林地内两种空气微生物采样法效率比较与空气含菌量分布规律研究

韩丛聪等

摘 要：在林地内，对2种空气微生物采样方法的效率进行比较。首先确定了LWC-1空气微生物采样器的合理采样时间，得出在野外2min和4min的采样时间较为合理准确。分别用LWC-1型采样器采样2min和自然沉降法采样，得到试验地空气含菌量分别为486.9个/m3、1 546.5个/m3。经检验，LWC-1型采样器法灵敏度更高，所得数据更准确。用LWC-1型采样器采样得出的银杏林内空气含菌量分布规律是：由于银杏有抑菌功能，空气含菌量与距树冠的距离呈正相关。

关键词：空气含菌量；自然沉降法；LWC-1型采样器；分布规律

中图分类号 S718.8 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）07-38-03

植物通过各种方式减少植物层内及周围空气中细菌数量的作用简称为除菌作用[1]。空气含菌量是环境评价的一个重要指标。目前，空气微生物的采集方法主要有自然沉降法和采样器法，在测定林地中的空气含菌量及树木抑菌效应时一直普遍使用前者，采样器法则更多应用于医疗卫生领域。自然沉降法虽然操作简便、经济，但容易受外界环境因子影响，导致测定结果失真。LWC-1型空气微生物采样器捕获效率高、稳定性强、使用方便、不易受外界环境干扰，因此有效避免了自然沉降法的不足，提高了试验的准确度[2-3]。但LWC-1空气微生物采样器在采集林地内空气微生物及研究树木抑菌效应时未被采用。因此，笔者主要对2种采样方法在林地内采样效率进行比较，同时还确定了LWC-1空气微生物采样器在林地内的采样时间，研究了试验地点空气微生物的空间分布规律。

1 材料与方法

1.1 试验材料 培养基：牛肉膏蛋白胨培养基。LWC-1空气微生物采样器专用培养基条：牛肉膏蛋白胨培养基条。试验树种：山东农业大学北校区内生长良好的银杏行道林。

1.2 试验方法

1.2.1 自然沉降法 选择晴朗无风的天气，从2012年4月25开始连续测定3d。在每个供试树种树冠周围距离地面1.5m、距树冠水平距离30cm处放置3个直径9cm的盛有培养基的培养皿，开盖暴露10min，然后封盖放入恒温培养箱，在37℃下培养48h后取出，计算菌落数，再按奥梅梁斯基算法公式来推算每1m3空气中所含的细菌数[4-5]。以附近无植被硬质路面为对照（ck）进行同步观测。

空气含菌量（个/m3）=10 000×菌落数/培养皿内表面积；抑菌率（%）=100×（对照-测定）/对照。

1.2.2 LWC-1空气微生物采样器法 在每个供试树种树冠周围距离地面1.5m、距树冠水平距离30cm处用LWC-1型空气微生物采样器进行采样，采样时间分别为2min、4min、8min，各采样时间重复3次，与自然沉降法同步进行。以附近无植被硬质路面为对照（ck）进行同步观测。

经LWC-1型空气微生物采样器采样后，将牛肉膏蛋白胨培养基条放入恒温培养箱中经37℃连续培养48h后，统计培养基条上的菌落数。通过下式推算空气含菌量和抑菌率：

空气含菌量（个/m3）=1 000×菌落数/（采样时间×40）；抑菌率（%）=100×（对照-测定）/对照。

1.3 采样点布设 在山东农业大学北校区银杏行道树林内、马路及周边草坪上布设样点。试验地中，路宽6m，银杏冠幅平均6～8m（东西），银杏规则排列在马路两侧，草坪规则地从行道树两侧延伸，东侧的草坪较西侧略宽阔一些，马路中间行校车。图1为样点布置（圆形代表银杏，三角形代表个采样点），3次重复。从西向东依次编号为x1、x2、x3、x4、x5、x6。

2 结果与分析

2.1 LWC-1空气微生物采样器法采样时间的选择 LWC-1空气微生物采样器分有0.5min、1min、2min、4min、8min共5个采样时间档，由于在采集林地内空气微生物的研究中未见相关研究，所以在比较其与自然沉降法的采样效率之前，首先要确定的是LWC-1型采样器在林地内的合理采样时间。

本试验选择了2min、4min、8min共3个时间档进行采样。结果分析表明，采样时间为2min时，所得空气含菌量平均为486.9个/m3；采样时间为4min时，所得空气含菌量平均为378.5个/m3；采样时间为8min时，所得空气含菌量平均为176.7个/m3（表1）。经SPSS检验，采样器采样时间为8min时，采样效率明显小于2min与4min，差异显著（P<0.05），这主要是由于采样时间过长导致了所采集细菌在培养基上的重叠；2min与4min的采样效率差异不显著（P>0.05），即采样器在野外林地内采集空气微生物时的采样时间选择2min或4min较为合理。

2.2 两种采样法效率比较 由表2可知，由自然沉降法所测得的空气含菌量平均为1546.5个/m3，明显高于LWC-1型采样器所得到的空气含菌量。经检验，2种采样方法对捕获空气细菌有显著差异（F=138.725，P=0.000），LWC-1型采样器采样结果（2.85±0.27），自然沉降法采样结果（1.98±0.13）。由此可以推测，自然沉降法所得结果偏高，LWC-1型采样器法的灵敏度更高些，所测数据更能真实反映出林地内空气细菌的实际含量[6-7]。

2.3 空气微生物在银杏林内的空间分布范围 用LWC-1型采样器在各采样点采样2min，计算得到银杏林内空气含菌量及抑菌率，结果如图2所示。空气含菌量在马路中心处达到最高，为671.3个/m3；银杏抑菌率达到最低点，为32.87%，这与行人车辆活动及银杏树冠覆盖相关；由路中心向东西方向扩展，含菌量呈逐渐降低趋势，抑菌率逐渐升高，最高可达62.12%。由此可初步得出，在银杏树冠的垂直投影内，抑菌效果最好。空气含菌量与距树冠的距离呈正相关，银杏抑菌率与距树冠的距离呈负相关。

3 结论

自然沉降法虽然古老，但由于其所需设备简单，方法易行，能对空气污染情况作初步了解，因此在相当长的时期内是空气微生物检测的一种最常用的方法。自然沉降法靠带菌尘埃的自然沉降，因而测得的菌落数受气流、风力、气溶胶粒度分布等因素影响，很不稳定。LWC-1型采样器弥补了上述不足，由于它的工作原理是连续、强制采样，它几乎不受外界因素的影响，性能稳定，加上该仪器基于冲击原理，能定量地收集空气中的微生物，还能采到物体表面微生物。该采样器还有体积小、重量轻（500g）、噪音低（<52dB）、捕获率高、性能稳定、操作简单、便于携带等优点，是代替自然沉降法在野外林地工作的理想仪器。试验确切证明了LWC-1型采样器在林地内采集微生物的效果比自然沉降法好，为今后LWC-1型采样器在林业微生物领域的应用与推广提供了理论依据。同时，试验确定了LWC-1型采样器在林地内采集微生物的合理采样时间为2min或4min均可。

树木通过分泌杀菌素、降低空气含尘量等方式可以减少空气含菌量，笔者对银杏行道林内的空气含菌量分布规律做了初步研究，试验表明：银杏林内的含菌量随着离树冠距离的增大而增多，但具体的抑菌范围尚未确定，空气含菌量的影响因子也需进一步研究。

参考文献

[1]戚继忠，由士江，王红俊.园林树木净菌作用及其主要影响因子[J].中国园林，2000，16（4）：74-75.

[2]于玺华.现代空气微生物学[M].北京：人民军医出版社，2002.

[3]车风翔，于玺华.空气微生物学采检理论及其技术应用[M].北京：中国大百科全书出版社，1998：5-46.

[4]罗英，李晓储，何小弟，等.城市森林不同类型绿地植物配置抑菌效应初析[J].中国城市林业，2005，3（6）：23-25.

[5]李晓储，徐海兵，何开跃，等.秃杉异龄复层混交林群落抑菌功能研究[J].林业科技开发，2007（6）：26-28.

[6]陈丽华，付亚书，范会弟，等.撞击法和沉降法监测室内空气微生物结果比较[J].中国公共卫生，1999，15（3）：234.

[7]李燕.撞击法和沉降法监测室内空气微生物结果比较[J].广西预防医学2000，5（6）：298-230.

（责编：徐世红）