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第一节 土壤和环境微生物学的意义、研究内容和任务1

一、生物圈——人类生存的环境1

二、生态系统的基本结构1

绪论1

三、人与生态平衡3

四、土壤和环境微生物学的内容和任务4

第二节 土壤和环境微生物学发展历史和研究现状4

一、土壤微生物学诞生的背景4

二、土壤微生物学的创立和发展5

四、我国土壤和环境微生物学研究概况7

三、环境微生物学的诞生和土壤微生物生态学研究的新阶段7

第一编 自然界微生物和它们生活的环境9

第一章 土壤-微生物生活的良好环境9

第一节 土壤的质地与水气状况9

一、土壤质地9

二、土壤结构性11

三、土壤水11

四、土壤溶液13

五、土壤空气13

一、土壤的粘粒矿物14

第二节 土壤的化学性质14

二、土壤胶体和阳离子交换15

三、腐殖质16

第三节 士壤中的微环境17

第二章 土壤中的微生物18

第一节 土壤微生物的数量和分布18

一、不同类型土壤中微生物的数量和分布18

二、微生物在生壤中的垂直分布20

三、土壤中微生物分布的不匀均性21

第二节 土壤微生物的营养型21

三、光能有机营养型22

四、光能无机营养型22

一、化能有机营养型22

二、化能无机营养型22

第三节 土壤细菌23

一、土壤细菌的特点23

二、土壤细菌的常见属23

三、粘细菌27

四、蓝细菌28

二、分类和优势属30

一、分布和数量30

第四节 土壤放线菌30

第五节 土壤真菌32

一、分类和常见种类32

二、生态因子的影响34

第六节 土壤藻类35

一、土壤中藻类的分布和作用35

二、土壤中的绿藻36

三、土壤中的硅藻37

一、分类和土壤中的主要种类38

第七节 土壤中的原生动物38

二、生态因子的影响39

三、原生动物在土壤中的作用40

第八节 测定土壤微生物数量和生物量的方法41

一、微生物数量的测定41

二、微生物生物量的测定43

第三章 水体环境和水体中的微生物44

第一节 水体环境44

一、地下水44

二、地表水44

第二节 水体中的细菌及其分布48

一、地下水和泉水中的细菌49

二、江河中的细菌50

三、湖泊中的细菌51

四、海洋中的细菌52

第三节 水体中的蓝细菌54

一、内陆水体中的蓝细菌54

二、海洋中的蓝细菌56

一、内陆水体中的真菌57

一、水体沉积物中有机碎屑的输入57

第四节 水体中的真菌57

二、海洋真菌58

第五节 水体的富营养化59

一、富营养化水体中主要生物种类59

二、富营养化的危害60

三、富营养化的控制60

第四章 微生物间的相互作用61

第一节 微生物群体内的相互作用61

第二节 微生物群体间的相互作用62

一、偏利共栖现象62

二、互利共栖现象62

三、共生现象63

四、竞争现角象65

五、偏害或拮抗现象66

六、寄生现象67

七、捕食观象68

第二编 微生物与物质循环70

第五章 碳素循环与有机质转化70

第一节 碳素循环70

第二节 土壤有机质分解71

一、有机残体在土壤中分解速度及产物71

三、有机质分解过程中物质转化与C/N关系73

二、有机残体分解过程中微生物类型交替73

四、关于秸秆直接还田74

第三节 水体沉积物中有机质的降解75

二、无氧沉积物中有机质的氧化76

三、无氧沉积物中有机质矿化过程77

第四节 土壤中生物量的积累和转化78

一、生物量(Biomass)在土壤中的积累78

二、耕作管理对士壤生物量的影响78

一、腐殖质在自然界的分布及其功能80

三、士壤生物量中的营养含量80

第五节 腐殖质的形成和分解80

二、腐殖质的微生物合成82

三、腐殖质的性状83

四、腐殖质的年龄及其分解84

附第六节 土壤酶86

一、土壤中酶的来源和种类86

二、酶在土壤中存在状态及其特性88

三、环境条件对土壤酶活的影响88

四、土壤酶检测注意事项90

第六章 多糖物质的微生物分解91

第一节 纤维素微生物分解91

一、分解纤维素的微生物91

二、纤维素水解酶93

三、利用纤维素酶开发利用纤维素废弃物94

第二节 半纤维素分解95

一、半纤维素化学组成95

二、分解半纤维素的微生物95

三、半纤维素酶96

一、分解果胶的微生物97

第三节 果胶物质分解97

二、果胶酶98

第七章 木质素及其它芳香族化合物的分解99

第一节 木质素的分解99

一、木质素的结构及分解它的微生物99

二、分解木质素微生物的生理特征100

三、木质素降解的生化过程101

第二节 其它芳香族化合物的降解102

一、环境中脂肪族碳氢化合物的来源104

二、碳氢化合物的微生物代谢104

第八章 脂肪族碳氢化合物及C1化合物氧化104

第一节 脂肪族碳氢化合物的氧化104

第二节 C1化合物的微生物氧化105

一、自然界中的C1化合物105

二、氧化C1化合物的微生物105

三、甲基营养菌的生理生化特性109

四、利用甲基营养菌生产单细胞蛋白110

一、大气中CO含量及来源111

二、氧化CO的微生物111

第三节 大气中CO的微生物调控111

第九章 甲烷生成和沼气发酵113

第一节 甲烷和甲烷细菌113

一、甲烷的生成环境和产量113

二、甲烷生成过程的微生物作用113

三、甲烷细菌的特征和分类114

四、甲烷细菌生长条件及其细胞合成途径115

五、甲烷形成的生化过程116

一、沼气发酵的实际意义118

二、沼气发酵的条件118

第二节 沼气发酵事业118

第十章 氮素循环和有机氮矿化120

第一节 氮素循环120

一、氮在地球上的分布与转化120

二、土壤中氮的得失123

第二节 有机氮矿化125

一、土壤中的有机氮的组分125

二、有机氮化物的分解126

第十一章 硝化作用133

第一节 硝化作用的底物和产物133

一、化能自养硝化细菌134

第二节 硝化作用的微生物学134

二、化能异养硝化菌137

三、甲烷氧化菌的硝化作用138

第三节 影响硝化作用的环境因素139

第四节 硝化作用造成的环境污染141

一、硝酸盐过多对人畜危害141

二、N2O破坏O3层的可能性141

三、富营养现象的危害142

第一节 反硝化过程及作用菌143

一、反硝化作用的一般条件143

第十二章 硝酸盐还原和反硝化作用143

二、反硝化作用的产物144

三、参与反硝化作用的微生物145

四、硝酸盐还原酶和电子传递146

第二节 土壤中影响反硝化作用的因素147

第三节 海水和淡水中的反硝化作用149

第四节 硝化抑制剂的施用效果150

第十三章 生物固氮152

第一节 固氮微生物152

一、化能有机营养固氮细菌152

二、化能无机营养固氮细菌155

三、光合固氮细菌156

四、固氮体系157

第二节 自生固氮作用158

一、固氮酶和氮气的还原158

二、固氮作用的调节161

三、土壤中的自生固氮作用及影响因素162

第三节 根瘤菌和高等植物共生固氮体系164

一、根瘤菌和结瘤豆科植物165

二、根瘤及其功能167

三、豆科植物根瘤菌的农业利用和影响共生固氮作用的环境因素171

四、根瘤菌和榆科植物的共生174

第四节 弗兰克氏菌和高等植物共生固氮体系175

一、和弗兰克氏菌共生的植物176

二、弗兰克氏菌176

三、放线菌根瘤的形成与结构177

第五节 蓝细菌和其它生物共生固氮体系179

一、蓝细菌同真菌和苔藓植物的共生179

二、蓝细菌同水生蕨类植物的共生179

三、蓝细菌和高等植物的共生180

一、全球硫贮量及循环途径181

第十四章 硫磷及微量矿质营养元素循环181

第一节 硫素循环181

二、土壤硫的来源和得失182

三、有机硫化物的矿化183

四、氧化硫的微生物184

五、硫氧化物的还原及其作用菌188

第二节 磷素循环189

一、全球性的磷贮量及运转190

二、土壤中磷的来源和循环转化190

三、微生物对有机磷的矿化和固结191

四、微生物在溶磷中的作用193

第三节 铁锰等矿质营养元素循环194

一、植物对微量元素的需求与供应195

二、微生物在微量元素循环中的作用196

三、钾在土壤中的转化199

四、钙的转化199

五、硅的转化199

一、根际分泌物和脱落物是微生物主要营养来源201

第一节 根际是微生物的特殊生态环境201

第十五章 根际微生物201

第三编 微生物与高等植物201

二、根际的水气条件及其与微生物的关系202

第二节 根际微生物202

一、根际微生物的数量202

二、根际细菌和真菌的生物量204

三、根际微生物的类群205

四、微生物在根面的分布206

一、根际微生物对植物生长的有益影响207

第三节 根际微生物对植物的影响207

五、根际微生物的特异性207

二、根际微生物对植物的不利影响209

第十六章 菌根210

第一节 外生菌根210

一、形成外生菌根的植物和真菌211

二、外生菌根的构造211

三、外生菌根的生长生理214

四、菌根菌孢子的萌发216

五、外生菌根形成的条件217

第二节 VA菌根217

一、一般结构218

二、内生菌根真菌220

三、内生菌根的形成过程222

四、影响VA菌根形成的因素223

第三节 菌根菌的应用224

第十七章 植物地上部表面微生物227

第一节 植物地上部的环境条件227

第二节 叶面微生物228

一、叶芽微生物228

二、阔叶叶面微生物228

四、热带雨林叶面微生物229

三、针叶叶面微生物229

五、叶面冰核细菌230

六、叶面固氮微生物230

第三节 茎秆微生物232

第四节 花果种子上的微生物233

一、花233

二、浆果233

三、禾谷类种子233

第一节 农药在土壤中的持留性234

第十八章 农药及有毒元素污染与微生物作用234

第四编 微生物与环境净化234

第二节 农药对土壤微生物的影响236

第三节 微生物对农药的转化238

一、微生物在农药转化中的作用238

二、微生物转化农药的生化反应239

三、微生物转化农药的方式240

第四节 几种农药的微生物转化240

一、DDT240

二、林丹241

四、2，4—D242

三、对硫磷242

第五节 微生物的降解质粒及其应用243

第六节 有毒元素的污染与微生物的关系244

一、汞污染和微生物转化244

二、砷污染和微生物转化246

三、镉污染和对微生物的影响247

四、硒污染与微生物转化247

一、BOD249

第二节 测定水污染的指标249

二、工业废水249

一、生活污水249

第一节 污水的来源和性质249

第十九章 污水的生物处理和污水灌溉249

二、COD250

第三节 污水的生物处理250

一、污水生物处理的作用机理250

二、污水生物处理的类型250

第四节 活性污泥的微生物区系253

一、活性污泥中的菌胶团细菌253

二、活性污泥中的丝状细菌254

三、活性污泥中的原生动物255

四、活性污泥中的真菌和藻类256

第五节 活性污泥的膨胀和评价指标256

一、活性污泥膨胀256

二、评价活性污泥的指标257

第六节 污水灌溉257

一、污水灌溉的意义和问题257

二、区别水质合理灌溉258

三、污水灌溉前处理方法的选择259

一、嗜热微生物概述260

第一节 嗜热和嗜酸微生物260

附 第二十章 极端环境微生物260

二、嗜热微生物主要类群261

三、嗜热菌和热稳酶的主要优点及其应用262

四、嗜酸热菌和嗜酸菌262

第二节 嗜冷微生物262

一、嗜冷菌的种类263

二、嗜冷菌对人们生活的影响263

第三节 嗜盐嗜碱微生物263

一、盐、碱环境的生成263

二、嗜盐微生物的种类264

三、嗜盐菌生理及它们蛋白质稳定性265

四、嗜碱微生物的种类265

五、嗜盐嗜碱菌的应用前景265

第四节 嗜压微生物及低营养菌265

一、高压及低营养环境265

二、嗜压细菌266

三、适应低营养的菌266

微生物学名汉拉对照267

参考书目287