種植菠菜和生菜對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響

竇 艷，劉洪，崔 健，宋立萍

（天津市濱海新區(qū)大港農(nóng)業(yè)服務中心，天津300270）

土壤中含有種類豐富、數(shù)量眾多的微生物，這些微生物不僅能維持土壤的生態(tài)功能，還能促進土壤中元素循環(huán)和種植在土壤中的植物健康生長。而在土壤中，含量最高的微生物是細菌，高達70%～90%，與其他微生物相比，細菌不僅具有適應性強、生長速度快等特點，同時，其還能對種類廣泛的氮源及碳源進行有效利用，從而促進土壤中的碳氮元素循環(huán)，因此，在土壤中培養(yǎng)多樣性的細菌，對促進植物健康生長具有重要的作用。然而，有研究證實，植物連作會導致土壤中的細菌群落失衡，為了改變連作障礙所致的土壤細菌群落失衡現(xiàn)象，就需探尋兩種土壤微生物互補的蔬菜品種進行輪作[1]。為此，本文以菠菜和生菜兩種蔬菜為例，分析其對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響。

1 種植菠菜和生菜對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響

菠菜和生菜均屬于葉菜類蔬菜，但菠菜屬藜科菠菜屬，生菜屬菊科萵苣屬，兩者有較遠的親緣關系，為探尋兩者對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響，劉一倩[2]等人通過對同一土壤樣品分別栽種菠菜和生菜，然后取種植蔬菜的土壤進行細菌培養(yǎng)、檢測，發(fā)現(xiàn)兩種蔬菜對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響具有明顯差異。

1.1 種植菠菜對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響

通過分離種植菠菜的土壤樣品，共得到126株細菌，然后，根據(jù)16S rRNA基因序列測序比對分析結果可知，126株細菌分屬3個門（放線菌門、厚壁菌門、變形菌門）、21屬、16科。其中，放線菌門是菠菜土樣中第一位的優(yōu)勢種群，包含81株菌株，占該土樣所有分離獲得純培養(yǎng)的64.3%，且獲得菌株最多的是鏈霉菌屬、節(jié)桿菌屬；厚壁菌門是種植菠菜土樣中發(fā)現(xiàn)的第二大優(yōu)勢類群，包含34株菌株，占所有獲得純培養(yǎng)的27.0%，獲得菌株最多的是芽孢桿菌屬；變形菌門共包含11株菌株，占所有獲得純培養(yǎng)的8.7%，獲得菌株最多的是-Proteobacter，其屬于優(yōu)勢種群。

1.2 種植生菜對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響

通過分離種植生菜的土壤樣品，共得到109株細菌，根據(jù)16S rRNA基因序列測序比對分析結果可知，109株細菌分屬4個門（厚壁菌門、放線菌門、變形菌門、擬桿菌門）、23屬、19科。其中，厚壁菌門是生菜土樣中第一位的優(yōu)勢種群，包含43株菌株，占該土樣所有分離獲得純培養(yǎng)的39.4%，獲得菌株最多的是芽孢桿菌屬；第二位優(yōu)勢種群為放線菌門，包含37株菌株，占獲得純培養(yǎng)的33.9%，獲得菌株最多的是鏈霉菌屬、節(jié)桿菌屬及微桿菌屬；變形菌門共獲得27株菌株，占分離獲得菌株總數(shù)的24.8%，其中的優(yōu)勢種群為-Proteobacter、α-Proteobacteria；擬桿菌門只獲得1株鞘氨醇桿菌屬[3]。

2 種植菠菜和生菜對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響對比

2.1 門的水平對比

通過上文的實驗檢測結果可知，種植菠菜和生菜后的土壤中，前三大類優(yōu)勢門均為厚壁菌門、放線菌門、變形菌門，雖然，種植菠菜和生菜的土壤樣本中的第一位優(yōu)勢菌群具有一定的差異，但是，兩者的厚壁菌門均占總菌株數(shù)的30%，種植菠菜后，土壤中的放線菌門比例超過60%，說明菠菜土壤并未對該類菌株進行分離，由此可見，在門的水平上，菠菜土樣類群之間的均衡程度、細菌多樣性均低于生菜。

2.2 放線菌門類群對比

在放線菌門類群中，通過分離菠菜和生菜土樣純培養(yǎng)，得知其分布在前三位的菌屬均為鏈霉菌屬、節(jié)桿菌屬、微桿菌屬，其中，菠菜土樣中的前兩種菌數(shù)數(shù)量遠大于第三種，生菜土樣中的菌屬數(shù)量差異不大，在菠菜中未分離到迪茨氏菌屬、紅球菌屬，生菜中未分離到檸檬球菌屬、農(nóng)球菌屬。通過分離培養(yǎng)結果可以看出，在放線菌類群方面，種植菠菜和生菜對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響不大，但是，菠菜土樣菌屬類別之間的均衡程度低于生菜土樣。

2.3 厚壁菌門類群對比

通過分析對比菠菜和生菜中的厚壁菌門類群，可知芽孢桿菌屬均為兩者土樣細菌純培養(yǎng)中的明顯優(yōu)勢類別，其中芽孢桿菌屬在菠菜厚壁菌門類群中所占比例為70.6%，在生菜中所占比例高達90.6%。另外，在菠菜土樣中還分離出土地芽孢桿菌屬、類芽孢桿菌屬、厭氧芽孢桿菌屬等菌株屬，生菜土樣中未分離到，可見，在厚壁菌門類群中，種植兩種蔬菜的土樣菌株類別均衡程度均較差，但種植菠菜土壤的細菌多樣性高于生菜。

2.4 變形菌門類群對比

通過土樣純培養(yǎng)結果表明，生菜土樣中的變形菌門類群所占比例24.8%，明顯高于菠菜土樣8.7%，其中，變形菌門類群的菌株在菠菜土樣中分布較為均衡，沒有優(yōu)勢菌株，并且，其未分離到生菜土樣中能夠分離得到的黃單胞菌屬、食酸菌屬、腸桿菌屬、副球菌屬、不動桿菌屬等5個菌株屬。通過分離生菜土樣，得到菌株數(shù)量最大的屬為α-變形菌綱的副球菌屬，除該屬外，生菜土樣中的其他屬菌株數(shù)量分布較為均衡，多為1～2株，但生菜土樣中未分離到水棲菌數(shù)、埃希氏菌屬，可見，在變形菌門類群方面，種植菠菜和生菜，均能使土壤中的菌株分布多樣性和均衡程度良好[4]。

3 結語

菠菜和生菜均是人們較為喜愛的葉類蔬菜，為了提高該類蔬菜的產(chǎn)量，有不少農(nóng)戶正在大面積和連續(xù)高強度的種植菠菜或生菜，但是，近幾年的種植實踐卻證實，連作會導致這些蔬菜出現(xiàn)生產(chǎn)障礙，原因是其會導致土壤中以細菌為首的微生物群落失衡，因此，為提高菠菜和生菜的種植產(chǎn)量，就需合理分析其對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響，再探尋針對性的種植對策。本文通過分析、對比種植菠菜和生菜對土壤可培養(yǎng)細菌多樣性的影響，得知種植菠菜后，會導致土壤中的放線菌門比例增大，變形菌門比例減少，因此，后期需選擇能夠增加變形菌門數(shù)量和降低放線菌門數(shù)量的植物與菠菜輪種。種植生菜后，其土壤中前三位的優(yōu)勢菌群所占比例并無顯著差異，但與前兩者相比，變形菌門所占比例較小，因此，為最大限度地提高該土壤種植效率，可適當采用能夠促 進變形菌門數(shù)量增加，但不會對土壤細菌比例產(chǎn)生大幅度改變的蔬菜與生菜進行輪作。