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土壤微生物资源管理_应用技术与学科展望

作者:原创论文网 时间:2011-01-22 13:29 加入收藏

                              土壤微生物资源管理_应用技术与学科展望

   摘要:土壤中蕴藏着高度的微生物多样性,在陆地生态系统中发挥着非常重要的功能,加强对土壤微生物资源的综合管理与开发应用是提升生态系统稳定性与生产力及农产品质量的重要途径。首先,土壤微生物多样性具有全球性的重大意义,有待完善对土壤微生物的检测与监测技术研究,进而实现土壤微生物多样性与土壤功能的耦合以及对土壤质量的评定;其次,土壤微生物作为一种宝贵的生产资料和可持续资源,要加强其在土壤肥力强化与保育、土壤障碍消减与调节、土壤污染控制与修复等3 个领域的应用研究。最后,未来土壤微生物学发展将会形成土壤微生物系统学、土壤微生物过程学与土壤微生物功能学3个子学科,要建立土壤微生物种质资源库与遗传信息库,推进土壤微生物生理代谢过程、生物化学过程及生态行为过程的研究,联结土壤微生物与土壤功能的关系,并从土壤中的功能微生物出发对环境变化作出积极响应和主动调控。此外,原创性方法的建立与应用是限制土壤微生物学发展的技术瓶颈,联合生物地理学与生物信息学破译重要基因的特定生态功能,并将其应用到生态模型以及生态系统未知领域的研究中去,是土壤微生物学面临的挑战。

    关键词:土壤微生物多样性;土壤微生物系统学;土壤微生物过程学;土壤微生物功能学 我国土壤资源类型丰富、土地利用方式多变、人为干扰程度强烈,这些特点为我国的土壤学研究工作提供了十分有利的条件。土壤是物理、化学、生物等复杂过程的综合体,陆地生态系统的大部分作用过程都发生在土壤中或与之直接相关。土壤是微生物的大本营,其中生活着极其丰富的微生物类群[1],蕴藏着自然界最巨大的微生物种质与基因资源,它们在自然生态系统中扮演着非常重要的角色。土壤微生物是土壤中物质形成与转化的关键动力,伴随着土壤的形成与发育,在维系土壤结构、保育土壤肥力、影响土壤植被等方面起着不可替代的作用[2];土壤微生物是主要分解者[3],对生态环境起着天然的过滤和净化作用,是决定土壤自净、污染物消纳等重要功能的主导因子;同时土壤微生物也是联系大气圈、岩石圈、水圈和生物圈的纽带,在全球物质循环和能量流动中起着重要作用[4]。因此,加强对土壤微生物资源的综合管理与开发应用是提升生态系统稳定性与生产力、保障我国粮食安全和土壤可持续利用的重要途径。

   土壤微生物多样性是指土壤生态系统中所有的微生物种类、它们拥有的基因以及这些微生物与环境之间相互作用的多样化程度[5]。长期以来,由于人类对土壤中的微生物多样性及其在生态过程中的许多功能了解很少,只能作为“黑箱”处理,导致管理与调控存在很大的盲目性。近来,现代分子生物学技术、信息技术以及物理和化学分析手段的发展正在开启这个“黑箱”,从分子水平研究土壤微生物过程及其肥力和环境效应已成为当代土壤学的热点,土壤微生物多样性则已成为国际土壤、生物、环境、生态、农业等多个学科的前沿, 这必将推动传统土壤微生物学向现代土壤微生物学的转变。


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