微生物在土壤物质循环中的作用讲解ppt课件.ppt

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1、微生物在土壤物质循环中的作用焦如珍中国林科院林业研究所微生物在土壤物质循环中的作用物质循环――生物地球化学循环，它是物质在生物和非生物之间反复交换和运转的过程。土壤的物质循环可归结为两个基本过程:无机物质的有机质化：主要是生物的合成作用。（这种生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）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CO2、H2O、H2S、H2等合成有机分子。转化为生物有机体。有机物质的无机质化：所有动物、植物和微生物的有机残物以及它们的排泄物、分泌物最终都会回归到土壤或其他自然环境中，并且逐步分解为无机物，这个过程主要是依靠有

2、机营养型微生物分解作用。最后形成各种无机化合物如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：固氮篮细菌和地衣是最早寄居于岩石的分化壳上的生物，它们积累氮素和有机物质，并为植物的存在创造了条件。在水域中，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，而自养和异养的微生物又是浮游生物的饵料，浮游生物又被无脊椎动物吞食。1、是生物食物链的初级生产者2、有机物的降解者异养细菌和真菌通过不同的代谢途径将动植物残体、分泌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。

3、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，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，通过海底微生物的作用，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，微生物的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。光合细菌第一章碳素循环一、碳素循环的途径植物和微生物通过光合作用固定CO2成为有机碳化合物，获得生长，同时通过呼吸作用获得能量释放出CO2。动物以植物和微生物为食物，并通过呼吸作用释放CO2,动物死后，通过微生物的作用，转变为有机碳化物，并进一步转变为CO2，从而完成碳素循环。由图

4、中可以看出，微生物不仅参与了CO2的固定，也参与了CO2的再生。二、含碳有机物质的分解1、分解淀粉的微生物淀粉是一种广泛存在并容易被分解的含碳有机物质，能分解淀粉的微生物种类很多，其中包括细菌、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）。（一）淀粉的分解2、分解淀粉的方式土壤中各种微生物分解淀粉通过两种基本方式：（1）在磷酸化酶的作用下，将淀粉中的葡萄糖分子一个个分解下来，这种方式可能是微生物分解利用淀粉的普遍方式。（2）在淀粉酶的作用下，将淀粉首先水解成糊精，再由糊精水解

5、成麦芽糖，麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解成葡萄糖（用短式表示）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（1）好气性纤维素分解细菌：食纤维菌属、生孢食纤维菌属、纤维单胞菌属、等的一些种，是有机质腐败过程中常见的纤维素分解菌。（2）厌气性纤维分解菌：主要是芽孢梭菌属的一些种（奥氏芽孢梭菌），有些是水田土壤中分解纤维素的主要种类，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。（嗜热纤维芽孢梭菌，溶解梭菌）（3）其它纤维素分解微生物：①许多放线菌种类能够分解纤维素如链霉菌属的一些种和小单孢菌属的一些种。②许多真菌

6、对纤维素具有很强的分解能力，主要有木霉、廉刀霉、青霉、曲霉等属的一些种，另外担子菌也是一类很强的纤维素分解菌，在酸性土壤以及木材腐朽中，纤维素分解主要是真菌的作用。2、微生物分解纤维素的生化机制①纤维素的水解形成水解产物葡萄糖纤维素纤维二糖葡萄糖纤维素酶纤维二糖酶②水解产物——葡萄糖的进一步转化A:好气性转化：好气性的纤维素分解细菌可以将水解产物葡萄糖彻底氧化分解，产生二氧化碳与水，因此没有任何中间产物的积累。B:厌气性转化：在厌气条件下，厌气性纤维分解细菌水解纤维素产生葡萄糖以后，吸收进细胞内进行丁酸类型发酵，产生多种发酵产物和气体。如乙酸、丁酸、乙醇、CO2和H2等。（三

7、）、果胶物质的分解1、果胶物质的分解过程：果胶和多缩戊糖的水解产物，被果胶分解微生物吸收后用作碳源和能源。在好气条件下全部被氧化成二氧化碳和水，在厌气条件下，则进行丁酸发酵，产生丁酸、乙酸等有机酸类和醇类以及二氧化碳和氢气。2、分解果胶物质的微生物：（1）好气性细菌有：许多芽孢杆菌，如枯草杆菌、多粘芽孢杆菌,浸软芽孢杆菌等，也有些无芽孢杆菌如软腐欧氏杆菌等。（2）厌气性细菌：如，蚀果胶梭菌和费新尼亚浸麻梭菌。（3）真菌：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，它们活跃在草堆和林