玉溪市紅塔區不同土地利用方式對土壤微生物數量及活性的影響

陳 艷，何倩倩

(玉溪師范學院資源環境學院，云南玉溪 653100)

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玉溪市紅塔區不同土地利用方式對土壤微生物數量及活性的影響

陳 艷，何倩倩

(玉溪師范學院資源環境學院，云南玉溪 653100)

[目的]研究不同土地利用方式對土壤生態環境的影響。[方法]在玉溪市紅塔區選取玉米地、櫻桃地、林地3種代表性土地利用方式，測定3種土地利用方式下土壤微生物的數量及活性。[結果]3種土地利用方式下，土壤微生物類群中細菌占絕對優勢，微生物總數從大到小依次為林地、櫻桃地、玉米地；微生物總活性、過氧化氫酶活性和脲酶活性從大到小依次為櫻桃地、林地、玉米地。[結論]微生物活性和功能除了與土地利用方式、土壤養分有關外，還與農田管理措施有關。

土地利用方式；微生物總數；微生物活性；玉溪市紅塔區

土壤微生物是土壤生態系統的重要組成部分，在土壤養分轉化循環、系統穩定性和抗干擾能力以及土壤可持續生產中占據主導地位，控制著土壤生態系統功能的關鍵過程[1-2]。土壤微生物的生長繁殖又受到人類活動的影響。土壤利用方式的不同或利用類型的不同都會影響土壤微生物的組成、數量和活性。土壤微生物的數量代表微生物的生長發育[3-4]，土壤微生物的活性代表土壤代謝強度。筆者選擇玉溪市紅塔區具有代表性的土地利用方式——玉米地、櫻桃地、林地，研究3種土地利用方式對土壤微生物數量及活性的影響，以期為玉溪市紅塔區土地資源合理利用提供參考。

1　材料與方法

1.1研究區概況玉溪市紅塔區地處滇中腹地，位于102°17′32″～102°41′37″ E，24°08′30″～24°32′18″ N，海拔1 502～2 614 m。全區屬中亞熱帶半濕潤冷冬高原季風氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，年平均氣溫15.7 ℃。土壤分布特征為海拔2 614～2 300 m，分布黃棕壤；海拔2 300～1 800 m，分布紅壤；海拔1 800～1 600 m，分布紅壤性水稻土。全區各類土地總體布局特點是林地面積多，耕地面積少，未利用地數量有限，村莊水域交通用地均占一定比例，構成“六林、二地、一分未利用荒山、一分水和道路村莊”的格局[5-6]。

1.2土樣采集2012年5月在玉溪市紅塔區農業區選擇櫻桃地、玉米地、林地3種代表性的土地利用方式，土壤類型均為紅壤，以地塊為單位，采用梅花形布點多點混合采樣法采集0～10 cm的土壤，保鮮帶回實驗室進行研究。

1.3土壤養分測定參照文獻[7]采用半微量開氏法測定土壤全氮含量；采用重鉻酸鉀法測定土壤有機質含量；采用烘干法測定土壤含水量；采用pH計測定pH。

1.4土壤微生物數量測定用平板菌落計數法測定土壤微生物數量。細菌用牛肉膏蛋白胨培養基于35 ℃培養2 d；真菌用孟加拉紅培養基于28 ℃培養7 d；放線菌用加有重鉻酸鉀(3.30 mL/L)的高氏I號培養基于28 ℃培養10 d，計數。3次重復。

1.5土壤微生物活性測定土壤微生物的總活性一般以微生物的呼吸作用(CO2的釋放量為強度指標)來衡量。采用堿吸收滴定法測定其活性[8]。

1.6土壤酶活性測定采用高錳酸鉀滴定法測定過氧化氫酶活性；采用奈氏比色法測定脲酶活性[9]。

2　結果與分析

2.1不同土地利用方式對土壤基本理化性質的影響由表1可知，3種土地利用方式中，有機質含量從大到小依次為林地、櫻桃地、玉米地；全氮含量從大到小依次為櫻桃地、林地、玉米地；pH從大到小依次為玉米地、林地、櫻桃地；含水量從大到小依次為櫻桃地、林地、玉米地。這說明土地利用方式影響土壤理化性質。土壤中有機質的來源廣泛，植物殘體包括各類植物的凋落物、死亡的植物體及根系是自然狀態下土壤有機質的主要來源。在該研究中，林地凋落物多，且受人為影響小，植被覆蓋度和生物量較玉米地和櫻桃地高，土壤有機質積累多分解少，因此林地土壤有機質含量較其他利用方式高，這與鐵展暢等[10-11]的研究結果一致。土壤中氮源主要是土壤的生物作用，由于表層土生物富集作用，植物吸收利用的氮又以有機殘體歸還土壤，土壤中的氮素絕大部分以有機氮及植物和微生物等殘體存在，因此造成不同土地利用方式下土壤全氮含量的差異性[12-13]。

表1不同土地利用方式對土壤基本理化性質的影響

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有機質Organicmatterg/kg玉米地Cornland2.327.100.9112.10櫻桃地Cherryland5.816.121.1117.30林地Woodland3.226.981.0018.70

2.2不同土地利用方式對土壤微生物組成及數量的影響由表2可知，不同土地利用方式下土壤三大微生物類群的組成比例略有不同，但大體一致，土壤微生物組成中細菌占絕對優勢，占微生物總數的86.4%～90.1%。這說明細菌是土壤微生物的主要組成部分，這與范君華等[3，11，14]的研究結果一致。3種土地利用方式中，細菌數量從大到小依次為林地、櫻桃地、玉米地。

放線菌數量在3種利用方式中均較細菌數量少，占總菌數的3.5%～9.9%，但較真菌多。放線菌生長緩慢，其作用主要是分解植物的難分解組分，形成腐殖質，把植物殘體和枯落物轉化為土壤有機組分[14]。3種利用方式中，放線菌數量從大到小依次為林地、玉米地、櫻桃地。

土壤中真菌數量最少，占總菌數的3.7%～6.4%，但真菌的生物量較大，在土壤中的作用不容忽視。真菌數量從大到小依次為櫻桃地、林地、玉米地，雖然櫻桃地土壤中真菌總數最多，但真菌的類群數不是最多，林地有7種，櫻桃園5種，耕地有3種，說明不同土地利用方式影響土壤中真菌的分布。

從土壤微生物總數來看，3種土地利用方式的微生物總數從大到小依次為林地、櫻桃地、玉米地，說明土壤微生物數量受利用方式的影響。土地利用方式不同，植被結構類型不同，土壤表面覆蓋程度不同，造成土壤溫度和濕度的差異，加上不同植被結構植物的生長發育狀況、凋落物多少不同，進而影響了土壤微生物的組成和數量[15]。林地土壤有機質含量高，土壤微生物含量高，尤其是細菌和放線菌含量均高于其他土地利用方式。玉米地少投入多輸出，使得土壤肥力下降，微生物總數較少。

表2　不同土地利用方式對土壤微生物數量的影響

2.3不同土地利用方式對土壤微生物總活性的影響土壤微生物總活性變化特點與土壤微生物數量變化規律基本一致，即玉米地(10.23 CO2mg/20 g干土)低于櫻桃地(12.58 CO2mg/20 g干土)和林地(12.11 CO2mg/20 g干土)。隨著土壤碳、氮輸入量的增加，土壤微生物呼吸增強。該研究中，盡管林地有機質含量和微生物總數較櫻桃地高，但櫻桃地氮含量較林地高，加上櫻桃園管理較好，每年秋冬季進行人工墾翻和施加農家肥，水熱條件和通氣狀況良好，微生物生長旺盛，代謝活躍，呼吸強度大。這表明櫻桃地土壤具有較多活性微生物種群。

2.4不同土地利用方式對土壤酶活性的影響由表3可知，3種土地利用方式中，過氧化氫酶從大到小依次為櫻桃地、林地、玉米地，脲酶活性從大到小依次為櫻桃地、林地、玉米地，與土壤中微生物活性變化規律一致。櫻桃地和林地植物凋落物和根系分泌物較多，土壤養分含量高，使微生物大量繁殖，豐富了土壤酶的來源，這些凋落物的分解和根系的生理代謝過程也向土壤釋放多種酶。櫻桃地水熱條件和通氣狀況良好，微生物生長旺盛，代謝活躍，呼吸強度加大而使土壤表層積聚了較高的土壤酶活性。櫻桃地與林地相比，加大了水、肥投入和管理。有研究表明，合理施肥和加強管理能改善土壤微生物活性和功能，減少農田耕種對土壤微生物造成的不良影響[10，16]。

表3　不同土地利用方式對土壤酶活性的影響

3　結論與討論

(1)該研究結果表明，土地利用方式不僅影響土壤基本理化性質，還影響微生物組成、數量及活性。隨著土地利用方式的不同，土壤微生物種群數量和組成也存在差異，3種土地利用方式中，土壤微生物細菌占絕對優勢，微生物總數從大到小依次為林地、櫻桃地、玉米地。林地凋落物逐年積累增多，為土壤微生物的生長繁殖創造了條件，土壤微生物的繁殖加速了土壤有機質的轉化，由于它們的相互作用，有利于土壤養分的積累及植物的生長。該研究中，微生物活性和酶活性從大到小依次為櫻桃地、林地、玉米地，通過合理施肥和加強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態環境惡化的重要原因，翻耕是對原始地表破壞最徹底的土地利用方式，不但使地表植被喪失殆盡，而且改變了土壤原有的結構和土壤微生物的生存

環境，使土壤微生物的腐解能力下降，土壤中營養元素循環速率和能量流動也隨之減弱，有機質氧化快，土壤變得更加貧瘠。因此，退耕還林是遏制水土流失，提高土壤質量和保護生態環境的重要措施[12]。已有研究表明，林地將更有利于土壤養分的積累[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

陳艷(1972- )，女，云南玉溪人，講師，碩士，從事微生物學教學和相關研究。

2016-06-27

S 154.3

A

0517-6611(2016)23-109-02