不同耕作方式下土壤有机质与微生物数量的关系

不同耕作方式下土壤有机质含量与微生物数量的关系研究摘要：对玉溪师范学院及周边地区的菜地、梨地、竹地、荒地、山坡林地、池塘底泥等6种不同土地耕作方式下进行土壤采样分析，对土壤中微生物数量与土壤有机质含量进行比对分析，研究二者之间的关系。结果表明，不同耕作方式下微生物总量各有差异，具体表现为池塘底泥菜地梨地竹林山坡林地荒地，且从土壤有机质含量测定上得出池塘底泥菜地梨地竹林山坡林地荒地，由此可推出微生物数量与土壤有机质间存在着一定的正相关关系，即土壤微生物数量随土壤中有机质含量的增加而增加。关键词：土壤微生物；有机质含量前言人类的生产活动和耕作方式会不同程度地影响着土壤的理化性质，即能改变了土壤的有机质含量、通透性、保肥保水性、枯落物的分解能力及动植物分泌物的吸附能力，进而为土壤中的微生物提供了不同的生存环境并影响着微生物的繁殖状况。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，虽然土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分，但它对土壤形成、土壤肥力、农林业的可持续发展等方面都有着极其重要的作用。由于土壤有机质是微生物生长繁殖的物质和能量的主要能源，所以土壤中的微生物主要栖息在有机质颗粒上。土壤有机质是土壤肥力的重要指标，它能为植物直接提供养分，也可改善土壤的物理性状。土壤中微生物是土壤物质循环的调节者，是活的土壤有机质部分，主要包括细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物。土壤微生物与土壤肥力密切相关，比如土壤中有机质的分解转化以及腐殖质的累积等受放线菌和真菌的影响较大。随着土地利用方式的不同，土壤微生物的组成和种群数量必然会存在一定程度上的差异。因此加强对土壤微生物种群及数量与土地不同耕作方式之间的相关规律研究，对土壤肥力的培育与维持具有重要的生产实践意义。1、土样采集与制备1.1土样采集在玉溪师院学院及周边地方选取6种不同并具有代表性耕作方式下的土地的土壤进行采样，所选土样为梨地、竹地、菜地、荒地、山坡林地、池塘底泥。以地块为单位，采用梅花形布点法取样，且土壤取样深度为0~30cm。每种土样取3份，将所取土样放于盆中用手捏碎摊平，混合后取混合样1Kg装于塑料袋内，附上标签好采集记录，标明采样日期、采样地点、采样人、编上号。1.2土壤样品的处理土壤样品的处理包括风干、去杂、磨细、过筛、混匀、装瓶保存和登记等操作过程。1.2.1风干和去杂从地里采回的土样放在阴凉干燥通风、并无酸蒸汽、氨气和灰尘的污染的室内，把样品弄碎后平铺在干净的报纸上，经常翻动加速风干，风干后拣去植物残枝、石块等杂质。1.2.2磨细、过筛和保存将风干后的土样放在牛皮纸上，用木棍碾碎，使之通过60目筛。筛好后的土样分别装于广口瓶内，附上标签，标明样品名称、编号、采样日期、采样地点、采样人。2、试验部分2.1土壤中微生物（细菌、真菌、放线菌）数量的测定2.1.1方法提要土壤微生物数量分析采用稀释涂布平板法，其中采用牛肉膏蛋白胨培养基培养细菌，高氏一号培养基培养放线菌，马铃薯培养基培养真菌。2.1.2方法原理稀释涂布平板法能有效分离纯化微生物外，还可用于测定样品中活菌数量。将微生物细胞充分稀释到单个分散，把这些单个分散的细胞均匀涂布在平皿培养基上，培养后长出的菌落肉眼可见，每个菌落都由原液中单个细胞发育而来，计算菌落数，通过公式可以求出单位原样品中的活菌数。每ml(g)样品中的活菌数=（每皿菌落数平均值/取样体积）×稀释倍数土壤是微生物生活的大本营，所含微生物无论是数量还是种类都是极其丰富的，不同土样中各类微生物数量不同，一般土壤中细菌数量最多，其次为放线菌和霉菌及真菌。本实验将采用3种不同的培养基从土壤中分离不同类型的微生物。2.1.3实验器材样品：土壤样品培养基：1、牛肉膏蛋白胨培养基2、高氏一号培养基3、马铃薯培养基仪器及其他：试管、三角瓶、烧杯、量筒、玻棒、天平、钥匙、高压蒸汽压力锅、记号笔、涂布棒、培养皿、吸管、无菌水、PH试纸等。2.1.4实验过程2.1.4.1培养基的配制（1）牛肉膏蛋白胨培养基配方：牛肉膏1.5g，蛋白胨5g,NaCl2.5g，琼脂条10g，水500ml，pH7.2具体步骤：称量药品→加热溶解→定容→调PH→分装→包扎标记。（2）高氏一号培养基配方：可溶性淀粉10g，KNO30.5g，NaCl0.25g，K2HPO40.25g，MgSO40.25g，FeSO40.005g，琼脂10g，水500ml，pH7.2~7.4具体步骤：称量药品→加热溶解→定容→调PH→分装→包扎标记。（3）马铃薯培养基配方：马铃薯100g，蔗糖10g，琼脂10g，水500ml，pH自然具体步骤：马铃薯去皮，切成块煮沸半小时，然后用纱布过滤，再加糖及琼脂，溶化后补足水至500ml。将上述培养基放入高压蒸汽压力锅内121°灭菌30min。当培养基冷至50℃左右到平板。将灭菌的培养基放入37℃的温室中培养24～48h，以检查灭菌是否彻底。2.1.4.2制备土壤稀释液将一瓶土壤菌液（称取土样10g放入盛90ml无菌水）和5管9ml的无菌水排列好，按10-2、10-3、10-4、10-5、10-6依次编号。在无菌操作条件下，用1ml无菌移液管吸取1ml10-1浓度的菌液于一管9ml无菌水中，将移液管吹洗三次，摇匀即为10-2浓度菌液。同样方法，依次稀释到10-5。2.1.4.3涂布平板用1ml无菌吸管分别精确吸取10-3、10-4、10-5、10-6的稀释菌液1ml，对号放入编好号的3种无菌培养皿中，用无菌涂布棒将加入平板培养基上的土壤稀释液在整个平板表面涂匀，涂完一个平板用酒精灯灭菌。2.1.4.4培养接种完毕，将接种放线菌和真菌的平皿倒置与28℃培养箱中培养3~5天，培养细菌的平皿倒置于37℃温室中培养1~2天。计数。2.1.4.5实验结果数据处理，得如下表：表1不同耕作方式下土壤微生物数量×104个/g土地利用类型细菌放线菌真菌微生物总量菜地157.3618.1318.65194.14梨地149.8214.7815.31179.91竹林128.1712.7213.28154.17荒地107.457.7510.71125.91山坡林地112.2412.1512.87137.26池塘底泥185.7817.6918.23221.72.1.5结果与分析（不同耕作方式下土壤中微生物种类和数量的差别）从上述实验结果数据上看，不同耕作方式下，土壤中三大微生物的组成比例大体上一致但又略有差异。从土壤微生物的种类上看，细菌数量占微生物总数的81%~85%左右，放线菌数量占总量的6.2%~9.4%左右，真菌占总量的8.2%~9.7%左右。可见土壤微生物中细菌最多占绝对的优势。从土壤微生物的总数来看，不同土地耕作方式下微生物数量上具有一定差异，由上表可得池塘底泥菜地梨地竹林山坡林地荒地。其中池塘底泥微生物数量最高，达221.7万个/g土，荒地为最低，为125.91万个/g土，二者相差95多万个/g土。2.2土壤有机质含量的测定2.2.1方法提要在加热条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸溶液氧化土壤有机碳，多余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液滴定，由消耗的重铬酸钾量按氧化校正系数计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质含量。2.2.2主要仪器设备电炉（1000W）、硬质试管、油浴锅、铁丝笼（大小形状与油浴锅配套，内有若干小格，每格内可插入一支试管）、温度计、滴定管。2.2.3试剂0.8mol/L重铬酸钾—硫酸溶液，0.2mol/L硫酸亚铁标准溶液，重铬酸钾标准溶液、邻菲啰啉（C12HgN2•H2O）指示剂。2.2.4分析步骤准确称取通过0.25mm孔径筛风干试样0.05g~0.5g（精确到0.0001g，称样量根据有机质含量范围而定），放入硬质试管中，然后从滴定管准确加入10.00mL0.4mol/L重铬酸钾—硫酸溶液，摇匀并在每个试管口插入一玻璃漏斗。讲试管逐个插入铁丝笼中，再将铁丝笼沉入已在电炉上加热至185℃~190℃的油浴锅内，使管中的液面低于油面，要求放入后油浴温度下降至170℃~180℃，等试管中的溶液沸腾时开始计时，此刻必须控制电炉温度，不使溶液剧烈沸腾，其间可轻轻提起铁丝笼在油锅中晃动几次，以使液温均匀，并维持在170℃~180℃，5min±0.5min后将铁丝笼从油浴锅内提出，冷却片刻，擦去试管外的油液。吧试管内的消煮液及土壤残渣无损地转入250mL三角瓶中，用水冲洗试管及小漏斗，洗液并入三角瓶中，使三角瓶内溶液的总体积控制在50mL~60mL。加3滴邻菲啰啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定剩余的K2Cr2O7,溶液的变色过程是橙黄—蓝绿—棕红。如果滴定所用硫酸亚铁溶液的毫升数不到下述空白试验所耗硫酸亚铁溶液毫升数的1/3，则应减少土壤称样量重测。每批分析时，必须同时做2个空白试验，即取大约0.2g灼烧浮石粉或土壤代替土样，其他步骤与土样测定相同。2.2.5结果计算O.M=[c×(VO-V)×0.003×1.724×1.10]/m×1000式中：O.M——土壤有机质的质量分数，单位为克每千克（g/kg）；VO——空白试验所消耗硫酸亚铁标准溶液体积，单位为毫克（mL）；V——试样测定所消耗硫酸亚铁标准溶液体积，单位为毫升（mL）；c——硫酸亚铁标准溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；0.003——1/4碳原子的毫摩尔质量，单位为克（g）；1.724——由有机碳换算成有机质的系数；1.10——氧化校正系数；m——称取烘干试样的质量，单位为克（g）1000——换算成每千克含量。平行测定结果用算术平均值表示，保留三位有效数字。2.2.6实验结果表2不同耕作方式下土壤有机质含量状况土地耕作方式菜地梨地竹林山坡林地荒地池塘底泥有机质（g/kg）18.517.316.614.14.737.7通过上述测定可以知道不同耕作方式下土壤有机质含量状况，由上表可知，池塘底泥的有机质含量是最高的，达37.7g/kg，荒地的有机质含量为最低，仅为4.7g/kg。3、综合分析由实验得不同耕作方式下土壤微生物总数变化趋势为池塘底泥菜地梨地竹林山坡林地荒地，且荒地微生物数量与池塘底泥微生物数量相比相差95多万个/g土，这种变化趋势主要是由于土壤养分以及土壤环境状况的差异所决定的。鱼塘通常是养分富集的一个单元，有机质（达37.7g/kg）和其他养分物质都比较丰富，当所取土样排掉水分并晒干后，一定程度上改善了环境条件，如通气透光等，因而微生物得以大量生长。菜地和梨地的有机质含量也较高分别为17.3g/kg和18.5g/kg，因而这两种土壤中微生物数量也较大。山坡林地和荒地的土壤有机质含量比较低，仅为14.1g/kg和4.7g/kg，微生物数量也较少。由此可推出微生物数量与土壤有机质间存在着一定的正相关关系，即土壤微生物数量随土壤中有机质含量的增加而增加。4、结语不同土地利用方式使植物根际、地上和地下枯枝层有所不同而影响截流和下渗过程，进而影响土壤有机质的含量、质量和微生物活动的环境。土壤微生物生长有赖于土壤的环境状况和肥力水平。土壤微生物的生长繁殖需要适宜的温度、湿度、通气性和其它的一定环境条件。土壤中的有机质能够为微生物的生长提供大量的碳源和氮源。土壤中的细菌几乎参与了土壤中的所有生物化学过程。有的细菌能分解有机质并合成腐殖质，有的细菌矿化养分的存在状态。且由于细菌生长快速繁殖能力强，能旺盛的分解各种自然物种，所以在土壤的物质转化过程中具有重要的作用。放线菌也能活跃的分解有机质参与土壤中的物质转化过程。真菌对枯枝落叶的分解能力极强，在土壤的生物化学转化过程中也起着相当重要的作用。微生物是分解者，它能分解有机质并将其转化为无机物，使之重新被利用；同时，微生物也是生产者，它也能将无机物合成为有机物，并转化有机物。因此微生物和土壤有机质之间具有相互促进作用和协同发展的关系。小清新文章来源——海内论坛:参考文献[1]李仲强,谭周进,夏海鳌.耕作制度对土壤微生物区系的影响[J].湖南农业科学,2001,(02)[2]高云超,朱文珊,陈文新.耕作