草原土壤微生物生态系——氮素生理群

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944页（2357字）

微生物是自然生物资源，在自然界能量流动、物质循环、维持生态平衡、净化环境中起着能动的生物化学作用。

尤其是氮素生理群中各类群微生物数量多少，关系到土壤中含氮有机物质的转化、速效性氮素营养供应和土壤中氮素损失状况。土壤微生物直接影响着土壤肥力及植物生长。因此，摸清草原土壤微生物生态系——氮素生理群的本底值及其变化规律，就能科学地探索提高土壤肥力的途径，防止有机物质与氮素的损失。

国外对土壤微生物开展了一系列研究工作，其中以英国洛桑试验站从事土壤微生物学研究最具代表性。

研究比较活跃的有以下几个问题：厌气性细菌及其在土壤中的活动；根际微生物；根部解剖学；土壤微生物和植物根系对磷素的循环；根瘤菌在土壤中的活动；硝化作用与硝化细菌；土壤原生动物；土壤真菌；化学农药的微生物学降解；杀生性处理对土壤微生物的影响及土壤中非共生固氮作用等。这些大致概括了国际上土壤微生物学的研究动向，反映了当前本学科的进展情况和研究水平。

国外对草原土壤微生物开展了大量的研究工作。如Doxtader(1969)、J．OHarris(1971)、Paul(1973)、Matador和Pawnee等研究点对真菌和细菌等微生物的研究。1985年，Shuji Higashida和KinyaTakao进行了“草原表土层微生物数量的季节变化格局”的研究。1986年，Shuji Higashida和Knya TaKao进行了“草原土壤微生物活性与土壤性质的关系”研究。

1961年，中国陈华癸主编的《微生物学》阐述了氨化、硝化和反硝化作用，同时也指出非共生固氮作用。1981年，王芳玖进行了“草原生态系统氮素生理群的初步研究”，指出氨化生理群、硝化生理群、反硝化生理群、固氮微生物在不同土层深度及季节性分布数量，并发现在植物生育期内随着温度的不断提高和土壤水分的不断增加，土壤中氨态氮和硝态氮也出现增加高峰，这样植物可以得到较充足的氮素营养；还发现暗栗钙土羊草草场和典型栗钙土大针茅草场没有典型固氮菌，为了提高产草量可接种固氮菌剂，以改善固氮微生物的现状，提高草原土壤的氮素营养水平。

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”，报道了苏打盐土草场土壤氮素生理群、各类群微生物数量的土层垂直分布和季节性变化情况，指出：通过人工种草，可使氨化生理群微生物数量增加5／6，可使硝化生理群和好气性固氮菌生理群微生物数量增加6倍多，而使反硝化生理群微生物数量减少5倍多，从而有利于土壤中含氮有机物质的转化，减少氮素损失，增强土壤肥力，达到提高产量的目的。1985～1986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”，也指出互花米草盐沼土中氨化细菌占优势，固氮菌、硝化细菌次之，反硝化细菌数量最少。1990年，李生又进行了固定沙丘、沙地草场土壤微生物氮素生理群的初步研究，指出固定沙丘、沙地草场土壤微生物氮素生理群各类微生物数量土层垂直分布和季节性变化规律，发现固定沙丘、沙地草场土壤中反硝化生理群微生物数量最多．是造成土壤中氮素损失的重要因素。提出：为了改善固定沙丘、沙地草场土壤中氮素营养水平，采取人工种草及农业技术措施可减少土壤中反硝化生理群微生物数量；固定沙丘、沙地草场采用人工补种豆科牧草，可增加生物固氮量，进而可提高土壤肥力和草场产草量，从而提高畜牧业生产的经济效益；固定沙丘、沙地草场，防止沙化和草场被破坏，必须采取围栏措施保护植被旺盛生长，由此可促进土壤微生物数量增加，维持草场的生态平衡。

随着生物科学研究的不断进展和深入，对草原土壤微生物生态不仅进行生物量的研究，还要对土壤中具有不同功能的生理群、对有机物质转化机制的研究加以重视。对氮素转化各生理群微生物的数量、变化规律及其功能机制的研究已引起注意。

土壤中物质循环的化学元素中氮素占有特殊的位置。土壤氮素转化过程大部分是通过微生物途径实现的。

含氮有机物质的矿化作用释放氮素，是供给植物生存必需元素的主要途径之一。因此，对草原土壤微生物氮素群的研究是一重要课题。深入研究草原土壤微生物氮素生理群与其生态环境的关系，以及如何控制环境条件，改良草场，采取生物措施、施入菌剂、人工补种豆科牧草等，从而增加有益微生物数量，减少有害微生物数量，促进草原生态系统氮素生理群的旺盛活动是今后研究的主要任务。这些对创造氮素的良性循环，改善草原土壤肥力状况，指导草业生产、提高畜牧业生产的经济效益，及造福人类具有重要意义，也是今后的研究方向和发展趋势。

。【参考文献】：

1 陈华癸．微生物学．北京：北京农业出版社，1961．309～343

2 Shuji HigashidA，et al．Plant Nutr．，1985，31(1)∶113～121

3 Shuji HigashidA，et al．Plant Nutr．，1986，32(4)∶587～597

4 孙炳寅，等．生态学报，1989，3∶240～243

5 李生．土壤通报，1990，5∶235～237

6 李生．土壤通报，1992，4∶185～187

(内蒙古哲里木畜牧学院李生副教授撰；王国栋审)