一４６０一 江苏农业科学２０１１年第３９卷第４期 代金霞，赵辉．宁夏荒漠草原固沙植物群落土壤微生物数量及土壤酶活性研究［Ｊ］．江苏农业科学，２０１１，３９（４）：４６０—４６２ 宁夏荒漠草原固沙植物群落土壤微生物数量 及土壤酶活性研究 代金霞，赵辉 （宁夏大学生命科学学院，宁夏银川７５００２１） 摘要：对宁夏荒漠草原５种主要的固沙植物群落不同土层的土壤微生物数量和土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸 酶活性进行了分析。结果表明：不同植被类型的土壤中均以细菌占绝对优势，其次为放线菌，真菌种群数量最少。土 壤微生物数量垂直动态分布明显，微生物总数在土壤表层显著多于深层，而同一土层内各种微生物数量随植被类型的 不同而有明显差异。沙蒿群落土壤微生物数量最多，而苦豆子群落土壤微生物数量最少；不同植被土壤酶活性有显著 性差异，过氧化氢酶和脲酶的活性随土壤深度的增加而降低，碱性磷酸酶则无定向变化。 关键词：宁夏；荒漠草原；固沙植物；土壤微生物数量；土壤酶活性 中图分类号：Ｓ１５４．３６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２—１３０２（２０１１）０４—０４６０—０２ ２．１土壤样品的采集 土壤微生物是草原生态系统的重要组成部分，其数量的 多少和土壤酶活性的高低直接影响土壤的物理、生物和化学 于２０１０年５月中旬，选择保护区内人工种植的多年生固 沙植物建群种甘草、柠条及野生的沙蒿、沙柳、苦豆子等５种 植物群落，用５点取样法，每点选取植株３～４株，靠近植物根 部分别采取０～１０、１０～２０ ｅｍ土层的土壤样品，然后把同一 样地内不同采样点相应层次的土壤样品充分混匀，去掉石粒 性质，决定着土壤养分的组成与转化，同时也是评价土壤肥力 的重要指标之一…。目前针对荒漠化问题而进行的生态恢 复与生态重建是当今研究的热点之一，其中关于荒漠化土壤 微生物的研究也正逐步深入 “ 。宁夏灵武白芨滩国家级自 然保护区位于毛乌素沙地边缘，是典型的荒漠类型自然保护 及根系，装入无菌袋里保鲜带回实验室，置４℃冰箱保存。 ２．２研究方法 区。目前，针对该区进行的草地植物群落恢复演替和昆虫种 群生物学、害虫防治等方面的研究工作正在逐渐开展，而针对 地下土壤生态系统的研究还未见报道。本研究对白芨滩荒漠 草原中不同植物群落土壤微生物数量、分布特征及土壤酶活 ２．２．１微生物数量分析微生物数量的测定采用稀释平板 计数法。细菌、放线菌、真菌的培养分别采用牛肉膏蛋白胨培 养基、高氏１号培养基和马丁氏培养基 。每处理重复３次， 性进行研究，探索荒漠草原植物群落与土壤微生物之间的相 互关系，以期为合理利用及恢复荒漠草原提供科学依据。 １研究区概况 】 各类菌接种后置恒温培养箱中培养，细菌在２８—３０℃培养 ４８—７２ ｈ后计数，放线菌置２８℃培养７ ｄ后计数，真菌２５℃ 培养５ ｄ后计数。土壤微生物数量计算公式为：菌数（ＣＦＵ／ ｇ）＝计数皿平均菌落数（个）×稀释倍数÷干土质量（ｇ）。 ２．２．２土壤酶活性测定过氧化氢酶活性采用ＫＭｎＯ 滴定 法，以ＫＭｎＯ ｍｌＭｇ土，２０ ｍｉｎ表示；脲酶活性采用比色法测 定，以Ｎｎ４一Ｎ ｍｇ／ｇ土，３７℃、２４ ｈ表示；碱性磷酸酶活性采 用磷酸苯二钠比色法，以酚ｍｇ／ｇ土，３７℃、２４ ｈ表示…。 ３结果与分析 研究区位于宁夏灵武白芨滩自然保护区，地处鄂尔多斯 台地和毛乌素沙漠的过渡地带，保护区面积７４ ８４３ ｈｍ ，西北 部为台地丘陵，地势自东向西平缓倾斜，缓坡丘陵连续起伏。 保护区属中温带干旱气候区，年均降水量为２５５．２ ｍｍ，年均 蒸发量为２ ８６２．２ ｍｍ，年均气温为６．７～８．８℃，保护区的主 要土壤类型为灰钙土和风沙土。该区共有维管植物５３科 １７９属３０６种，植被型为荒漠草原、草原带沙生植被和荒漠， 植物以荒漠草原为地带性，旱生多年生草本、强旱生和超旱生 ３．１ 不同植被类型土壤微生物的数量特征 土壤微生物种群数量分析结果（表１）表明，不同植被类 小灌木、小半灌木共同构成其优势成分，同时在荒漠草原植被 带中有连片的荒漠嵌入其中，显示植被自草原向荒漠过渡的 性质。目前该保护区是全国最大的柠条林和西北最大的猫头 刺荒漠区。 ２材料与方法 型的土壤微生物种群数量各不相同，在土壤３类微生物中，细 菌种群数量最高，其次为放线菌，真菌种群数量最少。土壤表 层的细菌、放线菌及微生物总数均多于土壤深层，真菌的分布 略有差异，仅沙柳群落真菌数量在土壤深层多于表层。 ５种固沙植物群落中沙蒿土壤微生物种群数量最多（表 １），苦豆子土壤微生物种群数量最少。沙柳与柠条、甘草与 苦豆子植被下土壤的细菌种群数量相差不大。在Ｏ一１Ｏ ｅｍ 土层各植被类型微生物种群数量由大到小的顺序为：沙蒿＞ 沙柳＞柠条＞甘草＞苦豆子；在ｌ０～２０ ｅｍ土层顺序为：沙蒿 ＞柠条＞沙柳＞甘草＞苦豆子。 方差分析（ＡＶＯＶＡ）结果显示，同种植被不同土层内细菌 收稿日期：２０１０—０８—３０ 基金项目：宁夏自然科学基金（编号：ＮＺＩｌＭ０）。 作者简介：代金霞（１９７３一），女，宁夏银川人，博士研究生，副教授，研 究方向为草业科学。Ｅ—ｍａｉｌ：ｄａｉｊｘ０５＠１６３．ｃｏｒｎ。 代金霞等：宁夏荒漠草原固沙植物群落土壤微生物数量及土壤酶活性研究 一４６１一 种群数量差异显著（Ｐ＜０．０５），放线菌和真菌种群数量差异 极显著（Ｐ＜０．０１）。同一土层不同植被间土壤３大类微生物 性存在差异（表２）。０—１０ ｅｍ土层内，５种植被类型土壤过 氧化氢酶活性强度表现为苦豆子＞甘草＞柠条＞沙柳＞沙 蒿，脲酶活性强度表现为沙蒿＞沙柳＞柠条＞甘草＞苦豆子， 差别较大，细菌种群数量在沙蒿与苦豆子、沙蒿与甘草之间差 异显著（Ｐ＜０．０５），其他植被之问差异不显著；放线菌种群数 量在沙蒿与甘草、沙蒿与苦豆子、柠条与甘草、柠条与苦豆子 碱性磷酸酶活性强度表现为沙蒿＞沙柳＞柠条＞甘草＞苦 豆子。 之间差异极显著（Ｐ＜０．Ｏ１），沙蒿与沙柳、柠条与沙柳、沙柳 与甘草、甘草与苦豆子之问差异显著（Ｐ＜０．０５），沙蒿与柠 在１０—２０ ｅｍ土层内，５种植被类型土壤过氧化氢酶活 性强度表现为甘草＞柠条＞苦豆子＞沙柳＞沙蒿，脲酶活性 强度表现为甘草＞沙蒿＞沙柳＞苦豆子＞柠条，碱性磷酸酶 条、甘草与苦豆子之间差异不显著；真菌种群数量在柠条与苦 豆子、柠条与甘草、沙柳与苦豆子、沙蒿与苦豆子之间差异极 显著（Ｐ＜０．０１），沙柳与甘草、沙蒿与甘草之间差异显著（Ｐ＜ 活性强度表现为沙蒿＞甘草＞沙柳＞柠条＞苦豆子。 ３．２．２不同土壤层次土壤酶活性的差异从表２可知，各植 被类型土壤过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性在不同土层 ０．０５），其他植被间没有显著差异性。 ３．２ 不同植被类型土壤酶活性比较 内存在差异。ｌ过氧化氢酶、脲酶的活性均随土壤深度的增加 通过测定，同一 而降低，碱性磷酸酶则无定向变化。各土层中沙蒿过氧化氢 酶活性均最低，而其脲酶和碱性磷酸酶活性最高。 ３．２．１ 不同植被类型对土壤酶活性的影响土层内不同植被类型土壤过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活 表２不同土层土壤酶活性 ４讨论与结论 差别。但它们都以细菌占绝对优势，放线菌次之，真菌最少。 土壤酶活性的高低不仅与土壤生态系统的退化有关，而 且与土壤类型，植被特征（植物群落生物量、植被盖度、植物 多样性等），土壤微生物数量，土壤动物类群、数量和多样性 土壤微生物承担着土壤养分元素的循环和土壤矿物分解 的推动力的作用，它的活动对土壤团粒结构的形成与稳定起 着决定性作用，能够改善土壤结构，反过来更加促进植物的生 长，这样就形成了一个良性的循环，有利于荒漠草原的恢复。 以及酶类本身的性质有关 。大量研究表明，土壤酶活性 对于各种土壤管理措施反应敏感，能够在较短的时间内鉴别 管理措施的利弊。本研究结果表明，表层土壤（０—１０ ｃｍ）中 本研究对白芨滩国家自然保护区荒漠草原５种固沙植被根系 土壤微生物数量、组成及土壤主要酶活性的变化进行了初步 研究。结果表明土壤微生物数量在不同植被问变化明显，沙 的酶活性也高于深层土壤（１０～２０ ｃｍ），这与土壤微生物数 量的变化相一致。可以解释为土壤微生物是土壤酶的重要来 源。土壤各层次内酶活性均随植被类型而变化，各土层中沙 蒿、沙柳过氧化氢酶活性较低，而其脲酶和碱性磷酸酶活性相 对较高，二者的土壤微生物数量较其他植被土壤也多。甘草 和苦豆子过氧化氢酶活性较高，脲酶和碱性磷酸酶活性相对 蒿和柠条土壤微生物数量最大。不同土层间土壤微生物数量 存在显著差异，其垂直动态分布明显，表层数量显著多于深 层。这与刘世贵等的研究结果相一致 。由于土壤表层凋 落物丰富，渗透、通气性较好，累积了较多的有机物质和养分， 给土壤微生物的繁殖创造了有利条件，所以土壤表层的微生 物数量最多。植物的种类不同，根的分泌物各异，对于各类 微生物的影响也不相同，故不同植物根际微生物的组成也有 较低。这显示出在植被的影响下，土壤有机质的转化速率、土 壤中特定微生物功能群活性各有差异。 （下转第４６２页） 一４６２一 江苏农业科学２０１１年第３９卷第４期 唐建，赵庚星．局地土地利用方式及坡度对土壤有机质含量的影响［Ｊ］．江苏农业科学，２０１１，３９（４）：４６２—４６５ 局地土地利用方式及坡度对土壤有机质含量的影响 唐建，赵庚星 （山东农业大学资源与环境学院，山东泰安２７１０１８） 摘要：以邹平县临池镇为例，通过野外调查和采样测定土壤表层有机质含量，利用ＳＰＳＳ软件对数据进行处理分 析，探讨不同土地利用方式和坡度对土壤有机质含量的影响。结果表明，在不同土地利用方式下，土壤有机质含量分 布特征为水浇地＞荒草地＞果园＞旱地＞有林地＞疏林地，其有机质含量分别为ｌ３．７９、１３．０３、１２．８６、１２．８４、１２．５９、 １２．２ｌ ｇ／ｋｇ；在不同坡度条件下，土壤有机质含量的分布特征为３。＞２５。＞７。＞１５。，其有机质含量为１３．２４、１２．７７、 １２．７４、１２．７２ ｇ／ｋｇ。说明土地利用对土壤的有机质含量有着明显的影响。除荒草地外，水浇地同其他４种土地利用类 型有机质含量差异均处于显著水平（Ｐ＜０．０５），荒草地虽然受人为干扰较少，但由于表层根系含量丰富，所以土壤有 机质含量仍保持较高水平。 关键词：土地利用方式；坡度；有机质 中图分类号：Ｓ１５５．５ ８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２—１３０２（２０１１）０４—０４６２—０４ 随着全球气温不断升高，空气中ｃ０ 含量的变化弓ｌ起越 养分流失会产生很大的影响。土地利用方式的变化可以通过 来越多学者的关注。全球约有１５ ０００亿ｔ碳以有机质形态贮 土壤对碳的抵押来降低大气中ｃｏ２浓度的增加幅度 。国 存于土壤中 ，约是陆地植被总碳贮量的２．５～３倍，是全球 外学者深入研究了土地利用方式的变化对土壤有机碳的影 大气碳库的２倍 。因而，土壤中的有机质是陆地生态系 响，尤其是各土地利用类型之间转换对土壤有机碳含量的影 统中重要的动态碳库，其微小的变化都可能带来全球ＣＯ 的 响 ；我国众多学者对在不同土地利用方式下土壤有机碳 剧烈变化 。因此，土壤有机质的分布及其转化日益成为全 含量及碳密度的变化进行了大量的研究，如陈锦盈等研究了 球有机质研究的热点，也是国际全球变化问题研究的核心 不同土地利用类型土壤有机碳各库大小及分解动态 Ｊ，刘晓 内容。 利等研究了不同利用方式旱地红壤水稳性团聚体及其碳、氮、 人类对土地的利用方式及坡度不同对土壤的自然属性及 磷分布特征 ，方晰等研究了在湘中丘陵区不同土地利用方 式下土壤有机碳密度 。坡度是土地资源固有的重要地形 收稿日期：２０１０—１０—２０ 因子之一，它对土地的利用类型及植被覆盖类型有显著影 基金项目：国家自然科学基金（编号：４０５７１１６０）；国家“星火计划”重 点项目（编号：２００７ＥＡ７４０００２）。 响 ” ，不同的坡度有不同的水热配比，因而会影响土壤有 作者简介：唐建（１９８７一），男，山东曲阜人，硕士研究生，从事土地 机质的矿化过程、腐殖化过程以及土壤养分的流失过程，从而 资源信息技术方面的研究。Ｔｅｌ：（０５３８）８２４５９９５；Ｅ—ｍａｉｌ： 影响表层土壤的有机质含量 。总体来看，目前研究较多 ｔｊｉａｎ８８１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｃｎ。 集中在较大区域，对小范围内的研究相对较少。笔者选择山 ＿通信作者：赵庚星，教授，博士生导师。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈａｏｇｘ＠ｓｄａｕ．ｅｄｕ． 东省邹平县临池镇为研究区域，研究不同利用方式和坡度对 土壤有机质含量的影响，为局地土壤有机质含量的变化研究 （上接第４６１页） ［５］宋朝枢，王有德．宁夏白芨滩自然保护区科学考察集［Ｍ］．北 总体上看，本研究中５种植被类型土壤酶活性均较低，这表明 京：中国林业出版社，１９９９：１—２４５． 荒漠草原风沙土中微生物活性较低，与研究区于旱少雨及土 ［６］许光辉．土壤微生物分析方法［Ｍ］．北京：中国农业出版社， 壤养分贫瘠有直接关系。 １９８６：１９０—１９９． ［７］关松萌．土壤酶及其研究法［Ｍ］．北京：农业出版社，１９８６：２７０— 参考文献： ３３０． ［１］李勇．试论土壤酶活性与土壤肥力［Ｊ］．土壤通报，１９８９，２０ ［８］刘世贵，葛绍荣，龙富章．川西北退化草地土壤微生物数量与区 （４）：１９０—１９．３． 系研究［Ｊ］．草业学报，１９９４，３（４）：７０—７６． ［２］吕桂芬，吴永胜，李浩，等．内蒙古不同类型荒漠草原土壤微生 ［９］罗明，邱沃．平原荒漠盐渍草地土壤微生物生态分布的 物数量及其酶活性研究［Ｊ］．内蒙古师范大学学报，２００８，３７（６）： 研究［Ｊ］．中国草地，１９９５，１７（５）：２９—３３． ７６１—７６４． ［１Ｏ］杨万勤，钟章成，陶建平，等．缙云山森林土壤酶活性与植物多 ［３］高婷，张源沛．荒漠草原土壤微生物数量与土壤及植被分布类 样性的关系［Ｊ］．林业科学，２００１，３７（４）：１２４—１２８． 型的关系［Ｊ］．草业科学，２００６，２３（１２）：２２—２５． ［１１］Ｂａｎｄｉｃｋ Ａ Ｋ，Ｄｉｃｋ Ｒ Ｐ．Ｆｉｅｌｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ ［４ ３宋俊峰，韩国栋，张功，等．放牧强度对草甸草原土壤微生物数 ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ，１９９９，３１：１４７ｌ一１４７９． 量和微生物生物量的影响［Ｊ］．内蒙古师范大学学报，２００８，３７ ［１２］Ｇｒｏｆｆｍａｎ ＰＭ，ＭｃＤｏｗｅｌｌｂＷＨ，Ｍｙｅｒｓｅ Ｊ Ｃ。ｅｔ ａ１．Ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｂｉ． （２）：２３７—２４０． ｏｍａｓｓ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｒｉｐａｒｉａｎ ｆｏｒｅｓｔｓ『Ｊ］．Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌ Ｂｉｏ— ｅｈｅｍ。２００１，３３：１３３９—１３４８．
