顿圆圆+杜春梅+董锡文+王妍

摘要：为了了解长期旱田改水田对黑土理化性质和部分功能微生物的影响，选取旱田改水田5、10、30年的黑土为研究对象，对土壤pH、电导率及磷细菌、纤维素分解菌进行研究。结果表明，随着旱田改水田年限的增加，土壤的pH逐渐降低，其中，旱田改水田5年时pH下降显著（P<0.05）；土壤电导率先显著升高（P<0.05）后降低，其中，旱田改水田年限为5年时，电导率最高；有机磷细菌、无机磷细菌、纤维素分解菌都呈先减少后增加的趋势，其中，有机磷细菌在旱田改水田10年时平均数量最少，无机磷细菌、纤维素分解菌在5年时平均数量最少。

关键词：黑土；旱田改水田；pH；电导率；微生物

中图分类号：S344.1+7；S153；S154.38+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）03-0459-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.015

Effects of Transforming Dryland into Paddy Field on pH， Electrical Conductivity and Microorganiams of Black Soil

DUN Yuan-yuan， DU Chun-mei， DONG Xi-wen， WANG Yan

（College of Life Science， Jiamusi University， Jiamusi 154007， Heilongjiang， China）

Abstract： To understand the effects of transforming dryland into paddy field on soil physical， chemical properties and some functional microorganisms， black soil was sampled in the field which transformed dryland into paddy field for 5， 10 and 30 years respectively， and the pH value， electrical conductivity， phosphobacteria and cellulose decomposition microorganisms were investigated. The results showed that pH of soil value decreased gradually with the increasing of years that transforming dryland into paddy field. Among them， soil pH value of 5 years paddy field decreased significantly（P<0.05）. Electrical conductivity of soil increased significantly（P<0.05） in first five years and then decreased gradually. The number of organic phosphobacteria， inorganic phosphobacteria and cellulose decomposition microorganisms appeared to be an increasing trend and then decreased. The numbers of organic phosphobacteria were the least in first 10 years， and inorganic phosphobacteria， cellulose decomposition microorganisms was the least in first 5 years of transforming dryland into paddy field.

Key words： black soil； transforming dryland into paddy field； pH； electrical conductivity； microorganisms

由于種植水稻可以使农民增产增收，近年来，旱田改水田种植方式越来越多，许多黑土土壤也由旱田改为水田用于水稻生产[1]。黑土旱田改水田会导致土壤生态环境的变化，影响土壤微生物的多样性与数量，而土壤微生物可以反映土壤质量的变化，是土壤质量评价指标体系中重要的组成部分[2-5]。土壤微生物不仅参与土壤结构的形成，调节植物的生长发育，还可以促进土壤营养元素及能量的转化与循环，是维持土壤环境、提高土壤肥力的重要因素[6-9]。因此，研究黑土旱田改水田对土壤pH、电导率及土壤微生物影响对农业生产具有重要意义。目前，关于长期黑土旱田改水田对土壤微生物影响的研究还比较少，故开展此项研究，以期为黑土土壤的可持续利用提供重要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

土壤样品采集于黑龙江省佳木斯市桦川县（北纬46°54′，东经130°42′），选取旱田改水田年限分别为5、10、30年的地块为研究对象，以临近的旱田为对照（旱田改水田年限计为0年），取样地面积为667 m2，利用五点法分别采集深度为0～5、5～10、10～20 cm的土壤，各土壤样品去掉枝叶、石块，均单独装袋带回实验室备用。

1.2 土壤pH、电导率测定及微生物分离

土壤pH和电导率分别用PHB-8型酸度计和DDS-11A型数显电导率仪测定，土水比分别为1∶2.5和1∶5。

称取10 g新鲜的土壤样品放入装有90 mL无菌水的三角瓶（放入15～20个已灭菌的小玻璃珠）中，振荡20 min，使土壤样品被充分打散，按10倍稀释法制成10-1～10-5的土壤稀释液。将适宜浓度土壤稀释液涂布于选择培养基上，进行微生物培养。每个土壤样品做3次重复，在适宜温度下培养3～5 d后观察计数。无机磷细菌、有机磷细菌及纤维素分解菌的培养基均按常规方法配制[10]。

1.3 计数及统计

微生物数量统计采用平板菌落计数法，并计算出每克干土所具有的菌落数。其计算公式为：每克干土中所含菌落数=（同一稀释度平板上菌落平均数×稀释倍数）/原菌样品体积×（1-含水率）。所有数据均采用Excel和SPSS软件进行统计分析，运用Pearson相关系数估测各变量之间的相关性。

2 结果与分析

2.1 旱田改水田对土壤pH的影响

土壤pH是土壤基本的理化指标之一，它与土壤各养分的有效性密切相关，可以影响土壤微生物的活动和土壤的结构，对土壤中的氧化还原、沉淀溶解等有重要的作用[11，12]。

由图1可知，随着旱田改水田年限的增加，土壤的pH降低，其中，旱田改水田5年时pH下降最明显（P<0.05）。其原因可能是旱田改水田后土壤的含水量变化影响离子在固相和液相之间的分配、盐类的溶解与解离，进而影响了土壤的酸碱度[13]；也可能与长期使用肥料有关，在一定的作用范围内，使用有机肥对土壤的酸碱度具有微调与缓冲作用[14]，但是人们为了增产增收，长期过量使用肥料，这些肥料中往往带有Cl-和SO42-等强酸性离子，它们随肥料的大量施用进入土壤，仅有很少一部分被作物吸收，大部分则残留于土壤中，导致土壤pH下降[15]。

2.2 旱田改水田对土壤电导率的影响

电导率是土壤基本理化性质的另一个重要指标，它包含了土壤养分与理化特性的丰富信息[16]，能够反映土壤中的盐分、水分、有机质含量、孔隙度等参数的变化[17]。在土壤科学中，常用电导法估测土壤的可溶盐含量[18]，土壤溶液中盐浓度的高低与作物生长直接相关。测定分析土壤溶液的盐浓度对作物生长的影响有着重要的意义[19]。

由图2可知，随着黑土旱田改水田年限的增加，电导率先显著升高（P<0.05）后降低，其中黑土旱田改水田年限为5年时电导率最高。这可能是因为旱田改水田后土壤的水分、通气状况等条件发生了改变，秸秆还田的有机物量较多，腐殖化系数高，导致土壤中的有机质含量高，吸附交换性离子的能力增强，使电导率升高[20]，并且种植多茬植物后根系富集了较多的矿物元素，导致土壤中盐分离子增加，土壤电导率也会升高[21]。

2.3 旱田改水田对磷细菌及纤维素分解菌的影响

磷是植物生长必需的营养元素之一，是植物生长发育的重要物质基础[22，23]。虽然农田土壤中磷素含量较高，但是中国2/3的耕地土壤缺磷，因为这些磷素大多以难溶性有机和无机态磷形式存在，不易被植物吸收利用[24，25]。磷细菌包括有机磷细菌（解磷菌）和无机磷细菌（溶磷菌）两大类，它们可以将土壤中有机磷和难溶性无机磷转化为可溶性无机磷[26，27]，进而被植物吸收利用。纤维素分解菌在大气碳素循环中有重大作用，其分布与土壤性状、肥力有密切关系，其纤维素分解强度的大小也是表征土壤微生物量和土壤肥力的一项重要指标[28]。

由表1可知，黑土旱田改水田后，有机磷细菌、无机磷细菌及纤维素分解菌数量都显著降低（P<0.05），随着旱田改水田年限的增加，3种功能菌都呈先减少后增加的趋势。从总体上看，有机磷细菌在旱田改水田10年时数量最少，无机磷细菌、纤维素分解菌在旱田改水田5年时数量最少。

2.4 相关性分析

由表2可知，电导率与有机磷细菌、无机磷细菌及纤维素分解菌数量呈极显著负相关（P<0.01），pH分别与无机磷细菌和纤维素分解菌呈极显著（P<0.01）和显著（P<0.05）正相关，3种功能菌之间相关性极显著（P<0.01）。这说明土壤pH、电导率、磷细菌与纤维素分解菌之间关系密切，它们共同影响着土壤中磷素和碳素的转化与循环，进而影响植物对矿质元素的吸收与利用[29]。

3 小结

通过对黑土长期旱田改水田土壤的pH、电导率和3种功能微生物的变化研究，得到如下结论：①随着旱田改水田年限的增加，土壤的pH逐渐降低，土壤酸化现象越来越严重；②长期旱田改水田对土壤电导率影响较大，前期电导率显著增加，5年后电导率逐渐降低；③在一定年限内，旱田改水田不利于有机磷细菌、无机磷细菌、纤维素分解菌的积累，但超过一定年限后，3种功能菌的数量都有所增加。

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