全 文 ：Vol. 32 No. 3
Mar. 2012
第 32卷 第 3期
2012年 3月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期：2011-12-15
基金项目：国家林业公益性行业科研专项（200804030）；国家林业局“948”项目（2007-4-19，2008-4-36）；国家自然科学基金项
目（31070410）；教育部新世纪优秀人才支持计划项目（NCET-10-0151）；湖南省科技厅项目（2010TP4011-3）；湖南省教育厅项目（湘
财教字 [2010]70号）；长沙市科技局项目（K1003009-61）；中南林业科技大学青年科学研究基金重点项目（QJ2010008A）
作者简介：张明明（1984—），女，河南漯河人，硕士研究生，主要从事城市生态学研究
通讯作者：闫文德（1969—），男，甘肃武威人，教授，博士，主要从事森林生态、城市生态学研究；E-mail: csfuywd@hotmail.com
稳定的森林生态系统是涵养水源、保持水土、
人类生存环境及经济可持续发展的重要基础，而
土壤微生物是生态系统分解环节中重要成员之一。
它们分解土壤中的有机物，使其转化为无机成分，
从而改善土壤肥力，净化土壤环境，为保持生态
系统的健康、稳定提供了良好的基础条件。土壤
不同处理对樟树林土壤微生物数量的影响
张明明 1，闫文德 1,2，梁小翠 1,2，多祎帆 1，王志勇 1，刘 亮 1
(1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.南方林业生态应用技术国家工程实验室，湖南 长沙 410004)
摘 要 : 研究了亚热带樟树林土壤微生物特征及改变碳输入方式（对照、添加凋落物、去除凋落物、去根添
加凋落物、去根去除掉落物、去根）对其数量变化的影响。以稀释平板计数法对土壤中主要微生物类群数量
变化进行分析。结果表明：不同处理下微生物总数量分别为去根去除凋落物 (67.47×103 CFU/g)<去除凋落物
(120.36×103 CFU/g)<去根 (163.67×103 CFU/g)<对照 (175.27×103 CFU/g)<去根添加凋落物 (182.91×103 CFU/g)<
添加凋落物 (205.60×103 CFU/g)；不同处理方式下细菌、真菌、放线菌及其总微生物数量均呈现出添加凋落物
会增加土壤微生物数量，去除凋落物会减少微生物数量，根系效应显著。
关键词：樟树；凋落物；根；微生物数量
中图分类号：S718.52+1.3；S792.23 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2012)03-0114-05
Effects of different treatments on soil microbe quantity
in Cinnamomum camphora plantation
ZHANG Ming-ming1, YAN Wen-de1,2, LIANG Xiao-cui1,2, DOU Yi-fan1, WANG Zhi-yong1, LIU Liang1
(1. Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China; 2. National Engineering Laboratory for
Applied Technology of Forestry & Ecology in South China, Changsha 410004, Hunan, China)
Abstract: Quantitative changes of microorganism population was determined with standard dilution plate count method in Cinnamomum
camphora forest plantation treated with six treatments，including control with root (CR), extra litter addition with root (LAR), litter
removal with root (LRR), extra litter addition without root (LANR), litter removal without root (LRNR), control without root (CNR).
The results show that the soil microbe quantity in the plantation sequenced by magnitude：LRNR (67.47×103 CFU/g) < LRR
(120.36×103 CFU/g)
all increased. LRR decreased the soil microbe quantity. Root exudates can signifi cant change the number of microorganism population.
Key words: Cinnamomum camphora plantation；litter；root；soil microbe quantity
微生物是土壤有机质和养分转化、循环的动力 ,微
生物在土壤中的数量、分布与活动情况反映了土
壤肥力的大小，对林木生长发育起着重要的作用。
森林生态系统中，植物光合产物中大部分以凋落
物形式积于植被下方，凋落物层在土壤生态系统
中独特的作用，对生态系统的环境、土壤和植被
115第 32卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
都有一定的塑造作用 [1]。凋落物的多少、种类直
接影响微生物的种类、数量，去除和添加凋落物
能够影响土壤微生物群落。凋落物的去除或添加，
改变了凋落物层的数量、分解速率和有机物含量
以及向土壤中的淋溶输入。有研究表明，加倍凋
落物可以增加凋落物层的真菌和细菌的总生物量，
去除凋落物可以减少真菌总生物量 [2]。
另外，在植物生长过程中 ,根系从土壤中摄
取水分和养分的同时也向周围环境释放无机盐离
子和碳水化合物、有机酸、生长素等低分子的有
机物及脱落物等残体物质 [3-6]。这些物质不仅为根
际微生物提供了丰富的碳源和能源 ,而且极大地改
变了根际微区的物理和化学环境 ,其中微生物的数
量、活性和生态分布与根外土壤相比 ,发生显著改
变 ,一般情况下植物生长越旺盛 ,根分泌物也就越
多 ,根际中三大类微生物的数量比相应的根外多 ,
根际效应很明显 [7]。但不是所有微生物与根际环
境都呈明显的正效应，有些却正负皆有 [8]。
樟树 Cinnamomum camphora是亚热带最常见
的森林群落，具有代表性。本研究在湖南省植物
园樟树林内，采用 6种不同处理方式进行微生物
数量的统计、比较，旨在揭示凋落物和根系对樟
树林土壤微生物数量的影响，进而为研究人工林
土壤肥力变化提供科学根据，从而为维护森林生
态系统的健康、保持土地资源的可持续利用提供
科学依据，以及对樟树人工林持续经营的研究和
生产实践都有一定的意义。
1 实验地概况
试验地位于湖南省森林植物园 (113°02′～
113°03′E,28°06′～ 28°07′N)。当地属典型的亚热
带湿润季风气候 ,极端最低温度 -11.3℃ ,极端最
高气温 40.6 ℃；全年无霜期 270～ 300 d，年均
日照时数 1 677.1 h；雨量充沛 ,年均降水量 1 422
mm。地层主要是第四纪更新世的冲积性网纹红土
和砂砾，属典型红壤丘陵区，土壤呈酸性。研究
样地海拔 50～ 100 m,坡度为 12°～ 21°，核心
区面积约 4 356 hm2。樟树为 31年生的人工林，群
落基本情况见表 1。林下植被有喜树 Camptotheca
acuminate、青桐 Firmianasimplex、油茶 Camellia
oleifera、 紫 金 牛 Ardisia japonica、 毛 叶 木 姜
子 Litsea mollis、盐肤木 Rhus chinensis、山苍子
Litsea cubeba、满树星 Ilex aculcolata、杜荆 Vitex
agnus-castus、 大 青 Clerodendron cyrtophyllum、
黄 檀 Dalbergia balansae、 枸 骨 Ilex cornuta、 乌
桕 Sapium sebiferum、 野 柿 Diospyros lotus、 华
山 矾 Symplocos chinensis、 白 栎 Quercus fabri、
栀子 Gardenia jasminoides、小叶女贞 Ligustrum
quihoui、 淡 竹 叶 Lophatherum gracile、 芒 萁
Dicranopteris ampla、鸡矢藤 Paederia scandens、
鳞毛蕨 Dryopteris chinensis、狗脊蕨 Woodwardia
prolifera、铁线蕨 Adiantum capillus-veneris、井栏
边草 Pteris multifi da、山麦冬 Radix liriopes、苔草
Carex tristachya、蛇葡萄 Ampelopsis sinica等。
表 1 樟树群落的基本情况
Table 1 Basic situation of C. camphora communities
森林类型 年龄 /a 胸径 /cm 枝下高 /m 树高 /m 郁闭度
樟树 31 23.2 4.1 19 0.8
2 研究方法
2.1 试验设计
2010年 7月初，在森林植物园内选取樟树林
群落，分别设置对照（CR）、添加凋落物（LAR）、
去除凋落物（LRR）、去根添加凋落物（LANR）、
去根去除掉落物（LRNR）、去根（CNR）6种处理，
每种处理设置 3个小区，共 18个小区，每个小区
大小为 3 m×4 m，小区间距 1～ 5 m。去除凋落
物处理是取 12 m2的样方，清除样方内的凋落物，
并在上方设置 3 m×4 m的网用来收集凋落物，为
了防止凋落物进入该处理的范围内，网距离地面
的高度设为 0.5 m。添加凋落物的处理是收集去除
凋落物处理的网中的枯落物均匀撒在 12 m2的范围
内，以后每月将周围凋落物收集网收集的凋落物
等面积均匀撒在添加处理的范围内。无根处理是
在 12 m2的样方挖取 0.5 m深的土壤，然后铺上一
层塑料膜，将挖出的土壤中的植物根拣出后再次
填入土坑，掩埋塑料膜。有根处理即为对照，不
做处理。
2.2 取样方法
2011年 7月在各小区内分别采集 0～ 15 cm
土壤，装入封口袋，迅速带回实验室，贮存于 4℃
的冰箱中。
张明明，等：不同处理对樟树林土壤微生物数量的影响116 第 3期
2.3 微生物数量测定方法
微生物数量采用稀释涂布平板法计数，细菌
培养采用牛肉膏蛋白胨培养基；放线菌培养采用
高氏 1号培养基；真菌培养采用马丁氏孟加拉红
培养基 [9-11]。
2.3.1 细菌数的测定
称取 10 g土样，放入装有 90 mL无菌水的灭
菌三角瓶中，放到震荡器上震荡 30 min后静止 2
～ 3 min，然后用无菌吸管吸取 1 mL，按每级稀
释 10倍的顺序制备一系列土壤稀释液。以稀释梯
度为 10-4、10-5、10-6土壤稀释液接种培养基，每
一处理 3个重复，接种后的平板倒置于 25～ 28℃
培养箱中培养 1～ 2 d。然后用平板计数法计数。
2.3.2 真菌数的测定
称取 10 g土样，放入装有 90 mL无菌水的灭
菌三角瓶中，放到震荡器上震荡 30 min后静止 2
～ 3 min，然后用无菌吸管吸取 1 mL，按每级稀
释 10倍的顺序制备一系列土壤稀释液。以稀释梯
度为 10-2、10-3、10-4土壤稀释液接种培养基，每
一处理 3个重复，接种后的平板倒置于 28～ 30℃
培养箱中培养 2～ 3 d。然后用平板计数法计数。
2.3.3 放线菌的测定
称取 10 g土样，放入装有 90 mL无菌水的
灭菌三角瓶中，放到震荡器上震荡巧静止 2～ 3
min，然后用无菌吸管吸取 1 mL，按每级稀释 10
倍的顺序制备一系列土壤稀释液。以稀释梯度为
10-2、10-3、10-4土壤稀释液接种培养基，每一处理
3个重复，接种后的平板倒置于 25～ 28℃培养箱
中培养 4～ 5 d。然后用平板计数法计数。
2.4 数据处理及分析方法
原始数据的整理用 Excel2003 软件完成，方差
分析、相关性分析用 SPSS软件完成。
3 结果与分析
3.1 未作处理土壤微生物的数量
从图 1可看出，不作任何处理时，土壤中不
同类型微生物的数量为：细菌（135.33×103 CFU/g）
>放线菌（20.64×103 CFU/g）>真菌（19.29×103
CFU/g）。这与鼎湖山南亚热带季雨林土壤中以细
3.2 不同处理方式下微生物的数量
3.2.1 不同处理方式下细菌的数量
土壤细菌占土壤微生物总数的 70%～ 90%，
个体小，繁殖快，代谢强，主要作用是分解有机质、
合成腐殖质和氧化无机质。
从图 2可看出，细菌在数量呈现为：去根
去 除 凋 落 物 (46.44×103 CFU/g)< 去 除 凋 落 物
(99.56×103 CFU/g)<对照 (135.33×103 CFU/g)<去根
(136.67×103 CFU/g)<去根添加凋落物 (153.78×103
CFU/g)<添加凋落物 (161.56×103 CFU/g)。有机质
的多少直接影响细菌的数量，由于凋落物的处理改
变了土壤中有机质的来源，所以添加凋落物后细菌
数量增多，去除凋落物后细菌明显减少；同时，去
根处理后细菌数量明显减少，这主要是因为去除根
系极大地改变了根际微区的物理和化学环境，根系
的去除使细菌无法得到生长所需的营养物质，从而
使细菌数量显著减少。和对照比较，去根后细菌菌
落数明显减少，说明细菌数量的增减并不是由单一
图 2 不同处理方式下的细菌数量
Fig. 2 Bacteria number under different treatments
菌为多的研究结果相符 [12]。本样地中真菌数量小
于放线菌，但差异不大。可能是由于土壤为酸性，
而真菌喜适酸性环境，不易受环境干扰。同时，
放线菌对环境有较高要求，由于竞争使放线菌所
需营养不足，致使生长繁殖受到真菌抑制而减少，
故使真菌比例显著增大 [13]。
图 1 未作处理时土壤中微生物的数量
Fig.1 Quantitative in microorganism population under CR
117第 32卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
3.2.3 不同处理方式下的放线菌数量
放线菌极易受土壤中其他微生物的影响，对环
境适应性强 ,在偏碱性的土壤中生长较好。数量受
土壤有机质含量的影响。在有机质和腐殖质丰富的
土壤中 ,放线菌的数量一般大于有机质贫乏的土壤。
土壤中细菌和真菌增殖后 ,放线菌才能明显增殖 ,
在有机物被分解利用的后期 ,残留物主要为难分解
的木质素和腐殖质时 ,放线菌能缓慢而稳定的发展。
放线菌不仅在物质转化方面起着很大的作用 ,而且
放线菌是土壤中的重要的抗生素产生菌 [15]。
从图 4可看出，放线菌在数量上呈去根去除
图 4 不同处理方式下的放线菌数量
Fig.4 Actinomycetes number under different treatments
原因所决定的，细菌微生物数量可能同时受到凋落
物、根系效应等多种因素的影响。
3.2.2 不同处理方式下的真菌数量
土壤真菌数量少，但生物量大，在森林土壤
中真菌是分解土壤有机质的主要微生物类群，在
土壤物质转化过程中占有重要地位。土壤真菌的
多少与土壤有机质含量密切相关 [14]。
从图3可看出，不同处理方式下，真菌的数量为：
去除凋落物 (10.49×103 CFU/g)<去根去除凋落物
(12.24×103 CFU/g)<去根 (16.20×103 CFU/g)<去根
添加凋落物 (16.44×103 CFU/g)<对照 (19.29×103
CFU/g)<添加凋落物 (22.00×103 CFU/g)，添加凋
落物增加真菌数量，减少凋落物时真菌数量减少，
真菌数量直接受凋落物多少影响，这与不同处理
下细菌的数量趋势一致；添加凋落物大于去根添
加凋落物，这说明在对凋落物不做处理和对凋落
物做加倍处理的同时去根可明显减少真菌数量，
真菌数量明显受根系有无的影响。然而，去除凋
落物小于去根去除凋落物，在去除调落物后根系
对真菌数量呈负效应。
凋落物 (8.78×103 CFU/g)<去除凋落物 (10.31×103
CFU/g)<去根 (10.80×103 CFU/g)<去根添加凋落
物 (12.69×103 CFU/g)< 对照 (20.64×103 CFU/g)<
添加凋落物 (22.04×103 CFU/g)，添加凋落物增加
放线菌数量，减少凋落物时放线菌数量减少，放
线菌数量受凋落物多少的影响而增减；添加凋落
物后，放线菌数量明显大于去根添加凋落物和去
根去除凋落物 2种处理方式，说明在减少凋落物、
对凋落物不做处理和对凋落物做加倍处理时去根
可明显减少放线菌数量，去根后放线菌数量减少，
根系对放线菌数量为明显的正效应。
图 3 不同处理方式下的真菌数量
Fig.3 Fungi number under different treatments
3.2.4 不同处理方式下微生物总数量
从图 5可看出，不同处理对土壤中微生物总数
量的影响，在数量上呈去根去除凋落物 (67.47×103
CFU/g)< 去除凋落物 (120.36×103 CFU/g)< 去根
(163.67×103 CFU/g)< 对照 (175.27×103 CFU/g) <
去根添加凋落物 (182.91×103 CFU/g) <添加凋落
物 (205.60×103 CFU/g)，差异显著（P<0.05）。这
说明在樟树林中，凋落物增多能提高微生物总数
量，凋落物减少能减少微生物总数量，有机质含
量的增减直接影响微生物数量的多少，凋落叶有
利于土壤异养微生物的生长、繁殖，使其数量明
显增多 [12]。由于根系可从土壤中摄取水分和养分
的同时也向周围环境释放无机盐离子和碳水化合
物、有机酸、生长素等低分子的有机物及脱落物
等残体物质，为土壤微生物的生长提高营养物质，
从而在去除根系后，微生物数量会明显减少。
4 结 论
在樟树林中对照土壤中微生物在数量上是细
菌（135.33×103 CFU/g）> 放 线 菌（20.64×103
张明明，等：不同处理对樟树林土壤微生物数量的影响118 第 3期
CFU/g）>真菌（19.29×103 CFU/g），通过对比
不同处理下微生物数量，添加凋落物能够增加细
菌、真菌、放线菌及其总微生物数量，而去除凋
落物能够减少各菌及总微生物数量；不同微生物
种群对去除根系有不同的反应，但总体趋势还是
表现为去除根系减少其数量。这表明增加有机质
可增加樟树林中微生物数量，根系对总的微生物
数量有明显的正效应。根系和凋落物对土壤微生
物数量的同时作用比凋落物、根系的单独作用影
响更显著。
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[本文编校：谢荣秀 ]
图 5 不同处理下微生物总数量与对照的比较
Fig.5 Microorganism population under different
treatments