李斯陶

摘要：生态系统物质循环是在全球范围内进行的生物化学运动与转换，实质是将各种元素在地球生物圈中进行循环。物质循环是自然界的特有规律，其中包含了三种角色，生产者、消费者以及分解者，分解者多是异养型微生物，而微生物在有机物矿化中具有重要意义，同时，对于物质循环也有一定的意义。现本文就对微生物在物质循环中的作用浅做分析，以期能够帮助公众更好的了解微生物在物质循环中的具体作用。

关键词：微生物；物质循环；作用

物质循环主要分为两个方面，简单来讲就是生物合成与矿化、分解作用，而微生物就是进行分解作用的执行者。微生物多是以异养型为主，在物质循环中占据分解者的地位，是物质循环的基石。微生物在生物循环中的作用体现主要是通过讲解微生物在以下几种元素中循环的作用：C元素、N元素、P元素以及S元素，因此，本文将通过这几个方面来对微生物在物质循环中的作用进行整合、分析。

微生物在自然界中的分布十分广泛，活动能力较强，另外，微生物的种类也是非常可观的，繁殖能力又强，这些方面就可以很好地保证了微生物在物质循环中基石地位

[1]。一般，微生物多是分解者，从事分解动植物以及微生物的排泄物和尸体等工作，也有一部分微生物以生产者的形式出现，进行化能合成，从而影响物质循环。

一、微生物在碳素循环中的作用

碳素自然界最基本的元素，所有的生物体中都会有碳元素的出现，可以说没有碳元素就没有生命。碳素循环主要讲的就是二氧化碳的固定与生成，这一过程离不开生产者的光合作用和微生物的化能合成以及分解作用。

二氧化碳的生成涉及到多个方面，生产者、消费者、以及分解者都有参与。生产者在进行光合作用时会释放大量的二氧化碳，消费者在进行基本的生命活动中也会呼吸生成二氧化碳，，而微生物也会由于呼吸作用生成二氧化碳。此外，二氧化碳的产生途径还来自于微生物、生产者和消费者的尸体，通过微生物的分解，一部分有机碳化物幸运的被保留，经过时间的积累成为了石油、天然气、煤炭等化石燃料。另一部分则被分解为二氧化碳重新进入物质循环。

二氧化碳的固定一部分是由绿色植物进行光合作用的暗反应时固定的，另一部分则是由微生物进行固定的，一般，厌氧或是兼性厌氧的微生物进行分解时，会产生甲烷、氢气、有机酸以及二氧化碳，而好氧或是兼性厌氧微生物会彻底分解得到二氧化碳。

二、微生物在硫素循环中的作用

硫元素在生物界中也是不可或缺的元素，通常是作为一些氨基酸、微生物、辅酶等的成分出现，虽然需要量远远不及氮元素，但是其作用却也是相当大的。

一般，硫元素多以硫化物的形似存在于自然界，硫酸根是最稳定的存在形式，硫酸根会被植物以及微生物还原为有机硫化物，也会通过动物进食微生物、植物来变成有机硫化物。

而那些动植物或是微生物尸体上也会出现有机硫化物，主要是动物皮、毛等一些富含蛋白质的部位、植物某些纤维器官以及微生物的蛋白类经过长时间的腐化便有了硫蛋白的形成

硫素循环主要包括脱硫作用、同化作用、反硫化作用以及硫化作用这几方面，微生物在这几方面所起的作用还是很大的。为了能够更好地进行解释，现举出一例：硫化作用，希望能够让大家进一步了解。

硫化作用就是微生物对还原态的无机硫化物（比如：硫化氢、硫单质）进行氧化，从而形成硫酸及硫酸盐的过程。这一过程必须要在有氧环境中进行，需要微生物对含硫蛋白质进行分解，然后得到含硫氨基酸，进而分解出硫化氢，再在硫化细菌的作用下形成硫酸。该过程得到的硫酸以及硫酸盐可以被植物利用，但需注意量的投入。

三、微生物在氮素循环中的作用

氮元素也是构成生物体的必需元素，一般常见于蛋白质、氨气、化肥等。微生物可以将空气中的氮气进行固定，再加工，生成有机氮化物，有机氮化物可以被植物利用，动物吃了植物后又可以在体内进行氮元素的转化，形成蛋白质。氮元素也存在于氨气中，一般是微生物将动植物、微生物的尸体进行分解而后可以得到刺激性的氨气。

在不同环境中，微生物对氮元素的转化也不同，在有氧环境下，微生物会通过硝化作用将氨气进行氧化，从而得到硝酸、铵盐以及硝酸盐；在无氧环境下，微生物又会将硝酸盐还原为氮气，释放到空气中，这样的结合模式，可以很好的保证氮循环的正常进行。

氮素循环又包括多个方面：微生物固氮、硝化作用、同化作用、反硝化作用以及氨化作用。同讲解硫素循环一样，在这一方面主要讲解微生物的固氮。

微生物固氮就是微生物将分子态的氮还原为其他氮化物的过程。还原的得到的氮化物可以充当植物的肥料，被植物利用、消耗，对于农业方面有很大的帮助，现今，农民都将一些枯枝烂叶、农家肥投入土地，很起到了促进植物生长的作用。

四、微生物在磷素循环中的作用

磷元素对于生物体的生存来讲也是极为必要的，一般，本身就存在于自然界中的难溶性无机磷化物难以直接被植物吸收利用，这就需要微生物来进行转化。微生物可以将磷酸根由无效化转为有效化，以促进植物吸收磷元素，实现磷元素在自然界的有效利用

往往磷元素会将有机物进行降解，在这个过程中就容易将其中所含有的有机磷化物降解掉，另外，有些个别的微生物具有很强的分解能力，可以很好地将有机磷化物降解，以供动植物的吸收利用。

总之，微生物在这几种元素的循环中都占据了一定的地位，或是通过分解作用，或是通过化能合成作用来促进物质循环，无论是以哪种方式，但是不可否认的是微生物对于物质循环的重要性。

五、结语

物质循环在自然界中极为普遍，但同时也十分重要，如果想要地球生物圈正常进行就必须保证物质循环的可持续性发展。而微生物在物质循环中占有很大的地位，是物质循环的基石，为物质循环拓展可持续性发展的空间做出了巨大贡献，促进了物质循环在全球范围内的进行。因此，分析微生物在物质循环中的作用是极为必要的。

参考文献

[1] 王敬国.微生物与根际中物质的循环（综述）[J].北京农业大学学报，1993，04（4）：98-105.

[2] 刘银银，李峰，孙庆业，谢永宏.湿地生态系统土壤微生物研究进展[J].应用与环境生物学报，2013，03（8）：547-552.

[3] 邢鹏，胡万婷，吴瑜凡，吴庆龙.浅水湖泊湖泛（黑水团）中的微生物生态学研究进展[J].湖泊科学，2015，04（12）：567-574.