一、微生物概述

微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，个体微小，结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物。微生物包括细菌、病毒、霉菌、酵母菌等，但有些微生物是肉眼可以看见的，如蘑菇、灵芝等真菌。病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”，但是它的生存必须依赖于活细胞。微生物根据存在的不同环境分为土壤微生物、水体微生物、空间微生物、海洋微生物等。

微生物个体微小，一般＜0.1 mm。其构造简单，有单细胞的，简单多细胞的，非细胞的。进化地位低，大多依靠有机物维持生命。

微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有49.877％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中一占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。微生物千姿百态，有些是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化；有些是有益的，可用来生产如奶酪、面包、泡菜、啤酒和葡萄酒。

二、微生物在环境中的分布

1．土壤中微生物的分布特征

（1）土壤的环境条件

在自然界，土壤是微生物生活的良好环境。因为土壤具有微生物生长繁殖所必需的各种环境条件。

营养：土壤中有大量动植物残体、植物根系的分泌物、人和动物的排泄物，这些有机物为微生物提供了良好的碳源、氮源和能源；土壤中丰富的矿质元素可以满足微生物对矿质营养的要求。

水分和渗透压：土壤中具有一定的持水性，可为微生物提供水分；土壤的渗透压对微生物是等渗或低渗环境，有利于微生物摄取营养。

空气：土壤团粒结构中的小孔隙充满空气，土壤中氧的含量比大气少，平均为土壤空气体积的7%～8%。通气良好的土壤，氧的含量高些，有利于好氧微生物的生长。

pH：土壤的pH多接近中性，且缓冲能力强，适合大多数微生物生长的需要。在酸性或碱性的土壤中，亦有与之适应的微生物生长繁殖。

温度：土壤具有保温性，与空气相比，昼夜温差和季节温差要小得多。即使冬季地面冻结，一定深度的土壤中仍保持一定的温度，一般是10～25 ℃，适宜多种微生物生长的需要。

此外，土壤表面儿毫米厚的表层土是保护层，使土壤中的微生物可以免遭太阳光中紫外辐射直射致死。以上这些都为微生物生长繁殖提供了良好的条件。所以土壤有“微生物天然培养基”的美称。在土壤中的微生物种类最多、数量最大，是人类利用微生物资源的主要来源。

(2)土壤微生物的种类和数量

土壤中微生物的种类和数量都很多。土壤中微生物的数量因土壤类型、季节、土层深度与层次等不同而异。如有机物含量丰富的黑土、草甸土等肥沃土壤，微生物含量较高，每克土可含几亿至几十亿个微生物；而红壤、棕钙土、盐土等贫瘠土壤，微生物的含量很少，每克土也含几百万至几千万个微生物。

土壤中的微生物有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等类群。其中细菌数量最多，放线菌和真菌次之，藻类和原生动物等的数量较少。细菌，约占土壤微生物总数的70％～90%，含量达每克土几百万个至几亿个，主要是异养型种类，少数为自养型。异养型种类积极参与土壤有机质的分解和腐殖质的合成。自养型种类转化着矿质养分的存在状态。

土壤中常见的细菌有固氮细菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫酸还原细菌、纤维素分解菌、假单胞菌、黄杆菌、钾细菌和铁细菌等。

放线菌，约占土壤微生物总数的5%～30%，含量为每克土几千万至几亿个孢子。在偏碱性土壤中数量较多，都是异养型种类。放线菌较耐干旱，在潮湿土壤中比干旱土壤中少，在渍水条件下，如土壤持水量在80％～100％时，放线菌很少出现。土壤中常见种类有诺卡氏菌属、链霉菌属和小单孢菌属。

真菌，每克土壤中有真菌几千至几十万个，均为严格好氧的异养型种类。酵母菌的含量较少，一般为每克土壤几个到几千个。但在葡萄园和果园的土壤中，每克土壤酵母菌含量可达几十万个。真菌中的霉菌，以丝状体的菌丝交织蔓延在土壤中起改良土壤团粒结构的作用。土壤中最常见的霉菌有青霉、曲霉、枝孢霉、头孢霉等。

藻类，土壤中藻类的数量不多，不到微生物总数的1%，但分布却很普遍。一般生长在土壤表层，多为单细胞绿藻和硅藻。藻类为光合型微生物，受阳光及水分影响较大，土壤下层因无阳光，数量少。在温暖季节中，积水的土面上藻类大量发育，其中主要有衣藻、小球藻、丝藻及各种硅藻，水田内则发育有水绵等丝状绿藻，为土壤积累有机质。

原生动物，在不同类型的土壤中数量变化很大，每克土壤有几十个至几十万个，在富含有机质的土壤中主要有纤毛虫、鞭毛虫、肉足虫等，大多数种类是异养型的，以吞食各种有机物的碎片、藻类、菌类等为生。

土壤中的微生物是土壤的组成成分，通过它们的代谢活动，转化土壤中各种物质的状态，改变土壤的理化性质，是构成土壤肥力的重要因素。

(3）微生物在土壤中的分布

水平分布，土壤中微生物的水平分布取决于碳源，例如油田地区存在分解石油的微生物，林区存在大量分解纤维素的微生物，在动植物残体较多的土壤中则有较多的氨化细菌和硝化细菌。

垂直分布，土壤中微生物的垂直分布与紫外线的照射、营养、水、温度、通气等环境因子有关。

表层土因受紫外线照射和缺乏水，微生物不易生存，在5～20 cm的土层处微生物数最多，随土层的加深，菌数减少，这是由于缺乏营养和氧气造成的。