土壤奧秘

辛光武

萬事萬物中，有許多生物是人類肉眼所無法看得見的，比如深藏在大地土壤中的微生物，是生物界不可或缺的重要一環(huán)，但是我們有時(shí)恰恰給忽視了它的存在。對(duì)于微生物生物學(xué)家卻不會(huì)無動(dòng)于衷，他們清楚地知道，正是這些看不見的小生物，具有非凡的力量，它們能夠銹蝕鋼鐵，破壞水源，分解巖石、腐蝕硬木、吞噬動(dòng)物和人類的身體與尸體，一切敗草爛葉。下面是幾位土壤微生物研究專家在西高所青海海北站對(duì)青藏高原高寒草甸類型土壤內(nèi)微生物的分布狀態(tài)和生物量進(jìn)行艱苦卓絕地研究的故事。

楊濤1963年從河南平原走來，剛到青海高原古城西寧，就留下了一首小詩——古城之夜：

古城之夜

清涼而又安靜

人們沉睡在山的懷抱

河水淙淙地東流

把人們送進(jìn)夢(mèng)境

點(diǎn)點(diǎn)星光

裝飾夜空

人們從夢(mèng)中醒來

迎接又一個(gè)燦爛的黎明

他初來乍到，就被分配到動(dòng)物研究室水生組，研究分析高原魚兒體內(nèi)討厭的寄生蟲。富有詩心的人，天生善良，喜歡美好的一切，正好查明給魚類造病的蟲害，解除它們的病痛，避免鳥類再被傳染。他看見了蔚藍(lán)青海湖的靈魂湟魚和斑頭雁，他充滿激情地述寫斑頭雁：

春天

青海湖熱鬧非凡

鳥島上生機(jī)盎然

斑頭雁不畏艱險(xiǎn)

飛過大河

越過高山

千里迢迢回到高原

落腳在故鄉(xiāng)的湖畔

雄雁含著情尋找妻房

雌雁帶著愛偎依情郎

它們歡快的歌聲

伴著湖中的波浪

組成醉人的交響

醉了湖泊

醉了山崗

水生組的研究人員和動(dòng)植物考察隊(duì)一樣，非常辛苦，他們?yōu)榱苏{(diào)查清楚湖中的寶貝湟魚（普氏鯉魚，也稱裸鯉）在嚴(yán)冬冰下的生活，經(jīng)常要在研究所一艘小木船上度過嚴(yán)寒的冬季。他們看到冬天的青海湖是：寒風(fēng)卷著雪片，把青海湖帶入了冬天，草原披上了銀裝，山上閃耀著白光，天寒地凍，碧澄的湖水結(jié)成厚冰，猶如一面巨大的明鏡，在燦爛的陽光下，閃爍晶瑩，寧靜的青海湖??！顯得恬淡素凈，仿佛成了冰雕玉砌的仙境。

西高所在青海海北建立了世界上海拔最高的高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)定位站，抽調(diào)高原生物各個(gè)專業(yè)的科學(xué)家加盟此項(xiàng)巨大系統(tǒng)工程。我們有些人清楚，在這個(gè)龐大的地球上，植物是生產(chǎn)者，而動(dòng)物是消費(fèi)者，我們?nèi)祟惸兀考瘸灾参镆彩硠?dòng)物，以及由它們衍生出的一切一切，甚至于模仿化合成的化合物（藥物）與仿照物等。但還缺少一個(gè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的分解者，那便是微生物。

當(dāng)然了，海北站也是缺少一個(gè)分解者——微生物研究環(huán)節(jié)，不然這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)則不完整。為此。組成了以老專家李家藻先生為組長(zhǎng)的微生物組，有曾有特、唐詩聲、朱桂茹、楊濤等。他們進(jìn)入海北站，為我們解讀那些鮮為人知的土壤奧秘。

楊濤被祁連山下雄渾的景象迷住了。他認(rèn)為這是他生命中所注定的一段姻緣，一場(chǎng)別樣的“約會(huì)”。詩人由衷地頌唱：

為了一個(gè)約會(huì)

不知等了多久

直到日頭將落

你終于身披晚霞

踏著淡淡的暮色

來到了山腳下

此刻最美好的

不再是夕陽虹

而是相會(huì)時(shí)激動(dòng)的心情

眼看著腳下的小路

只恐怕長(zhǎng)度不夠

他們居住在極其簡(jiǎn)陋的老軍馬場(chǎng)庫房，開始對(duì)高寒草甸土壤微生物的基本情況展開調(diào)查研究。他們披風(fēng)沐雨，帶著小鐵鏟，背著小鋁盒小布袋，爬山涉水，對(duì)各類土壤中的微生物的數(shù)量、種類及季節(jié)性的變化規(guī)律進(jìn)行取樣測(cè)試。接著他們對(duì)高寒草甸土壤的呼吸作用、土壤酶活性、土壤氮素代謝微生物的數(shù)量及活性進(jìn)行測(cè)定。這些工作環(huán)節(jié)是十分細(xì)致又繁瑣復(fù)雜。他們還要把這里各個(gè)樣方內(nèi)生長(zhǎng)的植物纖維素、根、枯枝落葉和動(dòng)物糞便的分解作用進(jìn)行研究。他們男男女女，年老年輕，跑遍了海北藏族自治州，又?jǐn)U大調(diào)查范圍，前仆后繼地深入三江源以及青藏高原的沃土母地，采集成千上萬的土壤標(biāo)本，那是談何容易的事?。》祷睾?，對(duì)那些個(gè)各種顏色、各種粗細(xì)、各種氣味的土壤、腐殖質(zhì)以及牛羊、高原狼、屎殼郎蟲等的糞便，皆需分析測(cè)定，爾后，分頭整理大量的數(shù)據(jù)，仔細(xì)對(duì)照研究，再由個(gè)人或合作撰寫出高水平的論文。他們研究組幾年中寫出論文十余篇，如《高寒草甸土壤酶活性的研究》、《高寒草甸氮素微生物數(shù)量及活性的季節(jié)性動(dòng)態(tài)》、《高寒草甸土壤呼吸作用的研究》、《高寒草甸纖維素、根、枯枝落葉分解作用的研究》、《高寒草甸細(xì)菌生物量的研究》、《海北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)定位站微生物學(xué)的研究》被青海省科技協(xié)會(huì)、微生物協(xié)會(huì)評(píng)定為優(yōu)秀論文。許多論文后來編入《高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)》專集，獲得科學(xué)院大獎(jiǎng)。

自然界數(shù)量最多的生物類群莫過于微生物，成千上萬種微生物活躍在地球上，別看它們這些人類肉眼看不見的生物，它們的力量堅(jiān)強(qiáng)無比。我們通常所見到的鋼鐵生銹，水泥酥松，巖石分解，堅(jiān)木腐爛，塑管堵塞，清水變臭，一切一切現(xiàn)象，都是由各式各樣微生物的威力所致。各種動(dòng)物、植物和人類的種種疾病，也莫不是微生物在作怪嗎？如果世界上沒有這些微生物的存在，大自然相互交替循環(huán)的生態(tài)鏈條，便缺少了一個(gè)重要環(huán)節(jié)，那就不可想象，現(xiàn)今的世界是什么模樣。動(dòng)物和人類攝取食物，都還需要讓微生物幫助消化才能變成營(yíng)養(yǎng)供器官吸收。撒落于地上的落葉和枯枝，因?yàn)槲⑸锏姆纸夥娇蛇M(jìn)入土地，成為土壤的有機(jī)肥力，森林灌叢草類的根系，如果沒有微生物的吞噬作用和陽光水分相輔相成，花草樹木在春天的萌發(fā)與夏秋的開花結(jié)果，就會(huì)少了原動(dòng)力。

世界上微生物的種類非常多，海北站的微生物科學(xué)家李家藻、朱桂茹、唐詩聲和楊濤他們，僅對(duì)青藏高原高寒草甸這一大類型土壤內(nèi)微生物的分布狀態(tài)和它們的生物量，展開了艱苦卓絕的研究，成績(jī)斐然。

他們要在5月中旬草類返青時(shí)開始，到7月中旬草類盛期及9、10月中旬草類枯黃期，分別采集矮嵩草草甸，垂穗披堿草草甸，藏嵩草、華扁穗草沼澤化草甸，雜類草草甸，金露梅灌叢等不同植被類型以及那些曾經(jīng)被人們不同程度和方式放牧過草場(chǎng)類型的地方，分別以0———10厘米、10—20厘米、20——50厘米深的土樣，在每塊樣地上采取三個(gè)樣點(diǎn)的土，三樣混合后只留1公斤土壤樣品，放置在嚴(yán)格消毒無菌的大鋁盒中，留待分析測(cè)定。他們必須在采取土壤樣品時(shí)，測(cè)定記錄當(dāng)時(shí)的土壤水分含量。

回到室內(nèi)，他們秤取土樣各10克，放在經(jīng)過滅菌的研缽內(nèi)，加上含極少瓊脂的無菌水，仔細(xì)研磨一兩分鐘，隨后將這種懸浮液倒入250毫升無菌三角瓶中，再加0.1%的瓊脂無菌水，使之成為十分之一的稀釋液，置于震蕩機(jī)按每分鐘100次的頻率振蕩10分鐘后，根據(jù)試驗(yàn)需要再稀釋成各種稀釋度的土壤懸浮液，分別進(jìn)行土壤微生物的分離培養(yǎng)，按找不同的時(shí)間，如細(xì)菌需要用牛肉膏培養(yǎng)基進(jìn)行分離，放線菌采用淀粉銨鹽培養(yǎng)基進(jìn)行分離，有的要在26℃培養(yǎng)5天，有的需要培養(yǎng)7天，有的需要經(jīng)過10天等等，才可在顯微鏡下進(jìn)行觀察計(jì)數(shù)。這些似乎是非常繁瑣、細(xì)致的過程，都是國外較先進(jìn)的分析方法，被他們用來進(jìn)行研究。經(jīng)過幾年的努力，獲得結(jié)果。一是，不同植被類型對(duì)土壤微生物的數(shù)量和組成有明顯的影響：不同的植被類型有不同的微生物數(shù)量和不同的微生物類群結(jié)構(gòu)，比如在0——10厘米土層中，細(xì)菌的數(shù)量以雜類草草甸土壤中最多，矮嵩草草甸次之，沼澤草甸和金露梅灌叢居中，垂穗披堿草草甸土壤最少。但從絲狀真菌數(shù)量來看，金露梅灌叢最高，沼澤草甸第二，矮嵩草草甸第三，垂穗披堿草草甸為第四。二是土壤微生物的數(shù)量隨季節(jié)變化而變動(dòng)，有的細(xì)菌數(shù)量高峰出現(xiàn)在7月，有的數(shù)量高峰出現(xiàn)在5月，也有的卻出現(xiàn)在9月，而酵母菌數(shù)量高峰都出現(xiàn)在10月，纖維分解菌高峰在9月，微嗜氮菌數(shù)量高峰均在9月，你說奇怪不？但這些都是它們?cè)谶@個(gè)自然環(huán)境中經(jīng)過數(shù)百萬年演化適應(yīng)所形成的規(guī)律。三是通過大量的分析研究，科學(xué)家們已經(jīng)掌握了不同放牧情況對(duì)土壤微生物數(shù)量產(chǎn)生較大的影響。經(jīng)測(cè)定，沒有經(jīng)過放牧，即讓牛羊和馬啃食過的自然牧草類型，無論那種土壤深度，微生物的數(shù)量和纖維分解活性都高于放牧草場(chǎng)。這一發(fā)現(xiàn)，給各級(jí)行政領(lǐng)導(dǎo)部門，提出退牧還草，保護(hù)三江源植被，恢復(fù)土壤結(jié)構(gòu)的政策，提供了理論依據(jù)。

我們知道，人類在每分每秒進(jìn)行呼吸，吸進(jìn)氧氣，吐出二氧化碳。我們也知道，每個(gè)動(dòng)物也在不停地呼吸，以保證血液的循環(huán)及體內(nèi)每種器官的能量需求。我們知道自然界的植物也在循序不息地呼吸，和空氣中的成分進(jìn)行交流?？墒?，我們對(duì)土壤也在生生不息地進(jìn)行呼吸卻知之甚少。其實(shí)，土壤也在不斷地吐故納新，海北站的科學(xué)家們經(jīng)過對(duì)高寒草甸土壤呼吸作用的研究，了解了這一特定環(huán)境下的土壤的呼吸功能，及其它們進(jìn)行呼吸的規(guī)律。

樂炎舟、王在模和張金霞他們，以碳酸鹽高山草甸土為主要試驗(yàn)地，采用日本田邊市郎等所介紹的方法，用玻璃鐘罩直接吸收滴定法，在植物生長(zhǎng)季節(jié)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)定。每次同時(shí)作三個(gè)樣地，每個(gè)樣地測(cè)定面積為70平方厘米。土壤呼吸強(qiáng)度的變化在白天進(jìn)行，每隔2小時(shí)測(cè)一次，晝夜變化在9時(shí)到翌日5時(shí)進(jìn)行，每隔4小時(shí)測(cè)一次。其他操作程序，更是細(xì)膩繁雜，無需細(xì)說。那辛苦那難受，不必詳言，就那晚間的蚊蟲叮咬和風(fēng)吹日曬，讓女科學(xué)家們吃苦不少。終于得出結(jié)果，各類土壤呼吸強(qiáng)度的高峰值出現(xiàn)在草盛期的初期，既是7月的上中旬。有灌叢的草甸地帶，土壤呼吸強(qiáng)烈。土壤與溫度有直接關(guān)系，也與土壤的含水量、干物質(zhì)及土壤的通透性有關(guān)。因此，我們?cè)谙奶觳饺腴L(zhǎng)滿灌叢的草甸草原，立即會(huì)感到心情舒暢，那是由于土壤通過植物給我們奉獻(xiàn)出清爽的空氣。

通過樂炎舟、左克成他們的大量調(diào)查，依據(jù)祁連山體跟隨第三級(jí)以來喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響，山體大幅度隆升，高寒生態(tài)條件也隨之增強(qiáng)，巍峨綿長(zhǎng)的祁連山曾經(jīng)發(fā)生過大面積的冰川；深居內(nèi)陸，受到季風(fēng)的影響比較薄弱；另外，由于這片高寒沃土常年受西風(fēng)氣流的控制因素，使得土壤與植被類型成為一定的垂直帶分布現(xiàn)象，同時(shí)形成了和青南高原及藏北高原山原地帶類似的土壤類型。祁連山一帶普遍分布的高山草甸土和那黑黝黝的高山灌叢草甸土等。他們觀察分析出這些土壤，具有年青、有機(jī)質(zhì)分解緩慢及淋浴較弱的基本特性。還有這里的土壤PH質(zhì)平均都在7以上，所以大體上都是鹽基飽和量較高的類型。這一切都為青藏高原發(fā)展畜牧業(yè)提供了土壤及其微生物基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)，價(jià)值非凡。

后來，這里的條件實(shí)在太差了，老科學(xué)家退休了，有的調(diào)到海拔較低條件好的研究部門了。西高所老所長(zhǎng)、海北站的創(chuàng)始人夏武平先生，為了鼓勵(lì)年輕的科研人員在海北站條件艱苦、缺氧難受的情況下，努力工作，勇于攀登，在海北站院內(nèi)豎起牦牛雕塑像，并親自撰寫了碑文。時(shí)任微生物研究組組長(zhǎng)的楊濤深受其感動(dòng)，寫《牦牛精神》詩贊曰：

土生土長(zhǎng)在高原，

牧草為食身自安。

生來不怕霜雪打，

狂風(fēng)暴雪視等閑。

身上皮毛供人用，

育出乳汁香又甜。

草原運(yùn)輸充作舟，

忍辱負(fù)重不怕難。

臨終拿出肉和骨，

不計(jì)報(bào)酬作奉獻(xiàn)。

是啊，海北站在許多敢于奉獻(xiàn)的一代一代科學(xué)家的努力奮斗下，從原來?xiàng)l件薄弱的研究所上升為國家定位站，有了長(zhǎng)足的發(fā)展，涌現(xiàn)出一批知名科學(xué)家，堪與世界名家比肩。詩人仰望祁連雪峰上的雪蓮花，不僅心潮起伏，盎然賦詩為記。我從楊濤出版的新詩集《雪蓮》中選出一首《原為雪蓮在山峰》，作為結(jié)尾。

原為雪蓮在山峰，

不作室花一時(shí)紅。

經(jīng)過嚴(yán)寒風(fēng)雪冷，

雪蓮艷艷露崢嶸。

（作者系青海省廣電局副編審）