[蚯蚓及植物促生根际细菌对土壤中氮和钾有效性的影响]根际土壤

　　摘要：采用室内试验的方法研究不同接种方式接种威廉环毛蚓（Pheretima guillelmi）、植物促生根际细菌（钾活化细菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｕｓ ＰＤＳＫ－１）和固氮细菌（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ ｃｈｒｏｏｃｏｃｃｕｍ ＰＤＳＮ－５））对土壤中固氮细菌和钾活化细菌的生长、土壤脲酶的活性以及土壤钾有效性的影响。７种接种方式均明显增加了土壤中固氮细菌和钾活化细菌的生长。蚯蚓活动对土壤中固氮细菌生长的影响有限，但明显增加了钾活化细菌的生长。接种蚯蚓、接种固氮细菌、接种蚯蚓和固氮细菌均明显增加了土壤中脲酶的活性。土壤中脲酶活性和速效钾的浓度分别与土壤中固氮细菌与钾活化细菌的数量成显著正相关关系（Ｐ＜０．０５）。试验结果表明，混合接种方式是一种有潜力的生物技术，可以用来减少农业生产中化肥的施用量。
　　关键词：蚯蚓；植物促生根际细菌；混合接种；土壤酶活性
　　中图分类号：Ｑ９３９．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）15－3186-04
　　Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｅａｒｔｈｗｏｒｍｓ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｇｒｏｗｔｈ Ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ Ｒｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ ｏｎ Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ
　　ｏｆ Ｎ ａｎｄ Ｋ ｉｎ Ｓｏｉｌ
　　ＷＵ Ｆｕ－ｙｏｎｇ１，２，ＢＩ Ｙｉｎ－ｌｉ２，ＭＡＯ Ｙａｎ－ｌｉ１
　　（１． Department of Environmental arol Municipal Engineering， Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ ４６７０３６２， Ｈｅｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３， Ｃｈｉｎａ）
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｐｏｔ ｔｒｉａｌ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ， ｄｕａｌ ｏｒ ｔｒｉｐｌｅ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｒｔｈｗｏｒｍｓ ｏｒ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ－ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｒｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ （ＰＧＰＲ）， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｎｉｔｒｏｇｅｎ－ｆｉｘｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ （ＮＦＢ） （Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ ｃｈｒｏｏｃｏｃｃｕｍ ＰＤＳＮ－５） ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ－ｓｏｌｕｂｉｌｉｚｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ （ＫＳＢ）（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｕｓ ＰＤＳＫ－１）， ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ＮＦＢ ａｎｄ ＫＳＢ ａｎｄ Ｎ ａｎｄ Ｋ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｓｏｉｌｓ． Ａｌｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｖｅｎ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｐｐａｒｅｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ＮＦＢ ａｎｄ ＫＳＢ． Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｅａｒｔｈｗｏｒｍ ｈａｄ ｌｉｍｉｔｅｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ＮＦＢ， ｂｕｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ＫＳＢ． Ｔｈｒｅｅ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｉｎｇｌｅ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｒｔｈｗｏｒｍ， ｓｉｎｇｌｅ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＮＦＢ ａｎｄ ｄｕａｌ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｒｔｈｗｏｒｍ ａｎｄ ＮＦＢ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｕｒｅａｓｅ ｉｎ ｓｏｉｌｓ obviously． Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｕｒｅａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｎｕｍｂｅｒｓ ｏｆ ＮＦＢ ａｎｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＮＨ４ＯＡｃ－ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ Ｋ （ｒ=０．４７， Ｐ＜０．０５） ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＫＳＢ （ｒ＝０．４４， Ｐ＜０．０５） ｉｎ ｓｏｉｌ． Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔｕｄｙ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｍａｙ ｂｅ ａ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｆｏｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅａｒｔｈｗｏｒｍｓ； ＰＧＰＲ； ｍｉｘｔｕｒｅ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ； ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ
　　蚯蚓普遍存在于温带和热带生态系统中，是重要的陆地生态系统工程师［１］。蚯蚓在促进有机物质分解和矿质营养元素循环、转化等过程中发挥着十分重要的作用。据估计，通过排泄及分泌黏液，蚯蚓大约每年向每平方米土壤提供３．４～４．１ ｇ的矿化氮［２］。此外，土壤中广泛存在的植物促生根际细菌（包括固氮细菌和钾活化细菌）也能够明显增加土壤营养元素的可利用性，进而促进植物的生长［３，４］。蚯蚓可以通过直接取食、携带传播微生物等方式影响土壤微生物群落的数量、活性、组成和功能，因此，蚯蚓与微生物交互作用是土壤生态学研究的一个重点。Ｐａｒｌｅ［５］研究表明，土壤通过蚯蚓肠道后，细菌、放线菌的数目有大幅度的增加，而真菌的数目无变化。然而，蚯蚓活动对土壤中固氮细菌和钾活化细菌生长的影响目前尚不清楚。
　　土壤中营养元素的浓度通常受土壤中有关酶活性的影响。土壤微生物和植物的根均能够产生该类酶。当土壤中可利用的营养元素降低时，土壤微生物或植物均能够增加这些酶的分泌，从而促进无机氮和磷的供应。土壤脲酶普遍存在于土壤中，是由细菌分泌的一种酶，并在氮素转化时发挥关键作用，能分解有机氮化合物，为植物提供氮素营养［６］。徐晓燕等［７］研究表明，蚯蚓活动能够增加农田土壤中脲酶的活性。然而，同时接种蚯蚓与植物促生根际细菌对土壤中脲酶的活性及营养元素可利用性的影响尚不清楚。本研究通过室内盆栽试验了解蚯蚓活动对土壤中固氮细菌和钾活化细菌生长的影响，研究接种蚯蚓、固氮细菌、钾活化细菌分别对土壤脲酶的活性影响以及对土壤中钾有效性的影响，研究结果将为增加土壤肥力，减少农田化肥施用量、改善农田环境奠定一定的理论基础。