寧夏不同類型鹽漬化土壤微生物區(qū)系及多樣性研究

張楠楠

摘 要：為了驗(yàn)證微生物區(qū)系、多樣化信息是否能夠作為評(píng)估寧夏土壤鹽漬化情況的依據(jù)，通過對(duì)不同鹽漬化程度土壤中微生物進(jìn)行培養(yǎng)，觀察不同鹽漬程度條件下，微生物的區(qū)系、多樣性發(fā)展?fàn)顟B(tài)是否存在規(guī)律性。結(jié)果顯示，微生物的區(qū)系、多樣性發(fā)展受土壤鹽漬化影響，所以可以將微生物的區(qū)系、多樣性信息作為鹽漬化土壤的評(píng)估依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土壤生物；生物區(qū)系；寧夏土壤

1 材料與方法

1.1 材料

在此次研究中，研究者在寧夏的土壤中，選擇了一處白僵土作為土壤樣本，該類土壤是寧夏地區(qū)比較有代表性的鹽漬化土壤，一直以來都是土壤改善工作的難點(diǎn)。從整體上來看，該類土壤占據(jù)寧夏土壤面積總量的89.2%，具有不透水、容易吸水膨脹、干燥板結(jié)等特點(diǎn)，不適宜農(nóng)作物生長，因此，白僵土區(qū)域經(jīng)常為低產(chǎn)區(qū)域或荒地。此次作為研究樣本的白僵土土壤區(qū)域位于阿拉善左旗與黃河之間，屬于平原地區(qū)，西高東低，長期處于中溫帶干旱氣候下，全年日照時(shí)長可達(dá)3124小時(shí)，溫差比較大。當(dāng)?shù)氐慕邓ǔ＜性诿磕甑?～9月，平均蒸發(fā)量可以達(dá)到平均降水量的9.4倍，所以在自然條件下，該地區(qū)的白僵土土質(zhì)長期得不到改善，制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。此外，為了形成對(duì)比，研究者還選用了該區(qū)域附近的草甸土、灰鈣土等鹽漬化程度不同的土壤作為研究樣本，以測定不同鹽漬化程度下，土壤中微生物區(qū)系、多樣性的情況。

1.2 方法

1.2.1樣本準(zhǔn)備。待選定研究區(qū)域后，研究者開始了樣本的采集、處理工作，做好了后續(xù)測定、分析的準(zhǔn)備。在樣點(diǎn)準(zhǔn)備中，研究者結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)有的資料，即鹽漬土分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、寧夏鹽堿地分布圖，使用GPS進(jìn)行了土壤樣本的野外定點(diǎn)采集，然后對(duì)這些鹽漬化土壤樣本的鹽堿含量進(jìn)行了測算，得出了重度鹽化土壤樣本含鹽量為0.72%、中度為0.52%、輕度為0.28%，同時(shí)，在所采集的堿化土壤中，重度堿化土壤含堿量為20.3%、中度為13.6%、輕度為8.8%。

1.2.2樣本測定。在研究中，待準(zhǔn)備工作完畢后，研究者就需要對(duì)土壤樣本開展微生物區(qū)系、多樣性測定以及理化性質(zhì)測定。在此過程中，針對(duì)于微生物區(qū)系測定，考慮到土壤中的微生物主要有三種，即細(xì)菌、真菌、放線菌，為了能夠方便單獨(dú)觀察微生物的生長狀態(tài)，保證各類細(xì)菌能夠被順利分離出來，研究者采用牛肉膏蛋白胨進(jìn)行了細(xì)菌培養(yǎng)、用Martin培養(yǎng)基進(jìn)行了真菌培養(yǎng)、用高氏一號(hào)培養(yǎng)基進(jìn)行了放線菌。在區(qū)系測定中，牛肉膏培養(yǎng)基的配方為3克牛肉膏、5克無機(jī)鹽、10克蛋白、20克瓊脂、1000毫升水，酸堿度值為7.5。Martin培養(yǎng)基的配方為葡萄糖、瓊脂、蛋白胨、MgSO4·7H2O、KH2PO4分別使用10克、15～20克、5克、0.5克、1克，結(jié)合1000毫升水，并在使用之前，放入0.3毫升的1%鏈霉素液，以保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。高氏一號(hào)培養(yǎng)基的配方是質(zhì)量分別為0.001克、0.05克、0.05克、0.05克、0.1克的FeSO4·7H2O、無機(jī)鹽、MgSO4·7H2O、K2HPO4、KNO3。對(duì)于微生物多樣性測定，研究者選用了Biolog微生物檢定系統(tǒng)，并將所有營養(yǎng)物質(zhì)、試劑均被提前加入到了96孔板中，經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)后，即可通過觀察反應(yīng)孔數(shù)，評(píng)估出微生物多樣性狀態(tài)。此外，對(duì)于土壤的各類理化性質(zhì)，研究者均按照了常規(guī)的方式予以分析，完成了測定工作。其中，白僵土、草甸土、灰鈣土這三種試驗(yàn)土壤的理化性質(zhì)，如表1。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

在此次研究中，所用的數(shù)據(jù)分析工具包括，EXCEL、DPS V9.5軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 區(qū)系數(shù)量變化分析

根據(jù)上述測定、分析得出的數(shù)據(jù)資料，研究者發(fā)現(xiàn)，在不同的鹽漬化程度下，根據(jù)國家對(duì)強(qiáng)度、中度、輕度土壤鹽漬化程度的劃分，土壤中的微生物區(qū)系數(shù)量呈現(xiàn)出了輕度>中度>強(qiáng)度的情況，而在不同鹽化合堿化的鹽漬化土壤條件下，細(xì)菌的區(qū)系數(shù)量大小順序?yàn)?，?qiáng)堿化>強(qiáng)鹽化>中堿化>輕堿化>中鹽化>輕鹽漬化的狀態(tài)，整體變化范圍為，0.86×105～8.7×105cfu/g干土，同時(shí)，研究者還發(fā)現(xiàn)，在鹽漬化程度相同的情況下，鹽化土壤中的微生物區(qū)系數(shù)量明顯低于堿化土壤。在此過程中，真菌的區(qū)系數(shù)量大小順序?yàn)?，?qiáng)堿化>中堿化>強(qiáng)堿化>強(qiáng)鹽化>中鹽化>輕鹽化，具體變化范圍為0.34×103～2.94×103cfu/g干土，放線菌的區(qū)系數(shù)量大小順序?yàn)?，?qiáng)堿化>中堿化>強(qiáng)鹽化>中鹽化>輕堿化>輕鹽化，具體變化范圍為0.15×104～5.05×104cfu/g干土。從整體上來看，隨著鹽漬化程度的增強(qiáng)，微生物區(qū)系數(shù)量變化趨勢為，真菌增多，細(xì)菌減少，放線菌減少。

2.2 區(qū)系結(jié)構(gòu)變化情況分析

區(qū)系結(jié)構(gòu)變化，即細(xì)菌、真菌、放線菌在微生物總量中占比的變化情況。在此研究環(huán)節(jié)中，研究者分別對(duì)輕度、中度、強(qiáng)度條件下，不同鹽化、堿化程度的鹽漬化土壤內(nèi)所含的細(xì)菌、真菌、放線菌含量占比進(jìn)行了分析，并發(fā)現(xiàn)，無論在何種堿化或鹽化程度條件下，鹽漬土壤中的微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)均呈現(xiàn)為細(xì)菌數(shù)量占比最多，其次為放線菌，真菌占比最低。但從整體上來看，細(xì)菌所占的比例均達(dá)到了90%以上，而真菌占比保持在0.01%～1.11%，放線菌占比則保持在0.77%～8.08%。

2.3 碳源利用特征多樣性分析

根據(jù)Biolog微生物檢定系統(tǒng)的測試結(jié)果，研究者發(fā)現(xiàn)，若碳含量相同，那么在強(qiáng)堿化條件下，微生物的碳消耗最慢，而輕度鹽化、堿化土壤中，微生物對(duì)碳的消耗最快。在此過程中，碳消耗得越快說明微生物利用碳的特征越多樣化，反之其利用碳的特征多樣化水平就越低，活性也越低。基于此，研究者可以將微生物對(duì)碳的利用特征，作為評(píng)估土壤鹽漬化程度的依據(jù)。

2.4 多樣性指數(shù)分析

在Biolog微生物檢定系統(tǒng)的測定中，研究者通過觀察反應(yīng)微孔情況及其均勻度情況，得出隨著鹽漬土壤鹽化、堿化程度的增強(qiáng)，微生物的多樣化程度、活動(dòng)就會(huì)逐漸降低，同時(shí)，結(jié)合所得出的McIntosh指數(shù)、SIMPSON指數(shù)也可以得出相同的結(jié)論。然后研究者對(duì)各種鹽漬化程度的土壤，為微生物多樣性所帶來的影響，進(jìn)行了差異性分析，分析結(jié)果顯示，各類土壤之間的差異性評(píng)估值為P<0.01，F(xiàn)=186.06，由此可見，各類土壤條件下，微生物多樣性指數(shù)變化較為顯著，有利于人們按照多樣性指數(shù)，對(duì)土壤的鹽漬化程度加以評(píng)估，因此，多樣性指數(shù)可以被用于鹽漬化土壤情況的評(píng)估依據(jù)，為寧夏鹽堿土壤的治理工作提供詳實(shí)的依據(jù)。

3 討論

根據(jù)上述分析，研究者發(fā)現(xiàn)，在不同鹽漬程度土壤環(huán)境下，真菌、放線菌、細(xì)菌這三類微生物，均在區(qū)系方面呈現(xiàn)出了明顯、有規(guī)律的差異，因此，在土壤評(píng)估中，可以將微生物區(qū)系數(shù)據(jù)作為評(píng)估依據(jù)，以準(zhǔn)確地反映出鹽漬化土壤的堿化、鹽化程度，增強(qiáng)土壤質(zhì)量評(píng)估的精確性。而在多樣性方面，不同鹽漬化程度下，微生物的多樣性也呈現(xiàn)出了明顯的變化，這使得多樣性數(shù)據(jù)可以被應(yīng)用到土壤質(zhì)量評(píng)估中，以完善土壤評(píng)估依據(jù)?；诖?，在實(shí)際的評(píng)估工作中，研究者將微生物區(qū)系、多樣性數(shù)據(jù)資料作為評(píng)估依據(jù)，對(duì)當(dāng)?shù)氐耐寥肋M(jìn)行了鹽漬化程度分析。之后，將分析結(jié)果對(duì)照鹽漬土分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，來驗(yàn)證該結(jié)果的準(zhǔn)確定，并發(fā)現(xiàn)，借助該評(píng)估依據(jù)，能夠準(zhǔn)確、快速地定位鹽漬化土地情況，因此，將微生物區(qū)系、多樣性數(shù)據(jù)應(yīng)用到土壤鹽漬化程度評(píng)估中，具有較高的可行性，有助于土壤評(píng)估工作水平的提升。

4 結(jié)論

綜上所述，微生物區(qū)系、多樣化信息可以準(zhǔn)確地反映出土壤鹽漬污染情況。經(jīng)過上述研究，研究者發(fā)現(xiàn)，土壤的鹽漬化越嚴(yán)重，其中的微生物區(qū)系對(duì)碳源的利用能力就越低，同時(shí)，微生物的多樣性水平、區(qū)系數(shù)量水平也會(huì)隨之降低，所以微生物區(qū)系、多樣化信息具有反映土壤鹽漬化程度的作用。