土壤類型對煙田土壤中微生物的影響許

摘要：對不同類型的煙田土壤中細菌、固氮菌、放線菌及真菌進行分離，對不同微生物種群進行數量和多樣性分析。結果表明，不同類型煙田土壤中，黃棕壤中細菌和固氮菌數量均高于紫色土。黃棕壤煙田土壤中細菌、固氮菌、放線菌及真菌變化速率分別高于紫色土中4種微生物變化速率；在黃棕壤煙田土壤中，細菌、固氮菌、放線菌及真菌變化速率呈現遞減規律。黃棕壤中4種微生物根土比之和高于紫色土。黃棕壤中細菌與真菌數量的比值（B/F）幾乎都高于紫色土。黃棕壤根際土中微生物菌群多樣性指數與非根際土中微生物菌群多樣性指數之比高于紫色土。

關鍵詞：土壤類型；煙田土壤微生物；根土比；多樣性指數

中圖分類號：S154 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）01-0056-04

土壤微生物是陸地生態系統中最豐富的物種，相關研究表明，每克農田土壤擁有的基因組量為140～8 800個，相當于400～26 000個不同物種。土壤微生物組成與活性決定了生物地球化學循環、土壤有機質的周轉及土壤肥力和質量，也與植物的生產力有關。土壤微生物還可以敏感地指示氣候和土壤環境條件的變化，土壤微生物參數可能是最早用于反映土壤質量的指標。土地利用方式、種植制度、農地管理方式及作物種類都會對土壤微生物產生影響[1-3]。Waldrop等[4]在研究森林轉換為耕地條件下的土壤微生物群落結構時發現土壤中有機碳和氮下降了50%～55%，微生物量下降了75%，β-葡萄糖苷酶活性下降了54%，微生物特征和種類發生明顯的變化。

土壤類型對微生物生長發育有著較大影響。土壤類型不同，土壤微生物種群數量和組成也必然會存在某種程度的差別，這種差異反過來又會對土壤結構以及土壤肥力特別是對煙草的生長產生一定的影響[5]。土壤微生物是土壤中動植物殘體分解的主要推動者，在土壤物質轉化中具有多種重要作用，與土壤肥力和植物營養有密切關系。因此土壤微生物是反映土壤供肥能力、土壤健康狀況的敏感性參數。為此，在湖北省保康縣和興山縣選取兩種有代表性的土壤類型，研究不同類型土壤中主要微生物類群數量的變化規律，為合理利用土地資源、保證其可持續發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2009年5～12月在湖北省保康縣和興山縣進行。選取黃棕壤和紫色土兩種土壤類型，育苗、肥水管理、病蟲害防治及其他田間管理均按照當地農民種植習慣進行。供試煙草品種為K326。

1.2 土壤樣品采集

分別于移栽前期（5月12-13日）、旺長期（7月8-9日）及采收期（8月15-16日）取樣。采用5點取樣法采集5～20 cm根際土和非根際土，用無菌自封袋包裝，立即帶回實驗室。將新鮮土樣研磨過2 mm篩存放在4 ℃冰箱中。

1.3 土壤微生物測定

采用稀釋平板法測定土壤微生物總數；細菌采用牛肉膏蛋白胨固體培養基；固氮菌采用阿須貝氏瓊脂培養基；放線菌采用高氏1號培養基；真菌采用馬丁氏（Martin）培養基。結果以每克干土所含微生物數量表示[6]。

1.4 數據分析

根土比（R/S）是指根際土中微生物數量與非根際土中微生物數量的比，其中R表示根際土中微生物數量，S表示非根際土中微生物數量。

微生物數量變化速率是指根際土中微生物數量與移栽前期根際土中微生物數量的比。

生物多樣性指數是描述生物類型數和均勻度的一個度量指標，它在一定程度上可反映生物群落中物種的豐富度及其各類型間的分布比例。本研究中土壤微生物菌群多樣性指數和土壤微生物菌群的均勻度計算方法如下：

1）土壤微生物菌群多樣性指數（Shannon-Wiener指數[7]）：H=-∑Pi×1nPi

2）土壤微生物菌群的均勻度[8]：

R=（-∑Pi×1nPi）/1nS

式中，Pi=Ni/N為某群落中第i個類型的個體數占總個體數的百分比，S為微生物類群數量。

2 結果與分析

2.1 不同類型煙田土壤中微生物數量

由圖1至圖4可知，在不同土壤類型煙田土壤中4種微生物數量從多到少依次為：細菌、固氮菌、放線菌、真菌。其中，細菌數量最多，占微生物總量的58.77%～82.98%，固氮菌占微生物總量的10.80%～32.75%，放線菌占微生物總量的3.79%～10.39%，真菌數量最少，占微生物總量的0.04%～0.22%。由此可見細菌在煙田土壤微生物中占絕對優勢。

在不同生育時期不同土壤類型的煙田土壤中，旺長期細菌數量高于采收期，保康縣黃棕壤和紫色土煙田旺長期土壤中細菌數量分別為11.740 2×107 cfu/g和11.654 2×107 cfu/g，興山縣黃棕壤和紫色土煙田旺長期土壤中細菌數量分別為29.437 0×107 cfu/g和11.295 9×107 cfu/g。

不同類型的煙田土壤中，黃棕壤中細菌和固氮菌數量均高于紫色土，保康縣黃棕壤煙田旺長期土壤中細菌和固氮菌數量分別為11.740 2×107 cfu/g和24.033 4×106 cfu/g，保康縣紫色土煙田旺長期土壤中細菌和固氮菌數量分別為11.654 2×107 cfu/g和15.163 0×106 cfu/g；保康縣黃棕壤煙田采收期土壤中細菌和固氮菌數量分別為11.250 4×107 cfu/g和34.551 7×106 cfu/g，保康縣紫色土煙田采收期土壤中細菌和固氮菌數量分別為10.302 8×107 cfu/g和31.938 6×106 cfu/g。興山縣黃棕壤煙田旺長期土壤中細菌和固氮菌數量分別為29.437 0×107 cfu/g和99.007 3×106 cfu/g，興山縣紫色土煙田旺長期土壤中細菌和固氮菌數量分別為11.295 9×107 cfu/g和32.766 6×106 cfu/g；興山縣黃棕壤煙田采收期土壤中細菌和固氮菌數量分別為16.694 6×107 cfu/g和66.275 2×106 cfu/g，興山縣紫色土煙田采收期土壤中細菌和固氮菌數量分別為7.679 0×107 cfu/g和23.956 8×106 cfu/g。

2.2 不同類型煙田土壤中微生物數量變化速率

以移栽前期根際土中微生物數量為參照，不同類型煙田土壤中微生物數量變化速率如圖5和圖6所示，黃棕壤中細菌、固氮菌、放線菌和真菌的變化速率都高于1，表明在煙草生長過程中黃棕壤煙田土壤中細菌、固氮菌、放線菌和真菌數量在增加，而紫色土中固氮菌和放線菌的變化速率存在低于1的情況，表明在煙草生長過程中紫色土煙田土壤中固氮菌和放線菌數量存在減少的趨勢。

在黃棕壤煙田土壤中，細菌變化速率高于固氮菌變化速率，固氮菌變化速率高于放線菌變化速率，放線菌變化速率高于真菌變化速率。在興山縣黃棕壤煙田旺長期土壤中，細菌、固氮菌、放線菌和真菌的變化速率分別為6.895 5、4.161 8、2.561 1和1.529 9。

在不同類型煙田土壤中，黃棕壤煙田土壤中細菌變化速率、固氮菌變化速率、放線菌變化速率和真菌變化速率分別高于紫色土中4種微生物變化速率。興山縣黃棕壤煙田采收期土壤中，細菌、固氮菌、放線菌和真菌的變化速率分別為3.910 7、2.785 9、2.659 0和2.136 4，興山縣紫色土煙田采收期土壤中，細菌、固氮菌、放線菌和真菌的變化速率分別為1.636 5、1.527 7、1.583 8和1.911 7。

2.3 不同類型煙田根際土中微生物根土比

由圖7和圖8可知，不同類型土壤中細菌、固氮菌、放線菌和真菌根土比都大于1，表明根際土中細菌、固氮菌、放線菌和真菌數量均高于非根際土，表現出明顯的根際效應。不同類型煙田土壤中，黃棕壤中固氮菌根土比高于紫色土，興山縣黃棕壤中固氮菌根土比最高，為7.007 1。黃棕壤中4種微生物根土比之和高于紫色土，旺長期保康縣黃棕壤和紫色土中4種微生物根土比之和分別為5.958 3和4.820 9，旺長期興山縣黃棕壤和紫色土中4種微生物根土比之和分別為13.852 2和6.742 4。

2.4 不同類型煙田土壤中微生物種群結構變化

細菌與真菌數量的比值（B/F）是表征土壤肥力的一個潛在指標。有資料表明，土壤中細菌密度高，表明土壤肥力水平較高。表1為不同土壤類型煙田土壤中微生物的B/F變化趨勢。黃棕壤煙田土壤中旺長期細菌與真菌數量的比值（B/F）高于采收期，興山縣黃棕壤煙田土壤中旺長期和采收期細菌與真菌數量的比值（B/F）分別為26.431 4和11.541 7。不同類型煙田土壤中，黃棕壤中細菌與真菌數量的比值（B/F）幾乎都高于紫色土，興山縣黃棕壤中旺長期細菌與真菌數量的比值（B/F）最高，為26.431 4。黃棕壤煙田土壤中細菌與真菌數量的比值（B/F）高于紫色土，表明黃棕壤煙田土壤更適合煙草種植。

2.5 不同土壤類型對土壤微生物多樣性指數的影響

土壤微生物菌群多樣性指數（H）反映微生物群落的豐富度，用根際土中微生物菌群多樣性指數與非根際土中微生物菌群多樣性指數之比（R/S）衡量煙葉種植對煙田生態系統中微生物多樣性指數的影響。從表2可知，黃棕壤根土比大于紫色土。保康縣黃棕壤和紫色土根土比分別為0.887 18和0.748 94，興山縣黃棕壤和紫色土根土比分別為1.019 26和0.866 43。

3 小結

對不同類型的煙田土壤中細菌、固氮菌、放線菌和真菌進行分離，對不同微生物種群進行數量和多樣性分析。結果表明，不同類型煙田根際土壤中，黃棕壤中細菌和固氮菌數量均高于紫色土。在黃棕壤煙田土壤中，細菌變化速率高于固氮菌變化速率，固氮菌變化速率高于放線菌變化速率，放線菌變化速率高于真菌變化速率。黃棕壤煙田土壤中細菌、固氮菌、放線菌和真菌變化速率分別高于紫色土中4種微生物變化速率。黃棕壤中4種微生物根土比之和高于紫色土，興山縣黃棕壤中固氮菌根土比最高。黃棕壤中細菌與真菌數量的比值（B/F）幾乎都高于紫色土，興山縣黃棕壤中旺長期細菌與真菌數量的比值（B/F）最高，為26.431 4。黃棕壤根際土中微生物菌群多樣性指數與非根際土中微生物菌群多樣性指數之比高于紫色土。

參考文獻：

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