種植菠菜和生菜對土壤可培養細菌多樣性的影響

竇 艷，劉洪，崔 健，宋立萍

（天津市濱海新區大港農業服務中心，天津300270）

土壤中含有種類豐富、數量眾多的微生物，這些微生物不僅能維持土壤的生態功能，還能促進土壤中元素循環和種植在土壤中的植物健康生長。而在土壤中，含量最高的微生物是細菌，高達70%～90%，與其他微生物相比，細菌不僅具有適應性強、生長速度快等特點，同時，其還能對種類廣泛的氮源及碳源進行有效利用，從而促進土壤中的碳氮元素循環，因此，在土壤中培養多樣性的細菌，對促進植物健康生長具有重要的作用。然而，有研究證實，植物連作會導致土壤中的細菌群落失衡，為了改變連作障礙所致的土壤細菌群落失衡現象，就需探尋兩種土壤微生物互補的蔬菜品種進行輪作[1]。為此，本文以菠菜和生菜兩種蔬菜為例，分析其對土壤可培養細菌多樣性的影響。

1 種植菠菜和生菜對土壤可培養細菌多樣性的影響

菠菜和生菜均屬于葉菜類蔬菜，但菠菜屬藜科菠菜屬，生菜屬菊科萵苣屬，兩者有較遠的親緣關系，為探尋兩者對土壤可培養細菌多樣性的影響，劉一倩[2]等人通過對同一土壤樣品分別栽種菠菜和生菜，然后取種植蔬菜的土壤進行細菌培養、檢測，發現兩種蔬菜對土壤可培養細菌多樣性的影響具有明顯差異。

1.1 種植菠菜對土壤可培養細菌多樣性的影響

通過分離種植菠菜的土壤樣品，共得到126株細菌，然后，根據16S rRNA基因序列測序比對分析結果可知，126株細菌分屬3個門（放線菌門、厚壁菌門、變形菌門）、21屬、16科。其中，放線菌門是菠菜土樣中第一位的優勢種群，包含81株菌株，占該土樣所有分離獲得純培養的64.3%，且獲得菌株最多的是鏈霉菌屬、節桿菌屬；厚壁菌門是種植菠菜土樣中發現的第二大優勢類群，包含34株菌株，占所有獲得純培養的27.0%，獲得菌株最多的是芽孢桿菌屬；變形菌門共包含11株菌株，占所有獲得純培養的8.7%，獲得菌株最多的是-Proteobacter，其屬于優勢種群。

1.2 種植生菜對土壤可培養細菌多樣性的影響

通過分離種植生菜的土壤樣品，共得到109株細菌，根據16S rRNA基因序列測序比對分析結果可知，109株細菌分屬4個門（厚壁菌門、放線菌門、變形菌門、擬桿菌門）、23屬、19科。其中，厚壁菌門是生菜土樣中第一位的優勢種群，包含43株菌株，占該土樣所有分離獲得純培養的39.4%，獲得菌株最多的是芽孢桿菌屬；第二位優勢種群為放線菌門，包含37株菌株，占獲得純培養的33.9%，獲得菌株最多的是鏈霉菌屬、節桿菌屬及微桿菌屬；變形菌門共獲得27株菌株，占分離獲得菌株總數的24.8%，其中的優勢種群為-Proteobacter、α-Proteobacteria；擬桿菌門只獲得1株鞘氨醇桿菌屬[3]。

2 種植菠菜和生菜對土壤可培養細菌多樣性的影響對比

2.1 門的水平對比

通過上文的實驗檢測結果可知，種植菠菜和生菜后的土壤中，前三大類優勢門均為厚壁菌門、放線菌門、變形菌門，雖然，種植菠菜和生菜的土壤樣本中的第一位優勢菌群具有一定的差異，但是，兩者的厚壁菌門均占總菌株數的30%，種植菠菜后，土壤中的放線菌門比例超過60%，說明菠菜土壤并未對該類菌株進行分離，由此可見，在門的水平上，菠菜土樣類群之間的均衡程度、細菌多樣性均低于生菜。

2.2 放線菌門類群對比

在放線菌門類群中，通過分離菠菜和生菜土樣純培養，得知其分布在前三位的菌屬均為鏈霉菌屬、節桿菌屬、微桿菌屬，其中，菠菜土樣中的前兩種菌數數量遠大于第三種，生菜土樣中的菌屬數量差異不大，在菠菜中未分離到迪茨氏菌屬、紅球菌屬，生菜中未分離到檸檬球菌屬、農球菌屬。通過分離培養結果可以看出，在放線菌類群方面，種植菠菜和生菜對土壤可培養細菌多樣性的影響不大，但是，菠菜土樣菌屬類別之間的均衡程度低于生菜土樣。

2.3 厚壁菌門類群對比

通過分析對比菠菜和生菜中的厚壁菌門類群，可知芽孢桿菌屬均為兩者土樣細菌純培養中的明顯優勢類別，其中芽孢桿菌屬在菠菜厚壁菌門類群中所占比例為70.6%，在生菜中所占比例高達90.6%。另外，在菠菜土樣中還分離出土地芽孢桿菌屬、類芽孢桿菌屬、厭氧芽孢桿菌屬等菌株屬，生菜土樣中未分離到，可見，在厚壁菌門類群中，種植兩種蔬菜的土樣菌株類別均衡程度均較差，但種植菠菜土壤的細菌多樣性高于生菜。

2.4 變形菌門類群對比

通過土樣純培養結果表明，生菜土樣中的變形菌門類群所占比例24.8%，明顯高于菠菜土樣8.7%，其中，變形菌門類群的菌株在菠菜土樣中分布較為均衡，沒有優勢菌株，并且，其未分離到生菜土樣中能夠分離得到的黃單胞菌屬、食酸菌屬、腸桿菌屬、副球菌屬、不動桿菌屬等5個菌株屬。通過分離生菜土樣，得到菌株數量最大的屬為α-變形菌綱的副球菌屬，除該屬外，生菜土樣中的其他屬菌株數量分布較為均衡，多為1～2株，但生菜土樣中未分離到水棲菌數、埃希氏菌屬，可見，在變形菌門類群方面，種植菠菜和生菜，均能使土壤中的菌株分布多樣性和均衡程度良好[4]。

3 結語

菠菜和生菜均是人們較為喜愛的葉類蔬菜，為了提高該類蔬菜的產量，有不少農戶正在大面積和連續高強度的種植菠菜或生菜，但是，近幾年的種植實踐卻證實，連作會導致這些蔬菜出現生產障礙，原因是其會導致土壤中以細菌為首的微生物群落失衡，因此，為提高菠菜和生菜的種植產量，就需合理分析其對土壤可培養細菌多樣性的影響，再探尋針對性的種植對策。本文通過分析、對比種植菠菜和生菜對土壤可培養細菌多樣性的影響，得知種植菠菜后，會導致土壤中的放線菌門比例增大，變形菌門比例減少，因此，后期需選擇能夠增加變形菌門數量和降低放線菌門數量的植物與菠菜輪種。種植生菜后，其土壤中前三位的優勢菌群所占比例并無顯著差異，但與前兩者相比，變形菌門所占比例較小，因此，為最大限度地提高該土壤種植效率，可適當采用能夠促 進變形菌門數量增加，但不會對土壤細菌比例產生大幅度改變的蔬菜與生菜進行輪作。