章緒論 001

節微生物及微生物學概述 001

一、微生物的定義 001

二、微生物的特點 001

三、微生物與人類的生存與發展 004

四、微生物學 005

第二節微生物學的發展 006

一、微生物學的發展簡史 006

二、微生物學對生命科學的貢獻 007

三、微生物與21世紀產業 009

第三節微生物與環境科學 012

一、環境微生物學的研究對像及任務 012

二、環境生物技術 014



第二章微生物生態繫統 016

節微生物生態繫統及其特征 016

一、微生物生態繫統 016

二、微生物生態繫統的功能 022

第二節微生物群落的生長與演變 024

一、微生物基因組與環境的關繫 024

二、微生物與環境相互作用的類型 025

三、微生物對環境的適應方式 026

四、微生物群落特征 027

第三節微生物的細胞行為與群體增長 029

一、微生物的細胞行為 029

二、微生物的群體增長 030



第三章土壤中的微生物 033

節土壤中微生物的種類 033

一、土壤細菌 033

二、土壤藻類 035

第二節土壤環境對微生物的影響 035

一、土地利用方式對土壤微生物的影響 036

二、施肥對土壤微生物的影響 036

三、植被類型對微生物數量的影響 037

四、黃土丘陵區植被恢復對土壤微生物的影響 037

五、其他影響 037

六、土壤中生物殘體的腐爛分解 038

七、微生物與土壤肥力 040

第三節土壤中微生物的存在狀態及分布 042

一、土壤環境 042

二、土壤放線菌 043

三、土壤光合細菌與藍藻 044

四、土壤真菌 045

五、土壤藻類 046

六、地衣 047

七、土壤原生動物 047



第四章土壤的新陳代謝與微生物 049

節具有生物活性的體繫—土壤 049

一、無機-有機-生物復合體 049

二、自然界物質的生物循環與土壤生物活性 051

三、土壤生物活性的表現 054

四、生物是成土過程中的主導因素 055

第二節土壤中酶的活性 057

一、土壤中累積的酶 057

二、土壤酶的作用及其抗逆性 059

三、酶對新陳代謝的調節 066

第三節土壤有機質的分解 069

一、有機物質 069

二、土壤有機質存在形態與穩定性 073

三、微生物對土壤有機質的分解作用 081

四、土壤有機質分解的動態 082

五、碳氮比例對有機質分解的影響 082

六、微生物和有機肥料 084

第四節腐殖質的形成和分解 085

一、腐殖質的形成和成分 085

二、腐殖質在土壤中的累積和轉化 088



第五章土壤中微生物的關繫 091

節土壤中微生物的互惠關繫 091

一、土壤中微生物間的共生關繫 091

二、土壤中微生物間的互生關繫 093

三、土壤中微生物間的接力關繫 095

第二節土壤中微生物的競爭關繫 096

一、土壤中微生物間的寄生 096

二、土壤中微生物間的捕食 097

三、土壤中微生物的競爭 098

第三節土壤中微生物的拮抗作用 101

一、拮抗的概念 101

二、拮抗的關繫 102

三、拮抗的作用 103

四、拮抗的現像 107



第六章土壤中微生物的固氮作用及含氮化合物的分解 109

節生物固氮 109

一、自然界中的氮素循環 109

二、測定固氮作用的方法 111

三、固氮遺傳 114

四、土壤中氮素循環相關酶活性的測定 116

第二節根瘤菌的生物固氮作用 117

一、根瘤菌的內涵 117

二、根瘤菌的互接種族和分群 118

三、有效和無效根瘤菌 119

四、根瘤的形成與功能 120

五、根瘤菌劑的生產和應用 122

第三節其他方式的固氮作用 125

一、放線菌與非豆科植物共生 125

二、細菌與非豆科植物共生 128

三、藍藻（藍細菌）與非豆科植物共生 129

四、聯合固氮作用 130

第四節固氮生物與農業 131

一、固氮生物的類群 131

二、固氮生物和農業生產 132

三、生物固氮在農業生產中的意義 134

第五節環境因素對共生固氮作用的影響 135

一、溫度 135

二、光 135

三、氧的水平 135

四、土壤濕度 136

五、營養狀況 136

六、其他因素 137



第七章土壤環境下微生物與植素循環的關繫 139

節微生物在植素循環中的作用 139

一素循環的基本概念 139

二、微生物在碳素循環中的作用 141

三、微生物在植物礦素循環中的作用 145

四、鐵和錳的轉化及鉀的釋放 153

第二節營養物質的循環與土壤的肥力 155

一、腐殖質在土壤中的動態 155

二、微生物與土壤團聚體的形成 156

三、影響植物殘體腐解的因素 156

四、植物殘體腐解中的微生物 157

第三節微生物代謝產物對環境的污染 158

一、含氮化合物的微生物代謝對環境的污染 158

二、含硫化合物的微生物代謝對環境的污染 161

三、微生物毒素對環境的污染 163



第八章化學農藥對土壤中微生物的影響 165

節土壤中微生物對農藥的生物轉化 165

一、研究微生物轉化農藥的意義 165

二、關於微生物轉化農藥的研究方法 166

三、農藥的微生物轉化 167

第二節化學農藥對土壤中微生物的影響 169

一、化學農藥的基本概念 169

二、化學農藥對土壤中微生物的影響 170

第三節土壤的化學處理 171

一、土壤的化學組成 171

二、化學物質對土壤及微生物的作用 172



第九章微生物與環境污染物的處理 176

節微生物與水污染的處理 176

一、活性污泥法 176

二、厭氧處理法 178

三、土地處理法 179

四、污水生物處理的發展趨向 180

第二節微生物與固體廢料的處理 182

一、需氧性堆肥法（高溫堆肥） 182

二、厭氧發酵法 183

三、有機肥料的衛生指標 185

第三節微生物與污染物的處理 186

一、人工合成有機化合物的微生物降解 186

二、石油的微生物降解 187

三、煤的微生物脫硫與降解 188



參考文獻 190

土壤中各種微生物族群的生命活動，共同構成了土壤的生物化學活性。其在轉化土壤中各種物質的過程中能夠提升土壤的肥力，促進植物吸收營養，分解污物殘毒，發揮土壤資源的生產力，為推進農業生產、保護生態環境提供支持和保護。土壤中孕育的萬千微生物也已經成為當前迅速發展的生物技術的豐富資源。鋻於此，筆者撰寫了《土壤環境微生物群落特性分析》一書。

本書在介紹微生物、微生物學、微生物繫統等知識的基礎上，對土壤中微生物的種類、分布、狀態，土壤與微生物的關繫以及土壤中微生物之間的關繫進行了闡述；並進一步介紹了微生物的固氮作用和含氮化合物的分解作用、土壤中微生物對植素的循環利用、化學農藥對土壤中微生物的影響作用，以及微生物對環境污染的處理作用等內容。本書可供從事土壤學、微生物學、生態學、環境科學和農學等領域的科技工作者、研究生和本科生等參考。

本書在撰寫的過程中，參考了大量優秀的文獻和資料，在此對相關文獻資料的作者表示由衷的感謝。此外，由於筆者的時間和精力有限，書中難免存在不妥之處，敬請廣大讀者和各位同行予以批評指正。



林建國

2020年10月