原生動物,讓土壤的活力釋放出來!
導 讀
細菌,真菌讓土壤有活力,原生動物吃細菌和一些真菌并釋放出銨,有了它們,土壤就動起來了!
譯者:陳能場(廣東省生態(tài)環(huán)境技術研究所研究員、中國科協(xié)環(huán)境生態(tài)領域首席傳播專家)
作者:Elaine R.Ingham
原題:Soil Protozoa 活力土壤:原生動物
出處:https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detailfull/soils/health/biology/?cid=nrcs142p2_053867

原生動物是單細胞動物,主要以細菌為食,但也吃其他原生動物,可溶性有機物,有時還食用真菌。它們比細菌大幾倍-直徑5到500μm之間。當它們吃細菌時,原生動物釋放出過量的氮,然后氮可被植物和食物網的其他成員使用。
原生動物根據其形狀分為三類:纖毛蟲最大,通過毛狀纖毛移動。他們吃其他兩種原生動物以及細菌。變形蟲也可能很大,可以通過臨時腳或“偽足”移動。變形蟲進一步分為有殼變形蟲(形成殼狀覆蓋物)和裸露變形蟲(無覆蓋物)。鞭毛蟲是原生動物中最小的,并使用一些鞭狀鞭毛來移動。

原生動物以細菌為食。原生動物通過大量攝食細菌在養(yǎng)分循環(huán)中發(fā)揮重要作用。注意橢圓形原生動物和大的帶角度的沙粒旁邊的斑點狀細菌的大小。圖片提供:Elaine R. Ingham。請聯系pubs@swcs.org與水土保持協(xié)會以幫助獲取受版權保護的圖像。

變形蟲在攝食細菌。圖片來源:Soil Microbiology and Biochemistry Slide Set. 1976. J.P. Martin, etal., eds. SSSA, Madison, WI。請聯系pubs@swcs.org與水土保持協(xié)會以幫助獲取受版權保護的圖像。

鞭毛原生動物。鞭毛原生動物有一個或兩個鞭毛,它們用來推動或拉動土壤。可以看到鞭毛從左側的原生動物延伸。微小的斑點是細菌。圖片提供:Elaine R. Ingham。請聯系pubs@swcs.org與水土保持協(xié)會以幫助獲取受版權保護的圖像。

纖毛蟲是最大的原生動物,數量最少。它們每天消耗多達一萬種細菌,并釋放植物可用的氮。纖毛象槳一樣沿纖細的纖毛在土壤中快速移動。圖片提供:Elaine R. Ingham。請聯系pubs@swcs.org與水土保持協(xié)會以幫助獲取受版權保護的圖像。
原生動物做些什么?
原生動物在礦化養(yǎng)分中起重要作用,使養(yǎng)分可供植物和其他土壤生物利用。原生動物(和線蟲)在細胞中的氮含量比所吃的細菌低。(原生動物的碳與氮之比為10:1或更多,細菌則為3:1至10:1。)被原生動物吃掉的細菌所含的氮過多,無法滿足需要的原生動物碳的需求。它們以銨(NH4 )形式釋放過量的氮。這通常發(fā)生在植物的根系附近。細菌和其他生物迅速吸收了大部分銨,但其中一些被植物利用。(有關礦化和固定化的說明,請參見下圖。)

礦化和固定化
原生動物的另一個作用是調節(jié)細菌的數量。當它們吃細菌時,原生動物刺激細菌種群的生長(進而分解速度和土壤聚集。)究竟發(fā)生這種情況的原因尚有爭議,但可以認為“吃”就像修剪樹木一樣-少量會增強生長過多會降低生長或會改變細菌群落中物種的混合。
原生動物也是其他土壤生物的重要食物來源,并通過與病原體競爭或以病原體為食來抑制疾病。
原生動物在哪里?
原生動物需要細菌來進食和移動所需的水,因此水分在決定哪種原生動物類型和活躍性方面起著重要作用。像細菌一樣,原生動物在根部的根際特別活躍。
土壤中原生動物的典型數量差異很大-低肥力土壤中每茶匙一千個原生動物,某些高肥力土壤中每茶匙一百萬個。真菌為主的土壤(例如,森林)比其他類型的土壤有較多的有殼變形蟲和纖毛蟲。在以細菌為主的土壤中,鞭毛和裸露的變形蟲占主導地位。通常,高粘土含量的土壤包含較多數量的較小原生動物(鞭毛和裸露的變形蟲),而較粗糙的紋理土壤則包含較大的鞭毛,兩個品種的變形蟲和纖毛蟲。
線蟲和原生動物
原生動物和以細菌為食的線蟲競爭它們共同的食物資源:細菌。一些土壤中有大量的線蟲或原生動物,但不是同時存在。這種差異對植物的重要性尚不清楚。兩組均以細菌為食并釋放NH4 。
吃真菌的原生動物。大多數原生動物都吃細菌,但是一組變形蟲(吸血蟲Vampyrellids)則吃真菌。就像在吸血鬼受害者的脖子上聲稱的穿刺標記一樣,在真菌細胞壁上鉆出的完美圓形孔洞是存在吸血變形蟲的證據。變形蟲附著在真菌菌絲的表面,并產生通過真菌細胞壁吞噬的酶。然后變形蟲吸干或吞噬真菌細胞內的細胞質,然后轉移到下一個受害者身上。

吸血蟲Vampyrellids攻擊許多真菌,包括根部病原體,如照片中的Gaeumannomyces graminis。這種真菌會侵害小麥的根部并引起全蝕病。
楊能場編譯
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