湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌區(qū)域分布特征及與土壤　pH的相關(guān)性

肖 瑾，張明發(fā)

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)沙　410128；2湖南省煙草公司湘西州公司生產(chǎn)技術(shù)中心，吉首　416000）

湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌區(qū)域分布特征及與土壤pH的相關(guān)性

肖 瑾1，2，張明發(fā)2*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)沙410128；2湖南省煙草公司湘西州公司生產(chǎn)技術(shù)中心，吉首416000）

為深入了解湘西植煙土壤芽孢細(xì)菌區(qū)域特征，對(duì)湘西州105個(gè)烤煙主產(chǎn)區(qū)植煙土壤樣品進(jìn)行化驗(yàn)分析研究。結(jié)果表明:湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌數(shù)量平均值為44.03（×104cfu／g），變幅為6.04～97.27（×104cfu／g），變異系數(shù)為51.07%，40%樣本分布在30.1～50（×104cfu／g）范圍內(nèi)，30.48%樣本分布10.1～30（×104cfu／g）范圍內(nèi)，總體上呈右偏態(tài)低闊單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠前，主要分布區(qū)間在20.1～50（×104cfu／g）范圍，累計(jì)分布頻率為57.15%。方差分析表明，土壤芽孢細(xì)菌數(shù)量與土壤pH值呈近似極顯著正相關(guān)近似直線關(guān)系。

煙草；土壤；芽孢細(xì)菌；pH；湘西州

芽孢細(xì)菌是一類好氧或兼性厭氧、產(chǎn)芽孢的革蘭氏陽(yáng)性菌，對(duì)人畜無(wú)毒無(wú)害，不污染環(huán)境，能產(chǎn)生多種抗菌素和酶，具有廣譜抗菌活性和極強(qiáng)的抗逆能力，不僅可以在土壤、植物根際體表等外界環(huán)境中廣泛存在，同時(shí)還是植物體內(nèi)常見(jiàn)的內(nèi)生細(xì)菌［1］。芽孢細(xì)菌是從表面消毒的植物組織中分離得到或從植物內(nèi)部獲得的、能夠定殖在健康植物細(xì)胞間隙或細(xì)胞內(nèi)，并未使植物的表型特征和功能發(fā)生改變的細(xì)菌［2～5］。芽孢細(xì)菌由于與植物有特殊的緊密聯(lián)系，近年來(lái)成為研究的熱點(diǎn)［6］，但土壤芽孢細(xì)菌分布特征與土壤pH的相關(guān)性研究卻很少見(jiàn)報(bào)道。筆者特進(jìn)行湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌分布特征與土壤pH的相關(guān)性研究，以為湘西州植煙土壤pH值失調(diào)機(jī)制及阻控技術(shù)研究提供科學(xué)依據(jù)與改良措施。

1　材料與方法

1.1土壤采樣地點(diǎn)與數(shù)量

土樣于2013年在湘西州6個(gè)烤煙主產(chǎn)縣采集，采樣數(shù)量見(jiàn)表1。室內(nèi)檢測(cè)在湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所進(jìn)行。

1.2采樣方法

按土種取樣，取耕層0～20 cm深度的土樣。采用管形不銹鋼土鉆人工鉆取，按梅花采樣法采集5點(diǎn)的混合土樣。共取具有代表性的混合新鮮土樣105份，每份土樣代表植煙面積10～20 hm2。

1.3土壤測(cè)定與分析

使用電子天平、酸度計(jì)、隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱、分光光度計(jì)、火焰光度計(jì)、油浴鍋、原子吸收分光光度計(jì)、石墨爐原子吸收分光光度計(jì)、原子熒光分光光度計(jì)、極譜儀等儀器設(shè)備。土壤芽孢細(xì)菌采用常規(guī)平板檢測(cè)法，土壤pH值采用pH計(jì)法（水土比為1.0∶2.5）測(cè)定［10］。數(shù)據(jù)用 Excel與DPS 14.5及SPSS 16軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1植煙土壤的芽孢細(xì)菌總體特征

2.1.1土壤芽孢細(xì)菌基本統(tǒng)計(jì)特征

由表1可知，湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌數(shù)量含量平均值為44.03（×104cfu／g），變幅為6.04～97.27（×104cfu／g），變異系數(shù)為51.07%。根據(jù)變異系數(shù)的劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［11］，屬?gòu)?qiáng)變異。偏度檢驗(yàn)和峰度檢驗(yàn)表明，土壤芽孢細(xì)菌數(shù)量的測(cè)定數(shù)據(jù)均符合近似正態(tài)分布的要求（表1）。6個(gè)主產(chǎn)煙縣植煙土壤芽孢細(xì)菌數(shù)量平均在33.63～58.29（×104cfu／g）。方差分析表明，不同縣之間的植煙土壤芽孢細(xì)菌數(shù)量差異未達(dá)顯著水平（F=0.7760；sig.=0.5693），變異系數(shù)為24.39%～57.19%，龍山縣＞永順縣＞鳳凰縣＞瀘溪縣＞保靖縣＞花垣縣。除永順縣是左偏態(tài)分布外，其它縣均為右偏態(tài)分布，所有縣指標(biāo)偏離中心不遠(yuǎn)（偏度系數(shù)的絕對(duì)值小于2），其中以瀘溪縣樣本值偏離中心最遠(yuǎn)，鳳凰縣偏離中心最近；永順縣、瀘溪縣為常態(tài)峰（峰度系數(shù)大于1小于3），數(shù)據(jù)分布較集中，其它縣為低闊峰（峰度系數(shù)小于1），數(shù)據(jù)分布比較分散。

表1　湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌統(tǒng)計(jì)特征Table 1 Descriptive statistics of spore bacteria in Xiangxi tobacco-growing soil

2.1.2芽孢細(xì)菌分布頻率

按20的組距將105個(gè)樣本的芽孢細(xì)菌數(shù)量分為6組:＞90，70.1～90，50.1～70，30.1～50，10.1～30和＜10，統(tǒng)計(jì)各組樣本芽孢細(xì)菌數(shù)量及其對(duì)應(yīng)的分布頻率。由圖1可知，測(cè)定數(shù)據(jù)基本符合正態(tài)分布規(guī)律。湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌40%樣本分布在30.1～50范圍內(nèi)，30.48%樣本分布10.1～30范圍內(nèi)，＜10與＞90的樣本分布頻率較低，分別為1個(gè)與3個(gè)樣本。

圖1　湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌分布頻率Fig.1 Distribution frequency of spore bacteria in Xiangxi tobacco-growing soil

2.2 湘西州不同縣植煙土壤的芽孢細(xì)菌區(qū)域分布特征

按10的組距將105個(gè)樣本的芽孢細(xì)菌數(shù)分為10組:90.1～100，80.1～90，70.1～80，60.1～70，50.1～60，40.1～50，30.1～40，20.1～30，10.1～20和0～10。統(tǒng)計(jì)各組樣本數(shù)量及其對(duì)應(yīng)的分布頻率。由圖2可見(jiàn)，湘西州芽孢細(xì)菌總體上分布呈右偏態(tài)低闊單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠前，主要分布區(qū)間在20.1～50范圍，累計(jì)分布頻率為57.15%，跨度達(dá)30點(diǎn)。其中永順縣分布呈左偏態(tài)常態(tài)單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠后，主要分布區(qū)間在80.1～90與20.1～30范圍，累計(jì)分布頻率為8.57%，跨度達(dá)60點(diǎn)；瀘溪縣分布呈右偏態(tài)常態(tài)單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠前，主要分布區(qū)間在20.1～50范圍，累計(jì)分布頻率為11.42%，跨度達(dá)30點(diǎn)；龍山縣呈右偏態(tài)低闊單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠前，主要分布區(qū)間在10.1～30與40.1～50范圍，累計(jì)分布頻率為10.48%，跨度達(dá)40點(diǎn)；鳳凰縣呈右偏態(tài)低闊單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠前，主要分布區(qū)間在30.1～60范圍，累計(jì)分布頻率為9.52%，跨度達(dá)30點(diǎn)；花垣縣呈右偏態(tài)低闊單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠前，主要分布區(qū)間在20.1～50范圍，累計(jì)分布頻率為14.29%，跨度達(dá)30點(diǎn)；保靖縣呈右偏態(tài)低闊單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠前，主要分布區(qū)間在20.1～50范圍，累計(jì)分布頻率為10.48%，跨度達(dá)30點(diǎn)。芽孢細(xì)菌數(shù)大于80的高值區(qū)主要分布在永順與龍山，分布頻率分別為6.19%與0.95%，小于20的低值區(qū)主要分布在龍山、鳳凰、瀘溪與永順，分布頻率分別為3.81%、2.85%、0.95%與0.95%。

圖2　湘西州各縣植煙土壤芽孢細(xì)菌分布特征Fig.2 Distribution characteristic of spore bacteria in Xiangxi tobacco-grow ing soil

2.3湘西州不同縣植煙土壤的芽孢細(xì)菌數(shù)與pH的相關(guān)性分析

2.3.1芽孢細(xì)菌數(shù)與pH的回歸分析

各縣pH平均值在6.2～7.1之間，湘西州總平均值為6.7，變幅為4.8～8.2，變異系數(shù)為11.13%，變異較小。回歸分析表明，土壤芽孢細(xì)菌數(shù)與土壤pH值正相關(guān)性接近1%極顯著水平，相關(guān)系數(shù)為0.4250，回歸方程為y=0.0202x+5.8098。

2.3.2芽孢細(xì)菌數(shù)與pH的相關(guān)性分析

由圖3可見(jiàn)，土壤pH值隨著芽孢細(xì)菌數(shù)的增加而升高，二者呈近似極顯著（F=3.311，p= 0.0109）正相關(guān)近似直線關(guān)系。目前湘西州有26.84%的酸化土壤，而且有加重之勢(shì)，增加土壤芽孢細(xì)菌數(shù)是改良和防控湘西州土壤酸化的重要措施之一。

圖3　湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌與pH值的相關(guān)性Fig.3 Correlation between soil spore bacteria and ph in Xiangxi tobacco-grow ing soil

3　小結(jié)與討論

湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌數(shù)量平均值為44.03（×104cfu／g），變幅為 6.04～97.27（×104cfu／g），變異系數(shù)為51.07%，40%樣本分布在30.1～50（× 104cfu／g）范圍內(nèi)，30.48%樣本分布在10.1～30（×104cfu／g）范圍內(nèi)，總體上分布呈右偏態(tài)低闊單峰近似正態(tài)分布，分布相對(duì)靠前，主要分布區(qū)間在20.1～50（×104cfu／g）范圍，累計(jì)分布頻率為57.15%，跨度達(dá)30點(diǎn)；與pH值呈近似極顯著（F= 3.311，p=0.0109）正相關(guān)近似直線關(guān)系。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在多種植物中分離到了不同種屬的芽孢細(xì)菌［12～17］。田間應(yīng)用研究己經(jīng)證實(shí)，芽孢桿菌生防菌劑在穩(wěn)定性與化學(xué)農(nóng)藥相容性和在不同植物不同年份防效的一致性等方面，明顯優(yōu)于非芽孢桿菌和真菌生防菌［1，18］。但由于各地研究的統(tǒng)計(jì)分析方法或其回歸系數(shù)與決定系數(shù)不同，也影響了定性分析的結(jié)果（如LSD法最易顯著，TUKEY法顯著性就較嚴(yán)格），導(dǎo)致本研究結(jié)果與前人部分研究并未完全吻合。

芽孢細(xì)菌有很大的開(kāi)發(fā)潛力，通過(guò)土壤分離提取培育并對(duì)該菌株進(jìn)行分子標(biāo)記與數(shù)量監(jiān)測(cè)，可進(jìn)行微生態(tài)學(xué)研究，如監(jiān)測(cè)其在不同生物、化學(xué)、環(huán)境因子的土壤中及宿主體內(nèi)的定殖動(dòng)態(tài)、在根際與其他微生物特別是病原菌的互作情況等，因?yàn)檎莆掌湓诃h(huán)境中的定殖能力是進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用的前提［19］。本研究認(rèn)為“湘西州植煙土壤芽孢細(xì)菌與pH值呈近似極顯著正相關(guān)近似直線關(guān)系”對(duì)土壤改良與維護(hù)有重要意義。建議湘西煙區(qū)重視芽孢細(xì)菌與pH的關(guān)系，通過(guò)阻控土壤酸化與治理，減少病蟲(chóng)害發(fā)生，提高肥料利用率，從而有利于煙葉生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展及土壤治理與修復(fù)。

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Correlation Study on pH and Spore Bacteria Regional Distribution Characteristics of Tobacco-grow ing Soil in Xiangxi Prefecture of Hunan

XIAO Jin1，2，ZHANG M ing-fa2*
（1 Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Production Technique Center，Xiangxi Tobacco Company，Jishou，Hunan 416000，China）

Spore bacteria in 105 soil samples taken from main tobacco-growing field in Xiangxiprefecture were tested in order to understand roundly regional character of spore bacteria.The results indicated that average value of spore bacteria was 44.03（×104cfu／g），amplitude was6.04～97.27（×104cfu／g），variable coefficientwas 51.07%，the soil samples for spore bacteria value in 30.1～50 accounted for 40%，as in 10.1～30（×104cfu／g）accounted for 30.48%，the distribution of spore bacteria in generalwas rightskewness low broadly unimodal approximate normal distribution，distribution of relative，the main distribution area in the range of20.1～50（×104cfu／g），cumulative frequency distributionwas57.15%，the span of30 points.After varience analysis，the results indicated that pH wasefficient between approximate high significantly（F=3.311，p=0.0109）approximate linear relationship positive correlation changed with the spore bacteria.

tobacco；soil；spore bacteria；pH；Xiangxi Prefecture

S572.06

A

1001-5280（2015）06-0635-04

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.06.14

2015-09-06

肖 瑾（1968-），女，湖南吉首人，碩士研究生，主要從事土壤肥料、煙草栽培等工作，Email:ycgs338596＠163.com。*通信作者:張明發(fā)，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料、煙草栽培等工作，Email:zhangmingfa98＠163.com。

湖南省煙草專賣局重點(diǎn)項(xiàng)目（13-14ZDAa03）；湖南省煙草公司湘西自治州公司重點(diǎn)項(xiàng)目（XX15-18Aa01）。