全 文 ：收稿日期:2008-12-01;修回日期:2009-04-06
基金项目:海南省自然科学基金(309009);海南大学博士科研启
动基金
作者简介:张晓波(1978-),男 ,山西岢岚人 ,讲师 , 2008年博士毕
业于北京林业大学资环学院,发表论文 7篇 ,研究方向为草坪管理.
文章编号:1673-5021(2009)05-0064-04
不同养分条件下草地早熟禾根际微生物区系变化研究
张晓波1 ,赵　艳2 ,樊俊华1
(1.海南大学农学院 ,海南　儋州　571737;2.山西农业大学资环学院 , 山西　太谷　030801)
　　摘要:利用选择性培养基对不同养分条件下草地早熟禾根际三大微生物类群进行分离 、测数分析 ,结果表明:根
际细菌数量与土壤养分条件呈正相关 ,随着土壤养分条件的降低数量呈降低趋势;根际放线菌数量随养分的降低呈
先下降后上升的趋势;真菌数量与养分条件呈负相关 ,随着养分条件的降低 , 根际真菌的数量逐渐增加 , 导致草地早
熟禾草坪根际土壤由“细菌型”向“真菌型”转化。
关键词:草地早熟禾;土壤养分;根际;微生物区系
中图分类号:S154.37　　　文献标识码:A
　　土壤提供的养分对植物的生长与形态的形成
起着关键的作用 。对于草坪而言 , 充足的养分是
形成优良草坪景观的重要条件 ,营养不良会影响
草坪草的生长速度 、分蘖数 、根量 、叶色等[ 1] 。根
际是土壤-植物生态系统物质及能量交换的活跃
界面 ,植物根际微生物的数量和群落结构及其变
化与植物生长发育有着重要的关系[ 2] ,直接影响
植物吸收水分 、养分 ,也影响植物对外界不良环境
的抵抗能力[ 3 ～ 5] ,也使植物对病原微生物的侵入和
感染具有一定的拮抗能力[ 6] 。细菌在植物根系的
微生态环境中对物质和能量的转化起重要作
用[ 7] ;放线菌在植物根际中积极参与根系残体的
分解过程 ,同时在其生长过程中分泌的抗生素可
以抑制其他有害病原微生物的生长[ 8] ;真菌数量
在不同环境中的变化较大[ 9 ～ 11] 。此外 ,一些生理
类群如固氮菌 、磷细菌 、钾细菌 、纤维素分解菌 、氨
化细菌和硝化细菌等对植物根际土壤肥力形成及
营养的转化起重要作用[ 12 ～ 13] 。本文以不同土壤养
分条件下的草地早熟禾(Poa pratensis L.)草坪为
研究对象 ,对其根际土壤微生物群落区系变化动
态进行研究 , 从根际土壤微生物数量变化方面来
阐述草地早熟禾草坪对不同土壤养分条件的响应
规律 。
1　材料和方法
1.1　土壤样品采集与制备
2006年 9月中旬在山西晋中地区采集不同养
分的草地早熟禾(品种为 Midnight)草坪土壤样品 ,
土壤基本类型为棕壤。根际土样采集方法及土壤样
品悬液的制备方法见参考文献[ 14] ,分别采用碱解
法 、钼锑抗比色法 、火焰光度法和重铬酸钾容量法
对其 N 、P 、K速效养分进行测定[ 1 5] ,根据有效成分
的含量将土壤养分分为较高 、中等和较低 3 个等
级(表 1)。
表 1　供试土壤基本养分状况
Table 1　The basic nutrient conditions of selected soil samples
土壤养分
S oi l nu t rient
速效氮(mg/ kg)
Quick-act ing
nit rogen
速效磷(m g/ kg)
Quick-acting
phosphoru s
速效钾(mg/ kg)
Quick-act ing
potassium
较高 93.48 39.37 210.82
中等 85.22 27.69 138.67
较低 71.67 14.82 96.65
1.2　选择性培养基及微生物培养测定
细菌的分离采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基 ,真
菌采用马丁氏琼脂培养基 ,放线菌采用改良高氏一
号琼脂培养基[ 16] 。微生物的培养和测定按照文献
方法进行[ 17] 。
2　结果与分析
2.1　不同土壤养分条件下草地早熟禾根际细菌的
数量变化
在不同土壤养分条件下 ,草地早熟禾根际细菌
—64—
第 31 卷　第 5 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2009 年 9 月
　　Vo l.31　No.5　　　　　　　　　　Chinese Journal o f Grassland 　　　　　　　　　 Sept.2009　　
数量变化趋势是随土壤养分的下降而降低(图 1)。
在土壤养分较高时 ,植物根系生长速度快 ,较多老根
死亡脱落 ,使得细菌活性增强 ,造成有利于细菌生长
与繁殖的环境;而在较低养分的土壤中 ,速效养分含
量低 ,不利于细菌的生长与繁殖[ 18] 。此外 ,因为细
菌在三大类微生物中占到微生物总量的绝大部分 ,
所以随着根际土壤养分条件的降低 ,根际土壤中的
微生物总量也明显下降 。
不同字母表示差异达到显著水平(P<0.05),下同。
Different small letters rep resent signifi can t dif feren ce at
0.05 level , the same below.
图 1　不同土壤养分下草地早熟禾根际细菌数量变化
Fig.1　Quantita tive change of bacterium
de tected from Kentucky blueg rass rhizo sphe re
under diffe rent soil nutrient conditions
2.2　不同土壤养分条件下草地早熟禾根际真菌的
数量变化
在不同土壤养分条件下 ,草地早熟禾根际真
菌的数量变化趋势见图 2 。与根际细菌数量变化
趋势正好相反 ,根际真菌数量随着土壤养分的下
降而增加 ,表明草地早熟禾草坪在其根际土壤养
分下降的条件下 ,根际细菌群落的生长受到限制 ,
根际真菌数量出现显著上升的趋势 。而在较高的
根际土壤养分环境下 ,由于细菌以及放线菌的大
量存在 ,有机质彻底分解 ,纤维素和木质素大量减
少 ,从而形成不利于真菌生长与繁殖的根际环境 。
草地早熟禾根际真菌数量与土壤养分条件呈负相
关 ,即随着土壤养分条件的降低 ,根际真菌的数量
逐渐增加 ,草地早熟禾根际土壤由“细菌型”向“真
菌型”转化 。“真菌型”土壤是养分下降的标志 ,
“细菌型”土壤是养分提高的一个生物指标;随着
对根际微生物的深入研究 ,利用人工调控改变根
际微生物区系结构是提高土壤物质转化 、促进植
物养分吸收的有效途径之一。
图 2　不同土壤养分条件下草地早熟禾根际真菌数量变化
F ig.2　Quantita tive difference of fung i detected
from Kentucky bluegr ass rhizo sphere under
different soil nutrient conditions
2.3　不同土壤养分条件下草地早熟禾根际放线菌
的数量变化
在不同土壤养分条件下 ,草地早熟禾根际放线菌
的数量变化趋势见图 3。土壤养分较高的草坪根际
放线菌数量最多 ,较低的次之 ,而养分中等土壤的根
际放线菌数量最少 ,根际放线菌数量随养分的降低呈
先下降后上升的趋势 。表明养分较高的土壤中草地
早熟禾根系新陈代谢旺盛 ,根系脱落物较多 ,有利于
根际放线菌生长[ 19] 。但同时也可看出 ,较低养分土
壤的草坪根际放线菌的数量也维持了一个比较高的
水平。这与土壤养分较低时保水性较差 ,容易形成干
旱环境有关;也可能是随着草地早熟禾的生长 ,养分较
低的根际土壤中细菌数量相对较少 ,积累了较多的根
系残体 ,造成有利于根际放线菌生长的根际环境[ 20] 。
图 3　不同土壤养分条件下草地早熟禾根际放线菌数量变化
F ig.3　Quantita tive change of actinomyce te s detected
from Kentucky bluegr ass rhizo sphere under
different soil nutrient conditions
—65—
张晓波　赵　艳　樊俊华　　不同养分条件下草地早熟禾根际微生物区系变化研究
3　讨论与结论
植物根际是生物和物理 、化学特性受到根系影
响的紧密环绕根的区域 ,在这一区域内 ,微生物种群
和数量极为丰富[ 21] 。在植物生长过程中 ,根系一方
面从土壤中摄取水分 、养分 ,同时也向土壤溢泌质
子 、离子 ,并释放大量的有机物质 。据报道 ,植物有
高达 30%的光合产物以有机碳形式释放进入根际
土壤 ,这些有机物质不仅为根际微生物提供丰富的
碳源 ,而且极大地改变根际微区的物理和化学环境 ,
进而对根际土壤养分产生重大影响[ 22] ;不同的土壤
养分条件反过来造成植物根系活力以及植株长势的
差异 ,导致土壤中各类微生物的数量发生变化;低的
土壤养分条件打破了根际土壤中正常的微生物种群
平衡 ,从而引起根际微生物类群区系的变化 ,土壤微
生物群体尤其是微生物类群区系结构的改变又可以
作为预示土壤改变的标志[ 23] 。
从本研究土壤主要养分指标与土壤微生物数量
的相对关系来看 ,草地早熟禾特定类群的根际微生
物生长有赖于土壤的养分水平和环境状况 ,微生物
和土壤养分之间具有相互促进作用和协同发展的关
系 。由于微生物的选择作用 ,土壤中三大类微生物
类群区系比例可以构成土壤养分的一个衡量指标 ,
土壤中细菌 、放线菌密度高 ,表明土壤养分水平较
高;而土壤中真菌密度高 ,则表明土壤养分水平较
低[ 24] 。另外 ,其他研究者关于作物连作导致土壤养
分下降的研究也证明了随着土壤养分的下降 ,植物
根际细菌数量下降 ,真菌的数量逐渐增加 ,根际土壤
由“细菌型”向“真菌型”转化[ 25 ～ 28] 。说明不同的土
壤养分条件对草地早熟禾根际微生物类群具有选择
作用;特定的土壤根际微生物数量和物种多样性结
构可以作为表征土壤养分状况的重要生物学指标;
所以 ,调查草坪草根际微生物生理群区系变化应该
成为评价草坪质量及健康程度的重要指标之一 ,可
为草坪科学经营管理提供一定的理论基础 。
参考文献(References):
[ 1] 　孙吉雄 ,张志毫.草坪技术指南[ M] .北京:科学技术文献出
版社 , 2000:9-12.
Sun Jixiong , Zh ang Zhihao.Tu rfgrass technology guide[ M] .
Bei jing:Li terature S cience and Technology Press , 2000:9-12.
[ 2] 　Hartmann A , Schmid M , Wenzel W , et al.Rhizosphere 2004-
Perspect ives and chal lenges———A tribu te to Lo renz Hil t-
ner.Munich [ M ] .Germany:GSF-Nat ional R esearch Center
for En vironment an d H eal th , 2005.
[ 3] 　Lynch J M , Whipps J M.Subst rate flow in the rhizosphere[ J] .
P lan t Soi l , 1990 , 129:1-10.
[ 4] 　鲁如坤.土壤—植物营养学[ M ] .北京:化学工业出版社 ,
1998.
Lu Rukong.Soil-plant nu tri tion s cien ce[ M] .Beijing:Chem ica l
In dustry P ress , 1998.
[ 5] 　Insam H.Relat ionship of soi l microbial biomass and act ivity
w ith ferti lizer p ractice and crop yield of th ree lu ti sols[ J].Soi l
B oil.B iochem , 1991 , 23:459-464.
[ 6] 　Kowalchuk G A , Buma D S , de Boer W Klinkhamer , et al.Ef fect s
of above-ground plant species composi tion and diversi ty on the di-
versi ty of soil-borne microorganisms[ J]. Anton.Leeuw.Int.J.G ,
2002, 81:509-520.
[ 7] 　Wieh e W , H oflich G.Su rvival of plant grow th promot ing rhizo-
sp here b acteria in the rhizosph ere of dif feren t crops and mira-
t ion to no-in oculated plan ts under f ield con di tion s in north-east
Germany[ J].Microbiol.Res , 1995 , 150:205-210.
[ 8] 　H off land B , Romheld V.Cit ric acid exudation and precipi tat ion
of calcium cit rate in th e rhizosphere of w hite lup(Lup inusal-
bus L.)[ J].P lant Cel l Env iron , 1992 , 12:285-292.
[ 9] 　李春格 ,李晓鸣 ,王敬国.大豆连作对土体和根际微生物群落
功能的影响[ J].生态学报 , 2006 , 26(4):1144-1151.
Li C hunge , Li Xiaoming ,Wang Jinguo.Ef fect of soybean con-
t inuou s cropping on bulk an d rhiz osphere soil microbial com-
muni ty fu nct ion [ J] .Acta Ecolog ical S inica , 2006 , 26(4):
1144-1151.
[ 10] 　张崇邦 ,金则新 ,李均敏.浙江天台山不同林型土壤环境的微
生物区系和细菌生理群的多样性[ J] .生物多样性 , 2001 , 9
(4):382-388.
Zhang C hongbang , Jin Zexin , Li Ju nmin.Diversity of bacterial
ph ysiological groups and microbial fl ora in the soil of eight
forest types of Tiantai Mountain , Zh ejiang[ J] .Biodiversi ty
Science , 2001 , 9(4):382-388.
[ 11] 　罗明 ,文启凯 ,陈全家.不同用量的氮磷化肥对棉田土壤微生
物区系及活性的影响[ J].土壤通报 , 2000 , 32(1):66-72.
Lu o Ming , Wen Qikai , C hen Quanjia.Inf luen ces of di ff erent
ni t rogen and phosphorus fert ilizers on soil microf lora and m i-
crobial act ivi ti es in cot ton s oi l[ J] .Ch inese J ourna l o f S oi l
Science , 2000 , 32(1):66-72.
[ 12] 　Lil jeroth E , Baath E , Mathiasson I , et al.Root exu dat ion and
rhizoplane b acterial abundance of barley (H erd eum vu lg are
L.)in relation to nit rogen fert ilization an d root grow th[ J] .
Plant and Soi l , 1990 , 127:81-89.
[ 13] 　Singh J S , Raghuban shi A S , S rivas tava S C.Microbial bio-
mass act as a source of plant nut rients in dry t ropical forest
and savanna[ J].N ature , 1989 , 338:499-500.
[ 14] 　张晓波 ,苏德荣 ,赵艳.不同光照条件下草地早熟禾根际微生
物区系动态研究[ J].中国草地学报 , 2007 , 29(5):23-27.
Zhang Xiaobo , Su Derong , Zhao Yan.S tudies on rhizosphere
microf lora dynamics of Kentucky bluegrass u nder di ff erent
qualit y of illumination [ J] .Ch inese J ou rnal o f Grassland ,
2007 , 29(5):23-27.
—66—
中国草地学报　2009 年　第 31卷　第 5期
[ 15] 　鲍士旦.土壤农化分析[ M ].北京:中国农业出版社 , 1981.
Bao Shidan.Soil an d ag ricultu ral chemist ry analysis[M ].Bei-
jing:China Ag ricu ltural Press , 1981.
[ 16] 　许光辉 ,郑洪云.土壤微生物分析方法手册[ M ].北京:农业
出版社 , 1986:23-25.
Xu Guanghui , Zheng Hongyu n.Handbook of analysi s of soil
microorganism[ M].Beijing:Ag ricu lture P ress , 1986:23-25.
[ 17] 　吴金水 ,林启美 ,黄乔云.土壤微生物生物量测定方法及其应
用[ M].北京:气象出版社 , 2006:17-19.
Wu Jinshui , Lin Qimei , H uang Qiaoyun.S oi l microorganism
am ount determines m ethod and applicat ion [ M ].Beijing:Me-
teorolog ica l P ress , 2006:17-19.
[ 18] 　郭正刚 ,王根绪 ,沈禹颖.青藏高原北部多年冻土区草地植物
多样性[ J].生态学报 , 2004 , 24(1):149-155.
Guo Zh enggang ,Wang Genxu , Sh en Yuyin g.Plant diversity of
grassland plan t comm unit ies in permaf rost regions of the
northern Qinghai-tibet Plateau [ J] .Acta Ecolog ica S inica ,
2004 , 24(1):149-155.
[ 19] 　Darrah P R , Jungk A.Phosph atase activi ty in the rhizosphere
and it s relation to the depletion of soil organic phosphorus[ J] .
Biol.Fer t il.Soi ls , 1991 , 3:199-204.
[ 20] 　Marsch ner P , Crow ley D E.Root exu dat ion and physiological
statu s of a root-colonizing flu ores cen t pseud om onad in myco r-
rhizal and non-mycorrhizal pepper (Cap sicumannuum L.)
[ J].P lant Soi l , 1997 , 189:11-20.
[ 21] 　孙海新 ,刘训理.茶树根际微生物研究[ J] .生态学报 , 2004 ,
24(7):1354-1359.
Sun Haixin , Liu Xunli.Microbes studies of tea rhizosphere[ J].
Acta Ecolo gica S inica , 2004 , 24(7):1354-1359.
[ 22] 　Rengel Z.Root exudat ion and m icrof lora populations in the
rhizosphere of crop gen otypes dif fering in the tolerance to m i-
cron ut rien t def iciency[ J].P lant S oi l , 1992 , 196:255-260.
[ 23] 　Lyn ch J M.T he rhizosphere[ M ].C hichester:John Wiley
Chichester , 1990.
[ 24] 　Doran J W , Koths J S.Def inin g soi l qualit y for a su stainable
environment[ J].Soi l Amer. Specia l P ublicat ion , 1994 , 35:
223-234.
[ 25] 　Beat riz R , Jose A , Lu cas G.Inf luence of an indigenous Euro-
pean alder(Aln us g lut inosa L.Gaertn)rhizobacterium (Ba-
ci llus p umi lus)on the grow th of alder and i t s rhiz osphere m i-
crobial comm unity st ructu re in tw o soils [ J] .New Forests ,
2003 , 25(2):149-159.
[ 26] 　Roan W B ,Wang J G , Zhang F S.The effect of cont inu ou s
cropping factors on soybean seedling g row th and ni trogen fix-
at ion[ J].Acts Ecolog ica l S inica , 2003 ,23(1):22-29.
[ 27] 　Wang J L , Xn R ,Chen C L.General review in the study of barrier
mechanism caused by continuous soybean cropping[ J] .Soybean
Science , 2000 , 19(4):367-371.
[ 28] 　李琼芳.不同连作年限麦冬根际微生物区系动态研究[ J] .
土壤通报 , 2006 , 37(3):563-567.
Li Qiongfang.Dynamics of the microbial fl ora in the Liriope rhizo-
sphere and out-rhiz osphere du ring continuous cropping years[ J].
Ch inese J ournal o f S oi l Science , 2006 , 37(3):563-567.
Studies on Rhizosphere Microflora Variation of Kentucky
Bluegrass under Different Soil Nutrient Conditions
ZHANG Xiao-bo1 , ZHAO Yan2 ,FAN Jun-hua1
(1.College o f Agronomy , HainanUniversity , Danzhou 571737 , China;
2.Collegeo f R esources &Environment , S hanx i Agricul tural University , Taigu 030801 , China)
Abstract:The rhizosphere micro flo ra variation of bacte ria , actinomycetes and fungi o f Kentucky blue-
g rass under dif ferent soil nut rient condi tions w ere studied w ith select ive cul ture medium to explain the re-
sponse regular of this g rass to different nutrient condi tions.The main results show ed that the quanti ty of
bacterium presented posi tive cor relation w ith soil nut rients , the quanti ty showed depressed tendency wi th
debase of nutrient conditions , but fungi quantity presented negative co rrelation wi th soil nut rients , it in-
creased g radually w ith debase of the nutrient condi tions , which resulted in the rhizo sphere soil of Kentucky
blueg rass turned into fungi type f rom bacte rium type.
Key words:Kentucky blueg rass;Soil nut rient;Rhizosphere;Microf lora
—67—
张晓波　赵　艳　樊俊华　　不同养分条件下草地早熟禾根际微生物区系变化研究