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        不同作物田土壤微生物種類和數(shù)量的初步研究

        2016-08-02 09:32:16王燕春周艷芳
        鄉(xiāng)村科技 2016年2期
        關(guān)鍵詞:放線菌蕎麥燕麥

        徐 佳 王燕春 周艷芳

        (赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院,內(nèi)蒙古 赤峰 024031)

        不同作物田土壤微生物種類和數(shù)量的初步研究

        徐佳王燕春周艷芳

        (赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院,內(nèi)蒙古赤峰024031)

        通過對栽培不同作物土壤微生物群落分析,探討不同栽培作物土壤三大微生物種類及數(shù)量的差異,為治理雜糧作物連作障礙、合理輪作倒茬以及作物產(chǎn)量的提高提供一定的理論依據(jù)。結(jié)果表明,栽培蕎麥和燕麥可以顯著提高土壤中真菌的種類和數(shù)量,尤其是有益真菌木霉僅在這兩種作物田中出現(xiàn),而且這兩個處理的土壤放線菌數(shù)量也極顯著高于其他處理,說明栽培蕎麥和燕麥有利于改善土壤理化性質(zhì),提高土壤肥力,拮抗有害病原微生物,為作物的生長提供更加良好的土壤環(huán)境。

        作物;土壤微生物;種類;數(shù)量

        土壤是植物賴以生存的家園,是水分和營養(yǎng)物質(zhì)的源泉。土壤微生物是土壤中制約作物生長及產(chǎn)量的至關(guān)重要的因子,是土壤中最活躍的部分,是土壤分解系統(tǒng)的主要成分[1],對環(huán)境條件的變化反應(yīng)敏捷,其能較早地預(yù)測土壤養(yǎng)分及環(huán)境質(zhì)量的變化過程,被認(rèn)為是最有潛力的敏感性生物指標(biāo)之一[2,3]。細(xì)菌、真菌和放線菌是土壤微生物的重要組成部分,它們在土壤內(nèi)無處不在,可以和土壤內(nèi)的有害物質(zhì)充分接觸,通過自身的化合作用,使之變成無害的小分子或離子,并通過自身代謝將這些小分子或離子排出體外,進(jìn)入土壤,進(jìn)而大幅度提高土壤肥力。因此,微生物作為土壤里主要的分解者,它們對于土壤的積極影響是非常巨大的[4]。

        前人早在18、19世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)根系分泌物對鄰近植株有促生和抑制作用[5],某些土壤微生物可以通過與植物之間的種間關(guān)系影響植物發(fā)育、群落結(jié)構(gòu)和演替[6-8]。前人研究表明,硅酸鹽細(xì)菌可以提取礦物中的鉀元素,而且可以起到增強作物抗病能力的作用[9,10];菌根真菌可增加宿主植物對磷及其他營養(yǎng)的吸收,分泌生長素,提高植物的抗逆性[11],改善植物根際環(huán)境,增強植物的抗病力等[12-14]。而栽培作物的種類及不同的土壤利用方式又影響著土壤微生物的數(shù)量及分布,從而改變著土壤生物環(huán)境,最終將這種改變體現(xiàn)在作物的生長繁殖上。季尚寧等研究表明,大豆連作障礙很大程度上來自于土壤生物學(xué)因素的變化,花生連作引起土壤微生物區(qū)系變化,不利于花生繁育[15-17]。馬春梅等研究發(fā)現(xiàn),大豆對各類土壤微生物的繁衍均有一定的促進(jìn)作用,玉米連作使土壤微生物數(shù)量減少,而小麥連作有利于土壤微生物的繁衍[18]??梢姡魑锪己玫纳L狀態(tài)及產(chǎn)量的增加是作物本身和土壤相互作用的結(jié)果。然而,目前國內(nèi)對大豆、黃瓜和玉米等作物的連作土壤狀況進(jìn)行的研究較多,而針對蕎麥、燕麥等雜糧類作物連作土壤狀況的研究報道較少。因此,本試驗通過對不同栽培作物小區(qū)土壤進(jìn)行取樣、土壤三大微生物分離,旨在探討不同栽培作物土壤三大微生物種類及數(shù)量的差異,為治理雜糧作物連作障礙現(xiàn)象、土地合理輪作倒茬優(yōu)勢利用以及作物產(chǎn)量的提高提供一定的理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1試驗材料

        1.1.1土壤樣本的準(zhǔn)備。于2012年4月中旬,在赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院試驗地栽培5種不同作物的大田采集土壤樣本,分別為1號栗子田、2號蕎麥田、3號燕麥田、4號油葵田和5號空白,每個處理3次重復(fù)。

        土樣采用5點法進(jìn)行取樣,取樣深度為10~40 cm。

        1.1.2培養(yǎng)基的準(zhǔn)備。細(xì)菌培養(yǎng)基:牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。真菌培養(yǎng)基:馬丁氏(Martin)瓊脂培養(yǎng)基。放線菌培養(yǎng)基:高氏(Gause)1號培養(yǎng)基。

        1.2試驗方法

        1.2.1土壤微生物類群的分離和培養(yǎng)。采用平板計數(shù)法對土壤微生物進(jìn)行分離及數(shù)量的測定,具體操作方法如下:①10 g土樣置于90 mL無菌水中充分振蕩后,吸取1 mL土壤懸液到9 mL稀釋液中,為10-1濃度稀釋液,而后依次按10倍法稀釋到10-4,備用;②吸取一定稀釋度的土壤懸液100 μL于瓊脂表面(真菌為10-2,細(xì)菌和放線菌為10-4),用玻璃刮刀涂抹均勻,待培養(yǎng)基表面稍干,置于28℃下培養(yǎng)。細(xì)菌2~3 d,真菌3~5 d,放線菌4~5 d,然后用計數(shù)器測定每板微生物數(shù)量。

        1.2.2土壤真菌種類的鑒定。應(yīng)用光學(xué)顯微鏡(OLYMPUS BX41)觀測真菌形態(tài),確定真菌種類。

        1.2.3土壤含水量:烘干法。

        1.2.4數(shù)據(jù)分析。試驗所得數(shù)據(jù)應(yīng)用Microsoft Excel 2003和SPSS20.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

        2 結(jié)果與分析

        由表1可以看出,每個處理土壤細(xì)菌數(shù)量之間差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01),空白對照土壤細(xì)菌數(shù)量最多,栗子田土壤細(xì)菌數(shù)量最少;蕎麥田土壤真菌數(shù)量最多,與其他處理間差異達(dá)到極顯著水平,油葵田土壤真菌數(shù)量最少,與蕎麥、燕麥田差異極顯著,與栗子田差異顯著,與空白處理差異不顯著;蕎麥田土壤放線菌數(shù)量最多,與其他處理間差異達(dá)到極顯著水平,油葵田土壤放線菌數(shù)量最少,與蕎麥、燕麥和空白3個處理間差異達(dá)到極顯著水平,與栗子田間差異顯著;從不同處理微生物總數(shù)間差異來看,空白處理微生物總數(shù)最多,與其他處理間差異極顯著,栗子田微生物總數(shù)最少,除與油葵田間差異顯著外,與其他處理間差異均達(dá)到極顯著水平。

        表1 土壤微生物組成

        由表2可以看出,不同栽培作物土壤真菌種類及含量不完全一致。經(jīng)檢測5個處理土壤真菌共7個屬。其中鐮刀菌、腐霉和鏈格孢這3個屬的大多數(shù)種是常見的土壤病原微生物,占真菌總數(shù)的29.20%;腐霉是其中的優(yōu)勢種,占真菌總數(shù)的17.03%。蕎麥田土壤真菌數(shù)量最多,真菌種類也僅次于燕麥田,油葵田真菌種類和數(shù)量在5個處理中是最少的。此外,由表2還可以看出,5個處理土壤中青霉在土壤真菌中是比較常見的,占真菌總數(shù)的43.92%,在土壤中存在數(shù)量也最多。

        表2 土壤真菌數(shù)量及組成

        3 結(jié)論與討論

        土壤微生物多樣性[19,20]指生命體在遺傳、種類和生態(tài)系統(tǒng)層次上的變化,其代表著微生物群落的穩(wěn)定性,細(xì)菌、真菌和放線菌是構(gòu)成土壤微生物最主要的三大類群,他們的種類及以數(shù)量變化反映了土壤的代謝程度和理化性質(zhì),同時也代表著土壤的肥力,進(jìn)而影響著作物的生長發(fā)育。

        不同栽培作物土壤微生物種類和數(shù)量都不盡相同,可見不同的土壤利用方式影響著土壤微生物的數(shù)量及分布。閑置土壤土壤細(xì)菌含量最多,但是真菌和放線菌數(shù)量相對較低,說明土壤微生物的生長代謝與作物是相輔相成的,這與佟小剛等[21]對栽培基質(zhì)中的微生物及其對作物生長發(fā)育的影響的研究結(jié)果是一致的;而栽培蕎麥田土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均較高,說明栽培蕎麥可以改善土壤的理化性質(zhì),高揚等[22]提出的短期連作蕎麥可以改善土壤的理化性質(zhì)的研究結(jié)果一致;種植燕麥促進(jìn)了土壤真菌種類和數(shù)量的增多,尤其是有益真菌木霉的增多,放線菌含量也較高,僅次于蕎麥田,極顯著高于其他處理;只有蕎麥田和燕麥田檢測出有益真菌木霉的存在,而且兩個處理放線菌含量極顯著高于其他處理,有研究表明放線菌大多能產(chǎn)生抗菌素[23],說明栽培蕎麥、燕麥可以提高土壤供肥保肥能力,拮抗有害的微生物;油葵田真菌和放線菌的數(shù)量在5個處理中都是最低的,不利于抑制病原微生物的生長,這可能與油葵病害的發(fā)生有一定的關(guān)系。有研究表明放線菌在偏堿性土壤中含量較高[24],而本研究表明栽培蕎麥、燕麥提高了土壤放線菌數(shù)量,但是對于土壤酸堿度的改變還有待于進(jìn)一步研究。

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        S154

        A

        1674-7909(2016)02-71-3

        徐佳(1985-),女,碩士,助理研究員,研究方向:植物病蟲害研究。

        王燕春(1980-),女,博士,副研究員,研究方向:植物病蟲害控制。

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