全 文 ：http://www.cibj.com/
应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol 2012，18 ( 6 ) : 1022~1026
2012-12-25 DOI: 10.3724/SP.J.1145.2012.01022
土壤养分、微生物和酶是土壤生态系统的重要组成部
分[1]. 土壤微生物是土壤中最活跃的成分，对于土壤养分的转
化、蓄存等具有特殊作用，特别是土壤—植物生态系统中，
微生物对土壤肥力的作用至关重要[1]. 数量巨大、种类繁多
的微生物几乎参与土壤中一切生物和生物化学反应[2~3]，是
土壤物质循环和能量流动的主要参与者，推动土壤有机质的
矿化分解和土壤养分C、N、P、S等的转化，是土壤养分的储
备库和周转库[1]. 土壤微生物的种类、数量及其变化在一定
程度上反映了土壤有机质的矿化速度及各种养分的存在状
态，从而直接影响土壤的供肥状况，进而影响植物生长[4]. 硝
酸盐是植物重要的氮素来源，通过硝酸还原酶的作用转变
为亚硝酸盐，然后再通过亚硝酸还原酶的作用转变成氮循环
的重要原料——铵[5]，从而调节氮代谢，并影响到光合碳代
谢，进而影响植物生长[6]. 关于微生物数量、土壤酶活性及植
不同配比土壤对平邑甜茶苗木生长和土壤微生物及
土壤硝酸还原酶的影响*
安宁宁1, 2, 3 范伟国1, 2, 3 谭秋平1, 2, 3 李冬梅1, 2, 3 高东升1, 2, 3**
（1山东农业大学园艺科学与工程学院 泰安 271018）
（2国家苹果工程技术研究中心 泰安 271018）
（3作物生物学国家重点实验室 泰安 271018）
摘 要 为探索平邑甜茶育苗质量与栽培基质理化特性的关系，通过设置不同配比的栽培基质，测定了平邑甜茶苗木
生长相关指标、土壤微生物数量以及土壤硝酸还原酶活性. 结果显示：（1）不同配比土壤下，微生物数量及土壤硝酸
还原酶活性差异显著，其中细菌数量随植物生长先增多后减少，与植物的生长速率趋势一致；（2）壤土为主的栽培基
质，土壤微生物数量和土壤硝酸还原酶活性在整个生长期均较高，平邑甜茶苗木较粗，质量较高；（3）沙土为主的栽
培基质，前期根系优先发育，根冠比最大，土壤微生物数量和土壤硝酸还原酶活性在整个生长期最低. 说明壤土的营
养状况和物理性状更适合平邑甜茶幼苗的生长. 表4 参32
关键词 壤土；沙土；土壤微生物；土壤硝酸还原酶；平邑甜茶
CLC S154.4 : S6012
Effects of Different Cultivating Media on Growth of Malus hupehensis
Seedlings, Microorganism and Nitrate Reductase in Soil*
AN Ningning1, 2, 3, FAN Weiguo1, 2, 3, TAN Qiuping1, 2, 3, LI Dongmei1, 2, 3 & GAO Dongsheng1, 2, 3**
(1College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agriculture University, Tai’an 271018, Shandong, China)
(2National Apple Engineering Technology Research Center, Tai’an 271018, Shandong, China)
(3State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong, China)
Abstract The different media were used to study the relationship between seedling growth of Malus hupehensis Rehd and
basic physio-chemical properties of growing media. Soil microbe quantity and nitrate reductase activity in the media were
also detected. The results showed that: (1) The quantity of soil microbes and the activity of nitrate reductase varied in different
media. The quantity of bacteria increased at early stage of seedling growth and decreased at the late stage, in according with the
growth rate of seedlings. (2) The soil microbe quantity and nitrate reductase activity in loam soil were the highest throughout
the growing period. Furthermore, the stem diameter of the seedlings was the largest and quality was the best. (3) The seedlings
growing in sandy soil developed their roots earlier and had the highest root-shoot ratio. However, the soil microbe quantity
and nitrate reductase activity were the lowest in the treatments throughout the growing period. This study suggested that the
growth of M. hupehensis Rehd seedling was prompted by nutrition and physical characters of loam soil. Tab 4, Ref 32
Keywords loam soil; sandy soil; soil microorganism; soil nitrate reductase; Malus hupehensis Rehd.
CLC S154.4 : S601
收稿日期：2011-11-07 接受日期：2012-03-06
*“十二五”国家科技支撑计划项目（No. 2011BAD12B02）资助
Supported by the Key Sci-tech Project of the “12th 5-year-plan” of China
(No. 2011BAD12B02)
**通讯作者 Corresponding author (E-mail: dsgao@sdau.edu.cn)
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18卷
6期 安宁宁等
http://www.cibj.com/ Chin J Appl Environ Biol 应用与环境生物学报
株生长影响因素的研究，前人已有较多报道. 轮作不同蔬菜
可以改善大棚番茄连作基质的微生物种群平衡和酶活性，增
收轮作蔬菜[7]. 不同的种植模式影响根际土壤细菌、真菌放
线菌的数量，可以改善作物的根际环境，促进作物地下部根
系生长和地上部生物量的增加[8]. 不同的培肥措施对宅基地
土壤化学性质、土壤酶及微生物的影响显著，施用有机肥和
菌肥可以有效改良土壤[9]. 不同的覆膜方式影响土壤微生物
的数量，其中地膜覆盖能够明显地提高植烟土壤中硝态氮和
铵态氮的含量[10]. Alde等[11]、曹慧等[12]研究表明，采用覆草
措施，可以促进土壤微生物活动，改善土壤理化性质，促进
果树生长发育. 冬季覆盖作物收获后，土壤微生物数量均显
著高于冬闲田[13]. 外源施入酚酸类物质（樱桃根系分泌的酚
酸类物质）可以改变溪山樱根际微生物的种群分布，对植株
生长发育有明显的影响[14]. 之前研究主要集中在不同栽培种
植方式方面. 对于不同栽培基质中土壤微生物数量和酶活性
的研究较少，尚有许多不明之处，因此深入研究果树根域微
生物数量和酶活性，对于了解栽培土壤和果树的生长关系，
通过定位施肥、灌水等人工措施调控根域生态环境，促进果
树生长具有重要理论和实践意义[15].
本研究采用具有高度无融合生殖特性的平邑甜茶做试
材，旨在揭示不同配比土壤中与土壤微生物数量、土壤硝酸
还原酶活性及苗木生长的关系，以期为人工调控平邑甜茶苗
木的质量提供理论依据.
1 材料与方法
1.1 实验材料与处理
试验于2010年3~10月在山东农业大学科技创新园进行.
平邑甜茶种子经过45 d、3~5 ℃低温层积催芽后，选取胚根
长1~3 mm的种子，于2010年3月25日播种于21 cm×17 cm塑料
营养钵中，每个营养钵播种3粒，覆盖0.7 cm厚细沙. 试验设
置3个处理：（1）2/3沙土+1/3土肥（T1）；（2）2/3壤土+1/3土肥
（T2）；（3）1/3沙土+1/3壤土+1/3土肥（T3）. 每个处理51盆，
常规管理.
试验处理后分别于春季（6月1日）、夏季（8月1日）和秋
季（10月1日）3个时期选择有代表性的植株随机取样. 先进行
平邑甜茶植株生长相关指标的测定，后将植株完整取出，连
同土壤一起迅速放入无菌袋，带回实验室进行土壤指标的测
定. 采回的土壤样品分为两份，一份放入4 ℃冰箱保存，一周
内测定微生物数量及土壤硝酸还原酶活性；另一份阴干，测
定土壤理化指标，均3次重复. 不同配比土壤的基本理化性质
见表1.
1.2 测定内容与实验方法
植株形态参数的测定：游标卡尺测定植株茎粗；米尺测
定植株茎高；叶面积仪测定植株叶面积；手持式叶绿素仪测
定叶片叶绿素含量；植株根冠比通过根系质量(g, FW)/地上
部质量(g, FW)计算.
土壤养分测定：重铬酸钾容量法测定土壤有机质[16]；凯
氏定氮法测定土壤全氮 [16]；火焰光度计测定法测定土壤全
钾[16]；0.5 mol/L NaHCO3法测定土壤有效磷 [16].
土壤含水量测定：烘干法 [16]. 称取10 g土壤于80 ℃烘箱
中烘干至衡量，称重. 含水量=（10-烘干后质量）/10.
土壤pH值测定 [16]：将水和干土样按5:1比例混合，在振荡
器上震荡30 min，过滤，取滤液用pHS-3C型酸度计测定pH值.
土壤微生物分离计数：细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养
基；放线菌采用高氏一号培养基；真菌采用马丁孟加拉红培
养基. 采用平板梯度稀释培养法，凝固后放入恒温培养箱倒
置培养，长出菌落后计数 [17]. 计数标准：按照菌落形成单位计
数.
土壤硝酸还原酶：通过反应前后硝态氮的变化测定硝
酸还原酶活性. 硝态氮的测定采用酚二磺酸比色法 [18].
1.3 统计分析方法
所有实验数据采用SPSS17.0进行统计分析. 各处理的比
较采用最小显著差数（LSD）法，凡超过LSD0.05（或LSD0.01）
水平的视为显著（或极显著）.
2 结果与分析
2.1 不同配比土壤对平邑甜茶苗木生长的影响
表2显示，T2处理（2/3壤土+1/3土肥）的平邑甜茶苗木在
整个生长期间茎粗、茎高、叶面积、叶绿素含量的数值均为
最大，春季植株根冠比较小，夏季、秋季最大；T1处理（2/3沙
土+1/3土肥）的植株根冠比在春季最大，夏季最小，表明沙土
环境有助于幼苗期根系优先生长发育，后地上部生长加快，
表1 栽培基质基本理化特性
Table 1 The basic physical and chemical properties of the experimental media
试验基质
Medium
有机质
(w/g kg-1)
全氮
(w/g kg-1)
有效磷
(w/g kg-1)
全钾
(w/g kg-1)
含水量
(w/%) pH
T1 125.±12.5c 0.168±0.01c 0.131±0.01b 0.44±0.01c 7.89±1.4c 7.13±0.04b
T2 143.61±7.8a 0.28±0.01a 0.194±0.01a 0.68±0.01a 17.06±1.2a 7.26±0.09a
T3 139.±10.3b 0.196±0.01b 0.192±0.01a 0.52±0.01b 12.75±1.3b 7.06±0.13c
T1表示处理1，即2/3沙土+1/3土肥；T2表示2/3壤土+1/3土肥；T3表示1/3沙土+1/3壤土+1/3土肥. 表中每列数值后小写字母表示方差检验差异达5%显著水平. 下
同
2/3 sand +1/3 clay fertilizer (T1); 2/3 loam+1/3 clay fertilizer (T2); 1/3 sand+1/3 loam+1/3 clay fertilizer (T3). Values followed by different small letters in each
column mean signifi cant difference at 5% levels. The same below
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不同配比土壤对平邑甜茶苗木生长和土壤微生物及土壤硝...... 6期
根冠比随之减小，T1处理在整个生长期间茎粗、茎高、叶面
积、叶绿素含量的数值均为最小，这是由于T1处理空隙大透
气好但肥力低保水性差而导致苗木生长受限. T3处理（1/3沙
土+1/3壤土+1/3土肥）的生长量仅次与T2处理，这与养分在整
个生长期间供给稳定有关.
表2 不同配比土壤对平邑甜茶苗木生长的影响
Table 2 Effects of different cultivating media on growth of M.
hupehensis seedings
测定时期
Treatment time
项目测定
Experiment item T1 T2 T3
春季
Spring
茎粗 Thick (d/cm) 0.124 b 0.176 a 0.135 b
茎高 Height (h/cm) 5.02 b 9.36 a 6.42 b
叶面积 Leaf area (A/cm2) 5.92 c 8.63 a 6.88 b
叶绿素 Chlorophyll (w/mg g-1) 35.98 b 43.44 a 36.86 b
根冠比 Root-shoot ratio 0.489a 0.352 b 0.381 b
夏季
Summer
茎粗 Thick (d/cm) 0.447 b 0.592 a 0.466 b
茎高 Height (h/cm) 45.30 c 79.10 a 56.50 b
叶面积 Leaf area (A/cm2) 35.44 c 47.91 a 42.22 b
叶绿素 Chlorophyll (w/mg g-1) 51.02 c 60.70 a 56.36 b
根冠比 Root-shoot ratio 0.302 c 0.489 a 0.433 b
秋季
Autumn
茎粗 Thick (d/cm) 0.558 b 0.690 a 0.662 a
茎高 Height (h/cm) 72.40 bc 98.20 a 82.60 b
叶面积 Leaf area (A/cm2) 39.13 b 46.49 a 44.20 ab
叶绿素 Chlorophyll (w/mg g-1) 56.70 bc 61.76 a 59.72 ab
根冠比 Root-shoot ratio 0.569 c 0.914 a 0.677 b
2.2 不同配比土壤对微生物数量的影响
土壤中微生物的数量直接影响土壤的生物化学活性及
土壤养分的组成与转化，是土壤肥力的重要指标之一 [19]. 表3
显示，不同配比的土壤基质中细菌数量占绝大多数，细菌数
量均随季节呈先增大后减小的趋势，与平邑甜茶苗木生长速
度先增大后减小的趋势一致. 这与张友杰等 [20]、秦嗣军等 [14]
的研究结果相似. 平邑甜茶幼苗生长的相同时期，不同类型
土壤基质中细菌、真菌及放线菌的数量差异显著；同一类型
基质中，细菌数量大于放线菌数量，真菌数量最少. 土壤微生
物的数量随壤土比例的增加呈增大趋势：壤土为主的土壤中
土壤微生物数量最多，这与其有机质、全氮、全钾、有效磷
等土壤养分含量及含水量高有关；沙土为主的土壤中微生物
数量最低，这与其土壤养分及土壤含水量含量低而不适合微
生物生长有关.
2.3 不同配比土壤对土壤硝酸还原酶活力的影响
硝酸还原酶（NR）是植物氮（N）代谢中一个重要的调
节酶和限速酶 [21]. 不同配比土壤中硝酸还原酶活性差异性显
著，活性随苗木的生长均呈增大趋势（表4）. T1和T3处理土
壤酶的活性春季、夏季变化不大，在秋季显著增大，T2处理
活性匀速增长. 壤土为主的土壤硝酸还原酶的活性在整个平
邑甜茶苗木生长期间保持最高，这是导致T2处理苗木生长较
快的原因之一；沙土为主的土壤硝酸还原酶活性在苗木整个
生长期间均最低，这与其全氮、全钾、有效磷及土壤含水量
低及微生物数量少等因素有关.
表3 不同配比土壤对微生物数量的影响
Table 3 Effects of different cultivating media on quantity of soil
microbes
测定时期
Treatment time
微生物数量
Microbe number T1 T2 T3
春季 Spring
细菌 Bacterium 0.77×106b 1.68×106a 0.88×106b
真菌 Fungus 1.50×103b 2.20×103a 1.60×103b
放线菌Actinomyces 1.43×104c 3.47×104a 2.57×104b
夏季 Summer
细菌 Bacterium 1.63×106c 2.45×106a 1.77×106b
真菌 Fungus 0.57×103c 3.67×103a 1.40×103b
放线菌Actinomyces 2.07×104c 2.73×104a 2.50×104b
秋季 Autumn
细菌 Bacterium 1.00×105c 4.03×105a 1.80×105b
真菌 Fungus 1.06×103c 1.87×103a 1.23×103b
放线菌Actinomyces 3.73×104c 7.83×104a 4.13×104b
表4 不同配比土壤对土壤硝酸还原酶的影响(w/mg g-1)
Table 4 Effects of different cultivating media on nitrite reductase
(w/mg g-1)
测定时期
Treatment time T1 T2 T3
春季 Spring 1.73±0.17c 1.92±0.04a 1.89±0.04b
夏季 Summer 1.77±0.02bc 2.13±0.04a 1.87±0.07b
秋季 Autumn 2.09±0.07c 2.29±0.01a 2.11±0.04b
3 讨 论
不同类型的栽培基质创造不同的土壤环境，不同的土壤
环境影响土壤微生物种群数量和组成及酶活性，引起的差异
反过来对土壤结构和肥力的改善与维持又产生影响 [22]. 沙土
和壤土是我国果园常见的土壤质地类型. 不同类型土壤条件
如土壤硬度、空隙大小、土壤肥水等，对果树生长发育有较
大影响 [23]. 本试验结果表明，壤土中有机质、全氮、有效磷、
全钾的含量显著高于沙土中的含量；壤土土壤含水量高于沙
土. 壤土保肥保水力强，土壤细菌数量最多，土壤硝酸酶活
性强，植株茎粗、茎高、叶面积、叶绿素含量数值大；沙土为
主的土壤，由于其颗粒粗，通气良好，利于根系的生长和呼吸
作用 [24]，但容重较大，保水保肥能力差，营养和水分极不稳
定，因此营养和水分成为根系生长主要的限制因素，并影响
了微生物的生长繁殖.
根际土壤微生物种群结构及土壤酶活性是土壤根际微
生态环境中生理活性最强的部分，是评价土壤微生态环境质
量和土壤生产力的重要指标[25]. 细菌对根系微生态的稳定及
根际养分的供应起重要作用. 放线菌数量虽少于细菌，但单
个放线菌的生物量很大，对植物生长发育也起着重要作用.
真菌种类很多，一些真菌的菌丝与高等植物的根系可形成
一种联合体（如菌根），有利于提高植物对不良环境的抗御
能力，促进植物生长，但通常植物的病原物也以真菌最多 [26].
微生物数量分布特征与土壤水热条件、肥力状况及植物群
落特征相联系 [27]. 土壤营养状况和物理性状直接影响土壤
微生物的种类、数量和分布等 [28]. 土壤中丰富的有机质（提
供N源、C源）和矿质元素为土壤微生物提供主要的营养源；
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18卷
6期 安宁宁等
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水是土壤的重要组成部分，土壤可保证微生物生长所需要的
水分 [29]. 张强等的报道表明，土壤中细菌数量主要受土壤pH
值、有效硼、有效磷、全氮和有机质含量的影响，并与土壤
有机质、有效磷、有效硼含量呈显著正相关，而与土壤全氮
和pH值呈显著负相关 [28]. 土壤理化性质与土壤真菌关系的研
究结果差异较大 . 张强等的研究表明土壤真菌数量主要受
CEC、土壤pH 和有效钾、全氮含量的影响，并与土壤全氮、
有效钾、CEC均呈显著正相关，与土壤pH呈显著负相关 [28]；
而王丽宏等的报道表明，速效钾含量与土壤真菌数量显著相
关，全磷与其有较密切的关系，但其他营养含量与其相关性
不显著 [13]. 本研究结果显示，沙土为主的土壤中有机质等养
分含量和土壤含水量较低，真菌数量少；而壤土为主的土壤
则相反. 由于影响真菌数量的因素多且较为复杂，需要进一
步研究. 土壤放线菌数量主要受土壤有效磷、有机质、有效
硼和有效锌含量影响，并与土壤有机质、有效锌和有效硼含
量均呈显著正相关，与土壤有效磷含量呈显著负相关 [28].
土壤理化性质与土壤酶活性有显著相关 [30]. 一般情况
下，土壤湿度较大时，酶活性较高，但土壤过湿时，酶活性减
弱[31]. 有些酶促反应对pH变化很敏感，甚至可能在较窄的pH
范围内进行[32]. 试验中也发现，壤土为主的栽培基质，土壤含
水量及土壤有机质、土壤全氮、土壤全钾、有效磷等营养含
量最高，保水保肥力强，土壤硝酸还原酶活性最高. 土壤硝
酸还原酶活性随苗木生长呈增大趋势，这与后期根系分泌物
含量、土壤微生物数量大等情况有关.
不同配比土壤的理化性质影响微生物的数量和土壤硝
酸还原酶的活性，从而影响养分对植株的供给，进一步影响
了平邑甜茶苗木的生长特性. 因此，土壤微生物数量多少和
土壤硝酸还原酶活性的检测可以作为植株生长状况和土壤
环境综合适宜因素的重要指示指标，为改善苗木生长环境提
供依据. 但影响微生物数量、土壤酶活性及植株生长的因素
较多，其密切关系还需要进一步试验探索.
4 结 论
不同配比土壤中微生物数量及硝酸还原酶活性差异显
著. 细菌数量随平邑甜茶苗木生长呈现先增多后减少的趋
势；壤土为主的栽培基质中土壤微生物数量和土壤硝酸还原
酶活性在整个生长期均较高，平邑甜茶苗木最粗；沙土为主
的栽培基质中平邑甜茶苗木处理前期根系优先发育，根冠比
较大，土壤微生物数量和土壤硝酸还原酶活性在整个生长
期较低. 壤土的营养状况和物理性状更适合平邑甜茶幼苗的
生长.
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