微生物在土壤物质循环中的作用概要.ppt

1、硝酸还原作用有两种表现; （1）硝酸还原为氨：在硝酸还原酶的作用下，经过一系列的加氢和脱水过程，将硝酸还原成了氨。 （2）硝酸还原为氮气：在另一还原酶体系的作用下，经过一系列的加氢和脱水过程将硝酸还原成了氮气。 （二）、反硝化作用的过程及生理意义： 2、以上两种表现具有不同的生理意义 （1）种表现是合成性的硝酸还原作用。也就是说绝大多数微生物以及植物、都能吸收硝酸盐，通过硝酸还原酶的作用，将硝酸还原为氨，进一步合成氨基酸，蛋白质和其他含氮成分。由此可见，它是氮素营养的转化，一般不造成氮素损失。 （2）种表现是脱氮作用：是反硝化细菌的生理群（都是兼厌气性的）在好气性条件下以O2为电子最终受体，进行有氧呼吸，获得能量、进行生长。在缺氧时，进行厌气性呼吸作用，以NO3- 为最终电子受体，使还原成为氮气，散入大气中。脱氮硫杆菌氧化H2S获得能量还原CO2，有O2时以O2为电子受体，无O2 以HNO3为电子受体。 (三)、反硝化细菌 反硝化细菌有，有机营养型和无机营养型两类，有机营养型的种类很多，包括多种假单胞菌和其他无芽孢细菌和芽孢杆菌，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。它是通过氧化硫磺取得能量，还原CO2合成有机物质，在好气条件下以O2为最终电子受体，在厌气条件下以硝酸为最终电子受体，还原硝酸为N2。 （四）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，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，由于土壤（落干和淹水）水气变化频繁，经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，到厌气条件时，硝态氮又被反硝化细菌还原为氮气而逸失掉。据测定，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，水气动态也会引起类似的变化，但是由于通气条件较强，脱氮不像水田那样严重。 五、生物固氮作用 定义：大气中的分子态的氮，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——。 意义：生物固氮作用是土壤氮素来源和原始来源之一。据估计全球每年生物固氮作用固定的氮约达17500万吨，其中耕地土壤约有4400万吨，超过了每年施入土壤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。在农业生产中如何发挥生物固氮作用的潜力，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，还可以大量节约化肥开支以及使用化肥带来的生态问题。 固氮微生物： 现已经发现具有固氮作用的微生物都是原核生物，包括某些细菌、放线菌和篮细菌，不同类型的固氮微生物生活和固氮方式不同，可分为自生固氮、共生固氮和根际联合固氮等。 （一）、自生固氮作用： 1、定义： 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，它们同其它生物没有特异关系，这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： 自生固氮微生物种类较多，它们分布在细菌、篮细菌的不同科、属、和生理群中，有好气的、厌气的、兼厌气的、和光合固氮细菌。 自生固氮微生物的固氮效率比较低。 （二）共生固氮作用： 某些固氮微生物同其它生物密切地生活在一起，成为共生关系，并且由固氮微生物进行固氮作用，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————。 它的固氮效率比较高，每消耗1g葡萄糖可以固定280mg氮。 1、定义： 共生固氮体现： A:根瘤共生体： 豆科植物＋根瘤菌 非豆科植物＋弗氏菌（放线菌） B: 红萍共生体 红萍＋鱼腥藻 C:地衣共生他： 真菌＋篮细菌 D:根乃拉草共生体： 根乃拉草＋篮细菌 E:裸子植物共生体： 苏铁＋篮细菌 在各类共生关系中，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。根瘤的形成和功能的4个主要阶段为：根毛的感染、根瘤的发生、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。 （三）、根际联合固氮作用： 有些固氮微生物在植物根际生活时，比在根外土壤单独生活时固氮作用要强得多，这是由于根际的特殊环境条件造成的，这种固氮作用既不同于共生固氮、也不同于自生固氮作用，因它不形成根瘤一样的特殊结构，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，称之为根际联合固氮作用。 定义： 据考证根际的营养、湿度、氧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。联合固氮作用与农业生产中氮素的补充关系密切。 第三章：磷素和其他矿质元素的循环 一、含磷有机物质的分解： 含磷的有机物质主要有核酸、磷脂。 （一）、分解过程： 1、核酸分解：核酸是各种生物细胞中普遍存在的含磷大分子物质，是