土壤原生动物

书籍:现代科技综述大辞典上 更新时间:2018-09-11 02:49:23

出处:按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第1084页(2789字)

土壤原生动物指主要生活在表层土壤间隙水和表膜水中的单细胞动物。

大部分土壤原生动物具有适应土壤环境的形态特征,被认为是土壤有机整体的一部分,在陆地生态系统物质分解及食物链中起极为重要的作用。

19世纪的微生物学家就已在土壤中发现原生动物,但至20世纪才广泛地把原生动物认为是土壤群落中活跃的成分。1909年,沃尔夫(S.Wolff)报道了土壤原生动物有助于病原菌的传播。1916年,沃克斯曼(T.Waksman)观察到土壤原生动物中普遍存在的是鞭毛虫类,在土壤表层12cm左右处数量最多,30cm以下则没有。

土壤原生动物计数方法经过卡特勒(D.W.Cutler)等改进之后,对一些细菌和原生动物群体的试验培养和田间条件下的研究便开始进行。大多数试验是探讨土壤细菌与土壤原生动物的相互关系。

逐步发现土壤原生动物在选择食物方面并不是没有区别的,进一步证实土壤原生动物是噬菌的。虽然像土壤温度、湿度这些环境因素对原生动物的生长及活性有影响,但尚不能证明这些自然因素与野外土壤中原生动物群的大部分变化之间的相关性。由于发现细菌培养的代谢活性有时受原生动物刺激而不是抑制,从而对噬菌性的土壤原生动物类群是土壤肥力改善的无益生物因素的假说产生异议。

例如,自生固氮菌在土壤原生动物存在时比没有原生动物时能固定更多的大气氮素。土壤细菌和原生动物的混合培养,能够比等量细菌的单独培养产生更多的CO2及NH3。20世纪60年代前,未能证实原生动物种的分布与特定的地理区域或重要土类以及多数的广域环境因素具有相关性。

但是发现土壤原生动物是普遍存在的,同一个种在寒带、温带及热带土壤中都存在。在所检验的土壤中,没有一个是完全没有原生动物的。在耕作土壤中通常发现处于土表以下10~12cm处原生动物的种类最多,而很少的种发现处于底土层。土壤中虽常含有大量食物,但在任何时候都不能任原生动物随意利用。因此,1971年威廉姆斯(S.T.Williams)等证明原生动物在营养限制的条件下,与其它异养性的土壤微生物共同生存于土壤中。杉东(H.Sandon)等人早就认为许多土壤原生动物的体型很小,可能反映土壤中营养缺乏,虽然土壤中这些类型的原生动物也可能是其他环境中属于同一个种的不同的发生型。但是在试验室培养的原生动物,饥饿可以导致形成短小体型。1967年,斯道特(J.D.Stont)等指出,土壤中降低氧压以及减少食物供给可以导致原生动物体型变小。还了解到温度可以影响原生动物的体形。影响土壤原生动物的因素除水分外,最重要的是通气、温度及H+浓度。

原生动物在复杂的土壤,微域环境中生存就需要对环境条件有很大的适应性。1967年诺兰德(L.E.Noland)等认为,迅速的隐进包囊和脱出包囊是土壤原生动物的生命特性。

许多试验资料已证明,原生动物包囊对极度干燥、温度、H+浓度及气体环境具有抵抗力,许多活跃的土壤原生动物显示出对这些环境因素具有很大的适应性。早在1927年杉东根据研究世界文献得出结论,大多数土壤原生动物的种一般也存在于一些富含有机质的淡水或海水中,只有21种是土壤中特有的;虽然现在这些种类数量有所扩大。上述这种环境可能为外来生物提供一系列的生态条件,似乎也适于土壤生物。但是,一些普通淡水原生动物不存在于土壤中的事实证实了杉东的观点,即土壤原生动物并不是一种没有专性类型的偶然集合体。

可惜,对土壤原生动物不同的生理学要求仍然了解很少。1980年,班姆福斯(S.S.Bamforth)认为在植物根围,微生物和原生动物的数量要比其它土壤中多几倍,因为小型裸变形虫和鞭毛虫能够充分利用微小孔隙。原生动物通过捕食细菌等微生物而增强营养物质的矿化作用,并使它们更适于植物吸收。因此,土壤原生动物可增强对营养物质再循环的影响。1986年福斯讷(W.Foissner)证明,土壤原生动物可以作为土壤环境生态指标的指示者。

有人曾对大多数土壤原生动物分布机率的研究资料进行综述,认为除泥炭土以外,土壤氮素含量与鞭毛虫、变形虫和纤毛虫的一些种的数量具有正相关,有利于细菌养分的数量确实是最重要的因素。20世纪60年代以来,由辛(B.W.Singh)及斯道特改进的环式稀释培养方法对土壤原生动物的定量分析具有革命性的意义。除传统的基础性调查外,人们开始从生态学角度研究陆地生态系统中原生动物。

近些年,国外许多学者在不同类型陆地生态系统中研究土壤原生动物的个体生态学、区域地理学、植物根际原生动物生态学及其在陆地生态系统物质分解与循环过程中的作用.并发展到借助土壤微形态技术研究土壤微域环境条件与原生动物的相互关系。另外,在农业、林业和环境保护方面,有人利用原生动物作为土壤肥力和土壤污染程度的指标。

中国,土壤原生动物研究几乎是空白,只是崔振东1980年以来在长白山森林生态系统连续做过一些调查。

早期关于土壤原生动物群落的大小与广域气候条件或总的细菌群体之间寻求相关的企图大部分是失败的,关键是对土壤微域环境了解甚少。

土壤水分是活跃的原生动物主要要求之一,而其有或无对微域环境有极大的影响。1973年,达必社(J.F.Darbyshire)在不同吸力条件下培养纤毛虫和固氮菌的试验资料证明,吸力大,孔隙内水分不足或脱水,使土壤原生动物变为静止状态并大多形成包囊,直至被毁灭。

在对各个原生动物种在微域环境中如何活动有更多的了解以前,除了对有机质的分解及对微生物的摄食控制其数量以外,论及土壤原生物任何其他的特殊作用尚为时过早,还需深入研究。今后能结合计算土壤微生物群体的现代方法进行总的生态研究将是原生动物学研究的趋势。

。【参考文献】:

1 Darbyshire J F.in Soil Microbiology,1975,147~160

2 Bamforth S S.Terrestrial protozool.,1980,27:33~36

3 Foissner W.in Progress in Protozoology,1986.1

4 崔振东.动物学杂志,1989,24(2):43~47

5 Foissne W.Zoological Science,1990,7:155~165

(中国科学院动物研究所崔振东教授撰)

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