草原土壤微生物生态系
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第943页（3667字）
微生物在自然界中分布极为广泛，它们有巨大的生物化学活性，在自然界能量流动、物质循环等方面起着极其巨大的作用。
土壤是微生物生存的天然培养基，也是自然界物质生物循环的重要基地。土壤微生物与草原植被和各种动物一起构成完整的草原生态系统，并在其中占有重要地位，起着多种多样不可代替的作用。
土壤微生物种类与数量是决定土壤肥力的重要因素。研究草原土壤微生物种类与数量，测定其在能量流动和营养物质转化中的活性程度与功能作用，对于探讨土壤中有机物质的分解、土壤肥力、植物营养供应与植物生长有着十分重要意义。
20世纪初，R．Warington曾做过土壤微生物的研究工作。最引人注目的是E．J．Russell和H．B．Hutchinson在1914～1918年用杀虫剂对土壤进行部分灭菌的研究工作。
从那时起，土壤微生物的研究工作就一直没有停顿地发展着，先是原生动物和土壤细菌学方面的实验室工作，而在1940年以后就归并为土壤微生物学研究。
在国外，有关草原生态系统微生物活动更为详细的研究报道已由Coleman和Sasson作出。
1980年Breymeyer报道了温带草地中的微生物种群及热带草地微生物种群；食腐真菌的作用；草原土壤中酶的含量以及环境因素对酶的影响等。同年，Coup Lond指出：微生物生物量超过大大小小的哺乳动物、鸟类、爬行动物、昆虫和全部无脊椎动物总和之数量；真菌是微生物生物量的主要组成部分；在干燥而炎热的砂壤土中真菌的生物量少于凉爽、半干旱的粘土或温暖湿润的粘土中的真菌数量；真菌有4／5在0～10cm土层中；不论真菌还是细菌，其数量均随土层加深而减少。
在草原土壤中，微生物构成一个重要的动态的营养物质贮存库。微生物生物量的日变化或季节变化都直接影响可给性营养物质的数量。
1985年，S．Higashida等指出，日本北海道北部草场，土壤为重粘土的0～2cm土层中，细菌数量一年出现两次峰值，即5月、8月或9月；在较深的土层中微生物种群数量的变化不大。影响细菌数量高峰的因素是来自植被的物质供应，并且受土壤水分状况制约。Clark和Paul报道，在0～30cm深度的土层中，草原土壤微生物生物量大约是200g／m2微生物活动是草原生态系统中营养物质循环的最重要因素。
真菌菌丝长度和真菌的孢子数量变化与细菌种群变化不同，因为真菌菌丝是真菌的活动形式，所以土壤真菌的季节变化可以考虑用菌丝长度来表示。真菌数量的变化不像细菌数量变化那样明显。同年，S．Higashida等又报道草原土壤表层微生物活动的季节变化，指出在有大量有机物质累积在土壤表层的草地中，微生物活动是重要的，供给牧草生长的矿物营养是微生物活动的结果。1986年，S．Higashid等又报道了草原土壤微生物活性与土壤性质的关系，指出在0～2cm土层中，真菌的数量与土壤的任何性质都不存在明显的线性关系。在5～15cm土层中细菌的所有测得值都与草原年龄成负相关，而与微生物基质水平成正相关；微生物所有测得值都与可交换性K成正相关，与土壤H+浓度呈负相关。
1992年～1994年李生再次进行“低山丘陵干草原土壤微生物氮素生理群研究”。
指出低山丘陵干草原土壤中氨化生理群微生物数量少于苏打盐渍土草场和固定沙丘、沙地草场微生物数量。硝化生理群机好气性固氮菌生理群微生物数量特别少。应采用各种生物措施，人工补种或飞播一些豆科牧草，增加土壤中有益微生物数量，是提高土壤肥力的有效措施。
1979～1980年，廖仰南等人研究了内蒙古锡林河流域草原土壤微生物的季节变化及其土层垂直分布，发现微生物数量的土层垂直分布和季节性变化具有明显的规律性；微生物各种群优势群属在不同季节和不同土层中的数量分布是具有一定优势交替规律的；微生物总量的分布与土壤肥力密切相关。1981～1982年，廖仰南等人又对内蒙古锡林河流域草原土壤微生物生物量及其季节动态进行研究，发现厚层栗钙土羊草草原和典型栗钙土大针茅草原，放线菌为优势群，其次是细菌，真菌较少；微生物总量：(0～70cm)羊草草原在1981年为1069．19g／m2，为大针茅草原的1．17倍；1982年羊草草原为大针茅草原的1．15倍。
由此可见羊草草原的生产力高于大针茅草原。土壤微生物的土层垂直分布与植物群落根系生物量的分布相应呈正相关；微生物量分布与其相应土层的养分的分布趋势类同，说明土壤肥力与土壤微生物分布紧密相关。同年，赵勇斌等人进行了“甘肃天祝山草原土壤肥力状况及微生物生态研究”，指出土壤微生物数量(包括总数与生理群数量)与土壤肥力有相依关系；草原土壤中有机质含量愈丰富，微生物数量也就愈多。1981～1986年，廖仰南进行了草原土壤微生物生物量测定方法的研究，指出在人工羊草草地、天然羊草草原和大针茅草原土壤微生物的研究数据证明，以干重换算法及与该法相应制订的计算公式，测定计算微生物生物量是可行的；应用千重换算法，只要辨认所计数微生物各类群菌落，即可分别求得各类群微生物的生物量。
1982年，赵志山等，进行了“吉林西部羊草草原根际固氮菌的研究”，指出，吉林西部羊草草原土壤中存在着数量较多的自生固氮菌，有的牧草根际土壤中这种菌的数量多于其它土壤中的数量；牧草种类不同固氮菌的分布、数量和种类也有差异，这与某些牧草的根系向土壤中分泌的物质有一定关系，但不同牧草根际土壤中固氮菌活性差别不甚大；扁豆根际土壤中固氮菌数量较多，固氮活性较强。1984年，东北师大杨靖春和中国科学院微生物研究所王大珍等人，在进行“东北羊草草原土壤微生物呼吸速率的研究”后指出，土壤微生物呼吸速率季节变化受土壤温度、水分的综合影响，而这两个因子几乎是同等重要，因此，在东北羊草草原中，只有保持适宜的土壤温度和充足的土壤水分，土壤微生物呼吸作用才能正常进行，才能使土壤中动植物有机残体不断被分解，从而维持正常的能量流动和物质循环。1984～1987年，李生进行了“苏打盐土草场土壤微生物氮素生理群的研究”，1990年又进行“固定沙丘、沙地草场土壤微生物氮素生理群的初步研究”。1985年～1986年，孙炳寅等人进行了“互花米草草地土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究”，指出互花米草的盐沼土中，细菌、放线菌、真菌的数量比对照的盐沼土多；15～30cm土层中细菌数最多；细菌总数的增减趋势是夏、秋两季多，冬、春两季较少；在光滩土壤中，尿酶和过氧化氢酶活性很弱，而互花米草地土壤中这两种酶活性很强，但与种植年限和季节无显着相关性。
当今国内外对草原土壤微生物生态系统研究比较活跃的可以概括为以下几个方面：(1)各种不同草场土壤中微生物生物量；(2)各种不同草场类型微生物垂直分布和季节性变化规律；(3)微生物与环境条件微生物与产草量的相关性；(4)草原土壤微生物活性、酶的活性与有机质分解的相关性；(5)草原土壤微生物呼吸速率与有机质分解的相关性；(6)草原土壤生物固氮作用；(7)各种不同草场土壤微生物氮素生理群等。
今后，除对上述几方面问题继续深入研究外，对草原土壤微生物各种不同功能生理群应开展大量研究工作。
目前对氮素生理群的研究已引起重视。特别是对草原土壤生物固氮应广泛地开展研究，并以不断提高草原土壤的氮素营养水平为重点。对纤维素物质分解的生理群也应积极开展研究，因纤维素物质在土壤中积累的比较多。对各种生理群的活性应深入研究，通过研究摸清各种不同功能生理群的本底值，掌握其变化规律。通过改良措施增加草原土壤有益微生物数量，控制有害微生物数量，增强土壤生物活性，促使有机质的分解，使草原土壤微生物向着造福于人类方向发展。
。【参考文献】：
1 Breymeyer A I．1980，609～655
2 赵志山，等．中国草原，1984，3∶70～73
3 Higashida S，et al．Soil Sci．Plant Nutr，1985，31(1)∶113～121
4 Higashida S，et al．Soil Sci Palnt Nutr．，1985，31(4)∶647～651
5 廖仰南，等．草原生态系统研究，1985，1∶166～179181～192
(内蒙古哲里木畜牧学院李生副教授撰；王国栋审)