Sㄗ反 硫化作用ㄘㄛ自然界中的S H2S经微生物氧化 ㄘㄛ自然界中的 经微生物氧化ㄗ 硫化作用ㄘㄛ自然界中的S和H2S经微生物氧化ㄗ硫 化作用ㄘ转变为SO 被植物和微生物所利用ㄛ 化作用ㄘ转变为SO42ㄜ 后ㄛ被植物和微生物所利用ㄛ 再被动物利用转变为有机硫ㄗ硫的同化作用ㄘ 再被动物利用转变为有机硫ㄗ硫的同化作用ㄘ ﹝ 动植物和微生物尸体中的含硫蛋白质被微生物分解 有机硫分解作用ㄘㄛ ㄘㄛ以 H2S的形式释放的自然 ㄗ有机硫分解作用ㄘㄛ以S和H2S的形式释放的自然 界中ㄛ完成硫素的循环过程﹝ 界中ㄛ完成硫素的循环过程﹝

    一﹜含硫有机物质的分解ㄩ 含硫有机物质的分解ㄩ

    含硫

    含硫有机物分解产生的H2Sㄛ 含硫有机物分解产生的H2Sㄛ在土壤内积累较多 H2S 时对植物根系有害﹝ 时对植物根系有害﹝但它可以进一步氧化成硫酸 作为植物的养分被吸收﹝ 盐ㄛ作为植物的养分被吸收﹝构成了硫素的生物 循环﹝ 循环﹝

    二﹜硫化作用和反硫化作用
    ㄗ一ㄘ硫化作用ㄩ 硫化作用ㄩ 1﹜定义ㄩ含硫有机化合物分解中所生成的硫化氢以 定义ㄩ 及土壤中的单质硫或者硫的不完全氧化物在微生物 的作用下进行氧化ㄛ最后生成硫酸或者硫酸盐ㄛ 的作用下进行氧化ㄛ最后生成硫酸或者硫酸盐ㄛ这 一过程称为硫化作用﹝ 一过程称为硫化作用﹝

    2﹜微生物ㄩ 微生物 在自然界中能产生硫化作用的微生物有三 个类?#28023;?个类?#28023;?包括ㄩ 包括ㄩ A:硫化细菌 主要种类有ㄩ氧化硫硫 主要种类有ㄩ A:硫化细菌 杆菌˙排硫杆菌˙氧化亚铁硫杆菌˙脱氮 杆菌˙排硫杆菌˙氧化亚铁硫杆菌˙ 硫杆菌﹝ 硫杆菌﹝ B:丝状硫细菌 B:丝状硫细菌 以贝氏硫细菌为代表 C:光和硫细菌 C:光和硫细菌 包括绿硫细菌和紫硫细 菌﹝

    ㄗ二ㄘ反硫化作用?#28023;?#30827;酸盐的还原作用ㄘ 反硫化作用?#28023;?#30827;酸盐的还原作用ㄘ ?#28023;?#30827;酸盐的还原作用
    1﹜定义 在厌气条件下ㄛ土壤中的硫酸?#20301;?#20854;它氧化 定义ㄩ在厌气条件下 定义 在厌气条件下ㄛ 态的硫化物ㄛ 态的硫化物ㄛ由于微生物的还原作用而转化为硫化氢 或单质硫的过程ㄛ称为〞〞﹝ 或单质硫的过程ㄛ称为 2﹜微生物ㄩ参与反硫化作用的微生物是硫酸?#20301;?#21407;菌ㄛ ﹜微生物ㄩ参与反硫化作用的微生物是硫酸?#20301;?#21407;菌ㄛ 主要是脱硫弧菌属和脱硫肠杆菌属中的一些种﹝ 主要是脱硫弧菌属和脱硫肠杆菌属中的一些种﹝ 3﹜与农业的关系ㄩ与反硝化作用的脱氮作用相似ㄛ反 与农业的关系ㄩ与反硝化作用的脱氮作用相似ㄛ 硫化作用的脱硫也会对植物及其他微生物带来不利的影 在有机质含量很高的水田或施用大量有机肥的旱田ㄛ 响ㄛ在有机质含量很高的水田或施用大量有机肥的旱田ㄛ 由于通气不良和有机质的大量分解ㄛ 由于通气不良和有机质的大量分解ㄛ会造成缺氧的环境 条件ㄛ反硫化细菌生长很旺盛ㄛ 条件ㄛ反硫化细菌生长很旺盛ㄛ使土壤中的硫酸?#20301;?#21407; H2Sㄛ再加上ㄛ有机物质分解所产生的H2S H2Sㄛ 成H2Sㄛ再加上ㄛ有机物质分解所产生的H2Sㄛ也不能被 氧化ㄛ会造成H2S积累过多ㄛ毒害作物根系ㄛ H2S积累过多 氧化ㄛ会造成H2S积累过多ㄛ毒害作物根系ㄛ往往会出 现烂根现象﹝ 现烂根现象﹝

    第四节ㄩ 第四节ㄩ磷素和其他矿质元素的循环
    一﹜含磷有机物质的分解ㄩ 含磷有机物质的分解ㄩ 含磷的有机物质主要有核酸﹜磷脂﹝ 含磷的有机物质主要有核酸﹜磷脂﹝ ㄘ﹜分解过程 分解过程ㄩ ㄗ一ㄘ﹜分解过程ㄩ 核酸分解ㄩ 1﹜核酸分解ㄩ核酸是各种生物细胞中普遍存在 的含磷大分子物质ㄛ是核苷酸的聚合物﹝ 的含磷大分子物质ㄛ是核苷酸的聚合物﹝核酸 的微生物分解过程如下ㄩ 的微生物分解过程如下ㄩ

    2﹜磷脂分解ㄩ 磷脂分解ㄩ
    磷脂存在于细胞原生质中ㄛ在微生物磷脂酶作用下ㄛ 磷脂存在于细胞原生质中ㄛ在微生物磷脂酶作用下ㄛ 水解成甘油﹜脂肪酸﹜磷酸﹜胆碱﹝胆碱可进一步分 水解成甘油﹜脂肪酸﹜磷酸﹜胆碱﹝ 解成氨﹜CO2﹜和有机酸或醇类﹝ 解成氨﹜CO2﹜和有机酸或醇类﹝

    一﹜含磷有机物质的分解ㄩ 含磷有机物质的分解ㄩ

    ㄗ二ㄘ﹜微生物ㄩ ㄘ﹜微生物ㄩ 微生物 土壤中分解有机磷化物的微生物种类很 多ㄛ它们将有机磷化物分解成植物可吸收 的磷酸盐﹝ 的磷酸盐﹝不同的微生物分别作用于不同 有机磷化物的水解过程﹝例如ㄛ 有机磷化物的水解过程﹝例如ㄛ常见的有 蜡质芽孢杆菌ㄛ 蜡质芽孢杆菌ㄛ多粘芽孢杆菌等是分解卵 磷脂的主要细菌ㄛ 磷脂的主要细菌ㄛ其中以蜡质芽孢杆菌的 数量最多ㄛ作用最强﹝解磷大芽孢杆菌﹜ 数量最多ㄛ作用最强﹝解磷大芽孢杆菌﹜ 极毛杆菌能分解核酸和卵磷脂﹝ 极毛杆菌能分解核酸和卵磷脂﹝

    二﹜无机磷化物的转化ㄩ 无机磷化物的转化ㄩ
    土壤中的磷化物主要有两类ㄩ 土壤中的磷化物主要有两类ㄩ
    1﹜简单的磷酸盐类包括ㄩCa3(PO4)2 简单的磷酸盐类包括ㄩ 另一类ㄩ 2﹜另一类ㄩ磷灰石 Ca5(PO4)3 CaHPO4 Ca(H2PO4)2

    在第一类磷酸盐中以磷酸钙为主﹝ 在第一类磷酸盐中以磷酸钙为主﹝磷酸钙的溶解性受土壤中酸性 物质影响很大﹝微生物的代谢作用产生的有机酸﹜ 物质影响很大﹝微生物的代谢作用产生的有机酸﹜碳酸以及硝化 作用和硫化作用产生的硝酸和硫酸等均能加强磷酸钙的溶解性ㄛ 作用和硫化作用产生的硝酸和硫酸等均能加强磷酸钙的溶解性ㄛ 使不溶性的Ca3(PO4)2转化为可溶性的Ca(H2PO4)2 Ca3(PO4)2转化为可溶性的Ca(H2PO4)2从而提高了土 使不溶性的Ca3(PO4)2转化为可溶性的Ca(H2PO4)2从而提高了土 壤中可给性磷素的含量﹝ 壤中可给性磷素的含量﹝土壤中有些细菌或者真菌产酸能力特别 常见ㄛ假单胞均﹜无色杆菌﹜青霉﹜镰刀均﹜曲霉ㄘ例如ㄛ 强ㄗ常见ㄛ假单胞均﹜无色杆菌﹜青霉﹜镰刀均﹜曲霉ㄘ例如ㄛ 已经分离出的无色杆菌属的一个种能明显的溶解磷酸钙和磷矿粉﹝ 已经分离出的无色杆菌属的一个种能明显的溶解磷酸钙和磷矿粉﹝ 另外也有些微生物能够释放磷灰石中的含磷成分﹝例如ㄛ 磷灰石中的含磷成分 另外也有些微生物能够释放磷灰石中的含磷成分﹝例如ㄛ某 些硅酸盐细菌能分解正长石﹜磷灰石等ㄛ释放出磷素?#22270;?#32032;﹝ 些硅酸盐细菌能分解正长石﹜磷灰石等ㄛ释放出磷素?#22270;?#32032;﹝它 在分解磷灰石和长石?#20445;?#24418;成很厚的荚膜ㄛ 在分解磷灰石和长石?#20445;?#24418;成很厚的荚膜ㄛ并紧密包围磷灰石和 长石颗粒ㄛ形成大菌?#21644;Q?长石颗粒ㄛ形成大菌?#21644;Q?br />
    三﹜其它矿质元素的微生物转化 ㄗ一ㄘ铁的转化
    在土壤中铁的转化是高价铁和?#22270;?#38081;的相互转 在土壤中铁的转化是高价铁和?#22270;?#38081;的相互转 化﹝即Fe2+ Fe3+ .铁的氧化还原变化ㄛ?#29615;?铁的氧化还原变化ㄛ 面受环境的氧化还原电位影响ㄛ 面受环境的氧化还原电位影响ㄛ是非生物的化学作 电位值高时Fe2+ 用˙电位值高时Fe2+ Fe3+ ˙电位值很低时 另?#29615;?#38754;ㄛ在有氧情况下ㄛ Fe3+ Fe2+ ˙另?#29615;?#38754;ㄛ在有氧情况下ㄛ 有些微生物也可以氧化Fe2+ Fe2+为 有些微生物也可以氧化Fe2+为Fe3+ ㄛ 称为铁化 细菌﹝但是还没有发现将Fe3+还原为Fe2+的微生物﹝ 细菌﹝但是还没有发现将Fe3+还原为Fe2+的微生物﹝ Fe3+还原为Fe2+的微生物 铁细菌有丝状铁细菌和单细胞铁细菌﹝ 铁细菌有丝状铁细菌和单细胞铁细菌﹝

    ㄘ﹜锰的转化 ㄗ二ㄘ﹜锰的转化
    土壤中锰的转化是四价锰的氧化物MnO 土壤中锰的转化是四价锰的氧化物MnO2和二价锰离子 四价锰的氧化物 的氧化还原作用﹝ 不溶于水ㄛ植物不能利用ㄛ 的氧化还原作用﹝MnO2不溶于水ㄛ植物不能利用ㄛ水 溶性的Mn2ㄚ可以被利用ㄛMn2ㄚ可以被微生物氧化为 溶性的Mn 可以被利用ㄛ 沉淀﹝如铁细菌在氧化Fe 同时也氧化Mn MnO2沉淀﹝如铁细菌在氧化Fe2ㄚ同时也氧化Mn2ㄚㄛ形 沉淀﹝能氧化Mn 成MnO2沉淀﹝能氧化Mn2ㄚ的微生物有细菌中的产气杆 真菌中的芽孢霉ㄛ 菌ㄛ真菌中的芽孢霉ㄛ放线菌中的诺卡氏菌中的一些 种等等﹝相反土壤中的不溶性MnO 种等等﹝相反土壤中的不溶性MnO2也可由微生物的还 原作用转化为可溶性的Mn2ㄚ﹝ 原作用转化为可溶性的Mn 在富含有机质和排水不良的土壤中ㄛ由于MnO 在富含有机质和排水不良的土壤中ㄛ由于MnO2的 还原作用ㄛ提高了水溶性Mn 的含量ㄛ有?#20445;?还原作用ㄛ提高了水溶性Mn2ㄚ的含量ㄛ有?#20445;映n2ㄚ含 量过多?#20197;?#25104;毒害作用﹝ 量过多?#20197;?#25104;毒害作用﹝


    ?#33805;?#30456;关:
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