全 文 ：华中农学院学报 ` ( 2) : d l一` 5 , 1 05弓
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J o 口 r 刀。 1 o f H u a 动 o n 口 八 口r ` e u l t “ r a l C o l l e g e
在紫首楷和大豆根际土壤中原生动物 、
根际细菌和根瘤菌之间的相互关系
胡正嘉
( 土壤微生物教研里
原生动物对细菌的捕食作用是存在于自然界微生物之间的玉要关 系之 一 。 某些 试 验 证
明 I ’ l , 在自然生态系中 , 原生动物对细菌贪婪的捕食作用 , !妇显地彩响到细菌 的 数量 , 是
限制细菌数量的关键因子 ; 但是 , 原生动物不可能消灭细菌 , `己们之介IJ水远保持着动态的平
衡 ` 2 1 , 因为当原生动物 对细菌的捕食达到一定极限时 , 被捕 食的细菌和增殖的 细菌 从术相
` 等 , 细 菌 的 数 量 贝IJ不再减少 . 例 女[1, O S t r o l e n k . M 等 报 导 I 吕 l , 将 E . 。 0 11加入自然 土心 寸 ’ 奋囚 因 目 ” 琳 里 人 ” ` ” 仃 ,洲 / ’ , , 外卜` ’ v J ` 人 U 工“ ` “ ’ ` , 几寸 ’ 认 叮 ’ ” , “ ’ ` “ ` ’ J ,` / 、 ’ 」 “ ’ ` 山壤中 , 使每克土壤含 1 0 7个细胞 , 头 儿天内 , 细菌数量下降很快 , 但降至 10 ” 时即不再下降 ,
直至 85 天后仍保持着这一水平 。 然而在污水中所作的某些试验却表明【’ l , 在一定条件下 , 原
生动物可以消灭作为食料的某一细菌 . 例如细菌 A 是原生动物容爱的食饵 , 在一 般 的 情 况
下 , 原生动物对它们的捕食 , 到一定程度即保持平衡 , 但此时若有另一原生功物 弃食的细菌
B存在 , 并且它们的浓度在原生动物积极捕食细菌的极限位以 _ L , 而细菌 A 的 , L长速度又低
于原生动物捕食细菌的速度 , 这时细菌 A就可能被原生动物消灭 . 这一规律是否 也存在于自
然土壤中 , 特别是在豆科作物的根际土壤中? 因为在栽培豆科作物时 , 常应川根肩 闲 接 种
剂 , 另一方面 , 根际细菌的数量远远超过非根 际 . ` 2 】 , 保持着高水平 ; 这时的根际细菌是否可
起到上述 B菌的作用 , 而位于植物根际的根瘤菌 是否会得到 A菌的遭遇 ? 正是本试验要探讨
的 目的 。 试验中采用了紫首着和大豆两种豆科植物作盆栽 , 然 后测定它们根际的原生动物 、
根际细菌和根瘤菌的数量变化 。
材 料 和 方 法
.
一 、 徽生物学程序
试验用根瘤菌为R h i之 o b i肠爪 m e l i l o t ` 一0 2和 R h i之 o b故 m j a p o o i e “ n : 6 5 3 。 ’己们均了i巨抗
10 0 0微克 /毫升的链霉 素和和 5。微克 /毫升的红霉素 。 用于根瘤菌测数的培养丛 是排 它 升 含
10 0 0微克链霉素 、 50 微克红霉素 、 2 50 微克放线酮和 50 微克制霉 素的 酵 七川 一 甘 冰 醉 一洋 菜
( Y E M A ) 培养基 . ` ’ . 。 后二种抗菌素对细菌 没有抑制作用 , 加在培养从 ` 1,用 f 防 止 真菌
本 丈 系作者于 友。 5 3年一 5 4年在美国康奈尔 ( C o r n e l l ) 大学农学系土味徽生物实验咬: . 在入1. A l e x a u d e r教授指 导 T 乒,「
作的科研派趁 .
华 中 农 学 院 学 报
.
的污染 .
根瘤菌的培养 : 制备 Y E M A培养液 , 盛入 25 0毫升三角瓶中 , 每瓶装量 1 0 毫升 , 灭菌 ,
冷却后 , 分别接入上述二种根瘤菌 , 置摇床上震荡培养 , 保温 28 ℃ . 三天后 , 将培养好的菌
液在 4 ℃下离心 , 收集细胞 , 并用每升 含 0 . 7克 K : H PO ` 和。 . 3克 K H Z P O ` 的 灭菌 溶 液 洗
涤 , 然后用于接种 . 测数的方法是用刮铲稀释平板法在 Y E M A平板上进行 , 每平板接种 。 . 1毫
升被测稀释液 , 保温 28 ℃ , 5 天后测数菌落 . 土壤细菌总数的测定亦用刮铲稀释平板法在酪
蛋白洋菜培养基 【7 J上进行 , 保温 28 ℃ , 2 天后测数 . 土壤原生动物的测数 是按 S i n g h的 方
法 [ 。 1。
二 、 植愉裁培
紫首蓓的栽培 : 将 R . M el il ot `接入未灭菌的 W il l ia ; n s o n 土壤 ( 为当地 名 称 , 采 自
康奈尔大学试验农场 , 细砂壤土 、 p H 6 . 1 、 有机质含量 3 . 4肠 ) , 每克干土接种 R . M e il l ot i
的数里为 1 0 6 , 盛入高 1 0 . 5公分 , 直径 4 . 5公分的瓶中 , 土壤水分含量为 28 呱 , 每瓶播入 12 粒
..L工
I
任,发芽的紫首蓓种子 , 置光照室 中培养 , 光照
强度为每平方米 2 5 0一 4 0 0 E i n s t e i n s /秒 , 每
日照明 14 小时 , 温度控制在 25 一 28 ℃ .
大豆的栽培 : 所用土壤为未灭菌 的 E il
土壤 ( 为当地名称 , 采自美国康奈尔大学试
验农场 , 细砂壤土 、 p H 7 . 4 、 N O : 6 p p n , 、
P痕迹 ) 。 试验前 , 按每公顷 施用 7 50 公 斤
的量加入过磷酸钙 , 拌和均匀 , 并将土壤湿
润。 一星期后 , 接 入 R . j a p o n i e钵爪 , 随 即
将土壤分装入 8 . 5公分高 , 直径 8 . 0公分的 钵
中 . 选择大小一致的种子 , 用 R . j a p o n i。 u m
培养液拌种 , 而后播种 。 出苗后 , 征钵保留
两株幼苗 . 盆钵置温室中 , 光照强度为每平
方米 4 3 0 E i n s t e i n S /秒 , 每 日照明 14小时 .
白天温度为 28 ℃ , 夜晚为 2 ℃ .
为了测 数根际的微生物 , 每隔 4 天取用
三个瓶子 ( 或钵子 ) , 将整个植株连同土壤
一起倒出 , 将粘附在根上的土壤抖下 , 即为
.
. 一 :;1 城细菌
△一大豆很痛菌
O e 用生动物
1 2 16
天数
(T十)汉崛泛盆公-`娜州样,`一11111
图 l 对照土城中原生动物 、 菌拍根
. 菌和土坡细 , 的数 t 变化
根际土壤 . 取 10 克根际土样装入 90 毫升灭菌的 K : H P O` 和 K H Z P O ` 缓衡溶液 中 , 用 无菌
橡皮塞塞住瓶口 , 猛烈振荡 5 分钟 , 然后静置片刻 , 待粗粒沉淀后 , 此土壤溶液即可 用 于 测
数 . 每次试验测定三个土样 , 每个土壤稀释液作三次重复 。 大豆 , 除测数根际微生物外 , 还
测数根表微生物 , 即将抖掉了土壤的根 , 剪成小段 , 称重 , 置相同的缓衡溶液中 , 稀释 , 测
数 .
接种了根瘤苗 , 但未种植物的上述两种土壤均用作对照 。
O启 5年第 2 期
结 果
在未种紫自着的对照土壤中 , 16 天内菌数连续下降 ,随 ) {亏却保在一个数 } , t级内 。 这一 结果
与别人所得结果从本丰11符 1 3 1。 (图 l ) 。
. 一土谁细菌
△一曹糟根启菌
O 一原生动物
6
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二` 土壤细菌
△一首怡根溜菌
O 一原生动物
12
天教
一数一。.天一竹`:二J份0
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N口
. 一土城细菌
△- 首抽根自蔺
O一原生动物
(洲十è权\润暇禽g喇级截姗探
ll’.I[卜衬十)双\润级盆g翻拱娜州点
△一大豆很月自季 出芬 O一原生动物古卜软田
4 压2 2o
天数
2七 3日
图 4 大豆根际土坡中原生动物 、 大豆
根油菌和土城细菌 的数 t 变化
图 5
12 2 0 28 3 6
天数
大豆根丧原生动物 、 大豆根
启菌和土城细菌的数 t 变化
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在紫首落的根际土壤中 , 细菌 总 数 和 R . M e il l ot i 的变化却与 上述情况不 同 , 细菌总
数明显增加 , 并且保持着 较高 浓 度 ; R . M e il l ot i 的数量 , 在播种 后的 12 天内 , 下降 l 个
数量级 , 以后又逐渐上升 . 原生动物的数量 , 在头 4 天内急剧上升 , 至第 12 天达 1 0 ` /克 ( 干
土 ) , 以后 逐 渐 下降。 ( 图 2 ) .
在未种大豆的对照土壤中 , R h i z o b iu m ja p o in c u m 的数量下降一个数量级 , 土壤细菌和
原生动物的数量分别保持在 1 0 “和 1。 ` /克 ( 干土 ) . (图 3 ) .
在大豆根际 ,每克土壤中R . 」a p o in c u m 的数量 自播种起直到测数终止 , 一直保持 在 1护
以上 . 土壤细菌的总数则维持在 1。“ 以上 。原生动物的 数量略高于未种大豆的上 壤 , 在 1。 ` 以
上 , 但有两次 , 数量增加至 10 气 ( 图 4 ) .
在大豆根表 , 各种微生物的数量均较根际高出一个数量级 . ( 图 5 ) .
讨 论
比较未种植物的土壤和根际土壤微生物数量的变化 , 可 以清晰地看出 , 在前一情况下 ,
接入土壤的根瘤菌数量明显地受到原生动物的影响 , 而在后一情况下捕食作用的效果却不明
显 。 这种现象很可能是符合土壤中微生物活动的实际情况的 . 大量试验证明 , 根际是微生物
生活特别旺盛的环境 , 由于明显的 “ 根际效应 ” , 微生物的增殖加速 , 一般来说 , 根际土壤
中微生物的数量比根外土壤要多几十倍 ; 但对于不同的微生物而 言 , 在根际的增殖速度是不
一样的 , 它们的根土比 ( R / S ) 也就有较大的差别 . J o h n F . D a r b y s h i r e 曾 经 报 导 ,
在春小麦根际土坡中各种微生物的数量与非根际土壤中相应微生物 数量之比 ( R / S ) 是 ,
细菌 23 : l , 放线菌 7 : l , 真菌 12 , l , 原生动物 2 : l , 藻类 0 . 2 : l 。 根瘤菌在相应豆
科植物的根际亦毫无例外地保持着较高的增殖速度 , 如 R hl’ oz ih “ m t :r’ f o l’ `在红三 叶 草 根
际的增殖 , 2 2天内 , 从每克根际土壤 2 0 .个增至 1 0 ’ 个 l ` l ; R h i z o b i u m a s t r a g a l i在紫云 英
根表的增殖 , 37 天内 , 从每克干根 10 。个增至 1 0 . . … 由此可 见 , 在植物根际 , 细菌 数 量的
增加远远大于原生动物 , “ 根际效应 ” 所带来的影响足可 以掩盖原生动物捕食细菌的作用 .
因此 , 根据本试验的结果可 以得出一个结论 : 在根际上壤中 , 原 生动物对细菌的捕食作用 ,
不会对根瘤菌剂的应用带来多大影响 .
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