微生物生态工程
微生物生态工程
微生物生态 ●前言 ●第一节 微生物在自然界中的分布 ●第二节 微生物与环境间的关系 ●第三节 微生物与自然物质循环 。第四节 微生物与环境保护
微生物生态 ⚫ 前言 ⚫ 第一节 微生物在自然界中的分布 ⚫ 第二节 微生物与环境间的关系 ⚫ 第三节 微生物与自然物质循环 ⚫ 第四节 微生物与环境保护
前言 一、什么是微生物生态学 微生物生态学是生态学的一个分支， 它的研究对象是微 生物群体与其周围生物和非生物环境桑件间相瓦作用的规律。 研究微生物生态活动的规律有着重要的实践意义。 1.了解微生物的生态分布及极端环境下微生物生命话动的规律， 有助于开发新的微生物资嫌，同时也为趼究生物的进化提供理论 基础。 2.了解微生物间及微生物与其他生物间的相互关系，有助于扩大 新的微生物农药，微生物肥料，利用不同菌种的混合培养来生产 各种有用的微生物发酵产品，为工业生产上降低成本，缩短发酵 周期或提高产量等方面开辟新的途径。 3.了解微生物在自然界物质转化过程中的作用有助于发展综合利 用，为净化和保护环境提出理论依据和各种技术措施
前 言 一、什么是微生物生态学 微生物生态学是生态学的一个分支，它的研究对象是微 生物群体与其周围生物和非生物环境条件间相互作用的规律。 研究微生物生态活动的规律有着重要的实践意义。 1.了解微生物的生态分布及极端环境下微生物生命活动的规律， 有助于开发新的微生物资源，同时也为研究生物的进化提供理论 基础。 2.了解微生物间及微生物与其他生物间的相互关系，有助于扩大 新的微生物农药，微生物肥料，利用不同菌种的混合培养来生产 各种有用的微生物发酵产品，为工业生产上降低成本，缩短发酵 周期或提高产量等方面开辟新的途径。 3.了解微生物在自然界物质转化过程中的作用有助于发展综合利 用，为净化和保护环境提出理论依据和各种技术措施
第一节 微生物在自然界中的分布 一、土壤圈及其微生物 (一)土壤是微生物生活的良好环境 由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、空 气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所以土壤中微生物的 种类和数量是其他任何生态系统无法比拟的。 (1)土壤的矿物质成分，提供微生物需要的矿质养料； (2)土壤中的动植物残体，以及耕作土壤中有机肥料， 源源不断地供给微生物碳素养料和氮素养料； (3)土壤的持水性为微生物提供水分条件； (4)土壤的孔隙性和土壤水分多少，直接影土壤的 通气条件。 (5)土壤的pH范围在3.5~10.5之间，多数在5.58.5之 间，这是大多数微生物活动最适宜的H； (6)土壤的保温性，比地面空气温度变化小，也为微 生物的生长提供了良好的条件
第一节 微生物在自然界中的分布 一、土壤圈及其微生物 (一)土壤是微生物生活的良好环境 由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、空 气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所以土壤中微生物的 种类和数量是其他任何生态系统无法比拟的。 （1）土壤的矿物质成分，提供微生物需要的矿质养料； （2）土壤中的动植物残体，以及耕作土壤中有机肥料， 源源不断地供给微生物碳素养料和氮素养料； （3）土壤的持水性为微生物提供水分条件； （4）土壤的孔隙性和土壤水分多少，直接影响土壤的 通气条件。 （5）土壤的pH范围在3.5~10.5之间，多数在5.5~8.5之 间，这是大多数微生物活动最适宜的pH； （6）土壤的保温性，比地面空气温度变化小，也为微 生物的生长提供了良好的条件
(二)土壤中微生物的分布 同一土体由于微环境的通气、水分、营养等状况都存在着 差异，致使不同微生物呈立体分布。 每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤每 克也有几百万至几千万个微生物。 (1)细菌数量：70~90%；种类：主要为腐生，少数自养 分布：表层最多，随土层加深减少，厌氧菌反之。 (2)放线菌数量：530% (3)真菌 (4)藻类 (5)原生动物
同一土体由于微环境的通气、水分、营养等状况都存在着 差异，致使不同微生物呈立体分布。 每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤每 克也有几百万至几千万个微生物。 （1）细菌 数量：70~90%；种类：主要为腐生，少数自养 分布：表层最多，随土层加深减少，厌氧菌反之。 （2）放线菌 数量：5~30% （3）真菌 （4）藻类 （5）原生动物 （二）土壤中微生物的分布
二、 微生物在水中的分布 水具有微生物生命话动适宜的温度、pH、氧气等，水体中也具备微 生物生长繁殖的其他条件，图此成为撒生物栖息的又一天然场所。 (一)水体中撒生物的来源 土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生话污水。 (二)种类 水中存在的撒生物90%为G+,主要有孤菌、假单胞菌、黄杆葡等。箱 细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。 (三)微生物在水体中的分布 表现为水平分布和要直分布的规律。 (四)水体中的病原微生物 通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏葡鼻、志食氏菌属、营乱斯 葡等。因此，做好水的卫生学检查重关重要（细菌和大肠杆菌总数）
二、微生物在水中的分布 水具有微生物生命活动适宜的温度、pH、氧气等，水体中也具备微 生物生长繁殖的其他条件，因此成为微生物栖息的又一天然场所。 (一)水体中微生物的来源 土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。 (二)种类 水中存在的微生物90%为G+，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。鞘 细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。 (三) 微生物在水体中的分布 表现为水平分布和垂直分布的规律。 (四)水体中的病原微生物 通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧 菌等。因此，做好水的卫生学检查至关重要（细菌和大肠杆菌总数）
影响水体微生物分布的因素 有机物舍量 温度 水的深度 日光与水体的溶解氧量 淡水的DH值变幅从3.7到10.5，多数为6.5-8.5， 因而适合于多数水生微生物的生长。 海洋微生物具有耐压（含盐3.2一4%）、嗜冷和低 营养要求的特点。许多海洋细菌能发光，称为发光 细菌。这些菌在有氧存在时发光，对一些化学药剂 与毒物较敏感，故可用于监测环境污染物
影响水体微生物分布的因素 有机物含量 温度 水的深度 日光与水体的溶解氧量 海洋微生物具有耐压（含盐3.2—4％） 、嗜冷和低 营养要求的特点。许多海洋细菌能发光，称为发光 细菌。这些菌在有氧存在时发光，对一些化学药剂 与毒物较敏感，故可用于监测环境污染物。 淡水的pH值变幅从3.7到10.5，多数为6.5-8.5， 因而适合于多数水生微生物的生长
三、微生物在空气中的分布： 1,空气是传播微生物的重要介质 空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微 生物也具有很强的杀菌作用，另外空气一般是干燥的，因此空 气不是微生物生活的良好环境。 2,空气中微生物的种类和数量 空气中的微生物主要来源于带有微生物菌体及孢子的灰尘， 这类微生物大多数是腐生性的，还来源于人和动物，它们大多 数是通过呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物，悬浮在大 气中。 空气中微生物的分布随环境条件及微生物的抵抗力不同而 呈现不同的分布规律。空气中存在较多的、存活时间较长的是 各种真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞。空气中微生物的数目取 决于尘埃的党量
三、微生物在空气中的分布: 1．空气是传播微生物的重要介质 空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微 生物也具有很强的杀菌作用，另外空气一般是干燥的，因此空 气不是微生物生活的良好环境。 2．空气中微生物的种类和数量 空气中的微生物主要来源于带有微生物菌体及孢子的灰尘， 这类微生物大多数是腐生性的，还来源于人和动物，它们大多 数是通过呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物，悬浮在大 气中。 空气中微生物的分布随环境条件及微生物的抵抗力不同而 呈现不同的分布规律。空气中存在较多的、存活时间较长的是 各种真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞。空气中微生物的数目取 决于尘埃的总量
不同地点空气中的微生物数量 地点 微生物数量（个/m3空气） 北极（北纬80°）》 0 海洋上空 1-2 市区公园 200 城市公园 5,000 宿舍 2,000 畜舍 1,000,000-2,000,000
不同地点空气中的微生物数量 地 点 微生物数量（个/ｍ3空气） 北极(北纬80°) 0 海洋上空 1-2 市区公园 200 城市公园 5,000 宿 舍 2,000 畜 舍 1,000,000-2,000,000
四、极端环境中的微生物 不利于一般生物生长的特殊环境称为极端环境。主要有极端 高温、低温、高盐、高压、高酸、高碱等。例如火山与温泉、极 地或高山冰川、盐湖、深海底层等。 1,高温环境中的微生物 高热环境一一高温环境喷发的火山、地热蒸汽、沸腾或过热的 温泉以及高温堆肥、热水器和取暖用热水循环系统等是常见的天 然或人工的高温环境。高温型微生物中以细菌居多，只有少数真 菌。如嗜热脂防芽孢杆菌、酸热芽孢杆菌(B.acidocalda ris)等。 上限温度 类群 (c) 原生动物 56 各类群生长 亮核微生物 藻类 55-60 的上限温度 真菌 60-62 盐细菌 70-73 光合细菌 70-73 原核微生物 无机化能细菌 >90 异养细菌 >90
不利于一般生物生长的特殊环境称为极端环境。主要有极端 高温、低温、高盐、高压、高酸、高碱等。例如火山与温泉、极 地或高山冰川、盐湖、深海底层等。 1．高温环境中的微生物 高热环境-高温环境喷发的火山、地热蒸汽、沸腾或过热的 温泉以及高温堆肥、热水器和取暖用热水循环系统等是常见的天 然或人工的高温环境。高温型微生物中以细菌居多，只有少数真 菌。如嗜热脂肪芽孢杆菌、酸热芽孢杆菌（Ｂ．acidocalda rius）等。 各类群生长 的上限温度 类 群 上限温度 (℃) 真核微生物 原生动物 藻类 真菌 56 55-60 60-62 原核微生物 盐细菌 光合细菌 无机化能细菌 异养细菌 70-73 70-73 >90 >90