土壤原生動物的生物作用

土壤原生動物是生活在土壤表面和土壤中的重要動物。這是除細菌和細菌以外的第三個土壤生物區(qū)系。你的營養(yǎng)類型可以從植物的商業(yè)鞭子到完整的動物的養(yǎng)分類型，所以它們代表了生物界從植物到動物的轉移類型。土壤中的原生動物種類繁多，生物量巨大。據(jù)統(tǒng)計，在1克肥沃的土壤中，原生動物可以達到100萬。在土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量轉化以及微生物、植物和動物的活力方面發(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。1培養(yǎng)細菌生長土壤提供給植物生長的營養(yǎng)與植物根系、土壤微生物及動物之間的相互作用是密切相關的.植物根際是土壤微生物最重要的棲息地,原生動物通過對微生物的捕食提高營養(yǎng)物質(zhì)的礦化.當植物根尖生長時,分泌有機C到周圍環(huán)境中,有利于細菌的生長,大量的細菌生長使有機N轉化為細菌體的N;隨后細菌被原生動物捕食,原生動物將攝食的細菌生物量中的N約1/3以NH4+的形式釋放并被植物根系吸收,能夠促進復雜根系的生長,使根系更細,且具有更多的分支,從而間接地促進植物的生長.有研究者通過AM真菌和原生動物對花生進行雙接種,結果表明: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)同作用促進了植株的生長及營養(yǎng)狀況.2促進肉足蟲感染的主要原因由于原生動物可以選擇性地取食某些細菌和真菌,并分泌抑制細菌與真菌生長的次生產(chǎn)物,因而,可用于土生細菌與真菌引起的植物疾病的生物防治.實驗表明,當土壤原生動物存在時,馬鈴薯的生長保持正常,即使加入植物致病細菌(Bacillusaroideae)也不會影響它的生長,沒有原生動物存在時馬鈴薯在幾天內(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土壤原生物群落結構的研究棲息在土壤中的原生動物能對環(huán)境的細微變化作出反應,其敏感性比微生物更高,環(huán)境的變化會導致原生動物群落組成和結構迅速變化.研究土壤原生動物群落結構、豐度及多樣性的動態(tài),可為自然環(huán)境及受人類干擾導致的變化提供指示.3.1ph值、土壤類型與原生動物土壤原生動物的生命活動受諸多生態(tài)因子影響,如水分含量、溫度、疏松度、氧氣條件、有機質(zhì)和污染物等.因此,可對生態(tài)因子變化和人類活動影響做出響應,具有重要的指示價值.水分含量:土壤含水量與原生動物的密度密切相關.馮偉松等在對南極菲爾德斯半島地區(qū)的土壤原生動物研究時發(fā)現(xiàn),土壤原生動物的密度與土壤含水量呈正相關.溫度:溫度影響原生動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物區(qū)系的變化情況,結果表明,溫度升高,原生動物的數(shù)量明顯增加,且群落結構發(fā)生改變,表現(xiàn)在溫度為5℃時,鞭毛蟲為優(yōu)勢種,而23℃時變形蟲占優(yōu)勢.pH值:多數(shù)原生動物可以在相對較寬的pH值范圍內(nèi)生存,但最適pH值范圍較窄.寧應之等對中國典型地帶土壤原生動物的研究發(fā)現(xiàn),在一定的范圍內(nèi),pH值越高,土壤原生動物豐度越大.pH值3.5～9.5是土壤原生動物的生存范圍.不同土壤中的嗜菌性巨大肉足蟲在pH值為7.0時豐度最大,而在pH值小于4.0或大于8.5時生命活動受到抑制.因此,可以通過研究土壤原生動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、化學方法很難監(jiān)測的周期性或偶然性氧損耗時更為有效.異毛蟲是最典型的厭氧土壤環(huán)境棲息類群,對缺氧環(huán)境有重要指示作用.CO2:原生動物對環(huán)境中CO2濃度敏感,當CO2濃度增加時,土壤中鞭毛蟲的密度呈增加趨勢,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),在低有機質(zhì)周轉的土壤中Grossglocknerietalia種類豐富,在高有機質(zhì)周轉的土壤中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.人類對土壤的利用情況:通常,在其他條件不變的情況下,有機質(zhì)豐富的土壤中原生動物群落的豐度高,草原施肥與灌溉可明顯地增加原生動物數(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物種類與數(shù)量更加豐富,有測定表明可高出2～3倍;Singh研究肥料對原生動物影響時表明,變形蟲在廄肥農(nóng)田中最多,化肥次之,無肥區(qū)最少;Berger等研究了土壤緊實度對原生動物的影響,表明緊實土壤減少了孔隙,降低了原生動物(如有殼變形蟲)的豐度.3.2對農(nóng)田原生動物的急性毒性效應對農(nóng)藥的大量施用可導致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的敏感生物種類減少,耐污染的種類相對增多.土壤原生動物是農(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對土壤原生動物的影響.他們發(fā)現(xiàn),5～50mg/L的林丹和DDT對土壤原生動物都產(chǎn)生抑制效應.不同的是DDT的長期毒性作用比林丹更明顯.實驗結果表明,施用DDT的土壤3個月后對原生動物的抑制效應仍然明顯,而施用林丹的土壤2個月后抑制效應消失.據(jù)報道,DDT可在原生動物體內(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)也會導致纖毛蟲形狀改變,并能明顯抑制DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成.研究一種殺真菌劑——葑丙嗎啉對農(nóng)田土壤原生動物的毒性效應,發(fā)現(xiàn)隨著土壤中葑丙嗎啉的濃度從0上升到60mg/L,50mg風干土壤中鞭毛蟲的種類由開始時的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.因此認為裸肉足蟲和纖毛蟲比鞭毛蟲對葑丙嗎啉有更高的耐受性.Foissner認為對于土壤原生動物而言,殺蟲劑比除草劑毒性更強,被殺蟲劑嚴重破壞的土壤原生動物的群落結構至少在兩個月內(nèi)難以完全恢復.在研究殺真菌劑代森錳鋅(manccozeb)和殺蟲劑林丹對云杉林土壤中活體微型動物的影響時發(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,標準劑量的林丹對纖毛蟲產(chǎn)生急性毒性,其數(shù)量和群落結構在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)勢種Avestinaludwigi已滅絕.纖毛蟲對殺蟲劑敏感,有殼變形蟲耐性更強.實驗發(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;除莠劑森草凈對土壤原生動物群落有較大影響,在兩個月后依然有可能破壞土壤生態(tài)環(huán)境進而影響土壤肥力及動植物的生長.3.3污染對原生動物的影響重金屬的累積不僅對土壤動物產(chǎn)生毒害作用,而且可在食物鏈中富集,危害較大.重金屬污染可以導致土壤原生動物群落組成、結構和物種多樣性發(fā)生變化.實踐表明,用土壤原生動物評價重金屬的毒性是可行的.理論上污染土壤與對照土壤中原生動物種類、組成應相似,但由于重金屬污染,導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.對重金屬復合污染土壤及對照土壤中原生動物的群落特征研究結果表明,原生動物在對照土壤中分布有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,污染導致原生動物物種減少,群落多樣性下降,結構呈現(xiàn)簡單化和不穩(wěn)定化,群落演替呈次生演替趨勢.跳側滴蟲(Pleuromonasjaculans)為污染土壤中的優(yōu)勢種類,對土壤環(huán)境受重金屬銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、汞(Hg)復合污染有指示作用.另外,在鉛鋅礦采礦廢物污染的土壤中,原生動物群落物種多樣性顯著下降,在鑒定到的66種原生動物中,對照土壤中有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)被認為是鉛鋅類污染土壤的指示種.利用土壤原生動物研究污泥(含Ni、Cu或Zn等重金屬)土地填埋點滲濾液的毒性顯示,所有供試土壤中原生動物的生長都受到強烈抑制.抑制強度順序依次為Cu>Ni>Zn.Madoni也發(fā)現(xiàn)重金屬對纖毛蟲毒性順序為Cu>Hg>Cd>Zn.Forge等發(fā)現(xiàn)重金屬對纖毛蟲的毒性順序依次為Ni>Cu>Zn,Pratt的研究結果為Cd>Cu>Zn.4確立在我國,水生原