不同土地利用方式对土壤微生物活性的影响

杨振华

（兵团第七师一三〇团，新疆 奎屯 833200）

土壤微生物是土壤中物质循环的调节者，也是有机物质库和速效养分的一部分。土壤微生物可以形成根际微生物、菌根等，参与植物的生命活动，对土壤肥力、土壤生物量的贡献及对植物多样性和生态系统功能都发挥着重要的作用[1-2]。目前，对土壤微生物的研究大多采用基于培养技术的群落研究方法，尚不能提供原位微生物群落的相关信息，而且对不同土地利用方式下土壤微生物动态变化关注较少[3]。土壤微生物中细菌占总数的70%~90%，在有机质分解、腐殖质合成和氧化无机质方面起到主要作用[4]。土壤细菌数量与土壤含水量、土壤温度、土壤有机质、全氮、全磷、速氮之间均呈极显著正相关，而与pH值呈负相关，速磷与土壤细菌之间的相关性不明显[5]。一般认为土壤真菌数量增多是土壤质量下降的表征，土壤中真菌数量的多少与土壤有机质含量关系密切[6]。放线菌极易受土壤中其它微生物区系的影响，对环境适应性强。相关研究认为，在有机物被分解利用的后期，残留物主要为难分解的木质素和腐殖质时，放线菌能缓慢而稳定的发展[7]。

本研究选择玉米地、林地、苜蓿地3种土地利用方式，采用平板计数法和氯仿熏蒸培养法研究不同土地利用方式对土壤细菌、真菌、放线菌和微生物量碳、量氮的影响，初步了解不同土地利用方式下土壤微生物的响应和适应机制，对农业资源的高效利用及农业可持续发展具有重要的实践意义。

1 材料与方法

1.1 土壤样品采集

2013年5月，在一三〇团选取玉米地、苜蓿地和林地3种不同种植模式样地，取0~20 cm土样，每个土样重复6次。

1.2 测定方法

土壤微生物数量采用平板法计数测定，细菌、真菌和放线菌分别采用牛肉膏蛋白胨培养、马丁氏孟加拉红培养基和高氏一号培养基培养，重复5次，置于30℃恒温箱中保湿培养。培养5 d后统计菌落数。土壤细菌、真菌、放线菌数量（CFU/g）的计算公式：

微生物量碳、量氮的测定参照吴金水等[8]的方法，土壤微生物量碳氮采用氯仿灭菌K2SO4提取法，浸提液中全氮、有机碳分别用蒸馏法、重铬酸钾氧化-容量法测定，计算公式为：

（2）式中 KEC=0.38；（3）式中 KEN=0.45。

1.3 数据分析

用Excel进行试验数据处理，用SPSS统计软件进行试验数据的方差分析及相关性分析。

2 结果与分析

2.1 土壤pH值、含水量和有机质含量对比分析

土壤基本状况如表1所示，3种不同种植模式下，土壤的pH值由高到低依次为：林地>苜蓿地>玉米地；土壤含水量为：玉米地>苜蓿地>林地；土壤有机质为：玉米地>苜蓿地>林地。土壤pH值、含水量和有机质含量在不同土地利用方式下存在差异，有机质含量随土壤pH值升高而降低。

图1 不同土地利用方式的土壤细菌、真菌和放线菌变化

图2 不同土地利用方式对微生物量碳、量氮的影响

表1 土壤pH值、含水量和有机质含量

2.2 土壤微生物数量对比分析

由图1可以看出，3种不同土地利用方式下，细菌在数量上呈现为：玉米地>苜蓿地>林地，细菌数量分别是：玉米地125×104CFU/g，苜蓿地118×104CFU/g，林地69×104CFU/g。3种不同土地利用方式下细菌数量随土壤pH值的升高而降低，并与土壤含水量和土壤有机质的趋势表现一致。说明土壤有机质含量降低、含水量下降及pH值升高会导致土壤理化性质的恶化，使土壤微生物赖以生存的营养物质减少，从而导致土壤细菌繁殖数量减少。

3种不同土地利用方式下，真菌在数量上呈现为：玉米地>苜蓿地>林地，真菌数量分别是：玉米地7.5×104CFU/g，苜蓿地 6.2×104CFU/g，林地 3.0×104CFU/g。真菌数量在3种不同种植模式下的趋势与细菌数量一致，表明土壤养分状况的恶化，也会导致土壤真菌繁殖数量的减少。

3种不同土地利用方式下，放线菌数量呈现为：苜蓿地>玉米地>林地。放线菌数量分别为：苜蓿地 16.51×104CFU/g， 玉米地 15.30×104CFU/g，林地 5.1×104CFU/g。

2.3 土壤微生物量碳、量氮量对比分析

土壤微生物生物量碳的消长反映了微生物利用土壤碳源进行自身细胞建成并大量繁殖和微生物细胞解体使有机碳矿化的过程[9]。土壤微生物量氮是土壤微生物供氮能力大小的反应，也是土壤微生物对氮素矿化与固持作用的综合反映，土壤微生物量氮的大小可反映出土壤氮有效性和土壤生物活性的高低[10]。

由图2可见，3种不同土地利用方式下土壤微生物量碳的变化范围为152~154 mg/kg，玉米地和苜蓿地土壤微生物量碳显著高于林地，但两者之间差异不显著，3种不同土地利用方式下对土壤微生物量碳的影响与对细菌、真菌及土壤微生物的总量的影响基本一致。土壤微生物量氮的含量表现为：苜蓿地>林地>玉米地，其中苜蓿地量氮含量最高，玉米地和林地土壤微生物量氮差异不显著。土壤微生物生物量氮的变化趋势能反映3种不同土地利用方式对土壤微生物量氮的影响。

3 结论

（1）3种不同土地利用方式的土壤的pH值由高到低依次为：林地>苜蓿地>玉米地，土壤含水量表现为：玉米地>苜蓿地>林地，土壤有机质含量表现为：玉米地>苜蓿地>林地；（2）3种不同土地利用方式下，土壤微生物组成细菌>放线菌>真菌，细菌、真菌及土壤微生物总量表现为：玉米地>苜蓿地>林地，放线菌数量呈现为：苜蓿地>玉米地>林地；（3）3种不同土地利用方式下，土壤微生物量碳含量表现为：玉米地>苜蓿地>林地，微生物量氮含量表现为：苜蓿地>林地>玉米地。

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