玉溪市红塔区不同土地利用方式对土壤微生物数量及活性的影响

陈 艳，何倩倩

(玉溪师范学院资源环境学院，云南玉溪 653100)



玉溪市红塔区不同土地利用方式对土壤微生物数量及活性的影响

陈 艳，何倩倩

(玉溪师范学院资源环境学院，云南玉溪 653100)

[目的]研究不同土地利用方式对土壤生态环境的影响。[方法]在玉溪市红塔区选取玉米地、樱桃地、林地3种代表性土地利用方式，测定3种土地利用方式下土壤微生物的数量及活性。[结果]3种土地利用方式下，土壤微生物类群中细菌占绝对优势，微生物总数从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地；微生物总活性、过氧化氢酶活性和脲酶活性从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地。[结论]微生物活性和功能除了与土地利用方式、土壤养分有关外，还与农田管理措施有关。

土地利用方式；微生物总数；微生物活性；玉溪市红塔区

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，在土壤养分转化循环、系统稳定性和抗干扰能力以及土壤可持续生产中占据主导地位，控制着土壤生态系统功能的关键过程[1-2]。土壤微生物的生长繁殖又受到人类活动的影响。土壤利用方式的不同或利用类型的不同都会影响土壤微生物的组成、数量和活性。土壤微生物的数量代表微生物的生长发育[3-4]，土壤微生物的活性代表土壤代谢强度。笔者选择玉溪市红塔区具有代表性的土地利用方式——玉米地、樱桃地、林地，研究3种土地利用方式对土壤微生物数量及活性的影响，以期为玉溪市红塔区土地资源合理利用提供参考。

1　材料与方法

1.1研究区概况玉溪市红塔区地处滇中腹地，位于102°17′32″～102°41′37″ E，24°08′30″～24°32′18″ N，海拔1 502～2 614 m。全区属中亚热带半湿润冷冬高原季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，年平均气温15.7 ℃。土壤分布特征为海拔2 614～2 300 m，分布黄棕壤；海拔2 300～1 800 m，分布红壤；海拔1 800～1 600 m，分布红壤性水稻土。全区各类土地总体布局特点是林地面积多，耕地面积少，未利用地数量有限，村庄水域交通用地均占一定比例，构成“六林、二地、一分未利用荒山、一分水和道路村庄”的格局[5-6]。

1.2土样采集2012年5月在玉溪市红塔区农业区选择樱桃地、玉米地、林地3种代表性的土地利用方式，土壤类型均为红壤，以地块为单位，采用梅花形布点多点混合采样法采集0～10 cm的土壤，保鲜带回实验室进行研究。

1.3土壤养分测定参照文献[7]采用半微量开氏法测定土壤全氮含量；采用重铬酸钾法测定土壤有机质含量；采用烘干法测定土壤含水量；采用pH计测定pH。

1.4土壤微生物数量测定用平板菌落计数法测定土壤微生物数量。细菌用牛肉膏蛋白胨培养基于35 ℃培养2 d；真菌用孟加拉红培养基于28 ℃培养7 d；放线菌用加有重铬酸钾(3.30 mL/L)的高氏I号培养基于28 ℃培养10 d，计数。3次重复。

1.5土壤微生物活性测定土壤微生物的总活性一般以微生物的呼吸作用(CO2的释放量为强度指标)来衡量。采用碱吸收滴定法测定其活性[8]。

1.6土壤酶活性测定采用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性；采用奈氏比色法测定脲酶活性[9]。

2　结果与分析

2.1不同土地利用方式对土壤基本理化性质的影响由表1可知，3种土地利用方式中，有机质含量从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地；全氮含量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地；pH从大到小依次为玉米地、林地、樱桃地；含水量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地。这说明土地利用方式影响土壤理化性质。土壤中有机质的来源广泛，植物残体包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系是自然状态下土壤有机质的主要来源。在该研究中，林地凋落物多，且受人为影响小，植被覆盖度和生物量较玉米地和樱桃地高，土壤有机质积累多分解少，因此林地土壤有机质含量较其他利用方式高，这与铁展畅等[10-11]的研究结果一致。土壤中氮源主要是土壤的生物作用，由于表层土生物富集作用，植物吸收利用的氮又以有机残体归还土壤，土壤中的氮素绝大部分以有机氮及植物和微生物等残体存在，因此造成不同土地利用方式下土壤全氮含量的差异性[12-13]。

表1不同土地利用方式对土壤基本理化性质的影响

Table 1Effects of different land use patterns on physical and chemical properties of soil

土地利用方式Landusepattern含水量Watercontent%pH全氮Totalnitrogeng/kg有机质Organicmatterg/kg玉米地Cornland2.327.100.9112.10樱桃地Cherryland5.816.121.1117.30林地Woodland3.226.981.0018.70

2.2不同土地利用方式对土壤微生物组成及数量的影响由表2可知，不同土地利用方式下土壤三大微生物类群的组成比例略有不同，但大体一致，土壤微生物组成中细菌占绝对优势，占微生物总数的86.4%～90.1%。这说明细菌是土壤微生物的主要组成部分，这与范君华等[3，11，14]的研究结果一致。3种土地利用方式中，细菌数量从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地。

放线菌数量在3种利用方式中均较细菌数量少，占总菌数的3.5%～9.9%，但较真菌多。放线菌生长缓慢，其作用主要是分解植物的难分解组分，形成腐殖质，把植物残体和枯落物转化为土壤有机组分[14]。3种利用方式中，放线菌数量从大到小依次为林地、玉米地、樱桃地。

土壤中真菌数量最少，占总菌数的3.7%～6.4%，但真菌的生物量较大，在土壤中的作用不容忽视。真菌数量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，虽然樱桃地土壤中真菌总数最多，但真菌的类群数不是最多，林地有7种，樱桃园5种，耕地有3种，说明不同土地利用方式影响土壤中真菌的分布。

从土壤微生物总数来看，3种土地利用方式的微生物总数从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地，说明土壤微生物数量受利用方式的影响。土地利用方式不同，植被结构类型不同，土壤表面覆盖程度不同，造成土壤温度和湿度的差异，加上不同植被结构植物的生长发育状况、凋落物多少不同，进而影响了土壤微生物的组成和数量[15]。林地土壤有机质含量高，土壤微生物含量高，尤其是细菌和放线菌含量均高于其他土地利用方式。玉米地少投入多输出，使得土壤肥力下降，微生物总数较少。

表2　不同土地利用方式对土壤微生物数量的影响

2.3不同土地利用方式对土壤微生物总活性的影响土壤微生物总活性变化特点与土壤微生物数量变化规律基本一致，即玉米地(10.23 CO2mg/20 g干土)低于樱桃地(12.58 CO2mg/20 g干土)和林地(12.11 CO2mg/20 g干土)。随着土壤碳、氮输入量的增加，土壤微生物呼吸增强。该研究中，尽管林地有机质含量和微生物总数较樱桃地高，但樱桃地氮含量较林地高，加上樱桃园管理较好，每年秋冬季进行人工垦翻和施加农家肥，水热条件和通气状况良好，微生物生长旺盛，代谢活跃，呼吸强度大。这表明樱桃地土壤具有较多活性微生物种群。

2.4不同土地利用方式对土壤酶活性的影响由表3可知，3种土地利用方式中，过氧化氢酶从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，脲酶活性从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，与土壤中微生物活性变化规律一致。樱桃地和林地植物凋落物和根系分泌物较多，土壤养分含量高，使微生物大量繁殖，丰富了土壤酶的来源，这些凋落物的分解和根系的生理代谢过程也向土壤释放多种酶。樱桃地水热条件和通气状况良好，微生物生长旺盛，代谢活跃，呼吸强度加大而使土壤表层积聚了较高的土壤酶活性。樱桃地与林地相比，加大了水、肥投入和管理。有研究表明，合理施肥和加强管理能改善土壤微生物活性和功能，减少农田耕种对土壤微生物造成的不良影响[10，16]。

表3　不同土地利用方式对土壤酶活性的影响

3　结论与讨论

(1)该研究结果表明，土地利用方式不仅影响土壤基本理化性质，还影响微生物组成、数量及活性。随着土地利用方式的不同，土壤微生物种群数量和组成也存在差异，3种土地利用方式中，土壤微生物细菌占绝对优势，微生物总数从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地。林地凋落物逐年积累增多，为土壤微生物的生长繁殖创造了条件，土壤微生物的繁殖加速了土壤有机质的转化，由于它们的相互作用，有利于土壤养分的积累及植物的生长。该研究中，微生物活性和酶活性从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，通过合理施肥和加强管理能改善土壤微生物活性和功能。

(2)土地利用不合理是生态环境恶化的重要原因，翻耕是对原始地表破坏最彻底的土地利用方式，不但使地表植被丧失殆尽，而且改变了土壤原有的结构和土壤微生物的生存

环境，使土壤微生物的腐解能力下降，土壤中营养元素循环速率和能量流动也随之减弱，有机质氧化快，土壤变得更加贫瘠。因此，退耕还林是遏制水土流失，提高土壤质量和保护生态环境的重要措施[12]。已有研究表明，林地将更有利于土壤养分的积累[17-19]。

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Effects of Different Land Use Patterns on the Number and Activity of Soil Microorganisms in Hongta District of Yuxi City

CHEN Yan, HE Qian-qian

(School of Resources and Environment, Yuxi Normal University, Yuxi, Yunnan 653100)

[Objective] To study the effects of different land use patterns on soil ecological environment. [Method] Three representative land use patterns (corn land, cherry land, and woodland) were chosen in Hongta District of Yuxi City, and the number and activity of soil microorganisms in the three types of land were studied. [Result] In the three kinds of land use patterns, bacteria were dominant in microbial community. The total number of microorganisms in the three different land use patterns is shown as follows: forest land > cherry land>corn land. The activity of total microorganisms, catalase and urease in the three kinds of land use patterns is shown as follows: cherry > woodland > corn land. [Conclusion] The activity and function of soil microorganisms are related to land use pattern, soil nutrient and farmland management measures.

Land use pattern; Total number of microorganisms; Microbial activity; Hongta District of Yuxi City

陈艳(1972- )，女，云南玉溪人，讲师，硕士，从事微生物学教学和相关研究。

2016-06-27

S 154.3

A

0517-6611(2016)23-109-02