宁夏不同类型盐渍化土壤微生物区系及多样性研究

张楠楠

摘 要：为了验证微生物区系、多样化信息是否能够作为评估宁夏土壤盐渍化情况的依据，通过对不同盐渍化程度土壤中微生物进行培养，观察不同盐渍程度条件下，微生物的区系、多样性发展状态是否存在规律性。结果显示，微生物的区系、多样性发展受土壤盐渍化影响，所以可以将微生物的区系、多样性信息作为盐渍化土壤的评估依据。

关键词：土壤生物；生物区系；宁夏土壤

1 材料与方法

1.1 材料

在此次研究中，研究者在宁夏的土壤中，选择了一处白僵土作为土壤样本，该类土壤是宁夏地区比较有代表性的盐渍化土壤，一直以来都是土壤改善工作的难点。从整体上来看，该类土壤占据宁夏土壤面积总量的89.2%，具有不透水、容易吸水膨胀、干燥板结等特点，不适宜农作物生长，因此，白僵土区域经常为低产区域或荒地。此次作为研究样本的白僵土土壤区域位于阿拉善左旗与黄河之间，属于平原地区，西高东低，长期处于中温带干旱气候下，全年日照时长可达3124小时，温差比较大。当地的降水通常集中在每年的7～9月，平均蒸发量可以达到平均降水量的9.4倍，所以在自然条件下，该地区的白僵土土质长期得不到改善，制约了当地农业的发展。此外，为了形成对比，研究者还选用了该区域附近的草甸土、灰钙土等盐渍化程度不同的土壤作为研究样本，以测定不同盐渍化程度下，土壤中微生物区系、多样性的情况。

1.2 方法

1.2.1样本准备。待选定研究区域后，研究者开始了样本的采集、处理工作，做好了后续测定、分析的准备。在样点准备中，研究者结合当前现有的资料，即盐渍土分级标准、宁夏盐碱地分布图，使用GPS进行了土壤样本的野外定点采集，然后对这些盐渍化土壤样本的盐碱含量进行了测算，得出了重度盐化土壤样本含盐量为0.72%、中度为0.52%、轻度为0.28%，同时，在所采集的碱化土壤中，重度碱化土壤含碱量为20.3%、中度为13.6%、轻度为8.8%。

1.2.2样本测定。在研究中，待准备工作完毕后，研究者就需要对土壤样本开展微生物区系、多样性测定以及理化性质测定。在此过程中，针对于微生物区系测定，考虑到土壤中的微生物主要有三种，即细菌、真菌、放线菌，为了能够方便单独观察微生物的生长状态，保证各类细菌能够被顺利分离出来，研究者采用牛肉膏蛋白胨进行了细菌培养、用Martin培养基进行了真菌培养、用高氏一号培养基进行了放线菌。在区系测定中，牛肉膏培养基的配方为3克牛肉膏、5克无机盐、10克蛋白、20克琼脂、1000毫升水，酸碱度值为7.5。Martin培养基的配方为葡萄糖、琼脂、蛋白胨、MgSO4·7H2O、KH2PO4分别使用10克、15～20克、5克、0.5克、1克，结合1000毫升水，并在使用之前，放入0.3毫升的1%链霉素液，以保证测定结果的准确性。高氏一号培养基的配方是质量分别为0.001克、0.05克、0.05克、0.05克、0.1克的FeSO4·7H2O、无机盐、MgSO4·7H2O、K2HPO4、KNO3。对于微生物多样性测定，研究者选用了Biolog微生物检定系统，并将所有营养物质、试剂均被提前加入到了96孔板中，经过一段时间的培养后，即可通过观察反应孔数，评估出微生物多样性状态。此外，对于土壤的各类理化性质，研究者均按照了常规的方式予以分析，完成了测定工作。其中，白僵土、草甸土、灰钙土这三种试验土壤的理化性质，如表1。

1.3 统计学方法

在此次研究中，所用的数据分析工具包括，EXCEL、DPS V9.5软件。

2 结果与分析

2.1 区系数量变化分析

根据上述测定、分析得出的数据资料，研究者发现，在不同的盐渍化程度下，根据国家对强度、中度、轻度土壤盐渍化程度的划分，土壤中的微生物区系数量呈现出了轻度>中度>强度的情况，而在不同盐化合碱化的盐渍化土壤条件下，细菌的区系数量大小顺序為，强碱化>强盐化>中碱化>轻碱化>中盐化>轻盐渍化的状态，整体变化范围为，0.86×105～8.7×105cfu/g干土，同时，研究者还发现，在盐渍化程度相同的情况下，盐化土壤中的微生物区系数量明显低于碱化土壤。在此过程中，真菌的区系数量大小顺序为，强碱化>中碱化>强碱化>强盐化>中盐化>轻盐化，具体变化范围为0.34×103～2.94×103cfu/g干土，放线菌的区系数量大小顺序为，强碱化>中碱化>强盐化>中盐化>轻碱化>轻盐化，具体变化范围为0.15×104～5.05×104cfu/g干土。从整体上来看，随着盐渍化程度的增强，微生物区系数量变化趋势为，真菌增多，细菌减少，放线菌减少。

2.2 区系结构变化情况分析

区系结构变化，即细菌、真菌、放线菌在微生物总量中占比的变化情况。在此研究环节中，研究者分别对轻度、中度、强度条件下，不同盐化、碱化程度的盐渍化土壤内所含的细菌、真菌、放线菌含量占比进行了分析，并发现，无论在何种碱化或盐化程度条件下，盐渍土壤中的微生物区系结构均呈现为细菌数量占比最多，其次为放线菌，真菌占比最低。但从整体上来看，细菌所占的比例均达到了90%以上，而真菌占比保持在0.01%～1.11%，放线菌占比则保持在0.77%～8.08%。

2.3 碳源利用特征多样性分析

根据Biolog微生物检定系统的测试结果，研究者发现，若碳含量相同，那么在强碱化条件下，微生物的碳消耗最慢，而轻度盐化、碱化土壤中，微生物对碳的消耗最快。在此过程中，碳消耗得越快说明微生物利用碳的特征越多样化，反之其利用碳的特征多样化水平就越低，活性也越低。基于此，研究者可以将微生物对碳的利用特征，作为评估土壤盐渍化程度的依据。

2.4 多样性指数分析

在Biolog微生物检定系统的测定中，研究者通过观察反应微孔情况及其均匀度情况，得出随着盐渍土壤盐化、碱化程度的增强，微生物的多样化程度、活动就会逐渐降低，同时，结合所得出的McIntosh指数、SIMPSON指数也可以得出相同的结论。然后研究者对各种盐渍化程度的土壤，为微生物多样性所带来的影响，进行了差异性分析，分析结果显示，各类土壤之间的差异性评估值为P<0.01，F=186.06，由此可见，各类土壤条件下，微生物多样性指数变化较为显著，有利于人们按照多样性指数，对土壤的盐渍化程度加以评估，因此，多样性指数可以被用于盐渍化土壤情况的评估依据，为宁夏盐碱土壤的治理工作提供详实的依据。

3 讨论

根据上述分析，研究者发现，在不同盐渍程度土壤环境下，真菌、放线菌、细菌这三类微生物，均在区系方面呈现出了明显、有规律的差异，因此，在土壤评估中，可以将微生物区系数据作为评估依据，以准确地反映出盐渍化土壤的碱化、盐化程度，增强土壤质量评估的精确性。而在多样性方面，不同盐渍化程度下，微生物的多样性也呈现出了明显的变化，这使得多样性数据可以被应用到土壤质量评估中，以完善土壤评估依据。基于此，在实际的评估工作中，研究者将微生物区系、多样性数据资料作为评估依据，对当地的土壤进行了盐渍化程度分析。之后，将分析结果对照盐渍土分级标准，来验证该结果的准确定，并发现，借助该评估依据，能够准确、快速地定位盐渍化土地情况，因此，将微生物区系、多样性数据应用到土壤盐渍化程度评估中，具有较高的可行性，有助于土壤评估工作水平的提升。

4 结论

综上所述，微生物区系、多样化信息可以准确地反映出土壤盐渍污染情况。经过上述研究，研究者发现，土壤的盐渍化越严重，其中的微生物区系对碳源的利用能力就越低，同时，微生物的多样性水平、区系数量水平也会随之降低，所以微生物区系、多样化信息具有反映土壤盐渍化程度的作用。