不同城市綠地類型對(duì)土壤微生物數(shù)量及微生物量的影響

蔣炳伸，楊喜田

（1.黃淮學(xué)院農(nóng)林科學(xué)系，河南 駐馬店 463000；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450002）

城市綠地系統(tǒng)具有供氧吸碳、殺菌滯塵、調(diào)節(jié)氣候、防塵護(hù)沙等作用，以及減噪、攔截雨水、固土保水、凈化水體、降解廢棄物等生態(tài)功能[1]。但是，城市綠地因受人為活動(dòng)的強(qiáng)烈影響，也會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題：土壤層次紊亂、成分復(fù)雜、侵入體多、物理性狀不良、有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分缺乏[2]、土壤生物多樣性不斷減少和喪失等[3]，這些問(wèn)題使土壤質(zhì)量加速降低，并嚴(yán)重影響了綠地各種生態(tài)效益的有效發(fā)揮。

土壤微生物在土壤形成、肥力演變、植物養(yǎng)分有效化、有毒物質(zhì)降解及凈化等方面起著重要作用[4]。土壤微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中重要的生命體，對(duì)所生存的微環(huán)境十分敏感。故土壤微生物學(xué)指標(biāo)（微生物數(shù)量、微生物量）被公認(rèn)為是土壤生態(tài)系統(tǒng)變化的預(yù)警及敏感指標(biāo)[5-6]，對(duì)土壤質(zhì)量狀況研究具有重要意義。近年來(lái)，對(duì)城市綠地的研究國(guó)內(nèi)外報(bào)道漸多，但將微生物學(xué)指標(biāo)應(yīng)用于城市綠地的研究卻鮮見(jiàn)報(bào)道。本文以鄭州市不同綠地類型土壤為研究對(duì)象，分析各種綠地類型土壤中微生物數(shù)量、微生物量的差異，來(lái)衡量不同綠地類型土壤質(zhì)量狀況，以期為城市綠地合理利用、土壤改良提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況和研究方法

1.1 試驗(yàn)地概況

鄭州市位于東經(jīng) 112°42′～114°14′，北緯 34°16′～34°58′，北臨黃河，西依嵩山，東南為廣闊的黃淮平原。鄭州地區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫14.4℃，年平均降雨量640.9 mm，無(wú)霜期220 d，全年日照時(shí)間約2400 h。

1.2 土樣的采集

實(shí)驗(yàn)對(duì)象按鄭州市不同類型綠地設(shè)8個(gè)采樣地點(diǎn)（表 1）。土樣取表土（0～20 cm），多點(diǎn)采集，揀去根系、石塊等雜物，充分混合后用對(duì)角線法分樣，帶回實(shí)驗(yàn)室，一部分土樣過(guò)2 mm篩后放入冰箱4℃保存?zhèn)溆茫硪徊糠肿匀伙L(fēng)干以備基本理化性質(zhì)分析。

表1 樣地基本情況

1.3 分析方法

1.3.1 土壤可培養(yǎng)微生物分析 采用平板梯度稀釋法測(cè)定[7]，牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，馬丁氏培養(yǎng)基培養(yǎng)真菌，淀粉銨鹽培養(yǎng)基培養(yǎng)放線菌，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3.2 微生物量碳和氮的測(cè)定 微生物量碳采用氯仿熏蒸—培養(yǎng)法測(cè)定[7]、微生物量氮采用氯仿熏蒸—浸提法測(cè)定[8]。

1.3.3 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定[9]有機(jī)質(zhì)（O-M）的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量-稀釋熱法；堿解氮（A-N）的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；有效磷（A-P）的測(cè)定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；用土∶水＝1∶1浸提液測(cè)定pH值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同城市綠地類型土壤的微生物數(shù)量分析

不同城市綠地類型土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量存在一定差異（表2），具體表現(xiàn)為：花卉綠地＞人工草灌地＞人工林地＞人工草地＞人工灌木地＞隔離帶綠地＞行道綠地，花卉綠地土壤的微生物數(shù)量最高，平均達(dá)348×104cfu/g；行道綠地土壤的微生物數(shù)量最低，平均為 80×104cfu/g，二者相差 268×104cfu/g。

不同城市綠地類型土壤理化性質(zhì)也存在著一定差異。由表3可知，花卉綠地、人工草灌地、人工林地的有機(jī)質(zhì)含量高，其他養(yǎng)分含量也較高，土壤pH值呈微堿性，土壤硬度較低，土壤疏松并且通氣狀況良好，有利于微生物生長(zhǎng)；人工草地、人工灌木地土壤有機(jī)質(zhì)和其他養(yǎng)分含量相對(duì)較低，土壤硬度較高，土壤通氣狀況不良；隔離帶綠地土壤硬度較低、有機(jī)質(zhì)含量（4.92 g/kg）特別低，土壤呈堿性（pH值8.81）；行道綠地土壤硬度大、有機(jī)質(zhì)含量低（平均為9.33 g/kg），這些因素抑制人工草地、人工灌木地、隔離帶綠地、行道綠地的微生物生長(zhǎng)繁殖，故土壤微生物數(shù)量較少。微生物數(shù)量與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)，這與前人研究結(jié)果相符[11]。

表2 不同城市綠地類型土壤微生物數(shù)量

表3 不同城市綠地類型土壤理化性質(zhì)

2.2 不同城市綠地類型土壤微生物量分析

土壤微生物量主要包括微生物量碳和微生物量氮，是土壤養(yǎng)分的儲(chǔ)存庫(kù)和植物生長(zhǎng)可利用養(yǎng)分的重要來(lái)源，與微生物個(gè)體數(shù)量指標(biāo)相比，更能反映微生物在土壤中的實(shí)際含量和作用潛力，因而具有更加靈敏、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外土壤學(xué)研究的熱點(diǎn)之一[12-14]。

不同城市綠地類型土壤微生物量碳的含量（表4）由高到低的順序?yàn)椋夯ɑ芫G地＞人工林地＞隔離帶綠地＞人工草灌地＞行道綠地＞人工灌木地＞人工草地，花卉綠地微生物量碳的含量是人工草地的15倍。各綠地土壤微生物量氮由高到低的順序與微生物量碳的基本一致。

表4 不同城市綠地類型土壤微生物量

微生物商（BC/TC）是指微生物碳與土壤有機(jī)全碳的比值，在一定程度上能反映土壤質(zhì)量的高低。當(dāng)土壤質(zhì)量高時(shí)，土壤中可利用碳源比例上升，殘留有機(jī)質(zhì)變得更加穩(wěn)定時(shí)，這一比例會(huì)下降[15]。不同綠地類型土壤微生物商（BC/TC）為0.1195%～0.3589%（表4），人工林地BC/TC值（0.1195%）最低，表明土壤質(zhì)量高；其次是人工草灌地、人工草地的BC/TC值較低，土壤質(zhì)量也高；農(nóng)大誠(chéng)信路和花卉綠地的BC/TC值略高，土壤質(zhì)量低；文化路行道綠地、隔離帶綠地、人工灌木地的BC/TC值偏高，分別為0.3589%、0.3259%、0.3110%，說(shuō)明這些綠地土壤質(zhì)量偏低。

不同城市綠地類型土壤微生物量碳氮之間相關(guān)關(guān)系的分析結(jié)果表明（表5），土壤微生物量碳氮之間呈較好的線性關(guān)系﹙r=0.760，n=8）。土壤微生物量碳與土壤微生物量氮、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、微生物數(shù)量均呈極顯著正相關(guān)，土壤微生物量碳與土壤全氮呈顯著正相關(guān)；土壤微生物量氮與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、微生物數(shù)量均呈極顯著正相關(guān)，土壤微生物量氮與土壤堿解氮呈顯著正相關(guān)，這與有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道相一致[16]。可見(jiàn)，土壤微生物量碳、氮與土壤肥力、微生物數(shù)量關(guān)系緊密，能夠迅速地反映土壤質(zhì)量變化。

表5 土壤微生物量的碳、氮與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、微生物數(shù)量間的相關(guān)性

3 結(jié)論

土壤微生物數(shù)量、微生物量與土壤硬度、酸堿度、有機(jī)質(zhì)等有一定的相關(guān)性。土壤硬度大、有機(jī)質(zhì)含量低、土壤偏酸性或偏堿性，微生物數(shù)量少、微生物量含量也低；土壤疏松、有機(jī)質(zhì)含量豐富、土壤在微酸性到微堿性范圍內(nèi)，微生物數(shù)量多、微生物量含量也高。土壤微生物量的碳、氮與微生物數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系，故土壤微生物數(shù)量、微生物量可作為土壤質(zhì)量變化的敏感指標(biāo)[5]。

鄭州市不同綠地類型土壤的微生物數(shù)量、微生物量、理化指標(biāo)差異較大，地表植被種類多樣、土壤疏松、有機(jī)質(zhì)含量豐富的綠地土壤的微生物數(shù)量、微生物量均高于那些植被單一、土壤裸露、土壤硬度大、堿性的綠地土壤。為了使城市綠地更好地發(fā)揮其生態(tài)效益，應(yīng)對(duì)那些生態(tài)功能低下的城市綠地進(jìn)行合理改良：如松土、深翻整地、多施微生物肥料或有機(jī)肥，也可使用土壤化學(xué)改良劑等[17-18]。

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