土壤原生動(dòng)物的生物作用

土壤原生動(dòng)物的生物作用

土壤原生動(dòng)物是生活在土壤表面和土壤中的重要?jiǎng)游?。這是除細(xì)菌和細(xì)菌以外的第三個(gè)土壤生物區(qū)系。你的營養(yǎng)類型可以從植物的商業(yè)鞭子到完整的動(dòng)物的養(yǎng)分類型，所以它們代表了生物界從植物到動(dòng)物的轉(zhuǎn)移類型。土壤中的原生動(dòng)物種類繁多，生物量巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在1克肥沃的土壤中，原生動(dòng)物可以達(dá)到100萬。在土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化以及微生物、植物和動(dòng)物的活力方面發(fā)揮著重要作用。植物生長調(diào)解劑可以用來促進(jìn)植物生長，昆蟲可以用來控制植物病原體或用作土壤變化的生物指標(biāo)。1培養(yǎng)細(xì)菌生長土壤提供給植物生長的營養(yǎng)與植物根系、土壤微生物及動(dòng)物之間的相互作用是密切相關(guān)的.植物根際是土壤微生物最重要的棲息地,原生動(dòng)物通過對(duì)微生物的捕食提高營養(yǎng)物質(zhì)的礦化.當(dāng)植物根尖生長時(shí),分泌有機(jī)C到周圍環(huán)境中,有利于細(xì)菌的生長,大量的細(xì)菌生長使有機(jī)N轉(zhuǎn)化為細(xì)菌體的N;隨后細(xì)菌被原生動(dòng)物捕食,原生動(dòng)物將攝食的細(xì)菌生物量中的N約1/3以NH4+的形式釋放并被植物根系吸收,能夠促進(jìn)復(fù)雜根系的生長,使根系更細(xì),且具有更多的分支,從而間接地促進(jìn)植物的生長.有研究者通過AM真菌和原生動(dòng)物對(duì)花生進(jìn)行雙接種,結(jié)果表明:雙接種比AM真菌單接種降低了AM真菌侵染率,增加了植株干物重,提高了氮、磷吸收量,最高可分別提高12.0%和87.7%,原生動(dòng)物的主要作用在于改善作物氮素營養(yǎng),而AM菌根主要作用在于改善作物磷素營養(yǎng),其協(xié)同作用促進(jìn)了植株的生長及營養(yǎng)狀況.2促進(jìn)肉足蟲感染的主要原因由于原生動(dòng)物可以選擇性地取食某些細(xì)菌和真菌,并分泌抑制細(xì)菌與真菌生長的次生產(chǎn)物,因而,可用于土生細(xì)菌與真菌引起的植物疾病的生物防治.實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)土壤原生動(dòng)物存在時(shí),馬鈴薯的生長保持正常,即使加入植物致病細(xì)菌(Bacillusaroideae)也不會(huì)影響它的生長,沒有原生動(dòng)物存在時(shí)馬鈴薯在幾天內(nèi)枯萎;巨型肉足蟲能夠消滅多種病原真菌以及非病原真菌的菌絲、孢子等,纖毛蟲可減少棉籽受立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani)的侵染;腎形蟲代謝產(chǎn)物可抑制大麗花輪枝孢(Verticilliumdahliae)病原菌,減少侵染率7%～11%,增加棉花產(chǎn)量30%,齒脊腎形蟲(Colpodasteinii)、僧帽腎形蟲(C.cucullus)或白色變形蟲(Amoebaalbida)可裂解其菌絲或使它的孢子、菌核不發(fā)芽;應(yīng)用快速生長的纖毛蟲(Grossglockneriaaluta)可使12種病原真菌很快地死亡或形成孢囊.3土壤原生物群落結(jié)構(gòu)的研究棲息在土壤中的原生動(dòng)物能對(duì)環(huán)境的細(xì)微變化作出反應(yīng),其敏感性比微生物更高,環(huán)境的變化會(huì)導(dǎo)致原生動(dòng)物群落組成和結(jié)構(gòu)迅速變化.研究土壤原生動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)、豐度及多樣性的動(dòng)態(tài),可為自然環(huán)境及受人類干擾導(dǎo)致的變化提供指示.3.1ph值、土壤類型與原生動(dòng)物土壤原生動(dòng)物的生命活動(dòng)受諸多生態(tài)因子影響,如水分含量、溫度、疏松度、氧氣條件、有機(jī)質(zhì)和污染物等.因此,可對(duì)生態(tài)因子變化和人類活動(dòng)影響做出響應(yīng),具有重要的指示價(jià)值.水分含量:土壤含水量與原生動(dòng)物的密度密切相關(guān).馮偉松等在對(duì)南極菲爾德斯半島地區(qū)的土壤原生動(dòng)物研究時(shí)發(fā)現(xiàn),土壤原生動(dòng)物的密度與土壤含水量呈正相關(guān).溫度:溫度影響原生動(dòng)物群落的組成和豐度.Opperman等研究了兩種溫度(5℃和23℃)下施用牛糞土壤中原生動(dòng)物區(qū)系的變化情況,結(jié)果表明,溫度升高,原生動(dòng)物的數(shù)量明顯增加,且群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,表現(xiàn)在溫度為5℃時(shí),鞭毛蟲為優(yōu)勢(shì)種,而23℃時(shí)變形蟲占優(yōu)勢(shì).pH值:多數(shù)原生動(dòng)物可以在相對(duì)較寬的pH值范圍內(nèi)生存,但最適pH值范圍較窄.寧應(yīng)之等對(duì)中國典型地帶土壤原生動(dòng)物的研究發(fā)現(xiàn),在一定的范圍內(nèi),pH值越高,土壤原生動(dòng)物豐度越大.pH值3.5～9.5是土壤原生動(dòng)物的生存范圍.不同土壤中的嗜菌性巨大肉足蟲在pH值為7.0時(shí)豐度最大,而在pH值小于4.0或大于8.5時(shí)生命活動(dòng)受到抑制.因此,可以通過研究土壤原生動(dòng)物的種類和豐度判斷土壤的酸堿性.腐殖質(zhì)類型:一些有殼變形蟲對(duì)區(qū)別腐殖質(zhì)類型也有特殊的用途.通常,有殼變形蟲的個(gè)體數(shù)量在其最適生境內(nèi)很高.土壤腐殖質(zhì)的微小不同也會(huì)使有殼變形蟲的種類及數(shù)量產(chǎn)生明顯區(qū)別.在粗腐殖質(zhì)中,有殼變形蟲的空殼降解更為緩慢,用有殼變形蟲的活體與空殼的比值,可區(qū)分細(xì)腐殖質(zhì)與粗腐殖質(zhì).氧氣:極端環(huán)境條件下的纖毛蟲屬特有種,如厭氧纖毛蟲,它們可作為土壤氧氣狀況的指示生物,在以傳統(tǒng)物理、化學(xué)方法很難監(jiān)測(cè)的周期性或偶然性氧損耗時(shí)更為有效.異毛蟲是最典型的厭氧土壤環(huán)境棲息類群,對(duì)缺氧環(huán)境有重要指示作用.CO2:原生動(dòng)物對(duì)環(huán)境中CO2濃度敏感,當(dāng)CO2濃度增加時(shí),土壤中鞭毛蟲的密度呈增加趨勢(shì),裸變形蟲的數(shù)量顯著降低.土壤母質(zhì)類型:由于土壤中腎形目的纖毛蟲很豐富(南極除外),在低有機(jī)質(zhì)周轉(zhuǎn)的土壤中Grossglocknerietalia種類豐富,在高有機(jī)質(zhì)周轉(zhuǎn)的土壤中Hypotrichietalia種類豐富,在鹽漬土中Pseudocohnilembetalia種類豐富.因此,可以根據(jù)土壤中腎形目的纖毛蟲的多少來判斷土壤母質(zhì)類型.人類對(duì)土壤的利用情況:通常,在其他條件不變的情況下,有機(jī)質(zhì)豐富的土壤中原生動(dòng)物群落的豐度高,草原施肥與灌溉可明顯地增加原生動(dòng)物數(shù)量與凈生產(chǎn)量;栽培作物的農(nóng)田比非栽培處理的原生動(dòng)物種類與數(shù)量更加豐富,有測(cè)定表明可高出2～3倍;Singh研究肥料對(duì)原生動(dòng)物影響時(shí)表明,變形蟲在廄肥農(nóng)田中最多,化肥次之,無肥區(qū)最少;Berger等研究了土壤緊實(shí)度對(duì)原生動(dòng)物的影響,表明緊實(shí)土壤減少了孔隙,降低了原生動(dòng)物(如有殼變形蟲)的豐度.3.2對(duì)農(nóng)田原生動(dòng)物的急性毒性效應(yīng)對(duì)農(nóng)藥的大量施用可導(dǎo)致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的敏感生物種類減少,耐污染的種類相對(duì)增多.土壤原生動(dòng)物是農(nóng)藥污染的敏感指示生物.早在1973年,Macrae等研究了殺蟲劑林丹(lindane)和DDT對(duì)土壤原生動(dòng)物的影響.他們發(fā)現(xiàn),5～50mg/L的林丹和DDT對(duì)土壤原生動(dòng)物都產(chǎn)生抑制效應(yīng).不同的是DDT的長期毒性作用比林丹更明顯.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,施用DDT的土壤3個(gè)月后對(duì)原生動(dòng)物的抑制效應(yīng)仍然明顯,而施用林丹的土壤2個(gè)月后抑制效應(yīng)消失.據(jù)報(bào)道,DDT可在原生動(dòng)物體內(nèi)累積幾十至上百倍.研究發(fā)現(xiàn)梨形四膜蟲(Tetrabymenapyriformis)能在一種殺昆蟲劑——高丙體六六六很大的濃度范圍(8～100mg/L)內(nèi)存活,但即使很低的濃度(2.5mg/L)也會(huì)導(dǎo)致纖毛蟲形狀改變,并能明顯抑制DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成.研究一種殺真菌劑——葑丙嗎啉對(duì)農(nóng)田土壤原生動(dòng)物的毒性效應(yīng),發(fā)現(xiàn)隨著土壤中葑丙嗎啉的濃度從0上升到60mg/L,50mg風(fēng)干土壤中鞭毛蟲的種類由開始時(shí)的12種到最后徹底消失.而裸肉足蟲和纖毛蟲在葑丙嗎啉60mg/L的濃度下仍能生存.因此認(rèn)為裸肉足蟲和纖毛蟲比鞭毛蟲對(duì)葑丙嗎啉有更高的耐受性.Foissner認(rèn)為對(duì)于土壤原生動(dòng)物而言,殺蟲劑比除草劑毒性更強(qiáng),被殺蟲劑嚴(yán)重破壞的土壤原生動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)至少在兩個(gè)月內(nèi)難以完全恢復(fù).在研究殺真菌劑代森錳鋅(manccozeb)和殺蟲劑林丹對(duì)云杉林土壤中活體微型動(dòng)物的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),即使在較高劑量下,代森錳鋅沒有明顯的急性或長期毒性效應(yīng),標(biāo)準(zhǔn)劑量的林丹對(duì)纖毛蟲產(chǎn)生急性毒性,其數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)在90天后明顯改變.在高劑量林丹土壤中,一些物種(如Colpodainflata,C.steinii和Pseudoplatyophryanana)90天后數(shù)量增加,而原有的優(yōu)勢(shì)種Avestinaludwigi已滅絕.纖毛蟲對(duì)殺蟲劑敏感,有殼變形蟲耐性更強(qiáng).實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),施加除莠劑森草凈后,肉足蟲的種類數(shù)及豐度均隨著施藥濃度的增大而下降,且豐度變化尤為劇烈;低施藥濃度下(0.001g/m2)鞭毛蟲及纖毛蟲的種數(shù)均有所增加;鞭毛蟲的豐度隨施藥濃度增大而急劇增大;除莠劑森草凈對(duì)土壤原生動(dòng)物群落有較大影響,在兩個(gè)月后依然有可能破壞土壤生態(tài)環(huán)境進(jìn)而影響土壤肥力及動(dòng)植物的生長.3.3污染對(duì)原生動(dòng)物的影響重金屬的累積不僅對(duì)土壤動(dòng)物產(chǎn)生毒害作用,而且可在食物鏈中富集,危害較大.重金屬污染可以導(dǎo)致土壤原生動(dòng)物群落組成、結(jié)構(gòu)和物種多樣性發(fā)生變化.實(shí)踐表明,用土壤原生動(dòng)物評(píng)價(jià)重金屬的毒性是可行的.理論上污染土壤與對(duì)照土壤中原生動(dòng)物種類、組成應(yīng)相似,但由于重金屬污染,導(dǎo)致群落中大量不耐污種類消亡,只留下少數(shù)耐污染的種類.對(duì)重金屬復(fù)合污染土壤及對(duì)照土壤中原生動(dòng)物的群落特征研究結(jié)果表明,原生動(dòng)物在對(duì)照土壤中分布有7綱、15目、27科、38屬,污染土壤中則分布有4綱、11目、16科、19屬,污染土壤中沒有發(fā)現(xiàn)肉足亞門的類群及纖毛門多膜綱的類群,污染導(dǎo)致原生動(dòng)物物種減少,群落多樣性下降,結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)簡單化和不穩(wěn)定化,群落演替呈次生演替趨勢(shì).跳側(cè)滴蟲(Pleuromonasjaculans)為污染土壤中的優(yōu)勢(shì)種類,對(duì)土壤環(huán)境受重金屬銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、汞(Hg)復(fù)合污染有指示作用.另外,在鉛鋅礦采礦廢物污染的土壤中,原生動(dòng)物群落物種多樣性顯著下降,在鑒定到的66種原生動(dòng)物中,對(duì)照土壤中有65種,而污染土壤中只有4種.腐生波豆蟲(Bodoputrinus)和梅氏扁豆蟲(Phacodiniummetchnicoffi)被認(rèn)為是鉛鋅類污染土壤的指示種.利用土壤原生動(dòng)物研究污泥(含Ni、Cu或Zn等重金屬)土地填埋點(diǎn)滲濾液的毒性顯示,所有供試土壤中原生動(dòng)物的生長都受到強(qiáng)烈抑制.抑制強(qiáng)度順序依次為Cu>Ni>Zn.Madoni也發(fā)現(xiàn)重金屬對(duì)纖毛蟲毒性順序?yàn)镃u>Hg>Cd>Zn.Forge等發(fā)現(xiàn)重金屬對(duì)纖毛蟲的毒性順序依次為Ni>Cu>Zn,Pratt的研究結(jié)果為Cd>Cu>Zn.4確立在我國,水生原