土壤微生物课件.ppt

1、土壤微生物提纲土壤生境特征土壤生境特征土壤微生物的来源、种类、分布及其卫生土壤微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义学意义土壤微生物的检测与卫生标准土壤微生物的检测与卫生标准土壤微生物污染的预防土壤微生物污染的预防土壤生境特征土壤生境特征第一节第一节 土壤：土壤：是由地壳表面的岩石经过长期风化是由地壳表面的岩石经过长期风化和生物学作用而形成的一层疏松物质。和生物学作用而形成的一层疏松物质。土壤生态系统：土壤生态系统：土壤和以土壤为基质的土壤和以土壤为基质的生生物种群物种群紧密的联系在一起，构成一个有机紧密的联系在一起，构成一个有机整体，称为整体，称为土壤生态系统土壤生态系统。微生物微生物动动

2、物物植植 物物土壤的形成土壤的形成 土壤是岩石圈顶部经过土壤是岩石圈顶部经过漫长的漫长的物理风化物理风化，化化学风化学风化和和生物风化生物风化作作用的产物。用的产物。巍巍高山化作松软土柱巍巍高山化作松软土柱 物理风化物理风化是将地表整块岩石物理分解成大量小碎屑是将地表整块岩石物理分解成大量小碎屑的过程；的过程； 化学风化化学风化则改变了岩石的化学组成和矿物面貌，其则改变了岩石的化学组成和矿物面貌，其中地表（地下）水和大气中氧、二氧化碳的作用最中地表（地下）水和大气中氧、二氧化碳的作用最为重要，使造岩矿物分解，形成以粘土矿物为主的为重要，使造岩矿物分解，形成以粘土矿物为主的松散物质，即通常所说的

3、风化壳。松散物质，即通常所说的风化壳。 生物生物在土壤形成过程中的意义更为关键。在土壤形成过程中的意义更为关键。生物的风生物的风化作用是通过化作用是通过生物新陈代谢生物新陈代谢和和生物死亡后生物降解生物死亡后生物降解作用作用实现的。生物腐烂形成腐殖质，增加了实现的。生物腐烂形成腐殖质，增加了N N、P P、K K和碳水化合物等养分，使风化壳最终形成土壤。和碳水化合物等养分，使风化壳最终形成土壤。土壤圈土壤圈 土壤圈是大气圈、水圈、生物圈、岩石圈相土壤圈是大气圈、水圈、生物圈、岩石圈相互作用的产物。互作用的产物。 土壤物质来源于这些圈层，以三种状态土壤物质来源于这些圈层，以三种状态-固态、液态和

4、气态存在着固态、液态和气态存在着固体部分包括有机物（来源于生物圈）和无机固体部分包括有机物（来源于生物圈）和无机矿物（来源于岩石圈）矿物（来源于岩石圈）液体部分即土壤溶液（水圈的组成部分）液体部分即土壤溶液（水圈的组成部分）气体既包括大气中的气体，还包括土壤生物化气体既包括大气中的气体，还包括土壤生物化学反应释放出的气体（最终进入大气圈）。学反应释放出的气体（最终进入大气圈）。土壤分为土壤分为无机土壤无机土壤(矿质土）矿质土）和和有机土壤有机土壤(有机质土）有机质土），无机土壤在整个陆地面积中占，无机土壤在整个陆地面积中占绝大部分，可耕地主要是无机土壤，因此我们绝大部分，可耕地主要是无机土壤，

5、因此我们主要研究无机土壤环境对微生物的影响。无机主要研究无机土壤环境对微生物的影响。无机土壤包含土壤包含矿物质，有机质，水矿物质，有机质，水和和空气空气，具有微，具有微生物所需要的一切营养物质和微生物进行生长生物所需要的一切营养物质和微生物进行生长繁殖及生命活动所需要的各种环境条件，是微繁殖及生命活动所需要的各种环境条件，是微生物生活的良好环境，有天然培养基之称。生物生活的良好环境，有天然培养基之称。一、土壤的组成土壤的固相：土壤的固相：矿物质和有机质等固体物质矿物质和有机质等固体物质土壤的液相：土壤的液相：土壤水分及其水溶物土壤水分及其水溶物土壤气相：土壤气相：土壤空气中的气体土壤空气中的气

6、体（一）土壤固相（一）土壤固相1 1、颗粒状矿物质：、颗粒状矿物质：占土壤质量的占土壤质量的95%95%以上，是土壤的基本骨架以上，是土壤的基本骨架土壤矿物质不断风化，为微生物提供营养，包土壤矿物质不断风化，为微生物提供营养，包括硫、磷、钾、铁、镁、钙等常量元素以及硼、括硫、磷、钾、铁、镁、钙等常量元素以及硼、钼、锌、锰等微量元素。钼、锌、锰等微量元素。土壤中的无机成分来自岩石风化的产物，土壤中的无机成分来自岩石风化的产物，其组成由地壳岩石组成所决定，构成土其组成由地壳岩石组成所决定，构成土壤的主要元素含量百分比与其在地壳中壤的主要元素含量百分比与其在地壳中相类似。相类似。地壳和土壤中主要物质

7、的含量地壳和土壤中主要物质的含量成分成分地壳组成地壳组成(%)土壤组成（）土壤组成（）SiO261.2864.17Al2O315.3412.86Fe2O36.296.58CaO4.961.17MgO3.900.91K2O3.060.95Na2O3.440.58P2O30.290.11TiO20.781.252 2、有机物质：主要存在与土壤表层，为微生、有机物质：主要存在与土壤表层，为微生物生长提供营养（碳、氮）和能量物生长提供营养（碳、氮）和能量新鲜有机质：动植物残体，包括高等植物的脱落新鲜有机质：动植物残体，包括高等植物的脱落细胞、根的分泌物、微生物尸体和有机质肥料细胞、根的分泌物、微生物尸

8、体和有机质肥料腐殖质：腐殖质：提高土壤肥力、改善土壤物理性状提高土壤肥力、改善土壤物理性状是土壤有机质的是土壤有机质的主要组成部分主要组成部分有机物在土壤微生物的作用下分解成为简单的有机物在土壤微生物的作用下分解成为简单的化合物的同时，又重新合成的复杂的高分子化化合物的同时，又重新合成的复杂的高分子化合物。合物。有机物的有机化有机物的有机化$是一种黑色胶体物质，具有较强吸附性和保水是一种黑色胶体物质，具有较强吸附性和保水性能；性能；$其基本成分是纤维素、木质素、淀粉、糖类、其基本成分是纤维素、木质素、淀粉、糖类、油脂、蛋白质等。在这些成分里，包含有大量油脂、蛋白质等。在这些成分里，包含有大量的

9、碳、氢、氧、氮、硫、磷和少量的铁、镁等的碳、氢、氧、氮、硫、磷和少量的铁、镁等元素。元素。是植物和微生物的营养来源。是植物和微生物的营养来源。（二）土壤的水分（二）土壤的水分(soil water) 指土壤空隙中的水分，主要来源于地面的雨雪水和灌溉水，指土壤空隙中的水分，主要来源于地面的雨雪水和灌溉水，是微生物进行物质交换的重要介质是微生物进行物质交换的重要介质 水分含量各地区差别很大、特别是表层土，往往取决于当水分含量各地区差别很大、特别是表层土，往往取决于当地的地的降水量降水量和和自然蒸发量自然蒸发量，以及，以及植物覆盖植物覆盖、土壤性质土壤性质。 土壤水实际上是一种溶液，水中溶解着可溶性

10、的有机物及土壤水实际上是一种溶液，水中溶解着可溶性的有机物及大量无机盐。大量无机盐。 在土壤颗粒与土壤溶液之间，以及土壤溶液和植物及微生在土壤颗粒与土壤溶液之间，以及土壤溶液和植物及微生物细胞之间，不断进行营养物质的交换。物细胞之间，不断进行营养物质的交换。（三）土壤空气（三）土壤空气(soil air)主要来自于大气，其次为土壤中生物化学过程所主要来自于大气，其次为土壤中生物化学过程所产生的气体。产生的气体。上层与大气相近似，深层土壤空气中氧气逐渐减上层与大气相近似，深层土壤空气中氧气逐渐减少，二氧化碳增加。少，二氧化碳增加。土壤空气中还含有氨、甲烷、氢、一氧化碳、硫土壤空气中还含有氨、甲烷

11、、氢、一氧化碳、硫化氢等有害气体。化氢等有害气体。空气成分受土壤空气成分受土壤污染污染程度、土壤程度、土壤生物化学作用生物化学作用和和与与大气交换大气交换等影响。等影响。三、土壤的空气土壤空气是土壤中需氧微生物的氧气来源，土壤空气是土壤中需氧微生物的氧气来源，空气的多少影响土壤氧化还原反应的条件，空气的多少影响土壤氧化还原反应的条件，决定土壤中微生物的类群。决定土壤中微生物的类群。团粒结构较好的土壤团粒结构较好的土壤需氧微生物需氧微生物潮湿的黏土潮湿的黏土厌氧微生物厌氧微生物二、土壤的物理学特征二、土壤的物理学特征天然土壤自上而下可分为覆盖层、淋溶层、天然土壤自上而下可分为覆盖层、淋溶层、淀积

12、层、母质层和风化层。土壤的这种垂淀积层、母质层和风化层。土壤的这种垂直分层特征称为直分层特征称为土壤的发生剖面土壤的发生剖面。从建筑开挖基坑看到的土壤断面1 1、我国土壤粒级标准、我国土壤粒级标准（soil particle classification) 颗粒名称颗粒名称 颗粒粒径（颗粒粒径（mm）石块石块 10石砾石砾 粗砾粗砾 103 细砾细砾 31砂粒砂粒 粗砂粒粗砂粒 10.25 细砂粒细砂粒 0.250.05粉粒粉粒 粗粉粒粗粉粒 0.050.01 细粉粒细粉粒 0.010.005粘粒粘粒 粗粘粒粗粘粒 0.0050.001 细粘粒细粘粒 0.0012、土壤质地分类土壤中各粒级所占

13、的相对比例或重量百分土壤中各粒级所占的相对比例或重量百分数，称土壤质地（数，称土壤质地（ soil texture soil texture ）。）。3、土壤的孔隙度、土壤的孔隙度（soil porosity）单位容积土壤中空隙容积所占的百分率称为土壤单位容积土壤中空隙容积所占的百分率称为土壤孔隙度（孔隙度（soil porosity）.土壤容水量土壤容水量：一定容积的土壤中含有水分的量。一定容积的土壤中含有水分的量。土壤渗水性土壤渗水性：指水分渗透过土壤的能力。指水分渗透过土壤的能力。土壤的毛细管作用土壤的毛细管作用：土壤中的水分沿着空隙上升土壤中的水分沿着空隙上升的作用。的作用。三、土壤的

14、化学特征1 1、土壤的吸附性（、土壤的吸附性（soil adsorptionsoil adsorption）：）：主要是土壤胶体和土壤微生物；主要是土壤胶体和土壤微生物；土壤胶体是指土壤中颗粒直径小于土壤胶体是指土壤中颗粒直径小于1m1m、具有、具有胶体性质的微粒。一般土壤中的胶体性质的微粒。一般土壤中的粘土粘土矿物质和矿物质和腐殖质腐殖质都具有胶体性质。都具有胶体性质。2 2、土壤的酸碱性：、土壤的酸碱性：我国土壤我国土壤pHpH大多数在大多数在4.54.58.58.5之间，并由南向北呈递增的趋势；之间，并由南向北呈递增的趋势；H H+ + ：COCO2 2溶于水形成的碳酸、有机物分解产生的

15、溶于水形成的碳酸、有机物分解产生的有机酸和少量的无机酸、有机酸和少量的无机酸、AlAl3+3+水解、水解、酸雨酸雨OHOH- - ：土壤溶液中的碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙：土壤溶液中的碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙以及胶体表面交换性的以及胶体表面交换性的NaNa+ +水解水解不同酸碱度土壤中存在的微生物类群不同不同酸碱度土壤中存在的微生物类群不同偏酸性土壤偏酸性土壤真菌真菌偏碱性土壤偏碱性土壤放线菌放线菌中性土壤中性土壤细菌细菌3 3、土壤的氧化还原性：、土壤的氧化还原性：绝大多数是在土壤绝大多数是在土壤微生物的参与下进行的。微生物的参与下进行的。氧化剂：氧气、氧化剂：氧气、NONO3 3- -和高价

16、的金属离子和高价的金属离子( (如如FeFe3+3+、MnMn4+4+) )还原剂：有机质和低价金属离子还原剂：有机质和低价金属离子土壤中的植物根系和土壤微生物土壤中的植物根系和土壤微生物-氧化还原反氧化还原反应的重要参与者应的重要参与者土壤微生物的来源、种类、分布及其卫生学意义第二节第二节一、土壤微生物的来源“土著土著”微生物种群：微生物种群：对物质的分解、代谢、转对物质的分解、代谢、转化起着极为重要的作用，是化学元素参与生物地化起着极为重要的作用，是化学元素参与生物地球化学物质循环的重要推动者。球化学物质循环的重要推动者。外来微生物种群：外来微生物种群：几乎不参与土壤生态学上重要几乎不参与

17、土壤生态学上重要的物质转化作用。的物质转化作用。二、土壤微生物的种类包括包括细菌细菌、放线菌、真菌放线菌、真菌、藻类和病毒，还有原藻类和病毒，还有原生动物。生动物。绝大部分微生物对人是有益的绝大部分微生物对人是有益的有的能分解动植物尸体和排泄物为简单的化合物，供有的能分解动植物尸体和排泄物为简单的化合物，供植物吸收；植物吸收；有的有固氮作用，使土壤肥沃，有利于植物生长；有的有固氮作用，使土壤肥沃，有利于植物生长；有的能产生各种抗生素，如链霉菌；有的能产生各种抗生素，如链霉菌；也有一部分土壤微生物是动植物的病原体。也有一部分土壤微生物是动植物的病原体。土壤中的细菌形态（革兰氏染色，光学显微镜观察

18、，菌体放大1000倍）地衣芽孢杆菌蓟黄单胞菌北城假单胞菌泛酸支芽孢杆菌嗜半乳糖芽孢杆菌博得特氏菌土壤中的微生物根据其对能源和营养的要土壤中的微生物根据其对能源和营养的要求不同可分为四种营养类型求不同可分为四种营养类型光能自养型、光能异养型、化能自养型和化能光能自养型、光能异养型、化能自养型和化能异养型异养型大多微生物属异养型微生物大多微生物属异养型微生物根据对氧的需要程度不同，可分为根据对氧的需要程度不同，可分为专性厌氧、兼性厌氧、微需氧和专性需氧等专性厌氧、兼性厌氧、微需氧和专性需氧等土壤中多数细菌属需氧和兼性厌氧，在氧气充土壤中多数细菌属需氧和兼性厌氧，在氧气充足和缺氧的条件下均能生活足和

19、缺氧的条件下均能生活.真菌属需氧型微真菌属需氧型微生物，因此土壤深层或潮湿的黏土中真菌数量生物，因此土壤深层或潮湿的黏土中真菌数量少。少。1 1、土壤中的细菌、土壤中的细菌土著细菌土著细菌是土壤中真正的常驻者，如氨是土壤中真正的常驻者，如氨化细菌、硝化细菌、固氮细菌、纤维素分化细菌、硝化细菌、固氮细菌、纤维素分解菌等，异养型，无芽胞、嗜中温解菌等，异养型，无芽胞、嗜中温外来细菌外来细菌人畜粪便、动物尸体、医院废人畜粪便、动物尸体、医院废弃物等污染土壤带入的。如沙门菌、志贺弃物等污染土壤带入的。如沙门菌、志贺菌、霍乱弧菌、大肠杆菌菌、霍乱弧菌、大肠杆菌O157：H7、炭、炭疽梭菌、破伤风梭菌、肉

20、毒梭菌等疽梭菌、破伤风梭菌、肉毒梭菌等2 2、土壤中的放线菌、土壤中的放线菌肥沃土壤中数目较大肥沃土壤中数目较大异养菌、噬中温异养菌、噬中温常见的有链霉菌属、诺卡菌属、小单孢菌常见的有链霉菌属、诺卡菌属、小单孢菌属和放线菌属。属和放线菌属。3 3、土壤中真菌、土壤中真菌主要生活在近地面的土层中，异养型、需氧、中主要生活在近地面的土层中，异养型、需氧、中温性生长温性生长真菌是分解有机物质非常活跃的一类微生物，如真菌是分解有机物质非常活跃的一类微生物，如腐生真菌参与难降解植物残体组分的分解，如纤腐生真菌参与难降解植物残体组分的分解，如纤维素、半纤维素、木质素等。霉菌可促进土壤腐维素、半纤维素、木质

21、素等。霉菌可促进土壤腐殖质的形成殖质的形成土壤中常见的真菌：曲霉属、青霉属、木霉属等土壤中常见的真菌：曲霉属、青霉属、木霉属等4 4、土壤中的其他微生物、土壤中的其他微生物藻类：藻类：行光合作用，利用土壤中的无机质合成其行光合作用，利用土壤中的无机质合成其生长需要的有机质生长需要的有机质原生动物：原生动物：鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫，利用有机鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫，利用有机质。在物质转化和调节其他微生物数量方面起重质。在物质转化和调节其他微生物数量方面起重要作用。要作用。病毒（噬菌体）：病毒（噬菌体）：裂解相应的细菌、放线菌及真裂解相应的细菌、放线菌及真菌等，对某些农作物具有潜在影响。肠道病毒可菌

22、等，对某些农作物具有潜在影响。肠道病毒可吸附在土壤的颗粒上，能存活很长时间并保持其吸附在土壤的颗粒上，能存活很长时间并保持其感染性。感染性。三、土壤微生物的分布土壤表面，微生物不易生存土壤表面，微生物不易生存地表地表530cm的土层中微生物数量最多的土层中微生物数量最多深层土壤微生物随土壤深度增加而减少深层土壤微生物随土壤深度增加而减少土壤愈肥沃，微生物愈多土壤愈肥沃，微生物愈多三三 土壤微生物的分布土壤微生物的分布l1.1.地理分布地理分布: :土质不同，微生物数量差异很土质不同，微生物数量差异很大，土壤愈肥沃，微生物愈多。大，土壤愈肥沃，微生物愈多。如每克肥沃的土壤含菌量可达几亿到几十亿如

23、每克肥沃的土壤含菌量可达几亿到几十亿个，而荒地及沙漠地带的细菌数目则仅含个，而荒地及沙漠地带的细菌数目则仅含1010余万个。余万个。 l2.2.垂直分布：垂直分布： 在土壤中垂直分布也是不均一的在土壤中垂直分布也是不均一的，一般一般表土层表土层微生物数量最多，随着层次加深，微生物数量微生物数量最多，随着层次加深，微生物数量减少减少，土壤表面由于日光照射，水分缺乏，细，土壤表面由于日光照射，水分缺乏，细菌易于死亡，因此，含菌不多。在菌易于死亡，因此，含菌不多。在530cm深深的土壤含量最多。至的土壤含量最多。至l00200cm深时细菌开深时细菌开始减少，在始减少，在45m深处仅有少量细菌。其原因

24、深处仅有少量细菌。其原因是深层土壤温度低，氧气缺乏并且缺少微生物是深层土壤温度低，氧气缺乏并且缺少微生物可以利用的有机物质。可以利用的有机物质。l3.3.季节分布季节分布一般春季到来，气温升高，植物生长发育，根分一般春季到来，气温升高，植物生长发育，根分泌物增加，微生物数量迅速上升；泌物增加，微生物数量迅速上升；到盛夏时，气候炎热、干旱，微生物数量下降；到盛夏时，气候炎热、干旱，微生物数量下降；秋天雨水多，且为收获季节，植物残体大量进入秋天雨水多，且为收获季节，植物残体大量进入土壤，微生物数量又急剧上升；土壤，微生物数量又急剧上升；冬季气温低，微生物数量明显减少。冬季气温低，微生物数量明显减少

25、。春、秋两季出现微生物数量的两个高峰春、秋两季出现微生物数量的两个高峰。四、土壤微生物的作用四、土壤微生物的作用 在土壤这个生态系统中，同时进行着化学元素在土壤这个生态系统中，同时进行着化学元素的有机质化的有机质化( (生物合成作用生物合成作用) )和有机质的无机质和有机质的无机质化（分解作用）。绿色植物是化学元素有机质化（分解作用）。绿色植物是化学元素有机质化的主要推动者，而化的主要推动者，而微生物是有机质分解的主微生物是有机质分解的主要推动者要推动者。土壤中动植物残体和其他有机物，。土壤中动植物残体和其他有机物，主要是在微生物参与下达到无机化和腐殖化。主要是在微生物参与下达到无机化和腐殖化

26、。（一）土壤微生物在物质循环中的作用1、氮循环、氮循环氮素的同化作用：氮素的同化作用：绿色植物和微生物在它们的绿色植物和微生物在它们的生命活动中，吸取氨态氮和硝酸盐形成的无机生命活动中，吸取氨态氮和硝酸盐形成的无机氮，组成生物细胞原生质的组分氮，组成生物细胞原生质的组分(蛋白质、核蛋白质、核酸等酸等)，使无机态氮同化为有机态氮，这一过，使无机态氮同化为有机态氮，这一过程为氮素的同化。程为氮素的同化。氮素的矿化作用（氨化作用）氮素的矿化作用（氨化作用）土壤中动植物残体中的有机氮化物被微生物分解土壤中动植物残体中的有机氮化物被微生物分解产生氨的生化过程，叫作氨化作用。产生氨的生化过程，叫作氨化作用

27、。大部分土壤细菌、真菌、放线菌都能分解蛋白质大部分土壤细菌、真菌、放线菌都能分解蛋白质和其含氮衍生物，但分解速度是各不相同的。和其含氮衍生物，但分解速度是各不相同的。分解蛋白质能力较强的细菌有假单胞菌属、芽孢分解蛋白质能力较强的细菌有假单胞菌属、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、沙雷菌属等。真菌有杆菌属、梭状芽孢杆菌属、沙雷菌属等。真菌有交链孢霉属、曲霉属、毛霉属、青霉属、根霉属交链孢霉属、曲霉属、毛霉属、青霉属、根霉属及木霉属等。及木霉属等。还原还原水解水解氮素的硝化作用氮素的硝化作用有机氮化物在矿化作用中产生的氨，经过硝化细有机氮化物在矿化作用中产生的氨，经过硝化细菌的作用，氧化成硝酸盐，称为硝

28、化作用。菌的作用，氧化成硝酸盐，称为硝化作用。 2NH23O2 2HNO22H2O热量热量 2HNO2O2 2HNO3热量热量亚硝酸细菌亚硝酸细菌硝酸细菌硝酸细菌反硝化作用：反硝化作用：在土壤通气不良的情况下，硝在土壤通气不良的情况下，硝酸盐在反硝化细菌的作用下，还原成氨气和酸盐在反硝化细菌的作用下，还原成氨气和氮，这一过程叫反硝化作用。氮，这一过程叫反硝化作用。固氮作用：固氮作用：分子态氮在生物体内还原为氨的分子态氮在生物体内还原为氨的过程，称为生物固氮作用。过程，称为生物固氮作用。自生固氮菌属自生固氮菌属根瘤菌：与豆科植物共生根瘤菌：与豆科植物共生碳循环 来自空气中的二氧化碳被初级生产者来

29、自空气中的二氧化碳被初级生产者(植物和藻类植物和藻类)吸收，吸收，经过光合作用，转化为体内的碳水化合物经过光合作用，转化为体内的碳水化合物. 动物以植物为食，经过食物链的传递，成为动物体内的碳动物以植物为食，经过食物链的传递，成为动物体内的碳水化合物。水化合物。 植物和动物把体内的一部分碳经过呼吸作用转化为二氧化植物和动物把体内的一部分碳经过呼吸作用转化为二氧化碳，释放入大气中；把摄入的另一部分碳构成机体或在机碳，释放入大气中；把摄入的另一部分碳构成机体或在机体内贮存。体内贮存。 动植物死后动植物死后,遗体中的有机碳，通过微生物的分解作用转化遗体中的有机碳，通过微生物的分解作用转化为二氧化碳徘

30、入大气。为二氧化碳徘入大气。硫循环土壤硫的来源：母质、灌溉水、大气沉降、土壤硫的来源：母质、灌溉水、大气沉降、施肥。施肥。含量：一般含量：一般0.01-0.05%。土壤硫的形态：无机硫和有机硫。前者包土壤硫的形态：无机硫和有机硫。前者包括：难溶态硫、水溶性硫、吸附态硫；后括：难溶态硫、水溶性硫、吸附态硫；后者主要存在于动植物残体及腐殖质中。者主要存在于动植物残体及腐殖质中。含硫有机物的分解含硫有机物的分解 植物残体中的硫，主要存在于蛋白质植物残体中的硫，主要存在于蛋白质中，能分解含硫有机物的土壤微生物很多，中，能分解含硫有机物的土壤微生物很多，一般能分解含氮有机物的氨化细菌，都能一般能分解含氮

31、有机物的氨化细菌，都能分解有机硫化物，产生硫化氢，其反应如分解有机硫化物，产生硫化氢，其反应如下：下：蛋白质蛋白质 硫氨基酸硫氨基酸 H H2 2S S还原型的无机硫化物被硫化细菌氧化成还原型的无机硫化物被硫化细菌氧化成硫酸的过程，称硫化作用。其反应如下：硫酸的过程，称硫化作用。其反应如下：2H2H2 2S SO O2 2 2H2H2 2O O2S2S2S2S3O3O2 22H2H2 2O O 2 2H H2 2SOSO4 4 硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用，形成硫酸盐，硫酸盐是植基物质作用，形成硫酸盐，硫酸盐是植物可吸收的养分。物可吸收的养分。土壤中硫

32、素的循环可以分为四个方面的作用：土壤中硫素的循环可以分为四个方面的作用：大分子有机硫化物分解为较小的分子，并进一步释放出大分子有机硫化物分解为较小的分子，并进一步释放出硫化氢和硫醇；硫化氢和硫醇；硫化氢、硫代硫酸盐以及元素硫等氧化形成硫酸；硫化氢、硫代硫酸盐以及元素硫等氧化形成硫酸；植物和微生物吸收硫酸根离子，同化为细胞中的有机硫植物和微生物吸收硫酸根离子，同化为细胞中的有机硫化物；化物；硫酸还原为无机硫化物，如硫化氢。硫酸还原为无机硫化物，如硫化氢。磷循环土壤中的磷有三种状态土壤中的磷有三种状态有机磷化合物，是土壤中磷存在的重要形式，有机磷化合物，是土壤中磷存在的重要形式，约占土壤磷含量的约

33、占土壤磷含量的25一一60；不溶性磷酸盐；不溶性磷酸盐；可溶性磷酸盐。可溶性磷酸盐。只有可溶性磷酸盐能被植物吸收利用。只有可溶性磷酸盐能被植物吸收利用。磷在自然界主要通过三个途径进行循环磷在自然界主要通过三个途径进行循环1 1、有机磷的矿化作用：、有机磷的矿化作用：有机磷化合物在微生物作用下有机磷化合物在微生物作用下转化分解，释放出其中的磷酸部分，并以无机磷酸盐状转化分解，释放出其中的磷酸部分，并以无机磷酸盐状态存在于环境中为植物所吸收利用。态存在于环境中为植物所吸收利用。2 2、磷的有效化、磷的有效化( (可溶化作用可溶化作用) )：土壤中的不溶性磷酸盐土壤中的不溶性磷酸盐可通过微生物生命活

34、动过程中产生的酸类物质逐渐溶解，可通过微生物生命活动过程中产生的酸类物质逐渐溶解，转化为水溶性的磷酸盐类转化为水溶性的磷酸盐类3 3、磷的同化作用：、磷的同化作用：土壤中的无机磷化物通过生物细胞土壤中的无机磷化物通过生物细胞转变为有机磷，成为细胞的组成成分转变为有机磷，成为细胞的组成成分（二）土壤微生物与有机物降解土壤自净作用：土壤自净作用：土壤受污染之后，由于物理、化土壤受污染之后，由于物理、化学和生物学等因素的作用，使一些病原体死亡，学和生物学等因素的作用，使一些病原体死亡，一些有机污染物被分解成植物能利用的无机盐和一些有机污染物被分解成植物能利用的无机盐和腐殖质，从而降低了土壤环境的污染

35、程度，称为腐殖质，从而降低了土壤环境的污染程度，称为土壤的自净作用。土壤的自净作用。生物净化为最主要的净化途径之一。生物净化为最主要的净化途径之一。土壤微生物的作用主要是对有机污染物进土壤微生物的作用主要是对有机污染物进行行降解和转化降解和转化降解是指微生物将复杂的物质氧化分解为简单降解是指微生物将复杂的物质氧化分解为简单的小分子过程。（使底物分子碳链断裂，碳原的小分子过程。（使底物分子碳链断裂，碳原子数减少，并产生能量）子数减少，并产生能量）转化指将化学物分子转变为另一种形式的过程。转化指将化学物分子转变为另一种形式的过程。（主要是分解作用）（主要是分解作用）有机污染物质，根据微生物对它们的

36、可降解性，有机污染物质，根据微生物对它们的可降解性，可分为三种类型可分为三种类型1、可生物降解的物质：、可生物降解的物质：主要来源于人和动物的排泄物、主要来源于人和动物的排泄物、动植物残体。这些物质经过土壤中各类异养型微生物动植物残体。这些物质经过土壤中各类异养型微生物所产生的酶，被分解成糖、氨基酸、甘油、脂肪酸等所产生的酶，被分解成糖、氨基酸、甘油、脂肪酸等简单的有机物，最终分解为二氧化碳、水和氨等。简单的有机物，最终分解为二氧化碳、水和氨等。2、难生物降解的物质：、难生物降解的物质：如纤维素、农药等如纤维素、农药等,微生物对微生物对这些物质的降解需要较长时间。这些物质的降解需要较长时间。3

37、、不可生物降解的物质：、不可生物降解的物质：如塑料如塑料五、土壤中病原微生物及其危害由各种原因导致的土壤中致病菌、病毒、寄生虫由各种原因导致的土壤中致病菌、病毒、寄生虫卵等病原微生物增多称为土壤生物性污染。卵等病原微生物增多称为土壤生物性污染。未经彻底无害化处理的人畜粪便和污泥用于施肥；未经彻底无害化处理的人畜粪便和污泥用于施肥；未经处理的生活污水、医院污水和含病原体的工业废未经处理的生活污水、医院污水和含病原体的工业废水进行农用灌溉；水进行农用灌溉；病畜尸体处理不当；病畜尸体处理不当；野生动物携带病原体，其排泄物和死亡后的尸体也可野生动物携带病原体，其排泄物和死亡后的尸体也可污染土壤。污染土

38、壤。土壤中的细菌土壤中的细菌土著细菌，异养菌、嗜中温型随动植物尸体进入土壤的腐物寄生菌随动植物尸体或排泄物进入土壤的致病菌破伤风杆菌肉毒杆菌产气荚膜杆菌伤寒杆菌霍乱弧菌炭疽杆菌结核杆菌（一）土壤中的病原微生物1、引起细菌性肠道传染病的病原体、引起细菌性肠道传染病的病原体沙门菌、志贺菌、霍乱弧菌和致病性大肠杆菌沙门菌、志贺菌、霍乱弧菌和致病性大肠杆菌沙门菌在潮湿的冬季条件下，能在污水灌溉的土壤沙门菌在潮湿的冬季条件下，能在污水灌溉的土壤内存活约内存活约70d，而在干燥的夏季则存活约，而在干燥的夏季则存活约35d；志贺菌在土壤中可存活志贺菌在土壤中可存活13个月；个月；霍乱弧菌在土壤中可存活霍乱弧

39、菌在土壤中可存活1430d，最长的约，最长的约60d2 2、肠道病毒、肠道病毒主要来自人的排泄物和生活污水的污染。主要来自人的排泄物和生活污水的污染。病毒进入土壤后就吸附在土壤的颗粒上，能够存活相病毒进入土壤后就吸附在土壤的颗粒上，能够存活相当长时间并保持其感染性。当长时间并保持其感染性。7070以上的污泥样品和以上的污泥样品和1111左右的用污水灌溉的土壤左右的用污水灌溉的土壤样品含有肠道病毒。样品含有肠道病毒。主要的病毒有：脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、埃可主要的病毒有：脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、埃可病毒和肝炎病毒等。病毒和肝炎病毒等。肠道病毒在土壤中不同条件下，可存活肠道病毒在土壤中不同

40、条件下，可存活2525170d170d；长期存在于土壤中的病毒可能在蔬菜生长和成熟过程长期存在于土壤中的病毒可能在蔬菜生长和成熟过程中进入蔬菜和作物。中进入蔬菜和作物。3、肠寄生虫：、肠寄生虫：蛔虫卵在土壤中能存活蛔虫卵在土壤中能存活7年之久年之久4、破伤风梭菌：、破伤风梭菌：形成芽孢，在土壤中可存活几形成芽孢，在土壤中可存活几年以上年以上5、气性坏疽病原体：、气性坏疽病原体：产气荚膜梭菌、诺维梭菌、产气荚膜梭菌、诺维梭菌、败毒梭菌等，形成芽孢败毒梭菌等，形成芽孢6、肉毒梭菌：、肉毒梭菌： 形成芽抱后长期存在于土壤之中形成芽抱后长期存在于土壤之中7、炭疽杆菌：、炭疽杆菌：形成芽孢，在土壤中甚至

41、可存活形成芽孢，在土壤中甚至可存活30年以上。年以上。8、布氏杆菌：、布氏杆菌：在土壤中可存活在土壤中可存活180天。天。9、钩端螺旋体、钩端螺旋体10、霉菌：、霉菌：在在42土壤样品中可找到皮肤病霉菌；土壤样品中可找到皮肤病霉菌；其他还有白色念珠菌、新型隐球菌、曲霉菌等其他还有白色念珠菌、新型隐球菌、曲霉菌等。土壤中的产毒霉菌污染粮食作物后，可发生人、土壤中的产毒霉菌污染粮食作物后，可发生人、畜的真菌毒素中毒症。畜的真菌毒素中毒症。（二）病原微生物污染土壤的途径和危害1 1、人、人- -土壤土壤- -人方式人方式2 2、动物、动物- -土壤土壤- -人方式人方式3 3、土壤、土壤- -人方式

42、人方式人体排出的病原体直接或人体排出的病原体直接或经施肥与污水灌溉等污染经施肥与污水灌溉等污染土壤，在污染的土壤上种土壤，在污染的土壤上种植蔬菜瓜果，人与污染的植蔬菜瓜果，人与污染的土壤直接接触或生吃此类土壤直接接触或生吃此类蔬菜瓜果就可患肠道传染蔬菜瓜果就可患肠道传染病或寄生虫病。如痢疾杆病或寄生虫病。如痢疾杆菌、伤寒杆菌、肠道病毒、菌、伤寒杆菌、肠道病毒、蛔虫卵等蛔虫卵等自然土壤中存在有致自然土壤中存在有致病菌，人接触土壤而病菌，人接触土壤而感染。如破伤风、肉感染。如破伤风、肉毒中毒、原发性阿米毒中毒、原发性阿米巴脑膜脑炎巴脑膜脑炎含有病原体的动物含有病原体的动物粪便污染土壤后，粪便污染土

43、壤后，病原体通过皮肤或病原体通过皮肤或粘膜进入人体而得粘膜进入人体而得病。如钩端螺旋体病。如钩端螺旋体病、炭疽病病、炭疽病炭疽病 炭疽热是一种由炭疽热杆菌引发的急性传染病，它主要炭疽热是一种由炭疽热杆菌引发的急性传染病，它主要发生在野生或家养的低等脊椎动物身上，例如牛、羊、发生在野生或家养的低等脊椎动物身上，例如牛、羊、骆驼和羚羊等反刍动物。人类感染炭疽热的概率很低，骆驼和羚羊等反刍动物。人类感染炭疽热的概率很低，只有只有 10000:110000:1。容易感染的人群主要是那些有机会接触。容易感染的人群主要是那些有机会接触因炭疽热致死的动物尸体及其制品的人，例如牧场工人、因炭疽热致死的动物尸体

44、及其制品的人，例如牧场工人、屠宰场工人、制革工人和剪羊毛工等。屠宰场工人、制革工人和剪羊毛工等。 炭疽热杆菌的特点是可以形成胞孢子结构，这种保护性炭疽热杆菌的特点是可以形成胞孢子结构，这种保护性的孢囊可以使这种细菌具备在自然界长期生存的能力。的孢囊可以使这种细菌具备在自然界长期生存的能力。在那些掩埋由炭疽热而死亡的牲畜的地域，这种孢子仍在那些掩埋由炭疽热而死亡的牲畜的地域，这种孢子仍然可以存活数十年。一旦炭疽热杆菌孢子进入生物体内，然可以存活数十年。一旦炭疽热杆菌孢子进入生物体内，炭疽热杆菌就会开始增生扩散并产生生物毒素，被感染炭疽热杆菌就会开始增生扩散并产生生物毒素，被感染的生物将产生呕吐等

45、症状直至死亡。的生物将产生呕吐等症状直至死亡。炭疽病1 1、通过被切开或磨损的皮肤进入生物体内、通过被切开或磨损的皮肤进入生物体内 （这种传播形式（这种传播形式占炭疽热感染数量的占炭疽热感染数量的95%95%）。感染初期生物体将出现有痒）。感染初期生物体将出现有痒感的肿块，痒的程度要超过一般的蚊虫叮咬，随后将发感的肿块，痒的程度要超过一般的蚊虫叮咬，随后将发展成展成1 - 31 - 3厘米的无痛感皮肤溃疡，溃疡的中央将形成炭厘米的无痛感皮肤溃疡，溃疡的中央将形成炭疽热感染所特有的黑色腐肉。如果不采取治疗措施，这疽热感染所特有的黑色腐肉。如果不采取治疗措施，这种形式的感染的死亡率为种形式的感染的

46、死亡率为 20%20%。v 皮肤炭疽皮肤炭疽炭疽病2 2、食用被炭疽热杆菌感染的未煮熟的肉类。初期的症状是、食用被炭疽热杆菌感染的未煮熟的肉类。初期的症状是恶心、呕吐、剧烈的腹痛和腹泻，随后将产生血液中毒恶心、呕吐、剧烈的腹痛和腹泻，随后将产生血液中毒和休克。肠道炭疽热感染的死亡率为和休克。肠道炭疽热感染的死亡率为 25 -60%25 -60%。v 肠炭疽肠炭疽3 3、通过空气传播。初期的症状和感冒类似，在数天后将发通过空气传播。初期的症状和感冒类似，在数天后将发展成呼吸道障碍和休克，直至长期昏迷。通常情况下，展成呼吸道障碍和休克，直至长期昏迷。通常情况下，呼吸道炭疽热感染是致命的。呼吸道炭疽

47、热感染是致命的。v 肺炭疽肺炭疽土壤微生物的检测与卫生标准土壤微生物的检测与卫生标准第三节第三节一、土壤微生物的检测一、土壤微生物的检测目的目的样品采集样品采集样品的稀释样品的稀释检验项目与检验方法检验项目与检验方法一、土壤卫生微生物检测目的：测定土壤污染的性质和污染程度，目的：测定土壤污染的性质和污染程度，为改善环境卫生，规划城区建设提供卫生为改善环境卫生，规划城区建设提供卫生学依据。学依据。特点：土壤固相流动性小，所以外来污染特点：土壤固相流动性小，所以外来污染物一旦进入土壤，其移动较慢，混合不均物一旦进入土壤，其移动较慢，混合不均匀且主要集中于排放地带。匀且主要集中于排放地带。（一）样品

48、采集（一）样品采集根据检测目的选择有代表性的采样地点，根据检测目的选择有代表性的采样地点， 随机多点取样随机多点取样取样点应分布均匀，每点取样量应大致相等取样点应分布均匀，每点取样量应大致相等先除去地表枯枝落叶，用已灭菌的刀或铲去除先除去地表枯枝落叶，用已灭菌的刀或铲去除1cm1cm的土壤表层，再用烧灼过的勺或铲取土样约的土壤表层，再用烧灼过的勺或铲取土样约200200300g300g，装于灭菌容器中，表明采样地点、，装于灭菌容器中，表明采样地点、深度、日期。深度、日期。采样后因为改变了原来的自然条件，可能引起某采样后因为改变了原来的自然条件，可能引起某些微生物的消长，应尽快检验些微生物的消长

49、，应尽快检验（二）样品的稀释（二）样品的稀释将土样置于灭菌乳钵内研磨均匀，称取将土样置于灭菌乳钵内研磨均匀，称取50g，加，加入盛有入盛有450ml灭菌水的广口瓶中，充分振荡均匀，灭菌水的广口瓶中，充分振荡均匀，静置静置510min，取上清液做为原液，取原液，取上清液做为原液，取原液10ml，加入盛有加入盛有90ml灭菌水中，制成灭菌水中，制成10-1稀释液，然后稀释液，然后做做10倍递增稀释，根据污染情况，采取适当的几倍递增稀释，根据污染情况，采取适当的几个稀释度，进行检验。个稀释度，进行检验。（三）检验项目与检验方法（三）检验项目与检验方法菌落总数的测定：菌落总数的测定：只能大致估计土壤污

50、染只能大致估计土壤污染的程度，但不能说明其污染来源。的程度，但不能说明其污染来源。大肠菌群的检验大肠菌群的检验用来评价土壤是否被人或温血动物的粪便污染，用来评价土壤是否被人或温血动物的粪便污染，并提示有无被肠道病原体污染的可能并提示有无被肠道病原体污染的可能培养温度为培养温度为3737时为总大肠菌群数时为总大肠菌群数培养温度为培养温度为44.544.5时为粪大肠菌群数时为粪大肠菌群数大肠菌群值是指能检出一个大肠菌群的细大肠菌群值是指能检出一个大肠菌群的细菌所需的最少土样量，以菌所需的最少土样量，以g表示。表示。 1000大肠菌群值大肠菌群值= 大肠菌群数大肠菌群数大肠菌群值越大，表示土壤越干净