全 文 ：中国生态农业学报 2011年 7月 第 19卷 第 4期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jul. 2011, 19(4): 878−882


* 国家自然科学基金项目(30901131)、教育部博士学科点专项基金项目(20093515110006)和福建省科技重大专项(2006NZ0001A)资助
** 通讯作者: 吴承祯(1970~), 男, 博士, 教授, 主要从事森林生态学方面的研究。E-mail: fjwcz@126.com
李键(1982~), 男, 硕士, 讲师, 主要从事微生物生态学和化学生态学领域研究工作。E-mail: hmilycau@163.com
收稿日期: 2010-11-02 接受日期: 2011-03-03
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00878
雷公藤根际微生物特征研究*
李 键 1,3 唐佳栋 1,3 吴承祯 1,3** 洪 伟 1,3 封 磊 2,3 宋 萍 1,3
(1. 福建农林大学林学院 福州 350002; 2. 福建农林大学资源与环境学院 福州 350002;
3. 福建省高校森林生态系统过程与经营重点实验室 福州 350002)
摘 要 根际微生物的代谢作用, 直接促进或抑制根的营养吸收和生长, 也影响根际土壤中的物质转化, 雷
公藤根系发达且多与其他树种混交栽培, 其根际微生物活性对雷公藤的生长和土壤肥力均有不可忽视的影
响。以福建省泰宁县 3种不同栽培模式雷公藤林(野生雷公藤林、杉木雷公藤混交林、厚朴雷公藤混交林)为研
究对象, 通过稀释平板法测定 3 种不同雷公藤林分根际土壤和非根际土壤中细菌、真菌、放线菌的数量。结
果表明: 根际土的微生物数量大于非根际土的微生物数量; 3 种林分, 无论是在根际土壤中, 还是在非根际土
壤中, 均表现为细菌数量＞放线菌数量＞真菌数量; 根际微生物(R)比非根际微生物(S)更活跃, 3种林分的 3大
类微生物的 R/S数量比值均大于 1; 3种林分的微生物活性表现为厚朴雷公藤混交林＞杉木雷公藤混交林＞野
生雷公藤林, 表明混交方式可促进雷公藤根际微生物活性。
关键词 雷公藤 天然林 人工混交林 根际微生物 细菌 放线菌 真菌
中图分类号: Q938.1+5 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)04-0878-05
Research on Tripterygium wilfordii Hook. f. rhizosphere microbial
characteristics
LI Jian1,3, TANG Jia-Dong1,3, WU Cheng-Zhen1,3, HONG Wei1,3, FENG Lei2,3, SONG Ping1,3
(1. College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 2. College of Resources and
Environment, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 3. Key Laboratory for Forest Ecosystem
Process and Management of Fujian Province, Fuzhou 350002, China)
Abstract Rhizosphere is the zone of soil surrounding a plant root, which provide a conducive special environment for a wide range
of microorganisms. Root secretions at different plant growth stages provide nutrition and energy for microorganisms, thereby notably
influencing their number, composition and activity. Metabolism of microorganisms in the rhizosphere promotes or limits plant nutri-
ent absorption and growth, and also influences the transformation of substances in rhizosphere soil. Tripterygium wilfordii Hook. f.
has well-developed root systems, and is frequently planted along with other trees. This makes the study of rhizosphere microorgan-
ism activity very important for soil fertility and growth of T. wilfordii. This paper used three different T. wilfordii forest stands [mixed
Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook (Chinese fir) and T. wilfordii forest, mixed Magnolia officinalis Rehd. et Wils. and T. wil-
fordii forest, and natural T. wilfordii forest) in Taining County, Fujian Province as experimental materials and the dilution-plate tech-
nique to determine the number of bacteria, fungi and actinomyces in rhizosphere and non-rhizosphere soils. The results showed that:
the number of rhizosphere microorganisms was much larger than non-rhizosphere microorganisms. In the three forest stands, the
number of microorganisms in either rhizosphere or non-rhizosphere soil was in the order of: bacteria > actinomyces > fungi. Rhizos-
phere microorganisms were more active than non-rhizosphere microorganisms. In three forest stands, rhizosphere to non-rhizosphere
ratio of microorganisms number was higher than 1. The activity of microorganisms in the three forest stands was in the order of:
mixed M. officinalis and T. wilfordii forest > mixed Chinese fir and T. wilfordii forest > natural T. wilfordii forest. This suggested that
mixed forest modes enhanced the activity of microorganisms.
第 4期 李 键等: 雷公藤根际微生物特征研究 879


Key words Tripterygium wilfordii Hook. f., Natural forest, Artificially mixed forest, Rhizosphere microorganism, Bacteria,
Actinomyces, Fungi
(Received Nov. 2, 2010; accepted Mar. 3, 2011)
根际是微生物发育的一个特殊环境, 不同植物
甚至不同生育期的同一植物, 其根部分泌物都影响
着根部周围微生物的发育。植物根系分泌物为微生
物提供了重要的营养和能量来源, 影响着根际微生
物的数量、组成和活性。同样, 根际微生物的代谢
作用, 直接促进或抑制根的营养吸收和生长, 也影
响根际土壤中的物质转化[1−4]。土壤环境和微生物之
间相互影响并建立了多方面的双边关系, 所有这些
关系, 无疑对植物的生长和土壤肥力都有不可忽视
的重要性。
雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook. f.)是卫茅科
雷公藤属攀缘藤本植物, 又称水莽草、黄药、黄藤、
黄藤木、黄腊藤、菜虫药和断肠草[5−7]。雷公藤是以
根部为主要药用部位的传统中药材, 具有很高的药
用价值, 同时其本身也带有很强的毒性。目前, 雷公
藤根系方面的研究较少, 尤其是对雷公藤根际微生
物的研究鲜见报道。大多数根际微生物对植物无害,
或对植物生长有促进作用, 同时根际微生物也容易
受到根系分泌物的影响。雷公藤在福建林区主要与
厚朴 (Magnolia officinalis Rehd. et Wils.)、杉木
[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook]混交, 不同
混交模式下厚朴和杉木的根系分泌物对雷公藤的根
际微生物和雷公藤产量的影响, 在雷公藤的营林生
产中都是值得深入研究的重要内容。
1 研究地概况与研究方法
1.1 研究地概况
本研究的调查点位于福建省泰宁县芦下村、长
兴村、江坑村 3 个点, 所选择的 3 种林分类型分别
为野生雷公藤林、杉木雷公藤混交林、厚朴雷公藤
混交林(表 1)。
1.2 研究方法
1.2.1 样品处理
分别采集 3 种雷公藤林分的根际与非根际土
壤。将野外采集的带根土块用小刀把根外大部分土
块削去, 作为非根际土。如果土块太干, 可先把土块
放在盛有适量无菌水的浅盘内, 浸泡数分钟, 使其
软化后再除去。将根系自土块中取出, 轻轻抖动除
去附着在根上的土粒。
称取 10 g根系, 置于盛有 100 mL无菌水的三角
瓶中, 振荡 15 min, 以洗下的土制成根际土悬液。用
无菌镊子取出根系, 用无菌滤纸吸干, 称根重。根系
样品洗涤前后的重量差为根际土的重量。称取 10 g
非根际土, 置于盛有 100 mL无菌水的三角瓶中, 振
荡 15 min制成非根际土悬液。
1.2.2 试验方法
试验采用稀释平板法[8]分别测定不同雷公藤林分
根际土悬液和非根际土悬液的细菌、真菌和放线菌数
量。真菌采用 PSA 培养基, 细菌采用 NA 培养基, 放
线菌用改良高氏 1号培养基。细菌置于 37 ℃恒温箱中
培养 3~4 d, 计数; 真菌置于 28 ℃恒温箱中培养 3~4 d,
计数; 放线菌置于 28 ℃恒温箱中培养 6~7 d, 计数。
2 结果与分析
细菌、放线菌和真菌是土壤微生物主要组成类群,
是生态系统的分解者, 它们共同参与生态系统中物质
循环与能量流动, 在维持生态系统的结构与功能方面
起着十分重要的作用[9]。3种林分的根际土壤和非根际
土壤中, 土壤微生物类群数量均表现为细菌>放线菌>
真菌(表 2), 细菌是土壤微生物的主要类群, 因为细菌
在土壤中繁殖力、竞争力以及土壤养分有效能力比其
他类群强, 而放线菌和真菌在生态系统和能量循环中
起次要作用。
表 1 调查的不同类型雷公藤林地的样地状况
Table 1 Status of sample plots of investigated different T. wilfordii forests
林分类型
Stand type
坡度
Slope
海拔
Altitude
(m)
经纬度
Longitude
and
latitude
林龄
Stand age
(a)
林分密度
Stand density
(plant·hm−2)
平均基径
Branch
diameter
(cm)
平均枝数
Branch
number
苗木繁殖方式
Seedling
reproductive
mode
土壤状况
Soil condition
野生雷公藤林
Natural forest of T. wilfordii
22°24 309 N26°56403,E117°12409 5 972 1.35 14.3
实生苗
Seedlings
红壤, 黏度较大
Red soil, high viscosity

杉木雷公藤混交林
Mixed forest of Chinese fir
and T. wilfordii
25°53 330 N26°57491,E117°10659 3 2 437 0.95 12.7
扦插苗
Cutting seedlings
红壤, 黏度较大
Red soil, high viscosity

厚朴雷公藤混交林
Mixed forest of M. officinalis
and T. wilfordii
27°19 344 N26°50635,E117°04636 5 2 495 1.28 17.5
扦插苗
Cutting seedlings
类泥沙土, 土壤疏松
Sandy soil,
unconsolidated
880 中国生态农业学报 2011 第 19卷


表 2 雷公藤林分根际微生物与非根际微生物数量
Table 2 Microorganism numbers of rhizosphere and non-rhizosphere soils in different T. wilfordii forest stands
林分类型
Stand type
土壤类型
Soil type
细菌
Bacteria [108·g−1(soil)]
真菌
Fungi [104·g−1(soil)]
放线菌
Actinomyces [105·g−1(soil)]
根际土 Rhizosphere soil (R) 1.04 7.85 1.57
非根际土 Non-rhizosphere soil (S) 0.05 2.09 0.63
野生雷公藤林
Natural forest of T. wilfordii
R/S 20.00 3.76 2.49
根际土 Rhizosphere soil (R) 1.61 64.70 11.60
非根际土 Non-rhizosphere soil (S) 0.06 7.20 3.00
杉木雷公藤林
Mixed forest of Chinese fir
and T. wilfordii
R/S 25.16 8.99 3.87
根际土 Rhizosphere soil (R) 3.63 53.10 7.90
非根际土 Non-rhizosphere soil (S) 0.28 7.00 1.67
厚朴雷公藤林
Mixed forest of M. officinalis
and T. wilfordii
R/S 12.92 7.59 4.73

2.1 根际微生物与非根际微生物的比较
根际微生物生物多样性及其数量不仅受植物种
类、年龄等因子和根际内其他生物体影响, 而且也
受地上部生物多样性的影响[10]。根际微生物数量和
种类越多, 土壤微生物活性越强, 越能促进植物的
生长。非根际微生物的数量和种类与凋落物的分解
之间有着极为密切的联系, 并影响着非根际土壤中
的营养物质和元素的循环利用、植物生长周期、土
壤的水土保持等诸多方面。
研究结果表明, 3种林分的根际土微生物均比非
根际土微生物多(表 2), 这与目前多数报道一致。焦
海华[11]对柏树根际微生物种群的研究表明, 树木根
际的微生物数量随着其与根表距离的增加而逐渐减
少。周国英等[12]研究发现, 油茶林根际土壤中微生
物的数量较非根际土壤中微生物多。
2.2 不同林分之间微生物的比较
表 2结果表明, 3种林分中, 厚朴雷公藤林的微
生物数量最多, 其次是杉木雷公藤林的微生物数量,
野生雷公藤林的微生物数量最少。可以看出, 混交
林的土壤环境更有利于微生物生长, 说明混交方式
促进了根际土与非根际土微生物的活性, 这与吉艳
芝等[13]的研究报道一致。这可能是因为人工林采取
了施肥、松土等人工措施, 使人工林的土壤比野生
林更肥沃, 更有利于雷公藤生长。而且与杉木混交
的雷公藤林的微生物环境更为优良, 更有利于雷公
藤林的生长。杉木雷公藤的混交受到广大学者关注,
普遍认为杉木雷公藤混交林分种间较协调, 能够相
互促进, 有利于提高林分生产力[14]。
根际土的细菌数量大于非根际土的细菌数量 ,
其中厚朴雷公藤林根际土的细菌数量最多, 其次是
杉木雷公藤林根际土的细菌数量, 野生雷公藤林根
际土的细菌数量最少。3 种林分的非根际土细菌数
量与根际土细菌数量呈相同规律。根际土的真菌数量
大于非根际土的真菌数量, 其中杉木雷公藤林根际土
的真菌数量最多, 其次是厚朴雷公藤林根际土, 野生
雷公藤林根际土的真菌数量最少。3 种林分的非根际
土真菌数量与根际土的真菌数量呈相同规律。根际土
的放线菌数量大于非根际土, 其中杉木雷公藤林根际
土的放线菌数量最多, 其次是厚朴雷公藤林, 野生雷
公藤林的根际土放线菌数量最少。3 种林分的非根际
土放线菌数量与根际土的放线菌数量呈相同规律。
2.3 雷公藤林分的根际效应
通过方差分析可知 3 种林分中根际土的细菌、
真菌、放线菌的数量与非根际土的细菌、真菌、放
线菌的数量相比, 差异极显著(表 3)。从根际效应上
来看, 3种林分的 3大类微生物的 R/S值都大于 1, 表
明根际微生物比非根际微生物更活跃。大量研究报
道, 植物的细菌 R/S 一般都在 5~20 之间, 放线菌的
R/S较小, 真菌的根际效应不如细菌明显。本试验中,
细菌的 R/S 值在 3 类微生物中最高, 其中杉木雷公
藤混交林的细菌 R/S 值最大, 达到 25.16, 厚朴雷公
藤混交林的细菌 R/S 值最小, 为 12.92, 而野生雷公
藤的细菌 R/S值刚好达到 20。真菌的 R/S值低于细
菌的 R/S 值, 但比放线菌的 R/S 值高。从 3 种林分
的根际效应中可以看出, 3种林分的根际都非常适合
细菌生长 , 细菌活性最强 , 其次是放线菌 , 真菌的
活性最差。3种林分的微生物数量关系表现为: 厚朴
雷公藤混交林＞杉木雷公藤混交林＞野生雷公藤
林。这表明人工雷公藤混交林的根际效应强于野生
雷公藤林, 且厚朴与雷公藤混交的根际效应最强。
前人研究发现植物也分泌杀害或抑制微生物生长的
物质, 是造成不同植物根际微生物组成和数量不同
的原因之一[4], 雷公藤、杉木和厚朴根系分泌旺盛,
均存在强烈的自毒作用, 前人研究亦表明混交的模
式可以缓解其自毒作用[15], 因而造成雷公藤根际效
应差别的原因很大可能是源于不同的混交对象。
第 4期 李 键等: 雷公藤根际微生物特征研究 881


表 3 雷公藤林分根际与非根际微生物的方差分析
Table 3 Variance analysis of microorganism amount between rhizosphere and non-rhizosphere
in different forest stands of T. wilfordii
林分类型
Stand type
微生物
Microorganism
变异来源
Source of variation
平方和
Square sum
自由度
Freedom
均方
Mean square
F
处理间 Between treatments 4.794 2 1 4.794 2 181.023**
处理内 Inside treatment 0.158 9 6 0.026 5
细菌 Bacteria
总变异 Total variation 4.953 1 7
处理间 Between treatments 66.067 5 1 66.067 5 27.647**
处理内 Inside treatment 14.338 1 6 2.389 7
真菌 Fungi
总变异 Total variation 80.405 6 7
处理间 Between treatments 1.479 2 1 1.479 2 27.477**
处理内 Inside treatment 0.323 0 6 0.053 8
杉木雷公藤林
Mixed forest of
Chinese fir
and T. wilfordii
放线菌 Actinomyces
总变异 Total variation 1.802 2 7
处理间 Between treatments 22.468 5 1 22.468 5 58.720**
处理内 Inside treatment 2.295 8 6 0.382 6
细菌 Bacteria
总变异 Total variation 24.764 3 7
处理间 Between treatments 42.504 2 1 42.504 2 31.509**
处理内 Inside treatment 8.093 6 6 1.348 9
真菌 Fungi
总变异 Total variation 50.597 8 7
处理间 Between treatments 77.563 5 1 77.563 5 22.533**
处理内 Inside treatment 20.653 3 6 3.442 2
厚朴雷公藤林
Mixed forest of
M. officinalis
and T. wilfordii
放线菌 Actinomyces
总变异 Total variation 98.216 8 7
处理间 Between treatments 1.961 2 1 1.961 2 25.192**
处理内 Inside treatment 0.467 1 6 0.077 8
细菌 Bacteria
总变异 Total variation 2.428 3 7
处理间 Between treatments 66.355 2 1 66.355 2 36.820**
处理内 Inside treatment 10.813 0 6 1.802 2
真菌 Fungi
总变异 Total variation 77.168 2 7
处理间 Between treatments 1.767 2 1 1.767 2 27.011**
处理内 Inside treatment 0.392 6 6 0.065 4
野生雷公藤林
Nature forest of
T. wilfordii
放线菌 Actinomyces
总变异 Total variation 2.159 7 7
*和**分别表示差异达显著(P<0.05)和极显著(P<0.01) * and ** indicate significant difference at P=0.05 and P=0.01, respectively.

3 讨论与结论
前人研究已经证实存在于植物根际的某些细
菌能生产植物生长激素 , 并直接促进植物生长 ,
或通过对病原菌的抑制间接促进植物生长[16−20]。
研究雷公藤及其混交树种的根际微生物特征, 发
掘益生菌, 对于生态营林有重要意义。雷公藤、
杉木和厚朴作为多年生乔木和灌木, 长期定居在
同一地点, 其微生物根际特征更为复杂, 从微生
物数量上看, 3 种林分中, 无论是在根际土壤中,
还是在非根际土壤中, 细菌数量是最多的, 其次
是放线菌, 最后是真菌, 即细菌数量＞放线菌数
量＞真菌数量。从根际效应上来看, 3种林分的 3
大类微生物的R/S值都大于 1, 表明根际微生物比
根外微生物更活跃。无论是何种类型的林分, 其 3
大类微生物的根际效应都表现为细菌＞真菌
＞放线菌。3 种林分的微生物数量关系表现为厚
朴雷公藤混交林＞杉木雷公藤混交林＞野生雷公
藤林。表明人工雷公藤混交林的微生物活性大于
野生雷公藤林的微生物活性, 而且厚朴与雷公藤
混交的微生物活性最强。造成这种差异的原因很
大可能是由于不同混交对象之间的化感效应存在
差异, 不同种类的根部分泌物影响着根部周围微
生物的发育, 因此是何种分泌物影响着雷公藤根
际微生物的发育, 这种影响对雷公藤的生长发育,
以及对雷公藤根皮内的雷公藤甲素含量的影响都
是值得深入探讨的问题。同时, 雷公藤一年两落
叶 , 林下凋落物生物量较大 , 在凋落物分解中 ,
细菌因其较快的生长速度及生物化学多样性使之
成为凋落物分解的先锋, 分解大部分易分解的成
882 中国生态农业学报 2011 第 19卷


分。真菌能分解蛋白质类化合物、木素、纤维素、
半纤维素及其他类似化合物, 参与土壤中有机物
质分解过程。而放线菌是分解植物体中某些难分
解部分的主力军。因此, 在研究雷公藤混交林根
际微生物特征基础上, 根据微生物各生理群的功
能特点, 通过人工接种微生物, 加快雷公藤以及
其混交伙伴的残体和枯落物转化为土壤有机物的
速率 , 缩短养分循环周期 , 增加土壤养分 , 将是
下一步深入研究的重点问题。
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