不同作物田土壤微生物种类和数量的初步研究

2016-08-02王燕春周艳芳

乡村科技 2016年2期

关键词：放线菌荞麦燕麦

徐　佳　王燕春　周艳芳

（赤峰市农牧科学研究院，内蒙古　赤峰　024031）

不同作物田土壤微生物种类和数量的初步研究

徐佳王燕春周艳芳

（赤峰市农牧科学研究院，内蒙古赤峰024031）

通过对栽培不同作物土壤微生物群落分析，探讨不同栽培作物土壤三大微生物种类及数量的差异，为治理杂粮作物连作障碍、合理轮作倒茬以及作物产量的提高提供一定的理论依据。结果表明，栽培荞麦和燕麦可以显著提高土壤中真菌的种类和数量，尤其是有益真菌木霉仅在这两种作物田中出现，而且这两个处理的土壤放线菌数量也极显著高于其他处理，说明栽培荞麦和燕麦有利于改善土壤理化性质，提高土壤肥力，拮抗有害病原微生物，为作物的生长提供更加良好的土壤环境。

作物；土壤微生物；种类；数量

土壤是植物赖以生存的家园，是水分和营养物质的源泉。土壤微生物是土壤中制约作物生长及产量的至关重要的因子，是土壤中最活跃的部分，是土壤分解系统的主要成分［1］，对环境条件的变化反应敏捷，其能较早地预测土壤养分及环境质量的变化过程，被认为是最有潜力的敏感性生物指标之一［2，3］。细菌、真菌和放线菌是土壤微生物的重要组成部分，它们在土壤内无处不在，可以和土壤内的有害物质充分接触，通过自身的化合作用，使之变成无害的小分子或离子，并通过自身代谢将这些小分子或离子排出体外，进入土壤，进而大幅度提高土壤肥力。因此，微生物作为土壤里主要的分解者，它们对于土壤的积极影响是非常巨大的［4］。

前人早在18、19世纪就发现根系分泌物对邻近植株有促生和抑制作用［5］，某些土壤微生物可以通过与植物之间的种间关系影响植物发育、群落结构和演替［6-8］。前人研究表明，硅酸盐细菌可以提取矿物中的钾元素，而且可以起到增强作物抗病能力的作用［9，10］；菌根真菌可增加宿主植物对磷及其他营养的吸收，分泌生长素，提高植物的抗逆性［11］，改善植物根际环境，增强植物的抗病力等［12-14］。而栽培作物的种类及不同的土壤利用方式又影响着土壤微生物的数量及分布，从而改变着土壤生物环境，最终将这种改变体现在作物的生长繁殖上。季尚宁等研究表明，大豆连作障碍很大程度上来自于土壤生物学因素的变化，花生连作引起土壤微生物区系变化，不利于花生繁育［15-17］。马春梅等研究发现，大豆对各类土壤微生物的繁衍均有一定的促进作用，玉米连作使土壤微生物数量减少，而小麦连作有利于土壤微生物的繁衍［18］。可见，作物良好的生长状态及产量的增加是作物本身和土壤相互作用的结果。然而，目前国内对大豆、黄瓜和玉米等作物的连作土壤状况进行的研究较多，而针对荞麦、燕麦等杂粮类作物连作土壤状况的研究报道较少。因此，本试验通过对不同栽培作物小区土壤进行取样、土壤三大微生物分离，旨在探讨不同栽培作物土壤三大微生物种类及数量的差异，为治理杂粮作物连作障碍现象、土地合理轮作倒茬优势利用以及作物产量的提高提供一定的理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

1.1.1土壤样本的准备。于2012年4月中旬，在赤峰市农牧科学研究院试验地栽培5种不同作物的大田采集土壤样本，分别为1号栗子田、2号荞麦田、3号燕麦田、4号油葵田和5号空白，每个处理3次重复。

土样采用5点法进行取样，取样深度为10～40 cm。

1.1.2培养基的准备。细菌培养基：牛肉膏蛋白胨培养基。真菌培养基：马丁氏（Martin）琼脂培养基。放线菌培养基：高氏（Gause）1号培养基。

1.2试验方法

1.2.1土壤微生物类群的分离和培养。采用平板计数法对土壤微生物进行分离及数量的测定，具体操作方法如下：①10 g土样置于90 mL无菌水中充分振荡后，吸取1 mL土壤悬液到9 mL稀释液中，为10-1浓度稀释液，而后依次按10倍法稀释到10-4，备用；②吸取一定稀释度的土壤悬液100 μL于琼脂表面（真菌为10-2，细菌和放线菌为10-4），用玻璃刮刀涂抹均匀，待培养基表面稍干，置于28℃下培养。细菌2～3 d，真菌3～5 d，放线菌4～5 d，然后用计数器测定每板微生物数量。

1.2.2土壤真菌种类的鉴定。应用光学显微镜（OLYMPUS BX41）观测真菌形态，确定真菌种类。

1.2.3土壤含水量：烘干法。

1.2.4数据分析。试验所得数据应用Microsoft Excel 2003和SPSS20.0数据处理系统对试验数据进行统计分析。

2　结果与分析

由表1可以看出，每个处理土壤细菌数量之间差异均达到极显著水平（P＜0.01），空白对照土壤细菌数量最多，栗子田土壤细菌数量最少；荞麦田土壤真菌数量最多，与其他处理间差异达到极显著水平，油葵田土壤真菌数量最少，与荞麦、燕麦田差异极显著，与栗子田差异显著，与空白处理差异不显著；荞麦田土壤放线菌数量最多，与其他处理间差异达到极显著水平，油葵田土壤放线菌数量最少，与荞麦、燕麦和空白3个处理间差异达到极显著水平，与栗子田间差异显著；从不同处理微生物总数间差异来看，空白处理微生物总数最多，与其他处理间差异极显著，栗子田微生物总数最少，除与油葵田间差异显著外，与其他处理间差异均达到极显著水平。

表1　土壤微生物组成

由表2可以看出，不同栽培作物土壤真菌种类及含量不完全一致。经检测5个处理土壤真菌共7个属。其中镰刀菌、腐霉和链格孢这3个属的大多数种是常见的土壤病原微生物，占真菌总数的29.20％；腐霉是其中的优势种，占真菌总数的17.03％。荞麦田土壤真菌数量最多，真菌种类也仅次于燕麦田，油葵田真菌种类和数量在5个处理中是最少的。此外，由表2还可以看出，5个处理土壤中青霉在土壤真菌中是比较常见的，占真菌总数的43.92％，在土壤中存在数量也最多。

表2　土壤真菌数量及组成

3　结论与讨论

土壤微生物多样性［19，20］指生命体在遗传、种类和生态系统层次上的变化，其代表着微生物群落的稳定性，细菌、真菌和放线菌是构成土壤微生物最主要的三大类群，他们的种类及以数量变化反映了土壤的代谢程度和理化性质，同时也代表着土壤的肥力，进而影响着作物的生长发育。

不同栽培作物土壤微生物种类和数量都不尽相同，可见不同的土壤利用方式影响着土壤微生物的数量及分布。闲置土壤土壤细菌含量最多，但是真菌和放线菌数量相对较低，说明土壤微生物的生长代谢与作物是相辅相成的，这与佟小刚等［21］对栽培基质中的微生物及其对作物生长发育的影响的研究结果是一致的；而栽培荞麦田土壤细菌、真菌和放线菌数量均较高，说明栽培荞麦可以改善土壤的理化性质，高扬等［22］提出的短期连作荞麦可以改善土壤的理化性质的研究结果一致；种植燕麦促进了土壤真菌种类和数量的增多，尤其是有益真菌木霉的增多，放线菌含量也较高，仅次于荞麦田，极显著高于其他处理；只有荞麦田和燕麦田检测出有益真菌木霉的存在，而且两个处理放线菌含量极显著高于其他处理，有研究表明放线菌大多能产生抗菌素［23］，说明栽培荞麦、燕麦可以提高土壤供肥保肥能力，拮抗有害的微生物；油葵田真菌和放线菌的数量在5个处理中都是最低的，不利于抑制病原微生物的生长，这可能与油葵病害的发生有一定的关系。有研究表明放线菌在偏碱性土壤中含量较高［24］，而本研究表明栽培荞麦、燕麦提高了土壤放线菌数量，但是对于土壤酸碱度的改变还有待于进一步研究。

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