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): 890−896


* 国家自然科学基金项目(40871131)和现代农业产业技术体系北京市创新团队基金项目资助
** 通讯作者: 曹坳程(1963~), 男, 博士, 研究员, 主要从事土壤消毒使用技术和外来入侵植物控制方面的研究。E-mail: caoac@vip.sina.com
王方艳(1984~), 女, 硕士研究生, 主要从事土壤消毒技术方面的研究。E-mail: fangyan532@163.com
收稿日期: 2010-12-07 接受日期: 2011-02-28
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00890
二甲基二硫熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响*
王方艳 王秋霞 颜冬冬 毛连纲 郭美霞 燕平梅 曹坳程**
(中国农业科学院植物保护研究所 北京 100193)
摘 要 随着保护地高附加值经济作物的连年栽培, 土传病害问题愈发突出, 熏蒸剂也因此得以更广泛的应
用。但鉴于熏蒸剂的广谱性, 在杀死有害生物的同时, 不可避免地对非靶标生物产生一定的影响。为明确溴甲
烷替代药剂二甲基二硫(dimethyl disulfide, 简称 DMDS)熏蒸对土壤微生物群落的影响, 本研究在室内条件下
采用 BIOLOG 方法, 测定不同浓度 DMDS 熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响。研究结果表明: 不同浓
度 DMDS(170.00 mg·kg−1、85.20 mg·kg−1、42.50 mg·kg−1、21.30 mg·kg−1 和 10.62 mg·kg−1)熏蒸处理对镰孢菌属
(Fusarium spp.)和疫霉菌属(Phytophthora spp.)的 LC50(抑制中浓度)分别为 42.08 mg·kg−1 和 115.15 mg·kg−1。
DMDS 熏蒸后恢复培养 0 d 取样, 温育 120 h 时, 170.00 mg·kg−1、42.50 mg·kg−1 和 10.62 mg·kg−1 的 DMDS 处理
土壤的 AWCD 值(平均每孔颜色变化率, average well-color development, AWCD)分别比空白对照升高 8.46%、
6.02%、19.31%, 表明 DMDS 促进了土壤微生物的生长。恢复培养 14 d 后, 各处理土壤微生物的 AWCD 值恢
复至对照水平。多样性指数分析显示, DMDS 熏蒸后恢复培养 0 d 时, 土壤微生物群落的 Shannon 指数、Simpson
指数均高于空白对照, McIntosh 指数与对照无显著性差异; 恢复培养 7 d 后, Shannon 指数与 Simpson 指数恢复
至对照水平。主成分分析结果显示, DMDS 熏蒸后恢复培养 0 d 时, 各处理间微生物对碳源的利用方式差异显
著, 恢复培养 14 d 后, DMDS 对微生物碳源利用方式的影响逐渐减弱, 恢复至对照水平。结果表明, DMDS 熏
蒸处理对土壤微生物的生长具有促进作用, 影响了微生物对碳源的利用方式, 但在恢复培养 14 d 后, 被干扰
的土壤微生物逐渐恢复至对照水平。DMDS 熏蒸处理在有效防控土传病原真菌的同时, 不会对土壤微生物群
落产生明显的扰动影响, 对环境较安全。
关键词 二甲基二硫 土壤微生物群落 镰孢菌属 疫霉菌属 BIOLOG 方法 Shannon 指数 Simpson 指数
McIntosh 指数 AWCD 值
中图分类号: S154.3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)04-0890-07
Effects of dimethyl disulfide on microbial communities in protectorate
soils under continuous cropping
WANG Fang-Yan, WANG Qiu-Xia, YAN Dong-Dong, MAO Lian-Gang, GUO Mei-Xia,
YAN Ping-Mei, CAO Ao-Cheng
(Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)
Abstract Soil fumigants are widely used to protect agricultural and high-value cash crops from soil-borne diseases. As
broad-spectrum agents, however, fumigants also have side effects on non-target organisms. Dimethyl disulfide (DMDS) is a new
alternative to methyl bromide (MeBr) that reduces plant fungal pathogens and nematodes. DMDS is therefore recommended by the
Methyl Bromide Technical Options Committee of the United Nations Environment Program (UNEP). This study was an attempt to
identify the effects of DMDS on microbial communities in protectorate soils under continuous cropping. The efficacy of DMDS was
evaluated by bio-assay in the laboratory. The efficacy of DMDS on the Fusarium spp. and Phytophthora spp. was observed after
fumigations. The LC50 of DMDS with different concentrations (170.00 mg·kg−1, 85.20 mg·kg−1, 42.50 mg·kg−1, 21.30 mg·kg−1 and
10.62 mg·kg−1) was 42.08 mg·kg−1 and 115.15 mg·kg−1, respectively to Fusarium spp. and Phytophthora spp. Microbial community
structures after DMDS fumigation were evaluated using BIOLOG Ecoplates under laboratory conditions. Compared with the un-
第 4期 王方艳等: 二甲基二硫熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响 891


treated/control plants, the average well color development (AWCD) of the DMDS 10.62 mg·kg−1, 42.50 mg·kg−1 and 170.00 mg·kg−1
respectively increased by 8.46%, 6.02% and 19.31%, 0 day after fumigation and 120 h after sample incubation. AWCD increased by
1.87%, 3.47% and 8.01%, respectively, 240 h after incubation; which indicated that DMDS promoted the growth of microbes.
AWCD of treated samples were close to the control at 14 days after fumigation. The indices of Shannon and Simpson at 0 day after
fumigation were higher than that of the control, recovering to the levels of the control 7 days after fumigation. Based on McIntosh
index, there was no significant difference between the fumigation treatments and the control. Principal component analysis of sub-
strate reaction reflected that the use of carbon sources by microbial community was obviously different in the treatments immediately
after fumigation. It was, however, close to the control 14 days after fumigation. The study showed that DMDS fumigation promoted
microbial activity, and affected the carbon sources consumption of microbe. However, effects became very weak and the indicators
recovered to the levels of the control treatment at 14 days after fumigation. It indicated that DMDS fumigation not only effectively
controlled soil-borne pathogen spread, but was also environmentally safe. The study laid the basis for a scientifically-guided use of
fumigants.
Key words Dimethyl disulfide, Soil microbial community, Fusarium spp., Phytophthora spp., BIOLOG method, Shannon
index, Simpson index, McIntosh index, AWCD value
(Received Dec. 7, 2010; accepted Feb. 28, 2011)
土壤熏蒸是一种保护地农业生产中防治土传病
害行之有效的技术措施, 可有效控制土壤中的连茬
病虫害。随着传统熏蒸剂溴甲烷(methyl bromide, 简
称 MB)的逐步淘汰, 迫切需要寻找其替代品。二甲
基二硫(dimethyl disulfide, 简称 DMDS)[1]是联合国
溴甲烷技术选择委员会提出的一种新型替代品。
DMDS 分子式为 CH3SSCH3, 分子量为 94.20,
淡黄色透明液体, 沸点 109.6 , ℃ 比重 1.062 5(20 ), ℃
折射率 1.525 9, 可溶于醇、醚, 不溶于水, 有恶臭[2]。
法国和意大利试验表明 , DMDS 浓度为 600~800
kg·hm−2时, 防治土壤病原真菌和根结线虫的效果与
溴甲烷相当[3−6]。
由于熏蒸剂的广谱性 , 在杀死有害生物的同
时, 也会对非靶标土壤微生物产生影响。土壤微生
物是土壤的重要组成部分 , 包括原核微生物如细
菌、蓝细菌、放线菌和超显微结构微生物, 以及真
核生物如真菌、藻类(蓝藻除外)、地衣等 [7]。它们
是土壤有机质(C)和养分(N、P 等)转化与循环的主
要推动力, 并参与腐殖质形成等生化过程, 在土壤
生态系统中有着非常重要的作用。鉴于此, 对于一
种新型溴甲烷替代熏蒸药剂 , 在关注其熏蒸效果
的同时 , 更应重视该药剂对土壤微生物群落多样
性的影响。
目前, 用于研究土壤微生物多样性的方法包括[8]:
(1)传统的微生物平板纯培养方法; (2)BIOLOG 微平
板分析方法; (3)脂肪酸分析方法; (4)分子生物学方
法等。BIOLOG微平板分析方法由美国BIOLOG公司
于1989年开发成功 , 最初应用于纯种微生物鉴定 ,
至今已能够鉴定包括细菌、酵母菌和霉菌在内的2 000
多种病原微生物和环境微生物[9]。1991年, Garland
和Mill[10]首次将此方法应用于土壤微生物群落的研
究。BIOLOG ECO微平板方法的测定原理是以氧化
还原显色反应为基础, 根据微生物利用碳源过程中
产生的自由电子与四唑盐染料发生的还原显色反应,
定量描述土壤微生物群落碳源利用能力。由于不同
微生物对单一碳源的利用程度不同, 使得每个孔的
溶液呈现不同的颜色变化, 因此, AWCD值的变化能
够准确反映土壤微生物群落结构的整体活性。此方
法具有灵敏度高, 无需分离培养纯种微生物, 可最
大限度保留微生物群落的原有代谢特征, 且操作简
便, 因此得到广泛应用。本试验采用BIOLOG方法,
通过测定土壤微生物对单一碳源的利用能力和方式,
研究不同浓度DMDS熏蒸对土壤微生物群落结构的
影响及其恢复动态过程。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试药品为 99% DMDS(上海元吉化工有限公
司 ), 试验仪器为 Elx800TM 酶标仪 (BioTek Instru-
ments, Inc. USA)、BIOLOGTM 生态测试板(ECO Mi-
croplate, BIOLOG Inc., Hayward, CA, USA)、Eppendorf
300 μl 8通道排枪(德国爱本德股份公司)等。
供试土壤为北京通州番茄轮作 3 年以上保护地
土壤, 土壤化学性质: 有机质 11.76 g·kg−1, 铵态氮
22.79 mg·kg−1, 硝态氮 117.44 mg·kg−1, 速效钾
206.21 mg·kg−1, 速效磷 278.75 mg·kg−1, 土壤阳离子
交换量(CEC)212.02 mmol·kg−1, pH 7.73。
1.2 药剂处理
将土壤过 2 mm筛, 混匀, 调节含水量为田间持
水量的 60%, 在室内条件(25 , ℃ 黑暗)下预培养 1
周。称取 1 kg土壤放入 1.5 L的干燥器中, DMDS用
量根据预试验分别设定为 160 μL、80 μL、40 μL、
20 μL、10 μL(质量浓度分别为 170.00 mg·kg−1、85.20
mg·kg−1、 42.50 mg·kg−1、 21.30 mg·kg−1 和 10.62
892 中国生态农业学报 2011 第 19卷


mg·kg−1), 并设空白对照, 每处理重复 3 次。土样置
于干燥器内加入药品后立即密封, 25 ℃密闭熏蒸 7 d
后敞气, 后续 25 ℃恒温避光培养, 每隔 2 d采用差
减法调节含水量。在熏蒸前 7 d 和熏蒸敞气后恢复
培养 0 d、7 d、14 d、21 d、28 d分别取样备用。
1.3 测定指标与方法
(1) DMDS 熏蒸后对土壤中致病真菌镰孢菌属
(Fusarium spp.)和疫霉菌属(Phytophthora spp.)的抑
制效果
称取熏蒸后恢复培养 0 d土样 10 g, 置于含 90
mL 灭菌蒸馏水的三角瓶中, 加塞后置于恒温振荡
培养箱中, 25 ℃、200 r·min−1条件下黑暗震荡 60 min,
对土传镰孢菌属和疫霉菌属病原真菌分别采用
Komada[11]和 Masago等[12]的方法进行分离测定。
(2) 利用 BIOLOG ECO微平板方法测定土壤中
微生物群落变化
BIOLOG 测定参照 Garland 等[10]方法进行, 具
体步骤为:
称取熏蒸后恢复培养不同天数的土样 10 g, 置
于含 90 mL灭菌的 0.85% NaCl溶液的三角瓶中, 加
塞后在 25 ℃、200 r·min−1条件下黑暗震荡 60 min, 按
照逐步稀释法稀释至 10−3梯度液。取 10−3稀释液接
种到 BIOLOG ECO微平板中, 每孔 150 μL, 每处理 1
板(3 次重复)。将接种好的测试板加盖后恒温培养箱
(25±1 )℃ 中培养 240 h。温育过程中每隔 24 h在 590
nm波长下用 Elx800TM酶标仪进行自动读数。
1.4 统计与分析
(1)
%100×⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −= 对照区菌落数
处理区菌落数对照区菌落数抑制率 (1)
(2)土壤微生物群落对单一碳源的利用
BIOLOG ECO 微平板中 31 种单一碳源的反应
程度, 即土壤微生物对单一碳源的利用能力。采用平
均每孔颜色变化率 (average well-color development,
AWCD)来描述。采用 Choi等[13]的公式对 AWCD值
进行计算:
∑ −= 31 RCAWCD i (2)
式中, Ci为第 i孔的吸光值, R为对照孔的吸光值。
(3) 土壤微生物功能多样性分析
采用 BIOLOG 温育 120 h 的数据进行分析, 以
Simpson、Shannon和 McIntosh指数来表征土壤微生
物群落功能多样性。计算 Simpson 指数时, 以防数
据出现负数, 需将其扩大 1 000倍[14]。Shannon指数
(H)用来评估微生物群落的丰富度和均一度, 计算公
式为:
ii ppH ln⋅−= ∑ (3)
式中, pi为第 i 孔的相对吸光值(Ci-R)与整个平板相
对吸光值总和的比率。
Simpson 指数(D)用来评估某些常见微生物种的
优势度, 计算公式为:
∑ −−= )1( )1(NN nnD ii (4)
式中, ni为第 i孔的相对吸光值(Ci-R), N为相对吸光
值总和。
Simpson 指数用 1/D 值表示, McIntosh 指数(U)
用来反映群落物种均一性, 计算公式为:
∑= 2inU (5)
采用 SPSS 16.0 软件进行数据的方差分析及土
壤中微生物主成分分析。
2 结果与分析
2.1 DMDS熏蒸对土壤中土传真菌的抑制效果
由表 1和表 2可知, 室内条件下 DMDS浓度为
170.00 mg·kg−1时, 对镰孢菌属的抑制率达 97%以上,
而对疫霉菌属的抑制率也可达到 50%以上。DMDS
熏蒸处理土壤后, 对土传致病菌镰孢菌属的 LC50为
42.08 mg·kg−1, 对疫霉菌属的 LC50为 115.15 mg·kg−1。
结果表明, 当DMDS浓度达到 170.00 mg·kg−1时, 对
镰孢菌属有很好的抑制效果, 对农业中难以防治的
疫霉菌也有较好效果。

表 1 DMDS对土壤中镰孢菌属和疫霉菌属的抑制效果
Table 1 Inhibition effects of DMDS on Fusarium spp. and Phytophthora spp. in soil
镰孢菌属 Fusarium spp. 疫霉菌属 Phytophthora spp. DMDS浓度
Concentration of DMDS
(mg·kg−1)
菌落数
Colony forming unit [cfu·g−1(soil)]
抑制率
Inhibition ratio (%)
菌落数
Colony forming unit [cfu·g−1(soil)]
抑制率
Inhibition ratio (%)
0 (CK) 2 847±67a — 4 644±510a —
10.62 2 600±148a 8.66 4 591±507a 1.15
21.30 2 576±83a 9.53 3 947±539a 15.17
42.50 1 331±282b 53.10 3 111±267b 32.90
85.20 689±180c 75.70 2 833±354bc 39.06
170.00 69±17d 97.58 2 160±354c 53.64
表中数值为 3次重复的平均值, 同列不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)。The values in the table are the means of three duplicates.
Different small letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level.
第 4期 王方艳等: 二甲基二硫熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响 893


表 2 DMDS对土壤中镰孢菌和疫霉菌的剂量反应回归方程
Table 2 Dose response regression equation of DMDS to Fusarium spp. and Phytophthora spp. in soil
微生物种类
Species of fungi
回归方程
Regression equation
抑制中浓度
LC50 (mg·kg−1)
95%置信区间
95% confidence interval (mg·kg−1)
相关系数
Related coefficient
镰孢菌属 Fusarium spp. Y=0.32+2.88x 42.08 32.33~54.76 0.97
疫霉菌属 Phytophthora spp. Y=1.25+1.82x 115.15 64.08~206.94 0.94

2.2 DMDS 熏蒸对土壤微生物群落中碳源利用的
影响
基于 DMDS 对土传病原真菌的防治效果, 筛选
其中 10.62 mg·kg−1、42.50 mg·kg−1和 170.00 mg·kg−1
3 个浓度处理土样进行 BIOLOG 测定试验, 评价
DMDS熏蒸对土壤微生物群落中碳源利用的影响。
结果表明, DMDS熏蒸处理前 7d(图1a), 土壤微生
物群落的 AWCD 值在整个温育过程中差异不明显, 表
明各个处理间的土壤微生物群落活性基本保持一致。
DMDS熏蒸后恢复培养 0 d取样, 温育 120 h时(图 1b),
3个 DMDS浓度(10.62 mg·kg−1、42.50 mg·kg−1、170.00
mg·kg−1)的土壤微生物群落 AWCD 值分别比对照升高
8.46%、6.02%、19.31%。温育 240 h后, 3个处理的土
壤微生物群落 AWCD 值分别比对照升高 1.87%、
3.47%、8.01% , 表明 DMDS熏蒸对土壤微生物生长具
有促进作用。恢复培养 7 d后(图 1c), 低浓度处理(10.62
mg·kg−1、42.50 mg·kg−1)与对照基本处于同一水平, 但
高浓度处理(170.00 mg·kg−1)土壤微生物仍处于较高水
平。在恢复培养 14 d 后(图 1d), 各处理与对照均已处
于同一水平, DMDS 熏蒸对土壤微生物的干扰基本恢
复。恢复培养 21 d和 28 d的结果(图 1e, f)显示各处理
均已恢复至对照水平, 微生物群落处于稳定阶段。



图 1 DMDS熏蒸前后土壤微生物群落温育过程中 AWCD值的变化
Fig. 1 AWCD variations during incubation of soil microbial community before and after fumigation by DMDS
图中 a、b、c、d、e、f分别为 DMDS熏蒸前 7 d和熏蒸后恢复培养 0 d、7 d、14 d、21 d、28 d。a, b, c, d, e and f indicate 7 d before fumigation
and renewal cultivation for 0 d, 7 d, 14 d, 21 d, 28 d after fumigation of DMDS, respectively.
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2.3 DMDS 熏蒸对土壤微生物群落多样性指数的
影响
Magurran[15]指出, Simpson指数可反映群落中最
常见物种。本试验结果显示(图 2a), Simpson指数在
熏后 0 d, 10.62 mg·kg−1和 170.00 mg·kg−1浓度处理下
均较对照升高 8.15%、8.90%, 其中, 10.62 mg·kg−1
处理较对照差异显著, 表明该处理可能促进了某些
优势菌的生长, 但在 7 d后恢复至对照水平。
McIntosh 指数是基于微生物群落物种多维空间
上Euclidian距离的多样性指数, 一般物种数(能被利
用的碳源数)越多, 某些优势明显(碳源利用强度大)
物种群落的 McIntosh值大[16]。因此, McIntosh指数
能反映碳源利用种类数的不同, 并能区分不同利用
程度 , 若碳源利用种类数相同 , 则利用程度越大 ,
McIntosh指数越大。图 2b显示, McIntosh指数在熏
后 0~21 d 内均无显著性差异, 在 28 d 时, 10.62
mg·kg−1处理低于其他处理, 较对照降低 11.56%。表
明在熏蒸后恢复培养的前 21 d, 微生物利用碳源的
种类数没有太大改变, 之后出现了微生物对碳源利
用种类和利用程度的差异。
Shannon 指数反映微生物群落物种变化度和差
异度, 受样本总数、拟种数和均匀度影响[17]。通常,
物种数多且较均匀的群落 , 则 Shannon 指数较高 ,
当物种数量或均匀度下降时, Shannon指数也随之下
降。BIOLOG ECO 微平板中碳源被利用的越多且
利用强度越大, Shannon指数也越大。由图 2c可知,
DMDS 熏蒸处理前, 各处理土壤微生物的多样性指
数与对照均无显著性差异。Shannon指数在熏蒸后 0 d
取样时, 42.50 mg·kg−1浓度处理低于 170.00 mg·kg−1
浓度处理, 降低 1.79%; 但在 7 d后恢复, 各处理间
与对照均无差异。表明 DMDS 熏蒸后, 抑制了某些
微生物, 导致了群落物种的数量减少, 但在恢复培
养 7 d后, 微生物的总体数量很快得到恢复。
多样性指数分析结果表明, DMDS 熏蒸处理后,
土壤微生物群落的多样性会受到一定程度的影响 ,
但影响较小, 且能够较快恢复, 所以 DMDS 熏蒸土
壤, 在浓度达到 170.00 mg·kg−1时, 不仅可以达到有
效防治土传病原真菌的效果, 而且不会破坏土壤微
生物群落的多样性。
2.4 土壤微生物碳源利用方式的主成分分析
应用主成分分析 (principal component analysis,
PCA)可以较好地分析土壤微生物碳源利用方式。对不
同浓度 DMDS熏蒸后恢复培养 0 d、7 d和 14 d取样、
温育培养 120 h得到的结果进行主成分分析(图 3)。



图 2 DMDS处理后恢复培养对土壤微生物群落功能多样性的影响
Fig. 2 Effects of renewal cultivation after DMDS fumigation on soil microbial community functional diversity



图 3 不同浓度 DMDS熏蒸处理下土壤微生物利用碳源方式主成分分析
Fig. 3 Principal component analysis of the carbon sources consumption of soil microbe under different DMDS treatments
a, b和 c分别表示 DMDS 熏蒸后恢复培养 0 d、7 d和 14 d的主成分分析 a, b and c indicate the principal component analysis after renewal
cultivation for 0 d, 7 d and 14 d, respectively.
第 4期 王方艳等: 二甲基二硫熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响 895


由表 3可知, 恢复培养 0 d时, 第 1主成分(PC1)
水平上, 处理浓度为 10.62 mg·kg−1和 170.00 mg·kg−1
与对照在 P<0.05显著水平上具有差异性; 第 2主成
分(PC2)水平上, 10.62 mg·kg−1和 170.00 mg·kg−1之间
具有差异性, 但与对照无差异性。由图 3a可知, PC1
把对照、42.50 mg·kg−1与 10.62 mg·kg−1区分开来, 对
照、42.50 mg·kg−1的 PC1得分明显大于 10.62 mg·kg−1,
170.00 mg·kg−1 在 PC1 上分散较大。PC2 把 10.62
mg·kg−1与 170.00 mg·kg−1区分开来。PC1、PC2的累
积方差贡献率为 41.39%。结果表明, DMDS熏蒸后, 土
壤微生物群落的碳源利用方式受到一定程度的影响。
由表 3可知, DMDS熏蒸后土壤敞气恢复培养 7 d,
在 PC1 水平上, 各浓度处理与对照之间均无显著性
差异; 在 PC2 水平上 , 10.62 mg·kg−1 浓度处理与
42.50 mg·kg−1、170.00 mg·kg−1浓度处理具有显著性
差异, 但各处理均与对照无显著性差异。由图 3b可
知, 各处理在主成分分析图中呈分散分布, 第 1 主
成分能够将 10.62 mg·kg−1与 42.50 mg·kg−1浓度处理
区分开来 , 其他处理间不能区分。第 2 主成分将
10.62 mg·kg−1与 170.00 mg·kg−1浓度处理区分开来,
其他处理间不能区分。第 1、第 2 主成分的累积方
差贡献率为 38.02%。结果表明, 当土壤微生物群落
受到DMDS熏蒸影响后, 恢复培养 7 d后, 仍处于受
影响水平, 需进一步恢复培养。
由表 3 可知, DMDS 熏蒸后恢复培养 14 d, 在
PC1 水平与 PC2 水平上, 各处理与对照间均无显著
性差异。由图 3c可知, 各处理在主成分分析图中呈
分散分布状, 第 1 主成分与第 2 主成分均不能将各
处理间区分开来。第 1、第 2 主成分的累积方差贡
献率为 36.97%。结果表明, 在 DMDS 熏蒸处理后,
恢复培养 14 d后, DMDS对土壤微生物的影响已基
本恢复。

表 3 DMDS熏蒸后恢复培养 0 d、7 d、14 d时各处理下土壤微生物利用碳源方式主成分得分系数
Table 3 PC scores of the carbon sources consumption of soil microbe under DMDS treatments at 0 d ,7 d ,14 d after fumigation
熏蒸后天数 Days after fumigation (d) 主成分
Principal component
DMDS浓度
Concentration of DMDS (mg·kg−1) 0 7 14
0 (CK) 1.729±1.807a 0.997±1.130a −0.585±1.681a
10.62 −2.304±1.481b 2.093±2.353a 1.560±2.155a
42.50 2.509±0.611a −1.037±3.668a 1.180±0.905a
PC1
170.00 −2.156±3.898b −2.040±2.117a −2.097±4.008a
0 (CK) 0.250±1.523ab 0.327±1.730ab −0.062±1.815a
10.62 2.427±0.715a 2.120±1.752a −1.850±2.740a
42.50 −0.629±3.233ab −1.786±2.115b 0.975±2.990a
PC2
170.00 −2.048±1.393b −0.861±2.441b 0.837±2.491a

3 讨论与结论
土壤微生物的种类和数量是决定土壤微生物总
活性强度的 2个主要因素。依据 BIOLOG ECO微盘
中每孔碳源利用的平均强度(AWCD)可衡量土壤微
生物的总活性[18]。一般而言, 当土壤微生物个体生
物量多且种群丰富时, AWCD 值随培养时间增长较
快; 土壤微生物个体数量少而种群丰富时 , AWCD
值则开始时较小, 随着培养时间的延长, 微生物不
断利用碳源进行繁殖, AWCD 值逐渐增加; 种群丰
富度差时, 某些种类的微生物数量多, AWCD 值开
始增加较快, 较早达到最大值, 此时可被利用的碳源
耗尽后, AWCD值不再增加[19]。本试验结果表明, 室
内条件下低浓度 DMDS 熏蒸土壤不会影响土壤微生
物的群落结构, 当浓度达到 170.00 mg·kg−1时, 并未使
土壤微生物的种类减少, 反而促进了某些优势种群活
性的增强。但是在 DMDS熏蒸后恢复培养 14 d后, 土
壤微生物逐渐恢复至对照水平, 达到平衡状态。
大量研究表明, DMDS 熏蒸处理能够杀死土壤
中大部分微生物, 孙军德等[20]研究表明氯化苦熏蒸
可以杀死 85%以上的土壤细菌、放线菌及真菌。
Bendavid-Val 等[21]研究表明溴甲烷熏蒸会完全破坏
植物根部寄生的 AM 菌根, 原生动物也几乎全部被
杀死。Stromberger等[22]研究表明 DMDS熏蒸处理后,
土传病原真菌和可培养真菌数量均大幅减少。DMDS
作为一种溴甲烷替代品, 已逐步应用于生产中 , 其
作用机理为: DMDS作用于线粒体的呼吸作用, 抑制
细胞色素氧化酶的活性[23]。线粒体是真核细胞中重
要的细胞器 [24], 真菌属于真核生物, 而细菌与放线
菌属于原核生物, 细胞结构中不含有线粒体[25]。所以
DMDS 主要抑制真菌微生物的生长。法国、意大利
和加利福尼亚的试验表明, 应用 DMDS 可以很好地
控制土传真菌和线虫 [26]。宋兆欣等 [27]研究表明
DMDS 对土传根结线虫、真菌及杂草具有很好的活
性。本研究表明, DMDS熏蒸土壤后, 不会对土壤中
的微生物群落产生明显的扰动影响, 对环境较安全。
896 中国生态农业学报 2011 第 19卷


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