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(lèi)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(guò)對(duì)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(lèi)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(lèi)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(gè)處理的土壤放線菌數(shù)量也極顯著高于其他處理，說(shuō)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(zhǎng)提供更加良好的土壤環(huán)境。

作物；土壤微生物；種類(lèi)；數(shù)量

土壤是植物賴(lài)以生存的家園，是水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的源泉。土壤微生物是土壤中制約作物生長(zhǎng)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(duì)環(huán)境條件的變化反應(yīng)敏捷，其能較早地預(yù)測(cè)土壤養(yǎng)分及環(huán)境質(zhì)量的變化過(guò)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?cè)谕寥纼?nèi)無(wú)處不在，可以和土壤內(nèi)的有害物質(zhì)充分接觸，通過(guò)自身的化合作用，使之變成無(wú)害的小分子或離子，并通過(guò)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(duì)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(duì)鄰近植株有促生和抑制作用［5］，某些土壤微生物可以通過(guò)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(qiáng)作物抗病能力的作用［9，10］；菌根真菌可增加宿主植物對(duì)磷及其他營(yíng)養(yǎng)的吸收，分泌生長(zhǎng)素，提高植物的抗逆性［11］，改善植物根際環(huán)境，增強(qiáng)植物的抗病力等［12-14］。而栽培作物的種類(lèi)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(zhǎng)繁殖上。季尚寧等研究表明，大豆連作障礙很大程度上來(lái)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(duì)各類(lèi)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?jiàn)，作物良好的生長(zhǎng)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(guó)內(nèi)對(duì)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(duì)蕎麥、燕麥等雜糧類(lèi)作物連作土壤狀況的研究報(bào)道較少。因此，本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)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(lèi)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(shì)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(yàn)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(yàn)地栽培5種不同作物的大田采集土壤樣本，分別為1號(hào)栗子田、2號(hào)蕎麥田、3號(hào)燕麥田、4號(hào)油葵田和5號(hào)空白，每個(gè)處理3次重復(fù)。

土樣采用5點(diǎn)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(hào)培養(yǎng)基。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1土壤微生物類(lèi)群的分離和培養(yǎng)。采用平板計(jì)數(shù)法對(duì)土壤微生物進(jìn)行分離及數(shù)量的測(cè)定，具體操作方法如下：①10 g土樣置于90 mL無(wú)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(jì)數(shù)器測(cè)定每板微生物數(shù)量。

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

1.2.3土壤含水量：烘干法。

1.2.4數(shù)據(jù)分析。試驗(yàn)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(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

由表1可以看出，每個(gè)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(duì)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(gè)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(lái)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(lèi)及含量不完全一致。經(jīng)檢測(cè)5個(gè)處理土壤真菌共7個(gè)屬。其中鐮刀菌、腐霉和鏈格孢這3個(gè)屬的大多數(shù)種是常見(jiàn)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(shì)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(lèi)也僅次于燕麥田，油葵田真菌種類(lèi)和數(shù)量在5個(gè)處理中是最少的。此外，由表2還可以看出，5個(gè)處理土壤中青霉在土壤真菌中是比較常見(jiàn)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(lèi)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(lèi)群，他們的種類(lèi)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(shí)也代表著土壤的肥力，進(jìn)而影響著作物的生長(zhǎng)發(fā)育。

不同栽培作物土壤微生物種類(lèi)和數(shù)量都不盡相同，可見(jiàn)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(duì)較低，說(shuō)明土壤微生物的生長(zhǎng)代謝與作物是相輔相成的，這與佟小剛等［21］對(duì)栽培基質(zhì)中的微生物及其對(duì)作物生長(zhǎng)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(shuō)明栽培蕎麥可以改善土壤的理化性質(zhì)，高揚(yáng)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(lèi)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(cè)出有益真菌木霉的存在，而且兩個(gè)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(shuō)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(gè)處理中都是最低的，不利于抑制病原微生物的生長(zhǎng)，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(duì)于土壤酸堿度的改變還有待于進(jìn)一步研究。

［1］張薇，魏海雷，高洪文，等.土壤微生物多樣性及其環(huán)境影響因子研究進(jìn)展［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（1）：48-52.

［2］孫波，趙其國(guó)，張?zhí)伊?，?土壤質(zhì)量與持續(xù)環(huán)境：Ⅲ.土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的生物學(xué)指標(biāo)［J］.土壤，1997，29（5）：225-234.

［3］周艷紅，丁襯襯，史建榮.轉(zhuǎn)基因作物對(duì)土壤微生物多樣性影響研究技術(shù)的進(jìn)展［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010 （4）：362-365.

［4］周敏.土壤微生物在促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面的作用［J］.南方農(nóng)業(yè)，2014，8（33）：129-130.

［5］殷博.幾種作物根系分泌物對(duì)土壤微生物的影響［D］.黑龍江大學(xué)，2009.

［6］PackerA，Clay K.Soil pathogens and spatial patterns of seedling mortality in temperate tree［J］.Nature，2000 （404）：278-281.

［7］K lironomos J N.Feedback with soil biota contributes to plant rarity and invasiveness in communities［J］.Nature，2002（417）：67-69.

［8］Heijden M G A，K lironomos J N，UrsicM，et al. Mycorrhizal fungal diversity determ ines plant biodiversity，ecosystem variability and productivity［J］.Nature，1998 （396）：69-72.

［9］蔣先軍，黃昭賢，謝德體，等.硅酸鹽細(xì)菌代謝產(chǎn)物對(duì)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用［J］.西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，22 （2）：116-119.

［10］盛下放，黃為一.硅酸鹽菌劑的應(yīng)用效果及其解鉀作用的初步研究［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，23（1）：43-46.

［11］王曙光，林先貴.VA菌根與植物的抗逆性［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2001，（3）：56-59.

［12］Clark R B.Arbuscular mycorrhizal adaptation，spore germination，root colonization，and host plant growth and mineral acquisition at low pH［J］.Plant Soil，1997，192 （1）：15-22.

［13］王曙光，林先貴.菌根在污染土壤生物修復(fù)中的作用［J］.農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，2001，17（1）：56-59.

［14］林先貴，郝文英，施亞琴.VA菌根對(duì)植物耐旱、澇能力的影響［J］.土壤，1992，24（3）：142-145.

［15］季尚寧.大豆肥田基質(zhì)的研究Ⅳ大豆及其殘茬對(duì)后茬作物的生物學(xué)影響［J］.東北農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1991，22（增刊）：36-40.

［16］季尚寧，肖玉珍，田慧梅，等.土壤滅菌對(duì)連作大豆生長(zhǎng)發(fā)育的影響［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，27（4）：326-329.

［17］封海勝，張思蘇，萬(wàn)書(shū)波，等.土壤微生物與連、輪作花生的相互效應(yīng)研究［J］.萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，12 （2）：97-101.

［18］馬春梅，劉侃，唐遠(yuǎn)征，等.作物定位輪作體系長(zhǎng)期試驗(yàn)研究（Ⅲ）輪作與連作對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，36（2）：147-152.

［19］任天志.持續(xù)農(nóng)業(yè)中的土壤生物指標(biāo)研究［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，33（1）：68-75.

［20］李饒，王迎春.土壤微生物多樣性與植物多樣性［J］.內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，37（6）：708-713.

［21］佟小剛，蔣衛(wèi)杰，尹明安，等.無(wú)土栽培基質(zhì)中的微生物及其對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響［J］.園藝學(xué)報(bào)，2005，32（3）：544-550.

［22］高揚(yáng)，高小麗，馬瑞瑞，等.輪作連作蕎麥田主要微生物類(lèi)群及土壤酶活性變化［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，19（4）：47-53.

［23］S·A·瓦克斯曼.放線菌（第2卷）：屬和種的分類(lèi)、鑒定和描述［M］.北京：科技出版社，1976.

［24］姚圣梅，楊曉紅，鄭雪虹，等.蔬菜大棚土壤微生物種類(lèi)及數(shù)量的初步研究［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，16（4）：347-350.

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(chóng)害研究。

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