8农业微生物学河南农业大学.ppt
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1、第八章 微生物生态,生态学则定义为研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。,微生物生态学则是研究微生物与周围生物和非生物环境之间的相互关系及其在自然环境中的作用和环境因素对微生物的影响。,第一节 微生物在自然界的分布,第二节 微生物与生物环境间的关系,第八章 微生物生态,第三节 微生物与自然界物质循环,一、土壤中的微生物,第一节 微生物在自然界的分布,微生物种类繁多。它们在自然界的分布非常广泛,土壤、水、空气、动植物体中均有它们的踪影,在一些极端环境中也发现有大量微生物生存。,二、水圈中的微生物,三、大气中的微生物,四、极端环境微生物,五、动物体内的微生物,六、植物体中的微生物
2、,一、土壤中的微生物,第一节 微生物在自然界的分布,土壤是自然界最丰富的微生物库。,(一)土壤中微生物的分布,聚集在表土层和耕作层,以微菌落的形式分布在土壤颗粒和有机质表面以及植物根际。,细菌: 特点:是土壤微生物中数量最大、种类最多、功能多样的类群。生物量可超过全部土壤微生物总量的1/4。土壤细菌以异养型为主和无芽孢细菌占优势。 土壤中常见的细菌属: 不动杆菌(Acinetobacter)、土壤杆菌(Agrobacterium)、产碱杆菌(Alcaligenes)、节杆菌(Arthrobacter)、芽孢杆菌(Bacillus)、短杆菌(Brevibacterium)、梭状芽孢杆菌(Clos
3、tridium)、棒杆菌(Corynebacterium)、黄杆菌(Flavobacterium)、微球菌(Micrococcus)、分枝杆菌(Mycobacterium)、假单胞菌(Pseudomonas)、葡萄球菌(Staphylcoccus)黄单胞菌(Xanthomonas),柄杆菌(Caulobacter)、纤维单胞菌(Cellulomonas)等,(二)土壤中微生物的群落,放线菌:占土壤细菌群体的1033%。 链霉菌属(Streptomyces)和诺卡氏菌属 (Nocardia)在土壤放线菌中所占的比例最大; 其次是小单胞菌属(Micromonospora)和放线菌属(Actinom
4、yces)等。,放线菌对干燥条件抗性比较大,并能在沙漠土壤中生存,它们比较适合在碱性或中性条件下生长,对酸性条件较敏感。放线菌的生长使土壤带有特殊的土腥气味。,(二)土壤中微生物的群落,真菌:数量约为103105个/克土,但其生物量却是最大的,尤其是在通气良好的酸性土壤中。 真菌在土壤物质循环中起着重要作用,它们中的许多类群能分解纤维素、木质素等难分解的有机物质。土壤真菌可以游离的状态存在或与植物形成共生关系,丝状真菌主要存在于表土层的枯枝落叶中。 在土壤中常见的真菌主要是半知菌,如:曲霉属、青霉属和木霉属等,但也可以找到大量的子囊菌和担子菌。各种酵母菌,如假丝酵母、红酵母和隐球酵母等也能从土
5、壤中分离到。,(二)土壤中微生物的群落,澡类和原生动物: 光能自养的蓝细菌主要分布在表土层中,酸性土壤中较少,中性到微碱性土壤中较多。蓝细菌中,有些如念珠藻在自然生境中既能固定氮气,又能通过光合作用合成有机物。土壤中还生活有大量的藻类。 原生动物多存在于有机质和微生物丰富的表层土壤中,它们是土壤细菌和藻类的捕食者,对土壤微生物尤其是细菌的数量和种类起着重要的平衡和调控作用。,(二)土壤中微生物的群落,细菌病毒 在土壤中分布广泛,但数量不是很多,如果其宿主细菌数目增加,那么相应的病毒数目也增加。,(二)土壤中微生物的群落,(三)根际微生物,1、根际和根际微生物 在植物根系影响下的独特土壤环境范围
6、称为根际,通常围绕根2mm以内的范围。在植物根际生活的微生物称根际微生物。,2、根际效应和根土比(R/S),根际内的细菌最多,但种类较少;植物生长后期,真菌数量渐增。,分泌物、脱落物作为营养和能量来源; 根分泌的酶促进物质转化; 根呼吸放出的CO2H2CO3,促进难溶物的溶解; 根的穿插改善通气、水分状况; 根际温度略高; 微生物区系受到选择。,3、根系对微生物的作用,(三)根际微生物,4、根际微生物对植物的影响,有益方面: (1)改善植物的营养状况; (2)微生物分泌的生长调节物质和生长因子; (3)产生拮抗物质抑制病原微生物生长; (4)产生铁载体,抑制不产铁载体的有害微生物生长。,(三)
7、根际微生物,有害方面: (1)争夺营养; (2)加富病原菌; (3)分泌有毒物质。,4、根际微生物对植物的影响,(三)根际微生物,二、水圈中的微生物,清水中微生物:以自养微生物为主,少量异养微生物。,水的清洁度,(一)淡水中的微生物,腐败水中的微生物:大量腐生、异养微生物及原生动物。,浅水区:光合及好氧微生物居多。 深水区:厌氧微生物占多数。 湖底区:只有厌氧微生物。,水的深浅,二、水圈中的微生物,(一)淡水中的微生物,(二)海水中的微生物,三、大气中的微生物,大气的特点:无营养、干燥、流动性强、光照强,故无固定微生物 微生物的存在状态:吸附于尘埃、水滴、脱落物上,但孢子无须吸附,空气是微生物
8、传播的重要介质:传播距离与风力成正比,与空气湿度成反比。,陆地海洋 城市农村 近地高空,空气微生物的种类和数量:,三、大气中的微生物,四、极端环境微生物,极端环境,高温 低温 高酸 高碱 高盐 高毒 高渗透压 高压 干旱 高辐射强度,五、动物体内的微生物,六、植物体中的微生物,玉米穗上的Fusarium,玉米上的Aspergillus flavus,桔子上的Penicillum,(一)植物表面微生物与植物病害,(二)植物体内的细菌,豆科植物(如大豆等)根瘤内的根瘤菌,桤木及根瘤(含Frankia),(二)植物体内的细菌,珊瑚状根瘤 (含蓝细菌),(二)植物体内的细菌,苏铁,蓝细菌与蕨类植物红萍
9、的共生,(二)植物体内的细菌,(三)植物体内的真菌,菌根:真菌与植物形成的共生体。,真菌的菌丝在根表面交织成鞘套状结构(称菌套),内层菌丝将外皮层细胞包起来形成哈蒂氏网。,真菌的菌丝体主要存在于根的皮层细胞间和细胞内,共生的植物仍保留有根毛。最常的为丛枝菌根(AM)。,VA菌根,哈蒂氏网,外生菌根,黑松的菌根,根及外生菌根横切图,菌丝体,外生菌根与植物的相互作用,外生菌根菌植物: 提供植物营养及生长刺激物质; 防御林木根部病害。 植物菌根菌: 提供良好的生态环境和有机养料。,泡囊,丛枝,VA菌根(泡囊-丛枝菌根),根毛,VA菌根对植物的主要作用: 增加根圈的范围,扩大吸收营养的范围; 提高植物
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