前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的土壤微生物生物量特點(diǎn)對(duì)比，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
0引言 土壤微生物是森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要分解者，它分解動(dòng)植物殘?bào)w，促進(jìn)土壤腐殖質(zhì)的形成以及有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，加快土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤健康狀況，利于植物生長和發(fā)育[1-3]。土壤微生物數(shù)量和生物量是研究和評(píng)價(jià)土壤微生物調(diào)控功能的重要參數(shù)[4-6]。土壤微生物數(shù)量直接影響土壤的生物化學(xué)過程及土壤養(yǎng)分的組成與轉(zhuǎn)化，同時(shí)體現(xiàn)土壤中的生物活性，也是恢復(fù)和維持林地生產(chǎn)力的主要因素之一[2,7-8]。土壤微生物量可反映土壤同化和礦化能力的大小，是土壤活性大小的標(biāo)志[5]，其參與生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)、有機(jī)質(zhì)分解等生態(tài)過程，影響土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化，因而在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)中發(fā)揮著重要作用[9-10]。土壤微生物數(shù)量和生物量受氣候、土壤和植被因子的顯著影響，即使在相同的氣候條件和土壤類型下，不同植被下的土壤微生物仍然存在較大差異[11]。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，土壤的理化性質(zhì)受凋落物、根活性和相關(guān)微氣象因子的影響，其中樹種組成起著決定性作用[12]。 以往有關(guān)植被對(duì)于土壤微生物影響的研究主要針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)不同演替階段[13]、生態(tài)恢復(fù)和退化過程[14-15]，但對(duì)同一條件下不同植被類型，尤其是混交林的土壤微生物生物量的研究還比較少。馬尾松(Pinusmassoniana)和樟樹(Cinnamomumcamphora)是亞熱帶最常見的針葉林和闊葉林，在森林資源上占有重要地位。本試驗(yàn)在湖南省長沙市天際嶺國家森林植物園分別對(duì)樟樹林、馬尾松林、樟樹-馬尾松混交林土壤微生物數(shù)量和微生物碳氮生物量進(jìn)行研究，比較同一氣候條件下不同林型土壤微生物數(shù)量和生物量的差異，旨在揭示3種森林類型微生物數(shù)量和碳、氮生物量特征，以期為森林生態(tài)系統(tǒng)的碳氮循環(huán)機(jī)理、有機(jī)質(zhì)分解等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 1試驗(yàn)地概況 研究樣地位于湖南省長沙市天際嶺國家森林植物園(113°03'—113°04'E，28°06'—28°08'N)。屬典型的亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫17.1℃，1月最冷，平均為5.0℃，極端最低溫度為-11.3℃；7月最熱，平均氣溫為29.0℃，極端最高氣溫41.0℃；全年無霜期270~300天，年均日照時(shí)數(shù)1677.2h；雨量充沛，年均降水量1425mm。地層主要是第4紀(jì)更新世的沖積性網(wǎng)紋紅土和砂礫，屬于典型紅壤丘陵區(qū)。 研究樣地坡度為13°~20°，海拔55~100m；樟樹、馬尾松和混交林均為24年生的人工林，混交林為樟樹和馬尾松混交，其混交比例為4:6，3種群落基本情況見表1。林下植被有毛葉木姜子Litseamollis、油茶Camelliaoleifera、枸骨Ilexcornuta、山蒼子Litseacubeba、梔子Gardeniajasminoides、滿樹星Ilexaculcolata、狗脊蕨Woodwardiaprolifera、杜荊Vitexagnuscastus、大青Clerodendroncyrtophyllum、紫金牛Ardisiajaponica、黃檀Dalbergiabalansae、苔草Carextristachya、山麥冬RadixLiriopes、烏桕Sapiumsebiferum、喜樹Camptothecaacuminate、鱗毛蕨Dryopterischinensis、野柿Diospyroslotus、一枝黃花Solidagocanadensis、華山礬Symplocoschinensis、鹽膚木Rhuschinensis、白櫟Quercusfabri、小葉女貞Ligustrumquihoui、淡竹葉Lophatherumgracile、雞矢藤Paederiascandens、青桐Firmianasimplex、芒萁Dicranopterisampla、鐵線蕨Adiantumcapillusveneris、井欄邊草Pterismultifida、蛇葡萄Ampelopsissinica等。 2研究方法 2.1樣品采集 2009年7月初，在湖南省長沙市天際嶺國家森林植物園的馬尾松、樟樹、樟樹馬尾松混交林3種群落中，每種森林類型設(shè)置6塊3m×4m的固定樣地，每塊樣地間相隔10m以上。本次試驗(yàn)采樣時(shí)間是2011年7月初，采樣時(shí)，先去除地表面凋落物，用自制直徑5cm、長10cm的鋼管打入到地下0~10cm土層，取500g左右的土樣，3種林型共采集24個(gè)樣，然后將每種林型采集的6個(gè)樣進(jìn)行兩兩混和后，及時(shí)裝入自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室放入冰箱4℃下保存，供土壤微生物數(shù)量和微生物生物量的測定。 2.2土壤微生物的分離與鑒定 土壤微生物數(shù)量的測定采用稀釋平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)法，稀釋倍數(shù)為細(xì)菌10-4~10-6、真菌10-2~10-4、放線菌10-3~10-5，每個(gè)稀釋濃度做3個(gè)重復(fù)，選擇長出菌落數(shù)10~200的培養(yǎng)皿計(jì)數(shù)[16]。細(xì)菌分離采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，鑒定通過菌體形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察和生理生化指標(biāo)測定，具體參照文獻(xiàn)[17]。真菌分離采用孟加拉紅培養(yǎng)基，鑒定參照文獻(xiàn)[18-19]。放線菌分離采用高氏一號(hào)培養(yǎng)基，鑒定參照文獻(xiàn)[20]。 2.3土壤微生物生物量碳和氮的測定 土壤微生物量C、N采用氯仿熏蒸浸提方法測定[21]。提取液中C的測定用重鉻酸鉀-硫酸消煮，硫酸亞鐵滴定法，N的測定采用凱氏消煮法。微生物量C、N的計(jì)算，見公式(1)、(2)。Cmic=EC/KEC(1)Nmic=EN/KEN(2)式中：EC、EN分別表示熏蒸與未熏蒸土壤提取液中所測C、N含量之差，KEC、KEN分別表示微生物量C、N浸提測定的比例，數(shù)值分別為0.38、0.54。 2.4試驗(yàn)儀器 全自動(dòng)凱氏定氮儀（產(chǎn)地：山東；滴定精度：1μL/步）；石墨消解儀（產(chǎn)地：山東；精度：±1.0℃）；真空干燥器（產(chǎn)地：鞏義）；微生物培養(yǎng)箱（產(chǎn)地：寧波；精度：±1）；無菌操作臺(tái)（產(chǎn)地：天津；潔凈等級(jí)：100級(jí)）；高溫滅菌鍋（產(chǎn)地：山東）。 2.5統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和運(yùn)算采用Excel2003軟件，用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS18.0進(jìn)行單因素方差分析和相關(guān)性分析，檢驗(yàn)相同條件下土壤微生物數(shù)量、碳氮生物量的顯著差異性和相關(guān)性。 3結(jié)果與分析 3.13種林型土壤理化性質(zhì)及養(yǎng)分比較 由表2可知，3種林型土壤養(yǎng)分中含水量和土壤平均溫度差異都達(dá)到顯著水平(P<0.05)，其特征均為：樟樹>馬尾松>混交林。土壤中有機(jī)碳為：樟樹林>混交林>馬尾松林，其中樟樹林和馬尾松林之間差異性達(dá)到顯著水平(P<0.05)；土壤全氮為：樟樹林>混交林>馬尾松，其中樟樹林與馬尾松林、馬尾松林與混交林的差異性達(dá)到顯著水平(P<0.05)；pH值為：樟樹林>馬尾松林>混交林；凋落物量為：樟樹林>混交林>馬尾松林，3種林型之間差異性均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。#p#分頁標(biāo)題#e# 3.2土壤微生物總數(shù)特征比較 對(duì)3種不同林型土壤微生物的總數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其微生物總數(shù)量分別為：樟樹林751.6×103個(gè)/g干土、混交林298.2×103個(gè)/g干土、馬尾松林174.3×103個(gè)/g干土，特征為樟樹林>混交林>馬尾松林（見圖1）。進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果表明3種森林類型的土壤微生物總數(shù)量存在顯著差異(P<0.05)，進(jìn)行組間兩兩比較，發(fā)現(xiàn)3種林型兩兩之間的微生物總數(shù)的差異性均顯著(P<0.05)；其差異特征說明3種不同森林類型的土壤微生物在其分布上存在明顯的非均勻性。 3.3森林類型與土壤中微生物的關(guān)系 由表3可知，3種林型微生物中細(xì)菌比例特征為樟樹林>馬尾松林>混交林，其比例分別為：樟樹林82.63%，馬尾松林78.39%，混交林64.46%；真菌比例特征為混交林>馬尾松>樟樹林，比例分別為：混交林18.55%，馬尾松林12.62%，樟樹林10.44%；放線菌比例特征為混交林>馬尾松>樟樹林，比例分別為：混交林18.55%，馬尾松林8.99%，樟樹林6.93%。可見，3種林型對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響有差異，這與不同的林型的凋落物量有一定關(guān)系[22]，從而影響其分解速率[23]。有研究[24]發(fā)現(xiàn)，不同林型混交林的土壤微生物數(shù)量組成比例也因林地不同而發(fā)生變化，不同林型的根際環(huán)境對(duì)細(xì)菌、真菌和放線菌也有不同影響[25]。 3.4土壤微生物生物量碳氮特征 由圖2可知，3種林型土壤微生物生物量碳的平均含量分別為543.01、421.48、370.95mg/kg，其特征為馬尾松林>混交林>樟樹林；微生物生物量氮平均含量為37.28、23.20、15.12mg/kg，特征則為：樟樹林>馬尾松林>混交林。進(jìn)行單因素方差分析，其結(jié)果表明3種森林類型的土壤微生物生物量碳、氮均不存在顯著差異(P>0.05)。進(jìn)行相關(guān)關(guān)系分析表明（見表4）：土壤微生物生物量碳和氮與土壤有機(jī)碳、全氮、碳氮比呈顯著線性相關(guān)，微生物生物量碳、氮均與土壤中水分相關(guān)性不顯著，微生物生物量碳氮之間也存在顯著線性相關(guān)。因此說明水分不是影響土壤中微生物生物量碳、氮的主要因素，土壤中的有機(jī)碳和全氮才是影響微生物生物量碳、氮的主要因素，而且微生物生物量碳與氮之間還會(huì)相互影響。 4結(jié)論 （1）3種林型下的土壤微生物總數(shù)量有顯著差異性(P<0.05)，總的特征是：微生物總數(shù)最大的是樟樹林，混交林次之，馬尾松林的數(shù)量最小。這種微生物數(shù)量的差異與林型存在密切關(guān)系，這在一定程度上反映了不同林型土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化程度和肥力水平。 （2）林型對(duì)土壤微生物數(shù)量和比例有顯著的影響。不同林型生境為微生物提供了異質(zhì)性的生境條件，小生境理化因素的差異對(duì)3大類異養(yǎng)微生物的組成和比例有顯著的影響。研究結(jié)果表明，不同林型土壤微生物中細(xì)菌、放線菌、真菌的數(shù)量和比例都不盡相同。 （3）3種林型的土壤微生物生物量碳、氮無顯著差異性(P>0.05)。與土壤有機(jī)碳、全氮、碳氮比呈顯著線性相關(guān)，與土壤水分無明顯著的相關(guān)關(guān)系，表明土壤有機(jī)質(zhì)是影響土壤微生物生物量的重要因素。 5討論 不同凋落葉分解的土壤微生物效應(yīng)[26]研究結(jié)果表明，闊葉林凋落物分解速度影響土壤微生物的數(shù)量，其凋落物分解速度越快，其土壤微生物數(shù)量越多，而針葉林凋落物的土壤微生物效應(yīng)就較差。5種不同人工林型下土壤微生物類群數(shù)量特性[27]的研究結(jié)果表明，混交林群落中的土壤微生物總數(shù)比單一林型中的數(shù)量多，其原因可能是在混交條件下，合理布局空間，根系發(fā)達(dá)，加速有機(jī)物分解和養(yǎng)分的積累，加速土壤微生物的活動(dòng)，從而改善土壤的理化性狀，因此比單一林型更有利于微生物的生長。但是，本研究結(jié)果與眾多結(jié)論不同，經(jīng)過對(duì)比分析3種林型的基本條件發(fā)現(xiàn)，混交林林地密度大，郁閉度大，所以在相同關(guān)照條件下，地面溫度相對(duì)較低，光照條件比較差，地被植物少，凋落物多，導(dǎo)致土壤微生物數(shù)量減少[28]。 有研究[29-30]發(fā)現(xiàn)，土壤微生物中以細(xì)菌所占的比例最多，真菌次之，放線菌最少，土壤微生物的組成以細(xì)菌為主，占微生物總數(shù)的71.4%~87.7%，放線菌次之，占總數(shù)的9.2%~22.7%，真菌最少，占1.1%~9.6%。可見，不同林型對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響效果有差異。其原因可能與不同的林型的凋落物量有一定關(guān)系[31]，從而影響其分解速率[32]。在不同混交林地土壤養(yǎng)分、微生物和酶活性的研究[33]中發(fā)現(xiàn)，不同林型的混交林的土壤微生物數(shù)量組成比例也因林地不同而發(fā)生變化，不同林型的根際環(huán)境對(duì)細(xì)菌、真菌和放線菌也有不同的影響[34]。 細(xì)菌的數(shù)量很大程度上與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)[35]。土壤細(xì)菌主要營養(yǎng)來源是植物殘?bào)w，在肥沃土壤和有機(jī)質(zhì)豐富的土壤中，細(xì)菌數(shù)量相應(yīng)偏多，而在缺乏有機(jī)質(zhì)的土壤中其數(shù)量較少[30]，本試驗(yàn)3種林型中以樟樹林的有機(jī)質(zhì)含量最高，因此樟樹林更有利于細(xì)菌的生長。而真菌則是以混交林最多，馬尾松林次之，樟樹林最少，這是因?yàn)檎婢啾确啪€菌和細(xì)菌更適合于pH較低的土壤條件下發(fā)育[36]，3種林型中混交林的pH相對(duì)較低，而真菌數(shù)量最多，這也與表2中的數(shù)據(jù)相印證。放線菌比例則是混交林所占比例最大，馬尾松次之，樟樹林最少。眾多研究[35,37]結(jié)論得出，放線菌具有喜熱耐旱以及適合在堿性的土壤環(huán)境中生存，本試驗(yàn)3種林型中雖然混交林放線菌所占比例最大，但放線菌總數(shù)以闊葉林最高，放線菌特征也與眾研究結(jié)論相符。 土壤微生物生物量與溫度、濕度、土壤理化性質(zhì)等環(huán)境因素有關(guān)[38-39]。本研究結(jié)果表明，土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮與土壤水分無顯著相關(guān)關(guān)系，說明在本研究的3種林型中土壤濕度不是影響土壤微生物生物量的限制性因子。關(guān)于微生物生物量碳氮與土壤水分關(guān)系的研究報(bào)道較多[40-42]，但至今都對(duì)其相關(guān)性沒有定論。另外，相關(guān)分析表明，土壤微生物生物量碳和氮與土壤有機(jī)碳、全氮呈顯著正相關(guān)，這表明土壤有機(jī)質(zhì)是影響土壤微生物量的重要因素[43]，有機(jī)質(zhì)含量高，就能夠?yàn)槲⑸镌谶M(jìn)行自身合成與代謝過程中提供足夠的碳、氮物質(zhì)來源以及能量來源[44]。此結(jié)果與以往研究結(jié)論相符，如金發(fā)會(huì)等石灰性土壤微生物量碳、氮與土壤顆粒組成和氮礦化勢(shì)的關(guān)系[45]研究結(jié)果表明，土壤微生物量碳和微生物量氮與土壤養(yǎng)分高度正相關(guān)。除有機(jī)碳、全氮與微生物生物量碳氮相關(guān)之外，杉木人工林土壤微生物生物量碳氮特征及其與土壤養(yǎng)分的關(guān)系[46]的研究結(jié)果揭示，土壤微生物量碳氮含量與銨態(tài)氮、全鉀和速效鉀含量之間存在顯著正相關(guān)；劉占鋒等[47]研究揭示，土壤微生物量碳與土壤全磷呈顯著正相關(guān)。#p#分頁標(biāo)題#e#
