林地內(nèi)兩種空氣微生物采樣法效率比較與空氣含菌量分布規(guī)律研究

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摘 要：在林地內(nèi)，對(duì)2種空氣微生物采樣方法的效率進(jìn)行比較。首先確定了LWC-1空氣微生物采樣器的合理采樣時(shí)間，得出在野外2min和4min的采樣時(shí)間較為合理準(zhǔn)確。分別用LWC-1型采樣器采樣2min和自然沉降法采樣，得到試驗(yàn)地空氣含菌量分別為486.9個(gè)/m3、1 546.5個(gè)/m3。經(jīng)檢驗(yàn)，LWC-1型采樣器法靈敏度更高，所得數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。用LWC-1型采樣器采樣得出的銀杏林內(nèi)空氣含菌量分布規(guī)律是：由于銀杏有抑菌功能，空氣含菌量與距樹冠的距離呈正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：空氣含菌量；自然沉降法；LWC-1型采樣器；分布規(guī)律

中圖分類號(hào) S718.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2013）07-38-03

植物通過各種方式減少植物層內(nèi)及周圍空氣中細(xì)菌數(shù)量的作用簡稱為除菌作用[1]。空氣含菌量是環(huán)境評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。目前，空氣微生物的采集方法主要有自然沉降法和采樣器法，在測定林地中的空氣含菌量及樹木抑菌效應(yīng)時(shí)一直普遍使用前者，采樣器法則更多應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。自然沉降法雖然操作簡便、經(jīng)濟(jì)，但容易受外界環(huán)境因子影響，導(dǎo)致測定結(jié)果失真。LWC-1型空氣微生物采樣器捕獲效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、使用方便、不易受外界環(huán)境干擾，因此有效避免了自然沉降法的不足，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確度[2-3]。但LWC-1空氣微生物采樣器在采集林地內(nèi)空氣微生物及研究樹木抑菌效應(yīng)時(shí)未被采用。因此，筆者主要對(duì)2種采樣方法在林地內(nèi)采樣效率進(jìn)行比較，同時(shí)還確定了LWC-1空氣微生物采樣器在林地內(nèi)的采樣時(shí)間，研究了試驗(yàn)地點(diǎn)空氣微生物的空間分布規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 培養(yǎng)基：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。LWC-1空氣微生物采樣器專用培養(yǎng)基條：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基條。試驗(yàn)樹種：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)北校區(qū)內(nèi)生長良好的銀杏行道林。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 自然沉降法 選擇晴朗無風(fēng)的天氣，從2012年4月25開始連續(xù)測定3d。在每個(gè)供試樹種樹冠周圍距離地面1.5m、距樹冠水平距離30cm處放置3個(gè)直徑9cm的盛有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿，開蓋暴露10min，然后封蓋放入恒溫培養(yǎng)箱，在37℃下培養(yǎng)48h后取出，計(jì)算菌落數(shù)，再按奧梅梁斯基算法公式來推算每1m3空氣中所含的細(xì)菌數(shù)[4-5]。以附近無植被硬質(zhì)路面為對(duì)照（ck）進(jìn)行同步觀測。

空氣含菌量（個(gè)/m3）=10 000×菌落數(shù)/培養(yǎng)皿內(nèi)表面積；抑菌率（%）=100×（對(duì)照-測定）/對(duì)照。

1.2.2 LWC-1空氣微生物采樣器法 在每個(gè)供試樹種樹冠周圍距離地面1.5m、距樹冠水平距離30cm處用LWC-1型空氣微生物采樣器進(jìn)行采樣，采樣時(shí)間分別為2min、4min、8min，各采樣時(shí)間重復(fù)3次，與自然沉降法同步進(jìn)行。以附近無植被硬質(zhì)路面為對(duì)照（ck）進(jìn)行同步觀測。

經(jīng)LWC-1型空氣微生物采樣器采樣后，將牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基條放入恒溫培養(yǎng)箱中經(jīng)37℃連續(xù)培養(yǎng)48h后，統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)基條上的菌落數(shù)。通過下式推算空氣含菌量和抑菌率：

空氣含菌量（個(gè)/m3）=1 000×菌落數(shù)/（采樣時(shí)間×40）；抑菌率（%）=100×（對(duì)照-測定）/對(duì)照。

1.3 采樣點(diǎn)布設(shè) 在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)北校區(qū)銀杏行道樹林內(nèi)、馬路及周邊草坪上布設(shè)樣點(diǎn)。試驗(yàn)地中，路寬6m，銀杏冠幅平均6～8m（東西），銀杏規(guī)則排列在馬路兩側(cè)，草坪規(guī)則地從行道樹兩側(cè)延伸，東側(cè)的草坪較西側(cè)略寬闊一些，馬路中間行校車。圖1為樣點(diǎn)布置（圓形代表銀杏，三角形代表個(gè)采樣點(diǎn)），3次重復(fù)。從西向東依次編號(hào)為x1、x2、x3、x4、x5、x6。

2 結(jié)果與分析

2.1 LWC-1空氣微生物采樣器法采樣時(shí)間的選擇 LWC-1空氣微生物采樣器分有0.5min、1min、2min、4min、8min共5個(gè)采樣時(shí)間檔，由于在采集林地內(nèi)空氣微生物的研究中未見相關(guān)研究，所以在比較其與自然沉降法的采樣效率之前，首先要確定的是LWC-1型采樣器在林地內(nèi)的合理采樣時(shí)間。

本試驗(yàn)選擇了2min、4min、8min共3個(gè)時(shí)間檔進(jìn)行采樣。結(jié)果分析表明，采樣時(shí)間為2min時(shí)，所得空氣含菌量平均為486.9個(gè)/m3；采樣時(shí)間為4min時(shí)，所得空氣含菌量平均為378.5個(gè)/m3；采樣時(shí)間為8min時(shí)，所得空氣含菌量平均為176.7個(gè)/m3（表1）。經(jīng)SPSS檢驗(yàn)，采樣器采樣時(shí)間為8min時(shí)，采樣效率明顯小于2min與4min，差異顯著（P<0.05），這主要是由于采樣時(shí)間過長導(dǎo)致了所采集細(xì)菌在培養(yǎng)基上的重疊；2min與4min的采樣效率差異不顯著（P>0.05），即采樣器在野外林地內(nèi)采集空氣微生物時(shí)的采樣時(shí)間選擇2min或4min較為合理。

2.2 兩種采樣法效率比較 由表2可知，由自然沉降法所測得的空氣含菌量平均為1546.5個(gè)/m3，明顯高于LWC-1型采樣器所得到的空氣含菌量。經(jīng)檢驗(yàn)，2種采樣方法對(duì)捕獲空氣細(xì)菌有顯著差異（F=138.725，P=0.000），LWC-1型采樣器采樣結(jié)果（2.85±0.27），自然沉降法采樣結(jié)果（1.98±0.13）。由此可以推測，自然沉降法所得結(jié)果偏高，LWC-1型采樣器法的靈敏度更高些，所測數(shù)據(jù)更能真實(shí)反映出林地內(nèi)空氣細(xì)菌的實(shí)際含量[6-7]。

2.3 空氣微生物在銀杏林內(nèi)的空間分布范圍 用LWC-1型采樣器在各采樣點(diǎn)采樣2min，計(jì)算得到銀杏林內(nèi)空氣含菌量及抑菌率，結(jié)果如圖2所示。空氣含菌量在馬路中心處達(dá)到最高，為671.3個(gè)/m3；銀杏抑菌率達(dá)到最低點(diǎn)，為32.87%，這與行人車輛活動(dòng)及銀杏樹冠覆蓋相關(guān)；由路中心向東西方向擴(kuò)展，含菌量呈逐漸降低趨勢，抑菌率逐漸升高，最高可達(dá)62.12%。由此可初步得出，在銀杏樹冠的垂直投影內(nèi)，抑菌效果最好。空氣含菌量與距樹冠的距離呈正相關(guān)，銀杏抑菌率與距樹冠的距離呈負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論

自然沉降法雖然古老，但由于其所需設(shè)備簡單，方法易行，能對(duì)空氣污染情況作初步了解，因此在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)是空氣微生物檢測的一種最常用的方法。自然沉降法靠帶菌塵埃的自然沉降，因而測得的菌落數(shù)受氣流、風(fēng)力、氣溶膠粒度分布等因素影響，很不穩(wěn)定。LWC-1型采樣器彌補(bǔ)了上述不足，由于它的工作原理是連續(xù)、強(qiáng)制采樣，它幾乎不受外界因素的影響，性能穩(wěn)定，加上該儀器基于沖擊原理，能定量地收集空氣中的微生物，還能采到物體表面微生物。該采樣器還有體積小、重量輕（500g）、噪音低（<52dB）、捕獲率高、性能穩(wěn)定、操作簡單、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，是代替自然沉降法在野外林地工作的理想儀器。試驗(yàn)確切證明了LWC-1型采樣器在林地內(nèi)采集微生物的效果比自然沉降法好，為今后LWC-1型采樣器在林業(yè)微生物領(lǐng)域的應(yīng)用與推廣提供了理論依據(jù)。同時(shí)，試驗(yàn)確定了LWC-1型采樣器在林地內(nèi)采集微生物的合理采樣時(shí)間為2min或4min均可。

樹木通過分泌殺菌素、降低空氣含塵量等方式可以減少空氣含菌量，筆者對(duì)銀杏行道林內(nèi)的空氣含菌量分布規(guī)律做了初步研究，試驗(yàn)表明：銀杏林內(nèi)的含菌量隨著離樹冠距離的增大而增多，但具體的抑菌范圍尚未確定，空氣含菌量的影響因子也需進(jìn)一步研究。

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（責(zé)編：徐世紅）