湘西州植煙土壤芽孢細菌區域分布特征及與土壤　pH的相關性

肖 瑾，張明發

（1湖南農業大學，長沙　410128；2湖南省煙草公司湘西州公司生產技術中心，吉首　416000）

湘西州植煙土壤芽孢細菌區域分布特征及與土壤pH的相關性

肖 瑾1，2，張明發2*

（1湖南農業大學，長沙410128；2湖南省煙草公司湘西州公司生產技術中心，吉首416000）

為深入了解湘西植煙土壤芽孢細菌區域特征，對湘西州105個烤煙主產區植煙土壤樣品進行化驗分析研究。結果表明:湘西州植煙土壤芽孢細菌數量平均值為44.03（×104cfu／g），變幅為6.04～97.27（×104cfu／g），變異系數為51.07%，40%樣本分布在30.1～50（×104cfu／g）范圍內，30.48%樣本分布10.1～30（×104cfu／g）范圍內，總體上呈右偏態低闊單峰近似正態分布，分布相對靠前，主要分布區間在20.1～50（×104cfu／g）范圍，累計分布頻率為57.15%。方差分析表明，土壤芽孢細菌數量與土壤pH值呈近似極顯著正相關近似直線關系。

煙草；土壤；芽孢細菌；pH；湘西州

芽孢細菌是一類好氧或兼性厭氧、產芽孢的革蘭氏陽性菌，對人畜無毒無害，不污染環境，能產生多種抗菌素和酶，具有廣譜抗菌活性和極強的抗逆能力，不僅可以在土壤、植物根際體表等外界環境中廣泛存在，同時還是植物體內常見的內生細菌［1］。芽孢細菌是從表面消毒的植物組織中分離得到或從植物內部獲得的、能夠定殖在健康植物細胞間隙或細胞內，并未使植物的表型特征和功能發生改變的細菌［2～5］。芽孢細菌由于與植物有特殊的緊密聯系，近年來成為研究的熱點［6］，但土壤芽孢細菌分布特征與土壤pH的相關性研究卻很少見報道。筆者特進行湘西州植煙土壤芽孢細菌分布特征與土壤pH的相關性研究，以為湘西州植煙土壤pH值失調機制及阻控技術研究提供科學依據與改良措施。

1　材料與方法

1.1土壤采樣地點與數量

土樣于2013年在湘西州6個烤煙主產縣采集，采樣數量見表1。室內檢測在湖南省農業科學院土壤肥料研究所進行。

1.2采樣方法

按土種取樣，取耕層0～20 cm深度的土樣。采用管形不銹鋼土鉆人工鉆取，按梅花采樣法采集5點的混合土樣。共取具有代表性的混合新鮮土樣105份，每份土樣代表植煙面積10～20 hm2。

1.3土壤測定與分析

使用電子天平、酸度計、隔水式電熱恒溫培養箱、分光光度計、火焰光度計、油浴鍋、原子吸收分光光度計、石墨爐原子吸收分光光度計、原子熒光分光光度計、極譜儀等儀器設備。土壤芽孢細菌采用常規平板檢測法，土壤pH值采用pH計法（水土比為1.0∶2.5）測定［10］。數據用 Excel與DPS 14.5及SPSS 16軟件進行統計分析。

2　結果與分析

2.1植煙土壤的芽孢細菌總體特征

2.1.1土壤芽孢細菌基本統計特征

由表1可知，湘西州植煙土壤芽孢細菌數量含量平均值為44.03（×104cfu／g），變幅為6.04～97.27（×104cfu／g），變異系數為51.07%。根據變異系數的劃分等級標準［11］，屬強變異。偏度檢驗和峰度檢驗表明，土壤芽孢細菌數量的測定數據均符合近似正態分布的要求（表1）。6個主產煙縣植煙土壤芽孢細菌數量平均在33.63～58.29（×104cfu／g）。方差分析表明，不同縣之間的植煙土壤芽孢細菌數量差異未達顯著水平（F=0.7760；sig.=0.5693），變異系數為24.39%～57.19%，龍山縣＞永順縣＞鳳凰縣＞瀘溪縣＞保靖縣＞花垣縣。除永順縣是左偏態分布外，其它縣均為右偏態分布，所有縣指標偏離中心不遠（偏度系數的絕對值小于2），其中以瀘溪縣樣本值偏離中心最遠，鳳凰縣偏離中心最近；永順縣、瀘溪縣為常態峰（峰度系數大于1小于3），數據分布較集中，其它縣為低闊峰（峰度系數小于1），數據分布比較分散。

表1　湘西州植煙土壤芽孢細菌統計特征Table 1 Descriptive statistics of spore bacteria in Xiangxi tobacco-growing soil

2.1.2芽孢細菌分布頻率

按20的組距將105個樣本的芽孢細菌數量分為6組:＞90，70.1～90，50.1～70，30.1～50，10.1～30和＜10，統計各組樣本芽孢細菌數量及其對應的分布頻率。由圖1可知，測定數據基本符合正態分布規律。湘西州植煙土壤芽孢細菌40%樣本分布在30.1～50范圍內，30.48%樣本分布10.1～30范圍內，＜10與＞90的樣本分布頻率較低，分別為1個與3個樣本。

圖1　湘西州植煙土壤芽孢細菌分布頻率Fig.1 Distribution frequency of spore bacteria in Xiangxi tobacco-growing soil

2.2 湘西州不同縣植煙土壤的芽孢細菌區域分布特征

按10的組距將105個樣本的芽孢細菌數分為10組:90.1～100，80.1～90，70.1～80，60.1～70，50.1～60，40.1～50，30.1～40，20.1～30，10.1～20和0～10。統計各組樣本數量及其對應的分布頻率。由圖2可見，湘西州芽孢細菌總體上分布呈右偏態低闊單峰近似正態分布，分布相對靠前，主要分布區間在20.1～50范圍，累計分布頻率為57.15%，跨度達30點。其中永順縣分布呈左偏態常態單峰近似正態分布，分布相對靠后，主要分布區間在80.1～90與20.1～30范圍，累計分布頻率為8.57%，跨度達60點；瀘溪縣分布呈右偏態常態單峰近似正態分布，分布相對靠前，主要分布區間在20.1～50范圍，累計分布頻率為11.42%，跨度達30點；龍山縣呈右偏態低闊單峰近似正態分布，分布相對靠前，主要分布區間在10.1～30與40.1～50范圍，累計分布頻率為10.48%，跨度達40點；鳳凰縣呈右偏態低闊單峰近似正態分布，分布相對靠前，主要分布區間在30.1～60范圍，累計分布頻率為9.52%，跨度達30點；花垣縣呈右偏態低闊單峰近似正態分布，分布相對靠前，主要分布區間在20.1～50范圍，累計分布頻率為14.29%，跨度達30點；保靖縣呈右偏態低闊單峰近似正態分布，分布相對靠前，主要分布區間在20.1～50范圍，累計分布頻率為10.48%，跨度達30點。芽孢細菌數大于80的高值區主要分布在永順與龍山，分布頻率分別為6.19%與0.95%，小于20的低值區主要分布在龍山、鳳凰、瀘溪與永順，分布頻率分別為3.81%、2.85%、0.95%與0.95%。

圖2　湘西州各縣植煙土壤芽孢細菌分布特征Fig.2 Distribution characteristic of spore bacteria in Xiangxi tobacco-grow ing soil

2.3湘西州不同縣植煙土壤的芽孢細菌數與pH的相關性分析

2.3.1芽孢細菌數與pH的回歸分析

各縣pH平均值在6.2～7.1之間，湘西州總平均值為6.7，變幅為4.8～8.2，變異系數為11.13%，變異較小。回歸分析表明，土壤芽孢細菌數與土壤pH值正相關性接近1%極顯著水平，相關系數為0.4250，回歸方程為y=0.0202x+5.8098。

2.3.2芽孢細菌數與pH的相關性分析

由圖3可見，土壤pH值隨著芽孢細菌數的增加而升高，二者呈近似極顯著（F=3.311，p= 0.0109）正相關近似直線關系。目前湘西州有26.84%的酸化土壤，而且有加重之勢，增加土壤芽孢細菌數是改良和防控湘西州土壤酸化的重要措施之一。

圖3　湘西州植煙土壤芽孢細菌與pH值的相關性Fig.3 Correlation between soil spore bacteria and ph in Xiangxi tobacco-grow ing soil

3　小結與討論

湘西州植煙土壤芽孢細菌數量平均值為44.03（×104cfu／g），變幅為 6.04～97.27（×104cfu／g），變異系數為51.07%，40%樣本分布在30.1～50（× 104cfu／g）范圍內，30.48%樣本分布在10.1～30（×104cfu／g）范圍內，總體上分布呈右偏態低闊單峰近似正態分布，分布相對靠前，主要分布區間在20.1～50（×104cfu／g）范圍，累計分布頻率為57.15%，跨度達30點；與pH值呈近似極顯著（F= 3.311，p=0.0109）正相關近似直線關系。

國內外已經在多種植物中分離到了不同種屬的芽孢細菌［12～17］。田間應用研究己經證實，芽孢桿菌生防菌劑在穩定性與化學農藥相容性和在不同植物不同年份防效的一致性等方面，明顯優于非芽孢桿菌和真菌生防菌［1，18］。但由于各地研究的統計分析方法或其回歸系數與決定系數不同，也影響了定性分析的結果（如LSD法最易顯著，TUKEY法顯著性就較嚴格），導致本研究結果與前人部分研究并未完全吻合。

芽孢細菌有很大的開發潛力，通過土壤分離提取培育并對該菌株進行分子標記與數量監測，可進行微生態學研究，如監測其在不同生物、化學、環境因子的土壤中及宿主體內的定殖動態、在根際與其他微生物特別是病原菌的互作情況等，因為掌握其在環境中的定殖能力是進行生產應用的前提［19］。本研究認為“湘西州植煙土壤芽孢細菌與pH值呈近似極顯著正相關近似直線關系”對土壤改良與維護有重要意義。建議湘西煙區重視芽孢細菌與pH的關系，通過阻控土壤酸化與治理，減少病蟲害發生，提高肥料利用率，從而有利于煙葉生產的持續發展及土壤治理與修復。

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Correlation Study on pH and Spore Bacteria Regional Distribution Characteristics of Tobacco-grow ing Soil in Xiangxi Prefecture of Hunan

XIAO Jin1，2，ZHANG M ing-fa2*
（1 Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Production Technique Center，Xiangxi Tobacco Company，Jishou，Hunan 416000，China）

Spore bacteria in 105 soil samples taken from main tobacco-growing field in Xiangxiprefecture were tested in order to understand roundly regional character of spore bacteria.The results indicated that average value of spore bacteria was 44.03（×104cfu／g），amplitude was6.04～97.27（×104cfu／g），variable coefficientwas 51.07%，the soil samples for spore bacteria value in 30.1～50 accounted for 40%，as in 10.1～30（×104cfu／g）accounted for 30.48%，the distribution of spore bacteria in generalwas rightskewness low broadly unimodal approximate normal distribution，distribution of relative，the main distribution area in the range of20.1～50（×104cfu／g），cumulative frequency distributionwas57.15%，the span of30 points.After varience analysis，the results indicated that pH wasefficient between approximate high significantly（F=3.311，p=0.0109）approximate linear relationship positive correlation changed with the spore bacteria.

tobacco；soil；spore bacteria；pH；Xiangxi Prefecture

S572.06

A

1001-5280（2015）06-0635-04

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.06.14

2015-09-06

肖 瑾（1968-），女，湖南吉首人，碩士研究生，主要從事土壤肥料、煙草栽培等工作，Email:ycgs338596＠163.com。*通信作者:張明發，高級農藝師，主要從事土壤肥料、煙草栽培等工作，Email:zhangmingfa98＠163.com。

湖南省煙草專賣局重點項目（13-14ZDAa03）；湖南省煙草公司湘西自治州公司重點項目（XX15-18Aa01）。