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生物结构:微生物及其对土壤结构的影响

发布时间:2022/04/09 土壤科学 研究中心 标签:土壤结构浏览次数:186

简介

 

土壤结构由沙子、淤泥和粘土的单个颗粒的组合方式定义。单个粒子可以结合在一起,表现为一个更大的粒子。重新“组装”的粒子组称为团粒结构。土壤颗粒的聚集构成土壤结构。聚集可以以不同的方式发生,这将导致不同的土壤结构。

土壤结构描述如下:

 

  • 聚合等级(聚合度)
  • 粒径等级(土壤颗粒的平均大小)
  • 聚合类型(颗粒形式)。有时会同时发现不同类型的聚合体,可以分别进行描述。

 

土壤的整体组成

 

当土壤大部分是干燥的,只有一点点潮湿时,土壤的物理结构最容易识别。

为了正确检查土壤剖面,必须使用新鲜的土壤剖面来准确检查结构。

 

另一方面,土壤质地是衡量土壤颗粒比例的指标,例如沙子相对于粘土的量,以及土壤的细度或粗度。土壤结构与土壤颗粒排列成不同大小的聚集体直接相关。土壤质地会影响植物的生根、土壤结构和有机质含量。土壤质地和结构将决定孔隙大小分布、土壤持水能力以及存在于土壤聚集体中的充满空气的孔隙空间中的水量,从而为土壤生物提供栖息地。

土壤结构等级

土壤结构的等级直接关系到土壤团聚体内部和土壤团聚体之间的凝聚力水平。内聚力水平会因土壤水分含量而异。土壤结构有四个主要等级,从0-3

无固定结构

 

  • 无可聚合或没有有序的排列
  • 整块结构或单粒结构
  • 整块结构:整个土壤层似乎被胶结成一个大块
  • 单粒结构:土壤颗粒如何海滩上的纯沙

 

 

  • 由几乎观察不到的不清楚的聚集集体形成的
  • 土壤物质分解成少量团聚体、许多破碎团聚体和松散土壤物质的混合物

 

缓和

 

  • 由不同的聚集体形成,适度持久和明显,但在未受干扰的土壤中不明显
  • 当从剖面上移除时,土壤物质会分解成许多明显的和破碎的聚集体

 

强的

 

  • 由在未受干扰的土壤中持久且非常明显的不同聚集体形成
  • 当从剖面中移除时,土壤材料主要由整个聚集体组成,几乎没有破碎的聚集体,几乎没有松散的土壤

 

微生物及其对土壤聚集的影响

 

聚集体是由沙子、淤泥、粘土、有机物、植物根毛、微生物、微生物产生的胶状分泌物和真菌菌丝(土壤中某些真菌的分支结构)自然形成的集合。土壤团聚体通常有细小的植物根系,这些根系生长到土壤孔隙中,然后将土壤团聚体拉入植物的根区或根际。更持久的粘合剂,如有机物和金属,可以稳定较小的微团聚体。暂时性的粘合剂,如真菌菌丝或胞外多糖(复合糖),由土壤生物产生,有助于形成更大的大团聚体。较大的宏观聚集体作为小型生态系统或活动场所发挥作用。

 

 

生物结构:微生物及其对土壤结构的影响

 

图片:所有四个象限都展示了真菌菌丝如何通过土壤分支并与土壤颗粒“连接”,将它们拉在一起形成聚集体的一些例子。在象限 D 中,为了便于观察,真菌菌丝被染色。

 

生物过程可以改善土壤结构。一些细菌和真菌会在有机物分解过程中产生物质,这些物质会以化学或物理方式将土壤颗粒结合成微团聚体。如前所述,真菌的菌丝链可以连接土壤颗粒,有助于形成团粒结构。一克土壤将包含超过十亿个微生物,以及数公里长的真菌菌丝。此外,土壤动物将通过在土壤中挖隧道来增加孔隙空间,并通过摄入和代谢土壤来增加聚集。

 

图片:图解说明植物根和真菌菌丝如何与土壤聚集体混合并将它们拉在一起。土壤空间中的这些孔隙为土壤生物提供了栖息地,以进一步改善结构。

 

土壤微生物将在分解有机物、循环养分和施肥方面发挥重要作用。循环养分的反应通常是化学性质的,但土壤微生物促进的生化反应对这一过程至关重要。

土壤微生物对健康土壤结构的发展很重要。这些微生物产生大量的“粘性”物质,如细胞外多糖和粘液,可以将土壤颗粒粘合在一起形成聚集体。粘性物质使土壤聚集体在暴露于水中时不太可能破裂。真菌细丝还将稳定土壤结构,因为线状结构将在土壤中分支出来并像渔网一样围绕土壤颗粒。真菌应该被认为是土壤结构的线。请记住,土壤微生物本身对土壤的物理结构几乎没有影响,因为这主要受较大的土壤动物的影响,但微生物负责结合土壤颗粒的生化过程。

微生物正在积极尝试创造最适合它们的栖息地,这几乎总是具有坚固结构的土壤。如果它们的栖息地更有利于养分循环,它们将积极尝试通过多糖的产生和真菌菌丝在整个土壤中的延伸来重建土壤中的栖息地条件。

 

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