蔬菜土壤微生物种群数量与土壤重金属含量的关系.doc

蔬菜土壤微生物种群数量与土壤重金属含量的关系 杨济龙，祖艳群*，洪常青，李元 云南农业大学资源与环境学院，云南 昆明 650201 摘要：对呈贡县蔬菜土壤微生物种群数量和土壤重金属质量分数进行大田调查分析，结果表明，土壤微生物种群数量和微生物多样性指数变化较大，土壤微生物种群数量总体水平较高，但微生物多样性指数偏低，其中以细菌占较大的优势；土壤重金属对土壤微生物数量和微生物多样性均有一定的影响，其中土壤中Pb和Cu的质量分数与土壤微生物种群数量显著相关；土壤重金属综合污染指数与真菌/细菌个数比例、真菌/放线菌个数比例与微生物多样性指数均呈显著的指数相关。随着重金属综合污染指数的增加，微生物多样性指数呈指数式地迅速下降。 关键词：微生物；多样性指数；重金属；相关性； 中图分类号：X171.5 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2003）03-0281-04土壤微生物是土壤中的活性胶体，具有较大的比表面积，代谢活动旺盛[1, 2]，通过吸附、固定、络合、溶解、氧化还原等[3, 4]，对重金属在土壤中的活性和生物有效性具有重要的意义。研究土壤微生物与土壤重金属质量分数之间的关系，对于土壤重金属的有效性分析和重金属污染土壤的微生物修复具有重要的意义。目前这方面的研究侧重于室内培养实验，其研究结果与野外实际条件存在很大的差异，而野外实际的结果将更准确地反应土壤重金属与微生物种群数量之间的相互关系，为重金属污染土壤的微生物修复研究提供科学的依据。 1 材料与方法 土壤样品采自呈贡县不同蔬菜土壤表层（0~20 cm），样品11个，进行土壤微生物和重金属分析。土壤微生物数量分析采用平板稀释法，采用牛肉膏蛋白胨培养基培养细菌，高氏一号培养基培养放线菌，马丁氏培养基培养真菌[5]。土壤重金属质量分数采用原子吸收分光光度法[6]测定。土壤有机质质量分数采用重铬酸钾法[7]测定。 重金属综合评价方法：根据蔬菜土壤的分级标准[12]，利用单项污染指数法和土壤综合污染指数法进行计算： Pi=Ci/Si, 其中Pi为单项污染指数值，Ci为土壤污染实测值，Si为某污染评价标准。 当Ci≤Xs时，Pi=Ci/Si （Xs为土壤污染起始值）； 当XsCi≤Xm时，Ci/Si=1+(Ci - Xs)/(Xm - Xs) （Xm为土壤中污染起始值）； 当XmCi≤Xh时，Ci/Si=2+(Ci - Xm)/(Xh - Xm) （Xh为土壤重污染起始值）； 当CiXh时，Ci/Si=3+(Ci - Xh)/(Xh - Xm)。 P综=[（P平2 + Pmax2）/2 ]1/2，其中为P平为单项污染指数值的平均值，Pmax为单项污染指数值中最大的一项值。P综≤1，未污染；1 P综≤2，轻污染；2 P综≤3，中污染；P综3，重污染。 微生物辛普森多样性指数：O =1-∑(Pi)2，其中O为辛普森多样性指数，Pi为群落中物种i的个体占总个体的比例[8]。 2 结果与分析 2.1 土壤微生物种群数量和多样性分析 从细菌、放线菌、真菌总数来看，土壤的微生物总数差异较大，平均为每克土73.83×105个，最大值为306.35×105个，而最小值为0.35×105个。而分别从不同类型的微生物来看，细菌平均为每克土70.64×105个，最高值为296.38×105个，最小值为0.16×105个，变化最大；放线菌平均为每克土2.83×105个，最大值为9.91×105个，最小值为0.07×105个；土壤真菌平均为每克土0.19×105个，彼此间差异稍小（表1）。可见，真菌的数量变化相对较小，比较稳定。种群数量为：细菌放线菌真菌，微生物总数主要受细菌数的影响，它所占的比例最大。 真菌/细菌个数比例和真菌/放线菌个数比例变化较大，在土壤中三大类群的微生物对环境变化的反应各不相同，对环境的敏感性通常为真菌细菌放线菌[9]。而土壤微生物多样性指数也有较大的变化，平均为值0.295，范围值为0.02~0.634。 表1 土壤微生物种群数量及多样性指数 序号 细菌/(×105个·g-1) 放线菌/(×105个·g-1) 真菌/(×105个·g-1) 微生物总数/(×105个·g-1) n(真菌)/n(细菌) n(真菌)/n(放线菌) 多样性指数 1 296.38 9.91 0.06 306.35 0.0002 0.0058 0.0591 2 0.86 1.65 0.01 2.53 0.014 0.0073 0.4644 3 232.56 5.06 0.18 237.81 0.0008 0.036 0.0396 4 156.22 0.48 0.44 157.14 0.0028 0.931 0.02 5 0.16 0.73 0.14