不同植被類型、海拔高度土壤芽孢桿菌的空間分布特征

李文鳳+房翠翠+霍英芝

摘要：為了解不同海拔高度、不同植被類型土壤芽孢桿菌的分布狀況和菌群多樣性，以西藏色季拉山東坡土壤為研究對象，根據野外調查采樣情況和實驗室統計分析結果，結合GIS空間分析方法分析土壤芽孢桿菌的分布特征。結果表明：土壤芽孢桿菌數量隨著海拔的升高而增加，同一海拔高度不同土層厚度土壤芽孢桿菌數量隨土層深度增加而減少，土壤養分含量和土壤芽孢桿菌數量呈正相關性。

關鍵詞：土壤；芽孢桿菌；色季拉山；海拔；植被類型；高寒植被；資源利用

中圖分類號：S154 .3 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0370-02

芽孢桿菌屬（Bacillus）由德國布雷斯勞大學植物生理研究所的Cohn命名^[1]，該屬是一類好氧或兼性厭氧、產生抗逆性、能形成芽孢（內生孢子）的桿菌，屬于革蘭氏陽性菌。由于它們能夠產生對熱、電磁輻射、紫外線和部分化學藥品具有很強抗性的芽孢，因此可在多種不良環境下生長。芽孢桿菌在自然界中分布廣泛，與大家的生活也密切相關，在工業、醫藥、農業和科研等方面都具備廣泛的實用價值。色季拉山位于西藏自治區林芝縣以東，屬于念青唐古拉山脈，該山脈高寒物種豐富，生態系統類型多樣，植被類型具有明顯的高寒荒漠特征。目前，對于色季拉山土壤微生物的系統研究相對較少，本研究以色季拉山不同海拔高度的不同植被類型為研究對象，探討其土壤芽孢桿菌空間分布特征以及土壤養分和土壤微生物的相關性，以期為高寒植被生態環境系統保護和土壤芽孢桿菌資源開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 土壤采集

色季拉山地處青藏高原東南部94°25′～94°45′E、29°35′～29°57′N，受印度洋暖濕季風影響，屬于濕潤氣候區和半濕潤氣候區過渡帶，年均氣溫-0.7 ℃，年均降水量600～1 000 mm，其生物氣候垂直分布，土壤類型和植被類型多樣性顯著^[2]。本試驗分別選取色季拉山東坡云杉林（3 000～3 500 m）、冷杉林（3 500～4 100 m）和方柏枝林（4 100～4 300 m）3個不同海拔高度的試驗地段，且每個地段隨機設置2個樣地（30 m×30 m），在每個樣地隨機設置3個采樣點。于2013年5月采集土樣，除去土壤表層凋落物，采用多點混合法分別采集0～20、20～40 cm的土壤，篩去石礫等雜質后，一份土樣保存在4 ℃冰箱中，并在2～3 d內完成土壤芽孢桿菌的分離；另一份土壤風干后用于測定土壤理化性質及土壤酶活性。

1.2 土壤芽孢桿菌的分離

土壤芽孢桿菌的分離、計數采用稀釋平板法，培養基采用牛肉膏蛋白胨麥芽汁瓊脂培養基^[3-4]，121 ℃高壓滅菌 20 min，備用。稱取10 g土樣，加入95 mL 0.85%生理鹽水，于滅菌后的三角瓶中振蕩15 min，再靜置15 min，吸取上層清液作為試驗菌液。在無菌操作臺中用移液槍吸取0.5 mL菌液，再注入4.5 mL 0.85%生理鹽水中，搖勻后稀釋為10-1，直至稀釋為10-3后放入85 ℃水浴鍋中，10 min后再把菌液均勻涂抹在固體培養基中，倒置于30 ℃培養箱中，培養 3～4 d。

1.3 菌群鑒定

土壤芽孢桿菌的鑒定包括菌株外形特征觀察、革蘭氏染色、淀粉水解、吲哚試驗和葡萄糖產酸試驗，具體操作和鑒定標準參照文獻[5-6]。

1.4 土壤理化性質測定

土壤基本理化性質的測定內容包括土壤有機質含量、土壤pH值、土壤全氮含量、土壤速效磷和速效鉀含量，其測定方法參照文獻[7]。

2 結果與分析

2.1 菌群鑒定

本試驗從3個不同海拔不同林地類型試驗地的18個采樣點共篩選出56株菌株，根據菌株培養條件、外觀特征、染色反應和土壤微生物生理生化試驗特征，從這56株菌株中鑒定出9個種^[5]，即巨大芽孢桿菌（B. megaterium）、蠟狀芽孢桿菌（B. cereus）、地衣芽孢桿菌（B. licheniformis）、堅硬芽孢桿菌（B. firmus）、枯草芽孢桿菌（B. subtilis）、短小芽孢桿菌（B. pumilus）、蕈狀芽胞桿菌（B. mycoides）、環狀芽孢桿菌（B. circulans）、泛酸芽孢桿菌（B. pantothenticus）。這些菌種可以產生抗菌物質、抑制病原菌繁殖、改善生態環境，也是菌肥的重要組成部分。

2.2 土壤芽孢桿菌的特征

結合GPS為18個采樣點分別定位，用GIS空間分析法顯示樣地土壤芽孢桿菌分布狀況，用Excel 2003統計每個采樣點的經緯度和每個采樣點土壤芽孢桿菌數量，生成dbf文件，在ArcView 3.3中添加事件，生成采樣坐標文件，通過視圖窗口添加土壤采樣點文件（soil.shp），在Surface模塊選擇空間插值Spline方法可生成土壤芽孢桿菌數量分布圖（圖1）。隨著海拔升高，土壤細菌、放線菌和芽孢桿菌的數量逐步增加，而土壤真菌數量減少；在同一海拔高度上，隨著土層深度的增加，土壤芽孢桿菌的數量逐漸減少。

3 結語

土壤微生物是存在于土壤中的細菌、真菌、放線菌和藻類的總稱，它們在土壤中進行各種轉化，同時促進土壤有機質的分解和養分的轉化。本試驗分析了色季拉山東陂不同海拔高度、不同植被類型土壤芽孢桿菌的空間分布特征，選取了典型的色季拉山植被，海拔跨度為3 000～4 300 m。結果表明，隨著海拔的升高，土壤微生物數量均有所變化，土壤芽孢桿菌的數量和土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量呈正相關性，土壤微生物的主要活動范圍隨土層深度的增加而減小。本試驗篩選了部分菌種，對其拮抗性可繼續進下一步研究，同時也為進一步研究不同季節土壤微生物的空間分布和多樣性分析提供了基礎性研究。

參考文獻：

[1]Lechevalier H A. Morris solotorovsky[M]. New York： McGraw-Hill Book Co，1965.

[2]方江平. 西藏色季拉山土壤的性狀與垂直分布[J]. 山地研究，1997，15（4）：228-233.

[3]中國科學院南京土壤研究所. 土壤微生物研究方法[M]. 北京：科學出版社，1985：25-40.

[4]林先貴. 土壤微生物研究原理與方法[M]. 北京：高等教育出版社，2010：32-45.

[5]布坎南R E，吉本斯N E. 伯杰細菌鑒定手冊[M]. 8版.北京：科學出版社，1984：729-759.

[6]東秀珠，蔡妙英. 常見細菌系統鑒定手冊[M]. 北京：科學出版社，2001：353-370.

[7]鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000：30-57.endprint

摘要：為了解不同海拔高度、不同植被類型土壤芽孢桿菌的分布狀況和菌群多樣性，以西藏色季拉山東坡土壤為研究對象，根據野外調查采樣情況和實驗室統計分析結果，結合GIS空間分析方法分析土壤芽孢桿菌的分布特征。結果表明：土壤芽孢桿菌數量隨著海拔的升高而增加，同一海拔高度不同土層厚度土壤芽孢桿菌數量隨土層深度增加而減少，土壤養分含量和土壤芽孢桿菌數量呈正相關性。

關鍵詞：土壤；芽孢桿菌；色季拉山；海拔；植被類型；高寒植被；資源利用

中圖分類號：S154 .3 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0370-02

芽孢桿菌屬（Bacillus）由德國布雷斯勞大學植物生理研究所的Cohn命名^[1]，該屬是一類好氧或兼性厭氧、產生抗逆性、能形成芽孢（內生孢子）的桿菌，屬于革蘭氏陽性菌。由于它們能夠產生對熱、電磁輻射、紫外線和部分化學藥品具有很強抗性的芽孢，因此可在多種不良環境下生長。芽孢桿菌在自然界中分布廣泛，與大家的生活也密切相關，在工業、醫藥、農業和科研等方面都具備廣泛的實用價值。色季拉山位于西藏自治區林芝縣以東，屬于念青唐古拉山脈，該山脈高寒物種豐富，生態系統類型多樣，植被類型具有明顯的高寒荒漠特征。目前，對于色季拉山土壤微生物的系統研究相對較少，本研究以色季拉山不同海拔高度的不同植被類型為研究對象，探討其土壤芽孢桿菌空間分布特征以及土壤養分和土壤微生物的相關性，以期為高寒植被生態環境系統保護和土壤芽孢桿菌資源開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 土壤采集

色季拉山地處青藏高原東南部94°25′～94°45′E、29°35′～29°57′N，受印度洋暖濕季風影響，屬于濕潤氣候區和半濕潤氣候區過渡帶，年均氣溫-0.7 ℃，年均降水量600～1 000 mm，其生物氣候垂直分布，土壤類型和植被類型多樣性顯著^[2]。本試驗分別選取色季拉山東坡云杉林（3 000～3 500 m）、冷杉林（3 500～4 100 m）和方柏枝林（4 100～4 300 m）3個不同海拔高度的試驗地段，且每個地段隨機設置2個樣地（30 m×30 m），在每個樣地隨機設置3個采樣點。于2013年5月采集土樣，除去土壤表層凋落物，采用多點混合法分別采集0～20、20～40 cm的土壤，篩去石礫等雜質后，一份土樣保存在4 ℃冰箱中，并在2～3 d內完成土壤芽孢桿菌的分離；另一份土壤風干后用于測定土壤理化性質及土壤酶活性。

1.2 土壤芽孢桿菌的分離

土壤芽孢桿菌的分離、計數采用稀釋平板法，培養基采用牛肉膏蛋白胨麥芽汁瓊脂培養基^[3-4]，121 ℃高壓滅菌 20 min，備用。稱取10 g土樣，加入95 mL 0.85%生理鹽水，于滅菌后的三角瓶中振蕩15 min，再靜置15 min，吸取上層清液作為試驗菌液。在無菌操作臺中用移液槍吸取0.5 mL菌液，再注入4.5 mL 0.85%生理鹽水中，搖勻后稀釋為10-1，直至稀釋為10-3后放入85 ℃水浴鍋中，10 min后再把菌液均勻涂抹在固體培養基中，倒置于30 ℃培養箱中，培養 3～4 d。

1.3 菌群鑒定

土壤芽孢桿菌的鑒定包括菌株外形特征觀察、革蘭氏染色、淀粉水解、吲哚試驗和葡萄糖產酸試驗，具體操作和鑒定標準參照文獻[5-6]。

1.4 土壤理化性質測定

土壤基本理化性質的測定內容包括土壤有機質含量、土壤pH值、土壤全氮含量、土壤速效磷和速效鉀含量，其測定方法參照文獻[7]。

2 結果與分析

2.1 菌群鑒定

本試驗從3個不同海拔不同林地類型試驗地的18個采樣點共篩選出56株菌株，根據菌株培養條件、外觀特征、染色反應和土壤微生物生理生化試驗特征，從這56株菌株中鑒定出9個種^[5]，即巨大芽孢桿菌（B. megaterium）、蠟狀芽孢桿菌（B. cereus）、地衣芽孢桿菌（B. licheniformis）、堅硬芽孢桿菌（B. firmus）、枯草芽孢桿菌（B. subtilis）、短小芽孢桿菌（B. pumilus）、蕈狀芽胞桿菌（B. mycoides）、環狀芽孢桿菌（B. circulans）、泛酸芽孢桿菌（B. pantothenticus）。這些菌種可以產生抗菌物質、抑制病原菌繁殖、改善生態環境，也是菌肥的重要組成部分。

2.2 土壤芽孢桿菌的特征

結合GPS為18個采樣點分別定位，用GIS空間分析法顯示樣地土壤芽孢桿菌分布狀況，用Excel 2003統計每個采樣點的經緯度和每個采樣點土壤芽孢桿菌數量，生成dbf文件，在ArcView 3.3中添加事件，生成采樣坐標文件，通過視圖窗口添加土壤采樣點文件（soil.shp），在Surface模塊選擇空間插值Spline方法可生成土壤芽孢桿菌數量分布圖（圖1）。隨著海拔升高，土壤細菌、放線菌和芽孢桿菌的數量逐步增加，而土壤真菌數量減少；在同一海拔高度上，隨著土層深度的增加，土壤芽孢桿菌的數量逐漸減少。

3 結語

土壤微生物是存在于土壤中的細菌、真菌、放線菌和藻類的總稱，它們在土壤中進行各種轉化，同時促進土壤有機質的分解和養分的轉化。本試驗分析了色季拉山東陂不同海拔高度、不同植被類型土壤芽孢桿菌的空間分布特征，選取了典型的色季拉山植被，海拔跨度為3 000～4 300 m。結果表明，隨著海拔的升高，土壤微生物數量均有所變化，土壤芽孢桿菌的數量和土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量呈正相關性，土壤微生物的主要活動范圍隨土層深度的增加而減小。本試驗篩選了部分菌種，對其拮抗性可繼續進下一步研究，同時也為進一步研究不同季節土壤微生物的空間分布和多樣性分析提供了基礎性研究。

參考文獻：

[1]Lechevalier H A. Morris solotorovsky[M]. New York： McGraw-Hill Book Co，1965.

[2]方江平. 西藏色季拉山土壤的性狀與垂直分布[J]. 山地研究，1997，15（4）：228-233.

[3]中國科學院南京土壤研究所. 土壤微生物研究方法[M]. 北京：科學出版社，1985：25-40.

[4]林先貴. 土壤微生物研究原理與方法[M]. 北京：高等教育出版社，2010：32-45.

[5]布坎南R E，吉本斯N E. 伯杰細菌鑒定手冊[M]. 8版.北京：科學出版社，1984：729-759.

[6]東秀珠，蔡妙英. 常見細菌系統鑒定手冊[M]. 北京：科學出版社，2001：353-370.

[7]鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000：30-57.endprint

摘要：為了解不同海拔高度、不同植被類型土壤芽孢桿菌的分布狀況和菌群多樣性，以西藏色季拉山東坡土壤為研究對象，根據野外調查采樣情況和實驗室統計分析結果，結合GIS空間分析方法分析土壤芽孢桿菌的分布特征。結果表明：土壤芽孢桿菌數量隨著海拔的升高而增加，同一海拔高度不同土層厚度土壤芽孢桿菌數量隨土層深度增加而減少，土壤養分含量和土壤芽孢桿菌數量呈正相關性。

關鍵詞：土壤；芽孢桿菌；色季拉山；海拔；植被類型；高寒植被；資源利用

中圖分類號：S154 .3 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0370-02

芽孢桿菌屬（Bacillus）由德國布雷斯勞大學植物生理研究所的Cohn命名^[1]，該屬是一類好氧或兼性厭氧、產生抗逆性、能形成芽孢（內生孢子）的桿菌，屬于革蘭氏陽性菌。由于它們能夠產生對熱、電磁輻射、紫外線和部分化學藥品具有很強抗性的芽孢，因此可在多種不良環境下生長。芽孢桿菌在自然界中分布廣泛，與大家的生活也密切相關，在工業、醫藥、農業和科研等方面都具備廣泛的實用價值。色季拉山位于西藏自治區林芝縣以東，屬于念青唐古拉山脈，該山脈高寒物種豐富，生態系統類型多樣，植被類型具有明顯的高寒荒漠特征。目前，對于色季拉山土壤微生物的系統研究相對較少，本研究以色季拉山不同海拔高度的不同植被類型為研究對象，探討其土壤芽孢桿菌空間分布特征以及土壤養分和土壤微生物的相關性，以期為高寒植被生態環境系統保護和土壤芽孢桿菌資源開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 土壤采集

色季拉山地處青藏高原東南部94°25′～94°45′E、29°35′～29°57′N，受印度洋暖濕季風影響，屬于濕潤氣候區和半濕潤氣候區過渡帶，年均氣溫-0.7 ℃，年均降水量600～1 000 mm，其生物氣候垂直分布，土壤類型和植被類型多樣性顯著^[2]。本試驗分別選取色季拉山東坡云杉林（3 000～3 500 m）、冷杉林（3 500～4 100 m）和方柏枝林（4 100～4 300 m）3個不同海拔高度的試驗地段，且每個地段隨機設置2個樣地（30 m×30 m），在每個樣地隨機設置3個采樣點。于2013年5月采集土樣，除去土壤表層凋落物，采用多點混合法分別采集0～20、20～40 cm的土壤，篩去石礫等雜質后，一份土樣保存在4 ℃冰箱中，并在2～3 d內完成土壤芽孢桿菌的分離；另一份土壤風干后用于測定土壤理化性質及土壤酶活性。

1.2 土壤芽孢桿菌的分離

土壤芽孢桿菌的分離、計數采用稀釋平板法，培養基采用牛肉膏蛋白胨麥芽汁瓊脂培養基^[3-4]，121 ℃高壓滅菌 20 min，備用。稱取10 g土樣，加入95 mL 0.85%生理鹽水，于滅菌后的三角瓶中振蕩15 min，再靜置15 min，吸取上層清液作為試驗菌液。在無菌操作臺中用移液槍吸取0.5 mL菌液，再注入4.5 mL 0.85%生理鹽水中，搖勻后稀釋為10-1，直至稀釋為10-3后放入85 ℃水浴鍋中，10 min后再把菌液均勻涂抹在固體培養基中，倒置于30 ℃培養箱中，培養 3～4 d。

1.3 菌群鑒定

土壤芽孢桿菌的鑒定包括菌株外形特征觀察、革蘭氏染色、淀粉水解、吲哚試驗和葡萄糖產酸試驗，具體操作和鑒定標準參照文獻[5-6]。

1.4 土壤理化性質測定

土壤基本理化性質的測定內容包括土壤有機質含量、土壤pH值、土壤全氮含量、土壤速效磷和速效鉀含量，其測定方法參照文獻[7]。

2 結果與分析

2.1 菌群鑒定

本試驗從3個不同海拔不同林地類型試驗地的18個采樣點共篩選出56株菌株，根據菌株培養條件、外觀特征、染色反應和土壤微生物生理生化試驗特征，從這56株菌株中鑒定出9個種^[5]，即巨大芽孢桿菌（B. megaterium）、蠟狀芽孢桿菌（B. cereus）、地衣芽孢桿菌（B. licheniformis）、堅硬芽孢桿菌（B. firmus）、枯草芽孢桿菌（B. subtilis）、短小芽孢桿菌（B. pumilus）、蕈狀芽胞桿菌（B. mycoides）、環狀芽孢桿菌（B. circulans）、泛酸芽孢桿菌（B. pantothenticus）。這些菌種可以產生抗菌物質、抑制病原菌繁殖、改善生態環境，也是菌肥的重要組成部分。

2.2 土壤芽孢桿菌的特征

結合GPS為18個采樣點分別定位，用GIS空間分析法顯示樣地土壤芽孢桿菌分布狀況，用Excel 2003統計每個采樣點的經緯度和每個采樣點土壤芽孢桿菌數量，生成dbf文件，在ArcView 3.3中添加事件，生成采樣坐標文件，通過視圖窗口添加土壤采樣點文件（soil.shp），在Surface模塊選擇空間插值Spline方法可生成土壤芽孢桿菌數量分布圖（圖1）。隨著海拔升高，土壤細菌、放線菌和芽孢桿菌的數量逐步增加，而土壤真菌數量減少；在同一海拔高度上，隨著土層深度的增加，土壤芽孢桿菌的數量逐漸減少。

3 結語

土壤微生物是存在于土壤中的細菌、真菌、放線菌和藻類的總稱，它們在土壤中進行各種轉化，同時促進土壤有機質的分解和養分的轉化。本試驗分析了色季拉山東陂不同海拔高度、不同植被類型土壤芽孢桿菌的空間分布特征，選取了典型的色季拉山植被，海拔跨度為3 000～4 300 m。結果表明，隨著海拔的升高，土壤微生物數量均有所變化，土壤芽孢桿菌的數量和土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量呈正相關性，土壤微生物的主要活動范圍隨土層深度的增加而減小。本試驗篩選了部分菌種，對其拮抗性可繼續進下一步研究，同時也為進一步研究不同季節土壤微生物的空間分布和多樣性分析提供了基礎性研究。

參考文獻：

[1]Lechevalier H A. Morris solotorovsky[M]. New York： McGraw-Hill Book Co，1965.

[2]方江平. 西藏色季拉山土壤的性狀與垂直分布[J]. 山地研究，1997，15（4）：228-233.

[3]中國科學院南京土壤研究所. 土壤微生物研究方法[M]. 北京：科學出版社，1985：25-40.

[4]林先貴. 土壤微生物研究原理與方法[M]. 北京：高等教育出版社，2010：32-45.

[5]布坎南R E，吉本斯N E. 伯杰細菌鑒定手冊[M]. 8版.北京：科學出版社，1984：729-759.

[6]東秀珠，蔡妙英. 常見細菌系統鑒定手冊[M]. 北京：科學出版社，2001：353-370.

[7]鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000：30-57.endprint