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1、生物医药工程系生物医药工程系 20112011 届本科毕业论文届本科毕业论文 黄芩连作对土壤微生物数量的影响研究黄芩连作对土壤微生物数量的影响研究 专 业 生物科学 学 号 5 学生姓名 指导教师 完成时间 2011-05-28 陕西 商洛 毕毕业业论论文文任任务务书书 姓名： 学院：商洛学院 班级：07 生物科学专业：生物科学 毕业论文题目;连作黄芩对土壤微生物数量的影响研究 立题目的和意义： 连作障碍是制约中药材产量和质量的重要因素之一，但有关其连作障碍的研究仅停留 在对该现象的解释上，目前我国对作物连作障碍的研究主要集中在豆类瓜类烟草棉 花蔬菜等植物上，而对中药材连作障碍方面研究还很少，
2、对其连作障碍的成因也认识不 足，也未曾对黄芩的根系微生物进行研究。本研究从黄芩土壤微生物群落总数测定入手， 研究了不同连作年限黄芩根系微生物数量和种类，旨在探明连作黄芩土壤微生物数量的变 化趋势，以指导商洛黄芩基地规范化种植。 技术要求与工作计划： 1.技术要求 在研究过程中，应综合应用所学基础理论、基本知识和基本技能，分析解决实际问题； 在试验中要认真操作，在老师的指导下完成采样等前期准备工作！熟悉稀释涂布的原理及 操作方法。 2工作计划 第一步，查找与整理资料，确定选题。 第二步，根据选题，在导师指导下初步形成论文写作提纲。 第三步，在老师的带领下采集土样。 第四步，根据掌握的方法，进行实
3、验探索。 第五步，实验之后的思考和论文写作的前期工作. 第六步，论文写作提纲定稿，组织有关资料准备论文撰写。 第七步，进行论文写作，完成初稿工作。 第八步，根据导师所提意见和建议，经反复修改后定稿。 第九步，积极准备及参加论文答辩，并按答辩小组意见在导师的指导下进行修改和定 稿。 第十步，按规范要求进行打印、装订一式两份的毕业论文。 时间安排： 1 毕业设计准备 2010 年 09 月 01 日-2010 年 09 月 05 日 2 确定题目 2010 年 09 月 05 日-2010 年 09 月 6 日 3 开题（确定提纲、提交开题报告书和毕业设计任务书 ） 2010 年 09 月 6 日
4、-2010 年 09 月 13 日 4 提交初稿 2010 年 09 月 13 日-2010 年 09 月 20 日 5 中期检查（基本定稿，准备答辩） 2010 年 12 月 10 日-2010 年 12 月 20 日 6 进行论文答辩 2011 年 06 月 01 日-2011 年 06 月 10 日 7 根据答辩委员会要求修改论文定稿 2011 年 06 月 10 日-2011 年 06 月 24 日 8 论文打印及装订 2011 年 06 月 25 日-201 年 06 月 30 日 9 毕业论文工作总结、资料归档 2011 年 07 月 01 日-2011 年 07 月 05 日 指
5、导教师要求： （签字） 年 月 日 教研室主任意见： （签字） 年 月 日 系室意见： （签字） 年 月 日 黄芩连作对土壤微生物数量的影响研究黄芩连作对土壤微生物数量的影响研究 摘要摘要 通过对连作黄芩根际及非根际土壤微生物数量变化的研究，结果表明，微生 物总数由大到小依次是 3 年根际土壤3 年非根际土壤1 年根际土壤1 年非 根际土壤。由此可见随着种植年限的增加，微生物总量呈增加趋势。且所有土壤 微生物在总体数量上均以细菌为绝对优势，占其总量的 99以上，放线菌次之， 真菌最少。随着连作年限增加，细菌、放线菌、真菌总数平均增加，根际 3 年种 植年限细菌数量是 1 年根际的 7.50 倍
6、；非根际 3 年种植年限细菌数量是 1 年非 根际的 11.78 倍。根际 3 年种植年限放线菌数量是 1 年根际的 6.23 倍；非根际 3 年种植年限放线菌数量是 1 年种植年限非根际放线菌数量的 2.48 倍。3 年种植 年限黄芩田根际真菌数量是 1 年种植年限根际真菌数量的 1.69 倍；3 年种植年 限非根际真菌数量是 1 年种植年限非根际真菌数量的 1.17 倍。黄芩田土壤中香 农威纳指数和均匀度指数在一年根际土中达到最高，其次是一年非根际土壤、 三年非根际土壤、三年根际土壤，香农威纳指数指数和均匀度指数都在降低， 从而微生物多样性和均匀度降低，土壤生态系统稳定性下降，抗干扰能力降
7、低， 说明了连作黄芩可能会影响生态系统的稳定性。 关键词：连作；连作障碍；黄芩；土壤微生物；微生物多样性指数 Abstract Radixscutellariae by cropping and non-rhizosphere soil microorganisms changes, the results show that the total number of bacteria dominant, accounting for 93.88% of the total microbial 99.99%, followed by actinomycetes, was the lowest w
8、ith the fungus. With continuous cropping increased, bacteria,actinomycetes ,fungi increased the total number of average, which increased by 4518%of bacteria,actinomycete,an increase of 34.97 percent ,fungi, an increase of 343.78 percent.Both bacteria, fungi, actinomycetes, and even for a year Campan
9、ulaceae rhizosphere microorganisms was significantly higher than non-rhizosphere, rhizosphere bacteria with one year of non-rhizosphere bacteria than 1790%over three years than non-rhizosphere rhizosphere bacteria more than 39 percent a year, actinomycetes in rhizosphere than non-rhizosphere actinom
10、ycetes 78.4% more than three years in rhizosphere than non-rhizosphere actinomycetes 9.17% more a year than non-rhizosphere fungi in rhizosphere fungi more than 82.16% in three years than non-rhizosphere soil rhizosphere soil fungi and more 860.75%. Key words: Continuous cropping; Radixscutellariae;
11、 Soil microbial 目录目录 1 选题背景.1 1.1 选题的目的意义 .1 1.2 选题的依据 .1 2 材料与方法.3 2.1 研究区基本概况 .3 2.2 样品采集 .3 2.2.1 根际土样的采集3 2.2.2 非根际土样的采集3 2.3 研究方法 .4 2.3.1 培养基的配制4 2.3.2 土壤微生物的测定4 2.3.3 土壤含水率的测定5 2.3.4 微生物指数的计算5 3 结果与分析 .6 3.1 不同种植年限对黄芩田土壤微生物数量影响 .6 3.2 不同年限黄芩田细菌状况 .6 3.3 不同年限黄芩田放线菌状况 .7 3.4 不同年限黄芩田真菌状况 .7 3.5
12、不同种植年限对黄芩田土壤微生物多样性指数影响 .8 4 结论 .9 参考文献10 致谢11 1 1 1 选题背景选题背景 1.11.1 选题的目的意义选题的目的意义 黄芩为唇形科植物黄芩（ScuteUaria baicalensis）的干燥根，具有清热解 毒、燥湿泻火、止血安胎的功效，具有抗炎、抗肿瘤、耐缺氧等作用，用于发热 烦躁、肺热咳嗽、泻痢热淋、湿热黄疸、胎动不安、痈肿疮毒等症，现代用于治 疗肺炎、慢性支气管炎、高血压、化脓性感染等疾病1。 随着黄芩人工种植面积的扩大，连作所带来的产量下降，病虫害发生等现象 时有发生，有研究表明，根茎类药材中 70%具有连作障碍2，连作也是导致黄芩 根结
13、线虫病发生严重的重要因素，且连作种植年限的长短与根结线虫发生程度呈 显著正相关3。连作障碍发生的原因很多，但主要是土壤中微生物种群结构失衡， 从而导致作物减产、土壤质量下降4-5。但迄今为止，对黄芩连作土壤微生物随 连作茬次变化的研究尚未见报道，黄芩连作条件下根部微生物的动态变化与演替 规律尚不清楚。本研究对连作 1 年和 3 年的黄芩根土壤微生物三大类群作对比研 究，旨在探明黄芩连作障碍因素,探索消除连作障碍的技术，同时对黄芩 GAP 基 地建设和制定标准化操作规程（SOP） ，提高药材产量与品质提供科学依据。 1.21.2 选题的依据选题的依据 连作是一年内或连年在同一块田地上连续种植同一
14、种 作物的种植方式。 在一定条件下采用连作，有利于充分利用自然资源，也较易掌握某一特定作 物的栽培技术。但 同一种植物或近缘植物在同一块土地上连续多年种植以后， 即使在正常管理情况下，也会出现生育状况变差、病虫害严重、产量降低、 品质变劣的现象，称为连作障碍 (continuous cropping obstacles)6。它 往往会造成多种弊害： 加重对作物有专一性危害的病原微生物、害虫和寄 生性、伴生性的滋生繁殖。 影响土壤的理化性状 ,使肥效降低； 加速消 耗某些营养元素 ,形成养分偏失； 土壤中不断累积某些有毒的根系分泌物， 引起连作作物的自身 “中毒”等。 引起连作障碍的机理相对复杂
15、，是由植物、土壤、微生物三个生态系相 互影响与相互作用的结果。虽然不同植物与不同栽培条件，所引发连作障碍 的原因也不同，但仍有共通之处。引起连作障碍产生的机理，众说纷纭。 18 世纪时 plenk(1759)， Decandolle(1832)，Danbeby(1845)及 uslar(1552)等都先后提出过毒素学说，可是都没有找到直接的证据。而 Mofisch 于 1937 所提出作物克生现象 (allelopathy)的概念，为现代化学 生态学研究奠定了基石。现代比较公认的连作障碍机理是Claus 在 1937 提 出了五大因子系统。分别为 :土壤养分的偏耗（ 在植物的生长发育中，离 不
16、开 N、P、K、B、Mn、Zn、Cl 等营养元素 ,营养元素的多少直接影响到植物 体的生理作用，其中 N、P、K 是土壤易缺乏的元素植物生长需要较大的营养 元素）；土壤物理性质的恶化（ 包括水灌地由于土壤中盐分积聚而缓慢恶化 和土壤通透性、储水能力下降、土壤酸化板结）； 土壤反应异常； 植 物的毒素积累（主要是由植物化感作用代谢物质组成。植物化感作用指植物 在代谢活动中对环境中其它植物所产生的有利或不利的作用）；土壤微生 物区系变化的影响 7。综上可见，引起连作障碍的主要原因为植物、土壤、 微生物三个生态系相互影响与相互作用的结果。 2 土壤微生物是土壤的重要组成部分，主要包括细菌、真菌和放线
17、菌等。关 于土壤微生物的研究，研究人员进行了大量的研究，如陈慧8研究了地黄连作对 土壤微生物的影响，其研究结果表明随着种植年限的增加，根际细菌真菌减少， 但差异均不显著；放线菌增多，连作 2 年的土壤约为 1 年的 4 倍。她认为病原的 增加与有益微生物的减少是连作的普遍现象。连作造成根际微生物类群的显著变 化，使某些特定的微生物类群得到富集，特别是植物病原真菌，而使得植物根部 病害发生，打破根际土壤中微生物种群的平衡，使产量逐年降低。在实践中也发 现，外源加入拮抗菌能非常有效的抑制植物根系病原菌的生长，研究认为正常微 生物群落的存在是作物生长良好的前提条件。此外，连作还导致土壤透气性降低，
18、同样造成不利于根际细菌繁殖的环境，所以连作土壤中明显的变化是随连作年限 的增加植物根际微生物由细菌主导向真菌主导转化，这一现象是导致连作障碍的 主要原因之一，随着根际微生物的深入研究，利用人工调控改变连作植物根际微 生物区系也许是克服“连作障碍”的有效途径之一。 郝慧荣9等以连作两年和多年的怀牛膝根际土壤为研究对象，对其微生物区 系及酶活性的变化作了对比研究。结果表明，连作两年和多年的怀牛膝根际土壤 中细菌总数占绝对优势，其平均占有率分别为 6227和 8946；放线菌次 之，平均占有率分别为 3759和 1045；真菌最少，分别占总菌数的 015和 009。随着连作年限的增加，细菌数量和比例
19、明显增加；其中亚 硝化细菌、反硝化细菌、好气性纤维素分解菌、硫化细菌的数量均明显增加。 代丽10等通过日光温室试验研究了连作草莓根际土壤和根表微生物总量动 态、 种群结构的变化。结果表明： 连作处理根际土壤和根表真菌总量高于正茬 处理。细菌、 放线菌总量则低于正茬处理。生育期结束时， 正茬处理根际土壤 和根表的细菌与真菌总量比下降了 57.3%和 47.5%， 连作处理则分别下降了 93.3%和 63.1%；连作处理根表和根际土壤放线菌与真菌总量比增高了 42.6%和 1.26 倍， 正茬则增高了 8.25 倍和 4.75 倍。 郭利11等对烟草不同连作年限的烟田土壤中细菌、田氮菌、放线菌和真
20、菌 进行分离，对微生物不同种群进行数量和多样性分析。结果表明，在连作10年内,细 菌的数量随着连作年限的延长而增大；连作年限在IO年以上，细菌数量随着连作 年限的延长而呈现减小趋势；在连作15年内，固氯茵和教线茵数量随着连作年限 的延长而增大。连作年限在5年以内，根际土和非根际土中微生物多样性指数日 和均匀度E随连作年限的延长而增大。连作年限在5年以上。根际土和非根际土中 微生物多样性指数日和均匀度E随着连作年限的延长而呈现减小趋势。本试验研 究了黄芩不同连作年限对土壤微生物变化的影响。旨在为进一步解决黄芩连作障 碍提供理论依据。 邹莉12等研究了正茬与连作大豆根际及非根际土壤微生物区系的变化
21、。结 果表明，细菌总数占绝对优势。连作低于正茬。放线菌数量总体变化幅度不大， 真菌数量有显著变化，连作明显高于正茬。连作使土壤 pH、含水率和微生物主 要生理类群数量明显下降，土壤肥力降低。无论细菌、放线菌和真菌，正茬及连 作大豆根际微生物数量明显高于非根际。 王明道13等运用传统平板培养方法及变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析法对地 黄的连作问题进行了研究结果表明，地黄连作引起土壤根际、根外细菌数量减 少；根际放线菌数量增加，根外数量变化不大；真菌种类和数量都有较大变 化DGGE 分析表明，头茬和重茬地黄生长过程中根际土壤微生物区系发生了明 显变化，细菌数量减幅较大，有些条带消失，说明种群数量
22、减少；放线菌种群没 3 有大的变化，数量有所上升；真菌数量有所增加，种群发生了明显改变，表现为 条带的缺失和增加。地黄连作后土壤微生物多样性发生了较大变化，细菌数量减 少，木霉和黄曲霉数量增加，土壤生态系统已开始失调，这可能是地黄连作障碍 产生的原因。 土壤环境的变化势必影响土壤微生物群落组成、数量及分布。而土壤微 生物群落是个非常特别的生物学群体，其重要的生理功能已引起学者们的足 够重视。在生态系统中土壤微生物有机体组成了一个强大的动力资源库，是 土壤生态系统中重要的组成部分，其群落结构组成及其变化在一定程度上反 映了土壤的质量及其健全性 ,同时也是克服连作障碍及其他土壤障碍因子的关 键所在
23、。更重要的是，土壤微生物群落结构和组成的多样性与均匀性不仅提 高了土壤生态系统的稳定性和和谐性，同时也提高了对抗土壤微生态环境恶 化的缓冲能力。 本试验研究了黄芩不同连作年限对土壤微生物变化的影响。旨 在为进一步解决黄芩连作障碍提供可能途径和理论依据。 2 2 材料与方法材料与方法 2.12.1 研究区基本概况研究区基本概况 陕西商洛地处秦岭南麓，陕西省东南部,与鄂豫两省交界,界于东经 108 3420111125，北纬 33230342440之间。地势西北高 东南低，平均海拔 900m，受东南季风影响，具有四季分明、降水充沛的特点。 年降水量 722.9-899mm,平均日照 1874-21
24、85h,年总辐射量为 5211326J/cm2,平均 气温 11-14，无霜期 198-218 d14。商洛市因受地形、岩性、气候条件的影响， 植被类型繁多，素有“南北植物荟萃、南北生物物种库”之美誉，是全国有名的 “天然药库” ， 陕西商洛黄芩种植区始建于 1983 年，现已成为中国黄芩的主要 产区之一15。尤其是陕西省重大科技创新专项万亩黄芩基地建设项目在商 洛市启动，推动了黄芩基地建设走上新水平，黄芩的规范化种植将会得到推广, 产量和规模将会得到进一步的提高。 2.22.2 样品采集样品采集 本实验所用土样于 2010 年 7 月 21 日采自陕西香菊药源基地（一年根际及非 根际、三年根
25、际及非根际） 、陕西香菊药源基地旁边的麦田（对照） 。采用五点混 合取样法，去除表层 0-5 厘米，用标准操作法分别采集根际和非根际土壤样品 (对照不分根际和非根际)，带回室内备用。 2.2.12.2.1 根际土样的采集根际土样的采集 采集时用小铲将黄芩连根挖出，去除根上附着的大土块，然后用干净的毛刷 将根上黏着的土刷进无菌袋，一式两份，最后将无菌袋封口，并贴上标签，注明 采集时间、地点、采集人及采集样品名称。一部分风干保存，测定酶活性；另一 部分在 4下保鲜，测定土壤微生物类群和数量。 2.2.22.2.2 非根际土样的采集非根际土样的采集 采用五点混合取样法，去除表层 0-5 厘米，用小铲
26、将黄芩根周围的土装至无 菌袋中，最后将无菌袋封口，并贴上标签，注明采集时间、地点、采集人及采集 样品名称。一式两份，最后将无菌袋封口，并贴上标签，注明采集时间、地点、 4 采集人及采集样品名称。一部分风干保存，测定酶活性；另一部分在 4下保鲜， 测定土壤微生物类群和数量。 2.3 研究方法 2.3.1 培养基的配制 2.3.1.1 牛肉膏蛋白胨琼脂培养基 (用于分离和培养细菌)：（1）称取牛肉 膏 3g、蛋白胨 5g、氯化钠 3g，加入自来水 10O0ml 于烧杯中；（2）上述烧杯放 在电炉子上加热至微沸，用玻璃棒搅匀，加热溶解之后加琼脂 20g，不断搅拌， 可适当补水；（3）用 pH 试纸和
27、 0.1mol/L 氢氧化钠、0.1mol/L 的盐酸溶液调节 pH 值，pH 值范围在 7.0 一 7.2 之间；（4）把配制好的培养基分装在 500ml 的 三角瓶中，瓶口塞上棉塞，然后用牛皮纸包扎好，贴上标签注明为牛肉膏蛋白胨 琼脂培养基；（5）把包扎好的培养基放在高压锅中，在 120，1.5Mpa 下维持 3Omin 进行灭菌。灭菌后的培养基放在 33恒温箱中保存、备用。 2.3.1.2 高氏一号培养基 (用于分离和培养放线菌)：(1)称取可溶性淀粉 20g、硝酸钾 1g、磷酸氢二钾 0.5g、硫酸镁 0.5g、硫酸亚铁 0.01g、氯化钠 0.5g，加入自来水 I000ml 于烧杯中
28、；(2)上述烧杯放在电炉子上加热至微沸，用 玻璃棒搅匀，加热溶解之后加琼脂 20g，不断搅拌，可适当补水；(3)用 pH 试纸 和 0.1mo/L 氢氧化钠、0.1mol/L 的盐酸溶液调节 pH 值，pH 值范围在 7.2 一 7.4 之间；(4)把配制好的培养基分装在 500ml 的三角瓶中，瓶口塞上棉塞，然后用 牛皮纸包扎好，贴上标签注明为高氏一号培养基；(5)把包扎好的培养基放在高 压锅中，在 120， 1.5MPa 下维持 3Omin 进行灭菌，灭菌后的培养基放在 33 恒温箱中保存、备用。临用前每 300ml 培养基加入灭菌的 3% K2Cr2O7溶液 1ml， 分开灭菌。 2.3
29、.1.3 马铃薯糖琼脂培养基（用于分离和培养真菌）：（1）把马铃薯洗 净去皮，称取 200g 切成小片，加自来水 1000ml 于烧杯中；（2）上述烧杯放在 电炉子上加热至沸腾，用玻璃棒搅匀半小时后加琼脂 20g，不断搅拌，可适当补 充水；（3）用 pH 试纸和 0.1mol/L 氢氧化钠、0.1mol/L 的盐酸溶液调节 pH 值， pH 值范围在 6.66.8 之间；（4）把配制好的培养基分装在 500ml 的三角瓶中， 瓶口塞上棉塞，然后用牛皮纸包扎好，贴上标签注明为马铃薯糖琼脂培养基； （5）把包扎好的培养基放在高压锅中，在 120， 1.5MPa 下维持 3Omin 进行灭 菌。灭菌
30、后的培养基放在 33恒温箱中保存、备用。临用前每 100ml 培养基加 0.3ml 灭菌的乳酸，分开灭菌。 2.3.22.3.2 土壤微生物的测定土壤微生物的测定 2.3.2.1 仪器和无菌水的准备：清洗三角烧瓶、试管、培养皿、吸管，之后 进行灭菌，制作包装三角瓶和试管棉塞，在 25Oml 三角瓶装 90ml 蒸馏水、试管 中装 9ml 蒸馏水、塞上棉塞、包扎、灭菌锅灭菌。三角烧瓶和试管须预先塞好棉 塞。利用高压锅灭菌时，首先要排除高压锅内的冷空气，可将排气阀打开，待排 出冷空气后关闭排气阀;或关闭排气阀，待压力上升到 0.5MPa 时再打开排气阀， 待压力回复到将近零时，再关闭排气阀。在 1
31、20， 1.5Mpa 维持 30min 灭菌。 灭菌时间一到，切断电源。待压力降至零时，才能打开排气阀，然后打开灭菌锅 盖，取出物品。紫外线灭菌是指在超净台接种前，是利用 30W 灯管，打开紫外灯 照射 0.5h，可使无菌室内空气灭菌，之后关闭。 5 2.3.2.2 制备土壤稀释液：用天平称取土样 10g，加到装 90ml 蒸馏水三角瓶 中，振荡 15min，即制成 10-1的土壤稀释液。用无菌移液管吸取上面的土壤稀释 液 lml，加到装 9ml 蒸馏水试管中，即制成 10-2的土壤稀释液。同样再从其中吸 取土壤稀释液 lml 加到另外的装 9ml 蒸馏水试管中，每新加入一个试管，土壤溶 液稀
32、释 10 倍。以此类推，做细菌的土壤溶液稀释到 10-7，真菌的土壤溶液稀释 到 10-3，放线菌的土壤溶液稀释到 10-5。在这个过程中，每次用无菌移液管移取 土壤溶液时在试管内反复吸取三次，然后取出无菌移液管，并将其通过火焰。 2.3.2.3 土壤微生物的培养：将以上配制好的三种培养基采用稀释平板法测 定土壤微生物总数，用 0.1ml 稀释涂布法接种，细菌采用 10-5、10-6、10-7梯度 接种，真菌采用 10-1、10-2、10-3梯度接种，放线菌采用 10-3、10-4、10-5梯度接 种，三次重复，接种后细菌放在 37OC 培养箱培养，真菌和放线菌放在 28OC 培养 箱培养，培
33、养 2-3 天进行计数，此过程在严格操作防止培养基污染。结果以每克 干土所含微生物数量表示。 2.3.2.4 微生物菌落计数：土壤中的微生物经培养后，每一个活菌细胞可以在平 板上繁殖形成一个肉眼可见的菌落，结果以每克干土所含数量表示16。其计算 方法:每克干样品的菌数=同一稀释度几次重复的菌落平均数10稀释倍数水 分系数 水分系数= 式中：W%含水率 %1 1 W 2.3.32.3.3 土壤含水率的测定土壤含水率的测定 采用烘干法17测定土壤含水率。测定结果为:一年黄芩根际土壤含水率为 17.69%，一年黄芩非根际土壤含水率为 15.39%，三年黄芩根际土壤含水率为 17.74%，三年黄芩非根
34、际土壤含水率为 15.61%。 W=100% 式中： A铝盒重量（g） ； AC CB B土样与铝盒重（g） ； C干土与铝盒重（g） 。 2.3.42.3.4 微生物指数的计算微生物指数的计算 生物多样性18指数是描述生物类型数和均匀度的一个度量指标。它在一定 程度上可反映生物群落中物种的丰富度及其各类型间的分布比例。本研究中土壤 微生物菌群多样性指数和土壤微生物菌群的均匀度计算方法如下： 土壤微生物菌群多样性指数(香农威纳指数) HPi1nPi 土壤微生物菌群的均匀度 E=H/1nS 式中，Pi=Ni/N为某群落中第i个类型的个体数占总个体数的百分比，S为微 生物类群数量。 3 3结果与分
35、析结果与分析 6 3.13.1 不同种植年限对黄芩田土壤微生物数量影响不同种植年限对黄芩田土壤微生物数量影响 由表 1 可知，随着黄芩种植年限的增加，土壤中微生物组成和数量存在较大 差异，微生物总数由大到小依次是 3 年根际土壤3 年非根际土壤1 年根际土 壤1 年非根际土壤。由此可见随着种植年限的增加，微生物总量呈增加趋势。 且所有土壤微生物在总体数量上均以细菌为绝对多数，占其总量的 99以上， 放线菌次之，真菌最少。 表表 1 1 黄芩不同种植年限土壤三大类群微生物状况黄芩不同种植年限土壤三大类群微生物状况 3.23.2 不同年限黄芩田细菌状况不同年限黄芩田细菌状况 图1 连作黄芩田细菌数
36、量 11.77 5.20 88.31 61.27 0 20 40 60 80 100 一年根际一年非根际三年根际三年非根际 细菌数量（107cfu/g） 种植年限 细菌 （107cfug- 1） 放线菌 （104 cfug- 1） 真菌 （103 cfug- 1） 微生物总量 （107 cfug- 1） 根际11.7752.6611.0511.82 非根际5.2035.206.075.241 根际/非根际2.661.491.822.25 根际88.3188.8968.7988.41 非根际61.2787.327.1661.36 3 根际/非根际1.441.019.601.44 7 由图 1 可
37、见黄芩田土壤细菌数量随着黄芩种植年限的增加而明显增加，根际 3 年种植年限细菌数量达 88.31107cfug-1，是 1 年根际的 7.50 倍；非根际 3 年种植年限细菌数量 61.27107cfug-1，是 1 年非根际的 11.78 倍。且根际 土壤细菌数量均高于同一种植年限的非根际土壤细菌数量，3 年和 1 年种植年限 根际土壤细菌数量分别是非根际的 2.26 倍和 1.44 倍。 3.33.3 不同年限黄芩田土放线菌不同年限黄芩田土放线菌状况状况 图2 连作黄芩田放线菌数量 52.66 35.20 88.89 87.32 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1
38、00 一年根际一年非根际三年根际三年非根际 放线菌数量（104cfu/g） 由图 2 可见黄芩田土壤放线菌数量随着种植年限的增加也明显增加， 3 年 种植年限黄芩田根际放线菌数量为 88.89104cfug-1，是 1 年种植年限根际放 线菌数量的 6.23 倍；非根际 3 年种植年限放线菌数量为 87.32104cfug-1， 是 1 年种植年限非根际放线菌数量的 2.48 倍。1 年种植年限根际放线菌数量是 非根际的 1.49 倍, 3 年种植年限根际放线菌数量是非根际的 1.01 倍，表明随着 种植年限的增加,放线菌数量虽有增长趋势, 但同一种植年限根际与非根际放线 菌数量逐渐不显著。
39、3.43.4 不同年限黄芩田真菌不同年限黄芩田真菌状况状况 由图 3 可见黄芩田土壤真菌数量随着种植年限的增加，总体呈增加的变化趋 势， 3 年种植年限黄芩田根际真菌数量为 68.79103cfug-1，是 1 年种植年限 根际真菌数量的 1.69 倍；3 年种植年限非根际真菌数量为 7.16103cfug-1， 是 1 年种植年限非根际真菌数量的 1.17 倍。3 年和 1 年种植年限根际真菌数量 分别是非根际的 9.60 倍和 1.82 倍,表明随着种植年限的增加,真菌数量不仅有所 增加,且根际真菌数量增长趋势明显高于非根际增长幅度。 8 图3 连作黄芩田真菌数量 11.05 6.07 6
40、8.79 7.16 0 10 20 30 40 50 60 70 80 一年根际一年非根际三年根际三年非根际 真菌数量（103cfu/g） 3.53.5 不同种植年限对黄芩田土壤微生物多样性指数影响不同种植年限对黄芩田土壤微生物多样性指数影响 土壤微生物群落结构和组成的多样性与均匀性是衡量生态系统稳定和健康的 一个重要指标19，由表 2 可知，黄芩土壤中香农威纳指数和均匀度指数均为 1 年非根际土壤1 年根际土壤3 年非根际土壤3 年根际土壤，香农威纳指 数指数和均匀度指数均在降低，从而微生物多样性和均匀度显著降低，土壤生态 系统稳定性下降，抗干扰能力降低，说明了黄芩的种植影响了土壤微生物群落
41、组 成和生存分布状态，也可能会导致土壤微生物生态系统的不稳定性。 表表 2 不同种植年限黄芩土壤中生物多样性的变化不同种植年限黄芩土壤中生物多样性的变化 种植年限香农-威纳指数（H）均匀度指数（E） 根际0.02920.0266 1 非根际0.04240.0386 根际0.00880.0080 3 非根际0.01090.0099 9 4 4 结论结论 （1）从不同种植年限黄芩田土壤微生物组成来看，以细菌数量最多，放线 菌次之，真菌最少，细菌在黄芩田土壤微生物组成中占绝对优势。无论细菌、真 菌、放线菌，1 年及 3 年种植年限黄芩田根际土壤微生物数量明显高于非根际， 但随着种植年限增加，放线菌根
42、际与非根际数量差异逐渐缩小，几乎趋于一致， 而真菌数量随种植年限的延长，根际与非根际差距加大，这可能是黄芩连作障碍 与真菌持续积累有关。 （2）从香农威纳指数和均匀度指数来看，黄芩种植年限延长可能会影响 生态系统的稳定性，连作使微生物多样性和均匀度低，土壤生态系统稳定性下降， 抗干扰能力降低，从而可能引起连作障碍的发生。 （3）本实验仅做了不同种植年限黄芩土壤微生物数量的变化情况，是否由 此引起病害及其产生机理等有待于进一步研究。 10 参考文献参考文献 1 魏东华，李林章，陈淑欣.不同土壤营养条件对黄芩苷含量的影响J.中国实验方剂学 杂 志,2010,16(12):56-58. 2 郝慧荣，
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45、生物的影响研究J.微生物学杂志, 2005，25(2):27-30. 13 王明道，吴宗伟，原增艳等.怀地黄连作对土壤微生物区系的影响J.河南农业大学学 报.2008,42(5):532-538. 14 张向东,张晓虎,翟丙年.商洛南五味子种植区土壤肥力特征J.西北农业学报, 2008,17(6):329-333. 15 常瑾,井金学,张海宽等.陕西黄芩茎枯病病原菌的鉴定J.西北林学院学报, 2006，21(3)：81-82. 16 沈萍，范秀荣，李广武.微生物学实验(第三版)M.北京:高等教育出版社,1999:92-94. 17 19 郭利,王学龙,陈永德,赵玉纲.烟草连作对烟田土壤微生物的影响J.湖北农业科学, 2009,48(10):441003-441503. 19董艳，董坤，郑毅等.种植年限和种植模式对设施土壤微生物区系和酶活性的影响J. 农业环境科学学报,2009,28(3):527-532. 11 致谢致谢 我的指导老师张向东副教授在整个实验过程和写论文的过程中,予以悉心指 导和帮助，他在百忙的教学工作中挤出时间来来审查、修改我的论文，并且提出 了宝贵的意见和建议，尤其是他循循善诱的教导和不拘一格思想给予我无尽的启 迪，端正了我在今后学习和工作中的态度，在此谨表谢意。