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摘要 [目的]研究不同土地利用方式对土壤生态环境的影响。[方法]在玉溪市红塔区选取玉米地、樱桃地、林地3种代表性土地利用方式，测定3种土地利用方式下土壤微生物的数量及活性。[结果]3种土地利用方式下，土壤微生物类群中细菌占绝对优势，微生物总数从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地；微生物总活性、过氧化氢酶活性和脲酶活性从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地。[结论]微生物活性和功能除了与土地利用方式、土壤养分有关外，还与农田管理措施有关。
关键词 土地利用方式；微生物总数；微生物活性；玉溪市红塔区
中图分类号 S154.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）23-109-02
土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，在土壤养分转化循环、系统稳定性和抗干扰能力以及土壤可持续生产中占据主导地位，控制着土壤生态系统功能的关键过程[1-2]。土壤微生物的生长繁殖又受到人类活动的影响。土壤利用方式的不同或利用类型的不同都会影响土壤微生物的组成、数量和活性。土壤微生物的数量代表微生物的生长发育[3-4]，土壤微生物的活性代表土壤代谢强度。笔者选择玉溪市红塔区具有代表性的土地利用方式——玉米地、樱桃地、林地，研究3种土地利用方式对土壤微生物数量及活性的影响，以期为玉溪市红塔区土地资源合理利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
玉溪市红塔区地处滇中腹地，位于102°17′32″～102°41′37″ E，24°08′30″～24°32′18″ N，海拔1 502～2 614 m。全区属中亚热带半湿润冷冬高原季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，年平均气温15.7 ℃。土壤分布特征为海拔2 614～2 300 m，分布黄棕壤；海拔2 300～1 800 m，分布红壤；海拔1 800～1 600 m，分布红壤性水稻土。全区各类土地总体布局特点是林地面积多，耕地面积少，未利用地数量有限，村庄水域交通用地均占一定比例，构成“六林、二地、一分未利用荒山、一分水和道路村庄”的格局[5-6]。
1.2 土样采集
2012年5月在玉溪市红塔区农业区选择樱桃地、玉米地、林地3种代表性的土地利用方式，土壤类型均为红壤，以地块为单位，采用梅花形布点多点混合采样法采集0～10 cm的土壤，保鲜带回实验室进行研究。
1.3 土壤养分测定
参照文献[7]采用半微量开氏法测定土壤全氮含量；采用重铬酸钾法测定土壤有机质含量；采用烘干法测定土壤含水量；采用pH计测定pH。
1.4 土壤微生物数量测定
用平板菌落计数法测定土壤微生物数量。细菌用牛肉膏蛋白胨培养基于35 ℃培养2 d；真菌用孟加拉红培养基于28 ℃培养7 d；放线菌用加有重铬酸钾（3.30 mL/L）的高氏I号培养基于28 ℃培养10 d，计数。3次重复。
1.5 土壤微生物活性测定
土壤微生物的总活性一般以微生物的呼吸作用（CO2的释放量为强度指标）来衡量。采用碱吸收滴定法测定其活性[8]。
1.6 土壤酶活性测定
采用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性；采用奈氏比色法测定脲酶活性[9]。
2 结果与分析
2.1 不同土地利用方式对土壤基本理化性质的影响
由表1可知，3种土地利用方式中，有机质含量从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地；全氮含量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地；pH从大到小依次为玉米地、林地、樱桃地；含水量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地。这说明土地利用方式影响土壤理化性质。土壤中有机质的来源广泛，植物残体包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系是自然状态下土壤有机质的主要来源。在该研究中，林地凋落物多，且受人为影响小，植被覆盖度和生物量较玉米地和樱桃地高，土壤有机质积累多分解少，因此林地土壤有机质含量较其他利用方式高，这与铁展畅等[10-11]的研究结果一致。土壤中氮源主要是土壤的生物作用，由于表层土生物富集作用，植物吸收利用的氮又以有机残体归还土壤，土壤中的氮素绝大部分以有机氮及植物和微生物等残体存在，因此造成不同土地利用方式下土壤全氮含量的差异性[12-13]。
2.2 不同土地利用方式对土壤微生物组成及数量的影响
由表2可知，不同土地利用方式下土壤三大微生物类群的组成比例略有不同，但大体一致，土壤微生物组成中细菌占绝对优势，占微生物总数的86.4%～90.1%。这说明细菌是土壤微生物的主要组成部分，这与范君华等[3，114]的研究结果一致。3种土地利用方式中，细菌数量从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地。
放线菌数量在3种利用方式中均较细菌数量少，占总菌数的3.5%～9.9%，但较真菌多。放线菌生长缓慢，其作用主要是分解植物的难分解组分，形成腐殖质，把植物残体和枯落物转化为土壤有机组分[14]。3种利用方式中，放线菌数量从大到小依次为林地、玉米地、樱桃地。
土壤中真菌数量最少，占总菌数的3.7%～6.4%，但真菌的生物量较大，在土壤中的作用不容忽视。真菌数量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，虽然樱桃地土壤中真菌总数最多，但真菌的类群数不是最多，林地有7种，樱桃园5种，耕地有3种，说明不同土地利用方式影响土壤中真菌的分布。
从土壤微生物总数来看，3种土地利用方式的微生物总数从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地，说明土壤微生物数量受利用方式的影响。土地利用方式不同，植被结构类型不同，土壤表面覆盖程度不同，造成土壤温度和湿度的差异，加上不同植被结构植物的生长发育状况、凋落物多少不同，进而影响了土壤微生物的组成和数量[15]。林地土壤有机质含量高，土壤微生物含量高，尤其是细菌和放线菌含量均高于其他土地利用方式。玉米地少投入多输出，使得土壤肥力下降，微生物总数较少。 2.3 不同土地利用方式对土壤微生物总活性的影响
土壤微生物总活性变化特点与土壤微生物数量变化规律基本一致，即玉米地（10.23 CO2 mg/20 g干土）低于樱桃地（12.58 CO2 mg/20 g干土）和林地（12.11 CO2 mg/20 g干土）。随着土壤碳、氮输入量的增加，土壤微生物呼吸增强。该研究中，尽管林地有机质含量和微生物总数较樱桃地高，但樱桃地氮含量较林地高，加上樱桃园管理较好，每年秋冬季进行人工垦翻和施加农家肥，水热条件和通气状况良好，微生物生长旺盛，代谢活跃，呼吸强度大。这表明樱桃地土壤具有较多活性微生物种群。
2.4 不同土地利用方式对土壤酶活性的影响
由表3可知，3种土地利用方式中，过氧化氢酶从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，脲酶活性从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，与土壤中微生物活性变化规律一致。樱桃地和林地植物凋落物和根系分泌物较多，土壤养分含量高，使微生物大量繁殖，丰富了土壤酶的来源，这些凋落物的分解和根系的生理代谢过程也向土壤释放多种酶。樱桃地水热条件和通气状况良好，微生物生长旺盛，代谢活跃，呼吸强度加大而使土壤表层积聚了较高的土壤酶活性。樱桃地与林地相比，加大了水、肥投入和管理。有研究表明，合理施肥和加强管理能改善土壤微生物活性和功能，减少农田耕种对土壤微生物造成的不良影响[10，16]。
3 结论与讨论
（1）该研究结果表明，土地利用方式不仅影响土壤基本理化性质，还影响微生物组成、数量及活性。
随着土地利用方式的不同，土壤微生物种群数量和组成也存在差异，3种土地利用方式中，土壤微生物细菌占绝对优势，微生物总数从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地。林地凋落物逐年积累增多，为土壤微生物的生长繁殖创造了条件，土壤微生物的繁殖加速了土壤有机质的转化，由于它们的相互作用，有利于土壤养分的积累及植物的生长。
该研究中，微生物活性和酶活性从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，通过合理施肥和加强管理能改善土壤微生物活性和功能。
（2）土地利用不合理是生态环境恶化的重要原因，翻耕是对原始地表破坏最彻底的土地利用方式，不但使地表植被丧失殆尽，而且改变了土壤原有的结构和土壤微生物的生存环境，使土壤微生物的腐解能力下降，土壤中营养元素循环速率和能量流动也随之减弱，有机质氧化快，土壤变得更加贫瘠。因此，退耕还林是遏制水土流失，提高土壤质量和保护生态环境的重要措施[12]。已有研究表明，林地将更有利于土壤养分的积累[17-19]。
参考文献
[1]李秀英，赵秉强，李絮花，等.不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系[J].中国农业科学，2005，38（8）：1591-1599.
[2]彭萍，李品武，杨水平，等.施肥对茶园土壤微生物及土壤的肥力的影响[J].西南农业学报，2006（6）：1096-1099.
[3]范君华，刘明，洪远新，等.不同利用方式对土壤微生物区系和活性的影响[J].塔里木农垦大学学报，2002，14（1）：15-17.
[4]范君华，刘明，黄伟.南疆温室和菜地土壤微生物学特性比较[J].土壤肥料，2003，1：31-33.
[5]肖海珍，黄春晖.玉溪市红塔区土地资源可持续利用探讨[J].云南地理环境研究，2004，16（4）：27-30.
[6]肖海珍，黄春晖，李涛，等.谈玉溪市红塔区土地资源的合理利用[J].玉溪师范学院学报，2004，20（3）：40-43.
[7]刘光崧.土壤理化分析与剖面描述[M].北京：中国标准出版社，1996：9-33.
[8]李阜棣，喻子牛，何绍江.农业微生物学实验技术[M].北京：中国农业出版社，1996：70-71.
[9]关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京：农业出版社，1986：320-344.
[10]铁展畅，罗明，阿不都克尤木，等.塔吉克斯坦不同土地利用方式对土壤微生物群落功能多样性的影响[J].干旱区地理，2014（5）：1019-1028.
[11]铁展畅，阿不都克尤木，巴依木热杜夫，等.塔吉克斯坦不同土地利用方式对土壤微生物区系及活性的影响[J].西北农业学报，2014，23（5）：177-184.
[12]邵玉琴，赵吉，韦记鹏，等.内蒙古皇甫川不同土地利用方式下土壤微生物数量的变化特征[J].内蒙古大学学报（自然科学版），2008，39（4）：71-80.
[13]赵瑞芬，张一弓，张强，等.不同土地利用方式对土壤养分状况的影响：以太原市为例[J].中国农学通报，20127（14）：262-266.
[14]张士亮，李鹏.施肥对土壤微生物多样性的影响[J].中国林副特产，2011（1）：95-98.
[15]贾倩民，陈彦云，刘秉儒，等.干旱区盐碱地不同栽培草地土壤理化性质及微生物数量[J].草业科学，2014，31（7）：1218-1225.
[16]张洁，姚宇卿，吕军杰，等.豫西旱坡地长期保护性耕作土壤酶活性及其与肥力关系[J].干旱地区农业研究，20129（2）：142-146.
[17]张静，高云华，张池，等.不同土地利用方式下赤红壤性状及其与土壤肥力的关系[J].应用生态学报，2013，24（12）：3423-3430.
[18]郭欢，曾广萍，刘红玲，等.丛枝菌根真菌对红花根围微生物多样性特征的影响[J].微生物学通报，2013，40（7）：1214-1224.
[19]苏广实，王世杰，胡定清，等.喀斯特小流域不同土地利用方式对土壤物理性状和微生物的影响：以广西都安澄江小流域为例[J].地球与环境，2013（1）：29-36.
关键词 土地利用方式；微生物总数；微生物活性；玉溪市红塔区
中图分类号 S154.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）23-109-02
土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，在土壤养分转化循环、系统稳定性和抗干扰能力以及土壤可持续生产中占据主导地位，控制着土壤生态系统功能的关键过程[1-2]。土壤微生物的生长繁殖又受到人类活动的影响。土壤利用方式的不同或利用类型的不同都会影响土壤微生物的组成、数量和活性。土壤微生物的数量代表微生物的生长发育[3-4]，土壤微生物的活性代表土壤代谢强度。笔者选择玉溪市红塔区具有代表性的土地利用方式——玉米地、樱桃地、林地，研究3种土地利用方式对土壤微生物数量及活性的影响，以期为玉溪市红塔区土地资源合理利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
玉溪市红塔区地处滇中腹地，位于102°17′32″～102°41′37″ E，24°08′30″～24°32′18″ N，海拔1 502～2 614 m。全区属中亚热带半湿润冷冬高原季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，年平均气温15.7 ℃。土壤分布特征为海拔2 614～2 300 m，分布黄棕壤；海拔2 300～1 800 m，分布红壤；海拔1 800～1 600 m，分布红壤性水稻土。全区各类土地总体布局特点是林地面积多，耕地面积少，未利用地数量有限，村庄水域交通用地均占一定比例，构成“六林、二地、一分未利用荒山、一分水和道路村庄”的格局[5-6]。
1.2 土样采集
2012年5月在玉溪市红塔区农业区选择樱桃地、玉米地、林地3种代表性的土地利用方式，土壤类型均为红壤，以地块为单位，采用梅花形布点多点混合采样法采集0～10 cm的土壤，保鲜带回实验室进行研究。
1.3 土壤养分测定
参照文献[7]采用半微量开氏法测定土壤全氮含量；采用重铬酸钾法测定土壤有机质含量；采用烘干法测定土壤含水量；采用pH计测定pH。
1.4 土壤微生物数量测定
用平板菌落计数法测定土壤微生物数量。细菌用牛肉膏蛋白胨培养基于35 ℃培养2 d；真菌用孟加拉红培养基于28 ℃培养7 d；放线菌用加有重铬酸钾（3.30 mL/L）的高氏I号培养基于28 ℃培养10 d，计数。3次重复。
1.5 土壤微生物活性测定
土壤微生物的总活性一般以微生物的呼吸作用（CO2的释放量为强度指标）来衡量。采用碱吸收滴定法测定其活性[8]。
1.6 土壤酶活性测定
采用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性；采用奈氏比色法测定脲酶活性[9]。
2 结果与分析
2.1 不同土地利用方式对土壤基本理化性质的影响
由表1可知，3种土地利用方式中，有机质含量从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地；全氮含量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地；pH从大到小依次为玉米地、林地、樱桃地；含水量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地。这说明土地利用方式影响土壤理化性质。土壤中有机质的来源广泛，植物残体包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系是自然状态下土壤有机质的主要来源。在该研究中，林地凋落物多，且受人为影响小，植被覆盖度和生物量较玉米地和樱桃地高，土壤有机质积累多分解少，因此林地土壤有机质含量较其他利用方式高，这与铁展畅等[10-11]的研究结果一致。土壤中氮源主要是土壤的生物作用，由于表层土生物富集作用，植物吸收利用的氮又以有机残体归还土壤，土壤中的氮素绝大部分以有机氮及植物和微生物等残体存在，因此造成不同土地利用方式下土壤全氮含量的差异性[12-13]。
2.2 不同土地利用方式对土壤微生物组成及数量的影响
由表2可知，不同土地利用方式下土壤三大微生物类群的组成比例略有不同，但大体一致，土壤微生物组成中细菌占绝对优势，占微生物总数的86.4%～90.1%。这说明细菌是土壤微生物的主要组成部分，这与范君华等[3，114]的研究结果一致。3种土地利用方式中，细菌数量从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地。
放线菌数量在3种利用方式中均较细菌数量少，占总菌数的3.5%～9.9%，但较真菌多。放线菌生长缓慢，其作用主要是分解植物的难分解组分，形成腐殖质，把植物残体和枯落物转化为土壤有机组分[14]。3种利用方式中，放线菌数量从大到小依次为林地、玉米地、樱桃地。
土壤中真菌数量最少，占总菌数的3.7%～6.4%，但真菌的生物量较大，在土壤中的作用不容忽视。真菌数量从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，虽然樱桃地土壤中真菌总数最多，但真菌的类群数不是最多，林地有7种，樱桃园5种，耕地有3种，说明不同土地利用方式影响土壤中真菌的分布。
从土壤微生物总数来看，3种土地利用方式的微生物总数从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地，说明土壤微生物数量受利用方式的影响。土地利用方式不同，植被结构类型不同，土壤表面覆盖程度不同，造成土壤温度和湿度的差异，加上不同植被结构植物的生长发育状况、凋落物多少不同，进而影响了土壤微生物的组成和数量[15]。林地土壤有机质含量高，土壤微生物含量高，尤其是细菌和放线菌含量均高于其他土地利用方式。玉米地少投入多输出，使得土壤肥力下降，微生物总数较少。 2.3 不同土地利用方式对土壤微生物总活性的影响
土壤微生物总活性变化特点与土壤微生物数量变化规律基本一致，即玉米地（10.23 CO2 mg/20 g干土）低于樱桃地（12.58 CO2 mg/20 g干土）和林地（12.11 CO2 mg/20 g干土）。随着土壤碳、氮输入量的增加，土壤微生物呼吸增强。该研究中，尽管林地有机质含量和微生物总数较樱桃地高，但樱桃地氮含量较林地高，加上樱桃园管理较好，每年秋冬季进行人工垦翻和施加农家肥，水热条件和通气状况良好，微生物生长旺盛，代谢活跃，呼吸强度大。这表明樱桃地土壤具有较多活性微生物种群。
2.4 不同土地利用方式对土壤酶活性的影响
由表3可知，3种土地利用方式中，过氧化氢酶从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，脲酶活性从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，与土壤中微生物活性变化规律一致。樱桃地和林地植物凋落物和根系分泌物较多，土壤养分含量高，使微生物大量繁殖，丰富了土壤酶的来源，这些凋落物的分解和根系的生理代谢过程也向土壤释放多种酶。樱桃地水热条件和通气状况良好，微生物生长旺盛，代谢活跃，呼吸强度加大而使土壤表层积聚了较高的土壤酶活性。樱桃地与林地相比，加大了水、肥投入和管理。有研究表明，合理施肥和加强管理能改善土壤微生物活性和功能，减少农田耕种对土壤微生物造成的不良影响[10，16]。
3 结论与讨论
（1）该研究结果表明，土地利用方式不仅影响土壤基本理化性质，还影响微生物组成、数量及活性。
随着土地利用方式的不同，土壤微生物种群数量和组成也存在差异，3种土地利用方式中，土壤微生物细菌占绝对优势，微生物总数从大到小依次为林地、樱桃地、玉米地。林地凋落物逐年积累增多，为土壤微生物的生长繁殖创造了条件，土壤微生物的繁殖加速了土壤有机质的转化，由于它们的相互作用，有利于土壤养分的积累及植物的生长。
该研究中，微生物活性和酶活性从大到小依次为樱桃地、林地、玉米地，通过合理施肥和加强管理能改善土壤微生物活性和功能。
（2）土地利用不合理是生态环境恶化的重要原因，翻耕是对原始地表破坏最彻底的土地利用方式，不但使地表植被丧失殆尽，而且改变了土壤原有的结构和土壤微生物的生存环境，使土壤微生物的腐解能力下降，土壤中营养元素循环速率和能量流动也随之减弱，有机质氧化快，土壤变得更加贫瘠。因此，退耕还林是遏制水土流失，提高土壤质量和保护生态环境的重要措施[12]。已有研究表明，林地将更有利于土壤养分的积累[17-19]。
参考文献
[1]李秀英，赵秉强，李絮花，等.不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系[J].中国农业科学，2005，38（8）：1591-1599.
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[6]肖海珍，黄春晖，李涛，等.谈玉溪市红塔区土地资源的合理利用[J].玉溪师范学院学报，2004，20（3）：40-43.
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[17]张静，高云华，张池，等.不同土地利用方式下赤红壤性状及其与土壤肥力的关系[J].应用生态学报，2013，24（12）：3423-3430.
[18]郭欢，曾广萍，刘红玲，等.丛枝菌根真菌对红花根围微生物多样性特征的影响[J].微生物学通报，2013，40（7）：1214-1224.
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