土壤微生物分離與測(cè)定

董宏鑫，時(shí)銘澤

摘要：土壤微生物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量的流動(dòng)具有重要的作用。土壤微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中主要的分解者分解土壤中的動(dòng)植物殘?bào)w、遺體、排泄物，對(duì)保持土壤肥力、維護(hù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起到了重要作用。本文主要從土壤微生物的研究方法，土壤微生物的影響因素等方面闡述了目前土壤微生物研究的意義。土壤微生物是一個(gè)豐富的生物資源庫(kù)，未來(lái)會(huì)有更加深入的研究。

關(guān)鍵詞：土壤；生態(tài)學(xué)；微生物

中圖分類(lèi)號(hào)： S154 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.20.044

作為土壤生態(tài)系統(tǒng)中的土壤微生物主要分解者。其個(gè)體微小，一般以微米或毫微米來(lái)計(jì)算，其種類(lèi)和數(shù)量隨成土環(huán)境的不同而不同，在土壤中起到促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化作用。而土壤微生物生態(tài)學(xué)作為生態(tài)系統(tǒng)研究中的重要組成部分，是土壤學(xué)、微生物學(xué)和生態(tài)學(xué)等多門(mén)學(xué)科交叉融合而產(chǎn)生的一門(mén)新興學(xué)科[1]，對(duì)研究土壤中的化學(xué)物質(zhì)的循環(huán)、污染物質(zhì)的降解和維持地下水質(zhì)量等方面都具有十分重要的意義。隨著21世紀(jì)人口膨脹和工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，面對(duì)土地鹽堿化、沙漠化、水土流失、農(nóng)作物減產(chǎn)，有關(guān)土壤微生物生態(tài)學(xué)的研究，越來(lái)越成為了人們研究的重點(diǎn)。

1 土壤微生物多樣性研究方法

1.1土壤微生物的觀察方法

土壤微生物的觀察主要是直接染色鏡檢，但由于土壤顆粒的大小、水分、溫度、pH值等條件的影響，觀察效果并不太理想[2]?，F(xiàn)如今土壤微生物數(shù)量測(cè)定的方法主要有培養(yǎng)法、生理生化方法、數(shù)學(xué)模型法。

1.2 土壤微生物的分離

該方法操作簡(jiǎn)便，是目前微生物分離與純化的主要方法，其基本原理為選擇有利于待分離微生物的生長(zhǎng)條件或加入某種只利于待分離微生物生長(zhǎng)的抑制劑，形成有利于待分離微生物生長(zhǎng)的環(huán)境，從而淘汰大部分不需要的微生物，使微生物在培養(yǎng)基中形成由一個(gè)微生物細(xì)胞繁殖而成的單菌落，通過(guò)挑取單菌落，進(jìn)行純培養(yǎng)。獲得單菌落的方法可通過(guò)稀釋涂布平板法或平板劃線法等技術(shù)來(lái)完成。

1.3 土壤中微生物代謝活動(dòng)的測(cè)量

測(cè)量土壤中微生物活動(dòng)的方法主要有兩類(lèi)：測(cè)定微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)速度；測(cè)定特定代謝產(chǎn)物的利用率或特定代謝產(chǎn)物的生成率。為了準(zhǔn)確測(cè)量土壤中各種環(huán)境對(duì)微生物代謝活動(dòng)的影響，人們?cè)O(shè)計(jì)了多種測(cè)量土壤微生物代謝活動(dòng)的方法。

其中，能代表參與調(diào)控土壤能量和養(yǎng)分循環(huán)以及有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化相對(duì)應(yīng)微生物的數(shù)量，一般指土壤中體積小于5×103um3的生物總量，其與土壤有機(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)。

2 影響土壤微生物的因素

生態(tài)位：從進(jìn)化的意義上看，生態(tài)位是生物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。生態(tài)位的闡明對(duì)研究微生物的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、物種和多樣性、物種對(duì)資源的劃分和利用情況等具有重要的意義。其中，土壤微生態(tài)位影響因素作為土壤微生物生態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)內(nèi)容，對(duì)其深入研究不僅能夠豐富土壤微生物生態(tài)學(xué)的理論，促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，而且能夠?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)的合理調(diào)控提供理論依據(jù)。

2.1土壤中非生物因素對(duì)土壤微生物的影響

2.1.1 土壤的物理性狀 土壤物理性質(zhì)與土壤化學(xué)性質(zhì)和土壤生物活動(dòng)密切相關(guān)，互有影響。同時(shí)土壤的物理性質(zhì)也直接或間接地影響土壤養(yǎng)分的保持、移動(dòng)和有效性，是土壤微生物生物活性與群落結(jié)構(gòu)的重要因素之一。例如，在不同大小的土壤顆粒中微生物的差異很大，粘粒土壤的生物多樣性相對(duì)較高，微生物種類(lèi)多，生物種間關(guān)系相對(duì)復(fù)雜。而土壤中的水分也是影響土壤微生物多樣性的重要因素之一，水分活度低于最低水分活度時(shí)微生物處于休眠狀態(tài)，而嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起微生物脫水，蛋白質(zhì)變性，使細(xì)胞死亡，在土壤中細(xì)菌主要生活在高水勢(shì)的地方，而真菌、放線菌主要生活在水勢(shì)情況相對(duì)較低的地方。同時(shí)土壤的水分對(duì)土壤微生物對(duì)有機(jī)物的分解，也有十分重要的影響。在長(zhǎng)時(shí)間干燥的情況下致使微生物呼吸和生物量降低，微生物群落結(jié)構(gòu)變化，特別是潮濕和干燥的時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)土壤微生物影響很大。而溫度作為影響的另一個(gè)主要因素，任何微生物的生長(zhǎng)溫度都有高有低，但總有最低生長(zhǎng)溫度、最適生長(zhǎng)溫度和最高生長(zhǎng)溫度，微生物在其各自最適生長(zhǎng)溫度下，分裂代時(shí)最短，生長(zhǎng)速率最高。

2.1.2 土壤的化學(xué)性狀 土壤中的微生物除了受土壤物理性狀的影響外，還受到土壤中化學(xué)物質(zhì)的影響，植被的凋落物，植物根系分泌物，根的殘?bào)w，土壤動(dòng)物死后殘?bào)w等是土壤微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來(lái)源，為微生物提供基本的碳源、氮源等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的碳氮比越大，其含氮量越少，越難分解，通常N源易利用大小順序?yàn)?，銨態(tài)氮>硝態(tài)氮>有機(jī)氮。此外，同種微生物的不同部位對(duì)氮源的利用率也有所不同，這使得土壤中氮源的含量和種類(lèi)將影響到土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)。而土壤中的pH值是影響土壤微生物的另一個(gè)重要因素，細(xì)菌、放線菌主要生長(zhǎng)在微堿性的土壤中，而真菌生長(zhǎng)在弱酸性的土壤中。另外，土壤中的一些微量元素也對(duì)土壤微生物的生長(zhǎng)、發(fā)育等過(guò)程產(chǎn)生重要影響。

3 研究土壤微生物生態(tài)學(xué)的意義

土壤微生物生態(tài)學(xué)的研究有助于解釋生物基因的進(jìn)化、基因及酶的代謝調(diào)控和生物適應(yīng)環(huán)境的機(jī)理等問(wèn)題，有利于了解生物的多樣性，并對(duì)于保護(hù)微生物資源和基因庫(kù)具有重要的意義，故土壤微生物生態(tài)學(xué)的研究有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)我國(guó)地域廣闊，在豐富多樣的自然環(huán)境中存在著大量至今仍未開(kāi)發(fā)的微生物資源，關(guān)于土壤微生物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)于微生物資源的合理開(kāi)發(fā)與運(yùn)用有的十分重要的意義。由于自然界中微生物的特有個(gè)性，如體積小，代謝力強(qiáng)、生理生化功能多等，在環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用其在常規(guī)條件下利用微生物高降解力菌株處理污染物，能徹底凈化很多難降解的污染物，具有很重要的實(shí)際和經(jīng)濟(jì)利益。

參考文獻(xiàn)

[1]李顯剛，班鎂光，周澤英，等.土壤微生物生態(tài)學(xué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究綜述[J].中國(guó)土壤與肥料，2015（02）：5-11.

[2]劉繼青，郜春花.土壤微生物生態(tài)學(xué)研究技術(shù)進(jìn)展[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995（03）：61-64.

作者簡(jiǎn)介：董宏鑫，本科學(xué)歷，研究方向：生物技術(shù)。