第三章、土壤生物及土壤有机质.doc

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1、第三章、土壤生物及土壤有機質第一節、土壤生物與土壤的關係一、土壤生物的種類1.大型生物土壤中大型生物如：齧齒類及食蟲動物、昆蟲類、木蝨、蟎、蝸蝓、蝸牛、蜘蛛、百足蟲、蚯蚓、千足蟲等。土壤中大型生物的活動對土壤的影響包括：(1)齧齒類常搗碎土塊，變成團粒狀，且搬運土塊。進而使土壤中有機質團結，且促進空氣流通及排水良好，但其害處在傷害農作物。(2)昆蟲類能搬運或消化土壤，常把地面植物及動物遺體物質帶入土中，對土壤有機質的移動與破壞有很大的影響，其作穴對土壤通氣亦有影響。此類動物繁殖力大，其遺體對土壤有機物生成頗有影響。(3)蚯

2、蚓及蝸牛為土壤中最重要的腹足動物，常以腐朽植物體為食物。蚯蚓常吃食土壤而再排泄出來，據估計每年每英畝有15噸之乾土穿過蚯蚓之體。土壤之穿過其體不僅是可作其食物之有機質部份，且有礦物成分，均受其體內消化酵素之作用，又能弄碎土粒，使有機質、氮素、交換性鈣及鎂、有效磷、pH、鹽基飽和度及陽離子交換能量，均有顯著增加，故可增進土壤肥力。土壤中的無機元素對動物的分布和數量亦有一定影響。由於石灰質土壤對蝸牛殼的形成很重要，所以在石灰質地區的蝸牛數量往往比其它地區多。2.土壤微生物(1)線蟲：分為雜食性、肉食性、寄生類等。(2)原生動物

3、：即單細胞動物，土壤中常見者有三種，變形蟲、纖毛蟲、鞭毛蟲等。原生動物之主要食物為有機物，故對有機物的分解頗有影響。而有一部份原生動物以細菌為食物，對於限制細菌之繁殖頗有影響。3.土壤植物土壤植物可分為：土壤藻類、土壤蕈類、土壤放射菌類、土壤細菌等四類。(1)土壤藻類可分為：綠藻、藍綠藻、黃綠藻、細藻等。藻類對土壤性質及植物生長可能的影響如下：·增加土壤有機質，因其能行光合作用製造有機質。·增進土壤通氣，因其行光合作用能放出氧氣。·已知有固氮能力之細菌和藻類（如藍綠藻）很多，稱為「固氮生物」，能吸收氮氣，進行固碳作用(ni

4、trogenfixation)。·能助長細菌及蕈類之分解有機質及合成有機質。(2)土壤蕈類可分為：黴菌、蕈菌、酵母菌等。·黴菌：為土壤菌類中最重要者，對酸鹼適應力甚強，由喜酸性環境，在強酸的土壤環境甚中為依靠其對有機質的分解。·蕈類：廣見於森林土壤中，對有機質亦有分解功能。·酵母菌：腐植質中較多，對有機質的分解能力較弱。(2)土壤細菌類：可分為自營性細菌(autotrophicbacteria)與異營性細菌(heterotrophicbacteria)兩種。·自營性細菌：係利用無機鹽類的氧化作用攝取所需能量。·異營性細菌：

5、係以有機質為其營養料，有可分為好氣性(Aerobic)與嫌氣性(Anaerobic)兩種，前者分解速率較後者快約10倍；後者對Fe+3的還原成Fe+2（以奪取氧化鐵中的氧氣，並產生土壤斑紋顏色的變化），扮演著重要的角色。(3)土壤放射菌類：其在土壤中最大的作用為分解有機質，適於鹼性環境中繁殖，酸性環境中作用力較差，此外放射菌具有強力的分解有機物能力。二、土壤微生物對土壤及高等植物的影響1.有機質之分解與降解作用降解作用主要是將大分子量的有機質，特別是腐植質，分化成較小分子量的有機質，有利於後續的分解作用的進行。有機質經分解

6、後，其中之N,P,S,K,Ca,Mg等植物營養元素都釋放出來成為無機態，可供植物利用。(1)好氣性（或稱喜氣性）微生物分解有機物過程：作用於土壤表層或排水良好時，氧氣提供充分，土中微生物對有機質分解速度甚快。其分解速率約為嫌氣性環境的十數倍（圖3-1）。(2)嫌氣性（或稱厭氣性）微生物分解有機物過程：作用於土壤底層或排水不良，造成缺氧時，嫌氣性微生物的作用仍須消耗土壤中的氧氣，使氧化還原電位降低，將土壤層塑造成還原環境，使土層的有機質發生還原分解，釋放出氧氣供給微生物分解所需（圖3-2）。2.微生物之合成作用土壤中許多有機

7、化合物，經微生物吸收分解後，在與微生物體內組織合成新的有機質，合成的有機質即成為腐植質的一部份。此項作用對腐植質的形成關係至為重要。（郭魁士，1997：115-116）3.固氮作用、硝化作用與脫氮作用土壤中有一部份微生物，如異營性的固氮細菌等，能吸收空氣中之游離氮氣，透過化學能轉化成自由氮原子（N2®2N），稱為「固氮作用」。自由氮與氫氣合成氨氣（2N＋3H2®2NH3）或胺類有機質（有機質─NH2），稱為「胺化作用」，兩個過程合併是廣義的「固氮作用」。含氮有機質分解過程又轉化成無機含氮化合物（如尿素和尿酸），這個過程是一

8、種放熱反應，對土壤生物及作物均有益處。（參：孫儒泳主編，1995：302）「硝化作用」(nitrification)係指「由氨氧或胺類轉化成硝酸的作用」（第一步亞硝酸鹽化：NH4＋®NO2－；第二步硝酸鹽化：NO2＋®NO3－），硝化細菌為嚴格的好氣性細菌，故盛行於排水與通氣良好的土壤。硝酸在土壤中如遇