【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）不同施肥制度土壤生物肥力特征研究植物營養(yǎng)學(xué)碩士論文

密級： 論文編號： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩士學(xué)位論文 不同施肥制度土壤生物肥力特征研究 要 本文于 2004以北京昌平國家褐潮土土壤肥力與肥料效益長期監(jiān)測基地的長期肥料試驗(yàn)為平臺，研究了長期定位不同施肥制度的土壤生物肥力特征。主要結(jié)果如下： （ 1）長期（ 15 年）不施肥（ 長期單施氮肥（ N）農(nóng)田作物產(chǎn)量很低；長期氮磷鉀化肥配合施用（ 可保持較高水平的作物產(chǎn)量；在氮磷 鉀化肥配合施用的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥料（ 可比 理獲得更高的作物產(chǎn)量。不同施肥制度的農(nóng)田作物生產(chǎn)力不同，通過殘茬和落葉等自然歸還給農(nóng)田的有機(jī)物料不同，為土壤生物提供了不同數(shù)量和品質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)，可對土壤生物學(xué)特性產(chǎn)生重要影響。 （ 2）不同施肥制度農(nóng)田土壤化學(xué)肥力顯著不同。長期不施肥或單施氮肥，土壤有機(jī)碳含量水平最低；氮磷鉀化肥配合施用，農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量水平顯著高于長期不施肥或單施氮肥處理；氮磷鉀化肥與有機(jī)肥料配合施用，土壤有機(jī)碳含量最高。 施用化肥（ N、 不施肥的農(nóng)田（ 有較高的土壤 全氮含量水平；氮磷鉀化肥配合施用，土壤的全氮含量高于長期單施氮肥的處理；氮磷鉀化肥與有機(jī)肥料結(jié)合施用，顯著提高了土壤全氮含量。 土壤的有機(jī)碳和全氮含量水平與作物產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。土壤有機(jī)碳和全氮含量水平高的土壤，其土壤有機(jī)碳與全氮比值較低。施肥農(nóng)田 土壤 較不施肥的土壤有所下降；氮磷鉀化肥配合施肥與長期單施氮肥的土壤 相近；氮磷鉀化肥與有機(jī)肥料配合施用，土壤 最低。作物產(chǎn)量水平低的農(nóng)田比高的農(nóng)田具有較高的土壤溫度。 （ 3）不同施肥制度形成了土壤生物肥力顯著不同的農(nóng)田。 施用肥料 （ N、 以增加土壤的細(xì)菌和放線菌數(shù)量，但真菌數(shù)量增加較少。施用化肥可以增加土壤固氮菌的數(shù)量，對其它生理菌群的影響規(guī)律不明顯；施用有機(jī)肥料增加了多數(shù)生理菌群的數(shù)量。施肥提高了土壤微生物量碳和量氮及其田間周轉(zhuǎn)率，施肥也提高了土壤蔗糖酶和脲酶活性。土壤的微生物量碳、量氮、蔗糖酶和脲酶活性與土壤有機(jī)碳和全氮含量、作物產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。 關(guān)鍵詞： 長期肥料試驗(yàn)；土壤生物肥力；土壤微生物量；土壤微生物量周轉(zhuǎn)；土壤酶活性 on in 004 006 to of on as (1) 15 no or N) of , P, K PK of PK of by of (2) CK PK K of N, K. of on A & of of (N) in (3) of an of of no of of of of of of of of of of of of A & N, , of V 目 錄 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 . 1 壤生物肥力的概念和內(nèi)涵 . 1 壤生物肥力的概念 . 1 壤生物肥力的內(nèi)涵與評價(jià)指標(biāo) . 2 壤生物肥力研究進(jìn)展 . 3 壤微生物的數(shù)量與多樣性 . 3 壤微生物量 . 5 壤酶 . 9 壤動(dòng)物 . 10 壤生物肥力研究展望 . 11 第二章 試驗(yàn)材料與研究方法 . 12 究目標(biāo) . 12 要研究內(nèi)容 . 12 術(shù)路線 . 12 料與方法 . 13 驗(yàn)概況 . 13 驗(yàn)處理 . 14 定指標(biāo)與方法 . 14 第三章 不同施肥制度土壤生物肥力特征 . 16 同施肥制度農(nóng)田生產(chǎn)力分析 . 16 同施肥制度土壤碳氮特征、酸堿性與土壤溫度變化 . 16 同施肥制度土壤有機(jī)碳變化 . 17 同施肥制度土壤全氮變化 . 18 同施肥制度 土壤 碳 /氮比值變化 . 19 同施肥制度土壤 化 . 20 同施肥制度土壤溫度變化 . 21 同施肥制度土壤的生物肥力特征 . 22 壤微生物數(shù)量與區(qū)系 . 22 壤微生物量碳及其周轉(zhuǎn)特征 . 23 壤微生物量氮及其周轉(zhuǎn)特征 . 25 氮值及其變化 . 30 . 31 . 33 本章小結(jié)： . 34 第四章 結(jié)論與討論 . 36 參考文獻(xiàn) . 38 致 謝 . 45 中國農(nóng)科院碩 士學(xué)位論文 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 1 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 壤生物肥力的概念和內(nèi)涵 壤生物肥力的概念 進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代以來，土壤質(zhì)量及其可持續(xù)利用問題受到世界的普遍關(guān)注（ 2003）。土壤是個(gè)復(fù)雜的有機(jī)無機(jī)復(fù)合體，其特性由其物理 、化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)所決定。據(jù)此，澳大利亞學(xué)者（ ， 2003）提出了土壤物理肥力、化學(xué)肥力和生物肥力的科學(xué)概念（見表 1 表 1壤生物肥力的概念 * he of 壤肥力的構(gòu)成 義 壤肥力 （ 在相關(guān)植物種類、土壤類型、土地利用和氣候條件下，土壤供給植物生長獲得產(chǎn)量、繁 殖和優(yōu)良品質(zhì)（關(guān)系到人對食物和動(dòng)物對飼料的健康需求）的物理學(xué)、化學(xué)以及生物學(xué)需要的能力。 土壤物理肥力 (在不導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞和土壤流失，并有助于土壤的生物學(xué)與化學(xué)過程的條件下，土壤提供的有利于植物生產(chǎn)、繁殖和獲得優(yōu)良品質(zhì)（關(guān)系到人與動(dòng)物健康）的物理環(huán)境的能力。 土壤化學(xué)肥力 (土壤提供給植物和食草動(dòng)物生長、繁殖和優(yōu)良品質(zhì)所需要的適宜的化學(xué)和營養(yǎng)環(huán)境的能力，這種能力在某種程度上促進(jìn)土壤有益的 包括養(yǎng)分循環(huán)在內(nèi)的物理學(xué)與生物學(xué)過程。 土壤生物肥力 (土壤中的生物（微生物、動(dòng)物和根系）提供的有助于植物和食草動(dòng)物在生長、繁殖和形成優(yōu)良品質(zhì)（關(guān)系到人類和動(dòng)物健康）過程中獲得營養(yǎng)需求的能力，同時(shí)能夠保持土壤中的生物學(xué)過程對土壤的物理學(xué)和化學(xué)狀態(tài)產(chǎn)生積極作用。 *注：譯自： K, V. 2003 土 壤的物理肥力為作物的生長和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化提供良好的物理環(huán)境和場所；土壤化學(xué)肥力為作物生長和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化提供適宜的化學(xué)和營養(yǎng)環(huán)境；土壤生物肥力通過土壤中的生物有機(jī)體對養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和土壤結(jié)構(gòu)形成的生物化學(xué)過程，保證土壤物理、化學(xué)肥力的基礎(chǔ)上滿足作物的礦質(zhì)營養(yǎng)需求。土壤化學(xué)肥力為作物的生長提供了養(yǎng)分庫，但是，土壤中的養(yǎng)分只有很少一部分是作物可直接利用，絕大部分養(yǎng)分需要通過分解、轉(zhuǎn)化才能成為可被 作物吸收利用的形態(tài)。在這一轉(zhuǎn)化過程中，土壤動(dòng)物、微生物和植物根系活動(dòng)及其相互作用起到了關(guān)鍵作用，它們是土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的加工車間。在土壤肥力 體系中，土壤的生物肥力處于中樞和核心地位。 中國農(nóng)科院碩 士學(xué)位論文 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 2 圖 1he of 土壤生物肥力的內(nèi)涵與評價(jià)指標(biāo) 土壤生物肥力主要體現(xiàn)為土壤微生物、土壤動(dòng)物、植物根系的生命活動(dòng)過程，有助于植物生長、繁殖和優(yōu)良品質(zhì)形成過程中獲取營養(yǎng)需求。土壤中保持合理的生物種群結(jié)構(gòu)、數(shù)量、生物多樣性和活性，是保障土壤物理和化學(xué)肥力的基礎(chǔ)。土壤生物肥力的評價(jià)具有系統(tǒng)性和復(fù)雜性。 壤生物肥力評價(jià)的微生物指標(biāo) 土壤微生物的特性是評價(jià)土壤生物肥力的核心，土壤微生物的數(shù)量和質(zhì)量（轉(zhuǎn)化活性）是土壤生物肥力的基礎(chǔ)。土壤生物肥力評價(jià)的微生物指標(biāo)主要包括土壤微生物多樣性指標(biāo)、土壤微生物的數(shù)量和活性指標(biāo)等。 （ 1）土壤微生物群落的組成和多樣性。 測定土壤微生物群落組成及其多樣性的方法主要包括：一是培養(yǎng)法測定底物利用的差異，基本原理是通過土壤微生物對底物利用的多樣性和特殊性，來鑒定土壤微生物的群落構(gòu)成（ 化還原技術(shù)是用來評價(jià)土壤微生物在群落水平上結(jié)構(gòu)的方法，微生物利用不同類型的 碳源物質(zhì)會引起指示劑顏色的變化，可以檢測分離出的微生物對多種養(yǎng)分源的利用方式，判斷微生物群落的多樣性）。二是脂肪酸甲基酯分析法，基本原理是通過分析脂肪酸的特性來辨別微生物的屬和種。三是核酸測定法，基本原理是從土壤中直接提取分析 過分析 不均勻性來判斷微生物種群的結(jié)構(gòu)特征。 （ 2）土壤微生物量。 主要包括直接顯微記數(shù)法、測定細(xì)菌胞壁酸含量、真菌幾丁質(zhì)或麥角甾醇含量、土壤微生物量碳氮磷等，來表征土壤微生物量。 （ 3）土壤微生物活性。 通常用單位微生物量碳的基礎(chǔ)呼吸量表示土壤微生物的活性。 壤生物肥力評價(jià)的土壤酶學(xué)指標(biāo) 土壤中的生物化學(xué)反應(yīng)主要由酶促代謝完成。土壤酶主要來源于土壤微生物，動(dòng)物和植物也是土壤酶的來源之一，土壤酶活性與土壤微生物活性具有顯著相關(guān)性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的土壤土壤生物肥力 S o i l B i o l o g i c a l F e r t i l i t y 土壤化學(xué)肥力 S o i l C h e m i c a l F e r t i l i t y 土壤物理肥力 S o i l P h y s i c a l F e r t i l i t y 中國農(nóng)科院碩 士學(xué)位論文 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 3 中酶有 50，這些土壤酶主要分為生物酶和非生物酶兩大類。目前研究較多土壤酶類主要是氧化還原酶、轉(zhuǎn)化酶和水解酶等。 壤生物肥力評價(jià)的動(dòng)物學(xué)指標(biāo) 土壤動(dòng)物影響到有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)和土壤結(jié)構(gòu)等一些重要的土壤過程，是評價(jià)土壤生物肥力的重要指標(biāo)。土壤動(dòng)物包括了土壤微動(dòng)物（個(gè)體 200 m）如螞蟻、白蟻、端足目、等足目、蜈蜙、千足蟲、昆蟲的成蟲和幼蟲、蚯蚓、蝸牛等。 土壤動(dòng)物指標(biāo)主要分為三類：一是在個(gè)體和整體水平上，包括個(gè)體的行為、形態(tài)學(xué)和生理學(xué)指標(biāo)以及種群數(shù)量和生物量、種群的出生率、死亡率和生長速率；二是在群落水平上，包括食物鏈和食物網(wǎng)種類豐度、優(yōu)勢度等；三是生物學(xué)過程，包括重金屬和有機(jī)污染物的生物積累、有機(jī)質(zhì)的分解、碳和養(yǎng)分的礦化、土壤結(jié)構(gòu)的形成等。 壤生物肥力研究進(jìn)展 壤微生物的數(shù)量與多樣性 壤微生物的數(shù)量 作為生物圈的三大成員之一，土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中極其重要和最為活躍的部分，土壤微生物參與了有機(jī)物的分解轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和循環(huán)、與植物共生以及對生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能影響等幾乎所有的土壤生命過程（龐欣等， 2000；馬萬里， 2004；鄭洪元等，1982；張德生， 1982）。由于土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分（ C、 N、 P、 S 等）轉(zhuǎn)化和循環(huán)的動(dòng)力，所以也被稱為植物營養(yǎng)元素的活性庫（沈其榮等， 1994）。數(shù) 量適中、種群結(jié)構(gòu)合理的土壤微生物是土壤行使養(yǎng)分有效化和循環(huán)的重要保證。不同的農(nóng)業(yè)措施對土壤微生物的數(shù)量存在顯著影響。 （ 1）秸稈還田 秸稈還田不僅向土壤中提供了能源和物質(zhì)，也改變了土壤的水、溫、氣等環(huán)境，對土壤微生物的數(shù)量產(chǎn)生重要影響。在沒有其他外源有機(jī)物質(zhì)投入的情況下，增加作物殘留量可以明顯提高土壤微生物的數(shù)量（ 1999）。秸稈還田的處理土壤細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量是不還田處理的 26 倍（ 1999）。與秸稈還田相比，燒荒處理減少了土壤有機(jī)物質(zhì)的投入，降低了土壤保持溫度和含水 量的能力，最終導(dǎo)致了土壤微生物的數(shù)量和活性的降低（ 1992）。 （ 2）耕作方式 出通過耕作對土壤投入的能源物質(zhì)越多，微生物的數(shù)量越多，礦化率就越高（ 2000） 。沒有擾動(dòng)的免耕 土 壤 可以改變礦化途徑和土壤中的食物鏈 ， 有益于促進(jìn)細(xì)菌、真菌的生長，但是對細(xì)菌的影響更大 （ 2001） 。采用少耕或免耕播種，對土壤微生物的影響集中在表層土壤中，表層土壤中微生物對有機(jī)碳的固定能力強(qiáng)于傳統(tǒng)耕作方式（ 1992） 。不同耕作方式通過改變土壤的溫、濕、氣等環(huán)境條件 而影響到土壤微生物中國農(nóng)科院碩 士學(xué)位論文 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 4 的數(shù)量；在濕度大、溫度和氧濃度低的免耕土壤中， 土壤微生物數(shù)量 大，但是微生物活力下降， 2001）。 （ 3）施肥制度 施肥影響到土壤養(yǎng)分的豐缺和碳源物質(zhì)的輸入，從而影響到土壤微生物的數(shù)量。施肥往往改變了局部土壤的離子濃度，同時(shí)施用有機(jī)肥為土壤微生物提供了能源物質(zhì)，這些因素對微生物產(chǎn)生重要影響。 證明施肥區(qū)的細(xì)菌、放線菌數(shù)量均比無肥區(qū)的多 (1878)。施肥改變了土壤的理化性質(zhì)，導(dǎo)致了某些微生物的增減。侯彥林等研究表明，增加尿 素施用量將殺死土壤中更多的放線菌和霉菌，由于施用氮肥后 增加，刺激硝化細(xì)菌的增長；由于尿素溶解掠奪了土壤水分，并改變了土壤 ，尿素過量施用使硝化細(xì)菌數(shù)量又明顯下降；隨尿素施用量的增加，反硝化細(xì)菌數(shù)量也呈下降趨勢（候彥林等， 2004）。史吉平等的實(shí)驗(yàn)表明長期施用氮肥雖能促進(jìn)土壤放線菌的快速增長，卻抑制了自生固氮菌的生長，施用高量含氯化肥強(qiáng)烈抑制細(xì)菌的生長（史吉平等， 1998）。氨氣對土壤微生物有抑制和殺傷作用，但是細(xì)菌和放線菌的數(shù)量會在 12 周內(nèi)恢復(fù)，真菌需要 7 周以上時(shí)間來恢復(fù)（ 1990）。銨肥的使用會增加土壤硝化細(xì)菌的數(shù)量，但是土壤硝化細(xì)菌對土壤甲烷的氧化率明顯低于甲烷桿菌（ ， 1989） 。某些化合物（如硝化抑制劑）通過直接施用或者是噴施可以抑制土壤的硝化過程（通過對銨氧化酶的抑制），但對土壤的硝化細(xì)菌數(shù)量沒有顯著影響 (999)。 很多試驗(yàn)證明，施用有機(jī)肥料顯著促進(jìn)土壤微生物的數(shù)量的增加（ 1992；李秀英等， 2005）。有機(jī)肥料為微生物提供碳、氮和其他營養(yǎng)元素，刺激微生物的生長。有機(jī)肥料養(yǎng)分的緩慢分解釋放保證了土壤微生物水平在時(shí)間上的穩(wěn)定性 。吳金水在洛桑試驗(yàn)站的研究表明，相對于施用無機(jī)肥料的處理，有機(jī)肥料處理中的硝化細(xì)菌可以保持較高的水平（ ，1991）。 的研究結(jié)果也表明，長期施用有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥料配施可以提高土壤細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量，氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、自生固氮菌等也顯著增加（ 1989），但 的試驗(yàn)指出，有機(jī)肥與無機(jī)肥按某一比例配施會減少真菌的數(shù)量 (1998)。 菌肥的使用是增加土壤微生物種群最直接的方式，同時(shí)提供的能源物質(zhì)刺激土著微生物的生長，但是引入的 微生物與土著微生物也存在競爭關(guān)系。 壤微生物多樣性 生物多樣性是當(dāng)今國際上共同關(guān)注的問題，它也因此日益成為學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。土壤微生物多樣性作為指標(biāo)在監(jiān)測土壤變化和對脅迫的反應(yīng)方面是重要的，同時(shí)對進(jìn)一步了解土壤微生物群落狀態(tài)也十分有意義。 土壤微生物多樣性，是指生命體在遺傳、種類和生態(tài)系統(tǒng)層次的變化（ ， 1997）。它代表著微生物群落的穩(wěn)定性，也反映土壤生態(tài)機(jī)制和土壤脅迫對群落的影響。生物多樣性還可以定義為生命的豐富度 (of 通常以土 壤微生物區(qū)系的變化和生物化學(xué)過程間的相互貢獻(xiàn)來反映（姚斌等 , 2005）。由于它能較早地預(yù)測土壤養(yǎng)分及環(huán)境質(zhì)量的變化過程，被認(rèn)為是最有潛力的敏感性生物指標(biāo)之一（孫波， 1997）。在微生物群落研究中，微生物的均衡性、豐富性和多樣性是常用的指標(biāo)（ ， 1995）。 中國農(nóng)科院碩 士學(xué)位論文 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 5 土壤微生物多樣性的實(shí)驗(yàn)研究方法很多，大致上包括以下幾類：（ 1）傳統(tǒng)的微生物平板純培養(yǎng)方法；（ 2） 平板分析方法；（ 3）脂肪酸分析方法；（ 4）分子生物學(xué)方法；（ 5）其他方法，如用于微生物生物量測定的氯仿熏蒸方法（ 底物誘導(dǎo)呼吸法 (光合微生物色素法等等；用于測定土壤 C 礦化速率和微生物呼吸強(qiáng)度等方法；用于測定土壤酶活性分析方法；用于土壤微生物形態(tài)鑒定的方法；用于測定微生物能量代謝的分析方法；用于測定微生物對土壤養(yǎng)分利用與轉(zhuǎn)化功能的同位素示蹤法；以及以熒光為基礎(chǔ)的顯微技術(shù)，包括熒光標(biāo)記蛋白、熒光染色和熒光原位雜交等（章家恩等， 2004）。 目前在地上部植物和動(dòng)物的多樣性方面開展了大量的研究，但對土壤微生物多樣性方面的研究仍較薄 弱。其中一個(gè)重要的原因就是在土壤微生物多樣性的研究方法方面還存在著較大的困難和缺陷。很多研究方法還不能全面地、準(zhǔn)確地反應(yīng)土壤微生物的多樣性，但相比之下， 析技術(shù)，以科學(xué)信息量大，操作相對省時(shí)省力，逐漸受到科研工作者的重視（ 996； ， 2004；馬萬里， 2004）利用 析技術(shù)這種方法， 研究了不同的土地利用方式對微生物多樣性的影響（ ， 2005）， 的研究認(rèn)為土壤有機(jī)碳含量和碳 /氮值對土壤微生物多樣性有重要影響（ ， 2003）。 壤微生物量 壤微生物量及其周轉(zhuǎn)研究方法 （ 1）土壤微生物量研究方法進(jìn)展 自從認(rèn)識到土壤微生物量的重要性后，人們就開始尋求測定微生物量的科學(xué)測定方法。隨著科學(xué)研究的不斷深入，研究者們相繼創(chuàng)造了土壤 量分析方法，基質(zhì)誘導(dǎo)呼吸法，精氨酸氨化法，熏蒸浸提法，脂肪酸、 微生物細(xì)胞成分分析方法等。 976 年提出了熏蒸培養(yǎng)法（ ， 1976）測定土壤的微生物量碳，即使用氯仿熏蒸而殺死土壤微生物，根據(jù)熏蒸與 未熏蒸土壤呼吸的差減值計(jì)算土壤微生物量碳的含量，該方法簡單易行，被很多科學(xué)家接受和改進(jìn)，也使該方法在土壤微生物量研究上被廣泛采用。 但熏蒸法殺死土壤微生物的土壤微生物量碳不能完全轉(zhuǎn)化為 要一個(gè)系數(shù)（ K）來校正測定值。創(chuàng)造熏蒸培養(yǎng)法的 出的 為 ， 1976）。利用核素示蹤的方法對系數(shù) 行了驗(yàn)證，并提出 ， 1984）。隨后國內(nèi)外許多科研工作者采取各式各樣的方 法對不同土壤類型、利用方式、土壤剖面的土壤微生物量校正系數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證（ ， 1990、 1992； ，1998； ， 1988； ， 1990； ， 1989、 1996； ， 1990）。 在熏蒸培養(yǎng)法的基礎(chǔ)上提出了土壤微生物量磷的測定方法（ 982； ， 1982）。 提出測定微生物量氮的理想狀態(tài)并改進(jìn)了熏蒸培養(yǎng)法，提出熏蒸浸提法，既測定前將土壤含水量調(diào)節(jié)到田間最 大持水量的 40%并培養(yǎng) 7 天，在 25下熏蒸培養(yǎng) 24 小時(shí)，使用硫酸鉀溶液浸提后來進(jìn)行測定，同時(shí)得出 , 1985），更加增強(qiáng)了該實(shí)驗(yàn)方法的利用價(jià)值。 沿用該方法，改善了土壤微生物量碳的測定方法，測得 1987），目前該系數(shù)亦被廣泛采用（ 1998； 學(xué)位論文 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 6 等， 1996），至此，土壤微生物量的熏蒸浸提法已經(jīng)相對完善。 1990 年吳金水等將微量碳分析儀引入測定浸體液中的碳（ 等 , 1990），將 為 然該法大大提高了工作效率，但是由于儀器昂貴，目前該方法的利用并不是很普遍。 國內(nèi)最先發(fā)表土壤微生物量碳、氮、磷熏蒸提取法的是在 20 世紀(jì) 90 年代初（沈其榮等 , 1994），之后該實(shí)驗(yàn)方法被國內(nèi)科研人員廣泛采用（沈其榮等， 1994；韓曉日等， 1996、 1998；王巖等， 1998；王淑平等， 2003；吳金水等， 2003；姚槐應(yīng)等， 1999），吳金水等在方法的引用和改進(jìn)上也作了一些工作（吳金水等， 2003）。 （ 2）土壤微生物量周轉(zhuǎn)研究方法進(jìn)展 土壤微生物量的周轉(zhuǎn)主要的測定項(xiàng)目主要包括土壤微生物對養(yǎng)分周轉(zhuǎn)量（生物固 持、生物礦化）、周轉(zhuǎn)速度、周轉(zhuǎn)期等。土壤微生物量是一個(gè)庫源動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，科學(xué)家們在研究土壤微生物量的同時(shí)也把土壤微生物量周轉(zhuǎn)的研究作為重要的研究對象，土壤微生物量周轉(zhuǎn)的研究方法伴隨著土壤微生物量研究方法而產(chǎn)生（ ， 1981； ， 1985）。 目前，最常采用的測定土壤微生物量的方法有兩種。一種是采取不同時(shí)期的土壤樣品進(jìn)行土壤微生物量的測定，分析其動(dòng)態(tài)變化，并根據(jù)差減法取得微生物量的季、年同化和礦化量，從而得到土壤微生物量的季、年周轉(zhuǎn)量和周轉(zhuǎn)速率（ ， 1981； 龐欣等， 2000；韓曉日等， 1996）。該方法比較能代表田間的實(shí)際狀態(tài)，但是測定值受取樣頻率和水分含量不均一的限制很大。第二種方法是利用核素示蹤的方法，土壤內(nèi)標(biāo)記微生物量的下降遵從一級動(dòng)力學(xué)方程式，既有 o*e 轉(zhuǎn)期根據(jù) T=1/k 求得，這種方法比較容易控制，使土壤微生物量碳、氮的周轉(zhuǎn)盡可能小的排除了環(huán)境因素的影響，被國內(nèi)外廣大科研工作者采用（ ， 1985； ， 1989；龐欣等， 2000；韓曉日等， 1998）。 核素示蹤技術(shù)與土壤微生物熏蒸提取法的結(jié)合，無異于微生物量研究 方法在該領(lǐng)域的第二次革命，大大推動(dòng)了土壤微生物量的研究。但是，該方法只能代表理想狀態(tài)下的微生物量的動(dòng)態(tài)變化，與田間的實(shí)際情況差距很大，還有待于改進(jìn)和完善。 同農(nóng)業(yè)措施對土壤微生物量的影響 （ 1） 施肥制度對土壤微生物量的影響 施用化學(xué)肥料可以提高或者降低土壤微生物量。但也有研究證明氮肥對微生物量的影響很?。?1992； ， 1991） 。 認(rèn)為充足的氮供應(yīng)可以維持較高的微生物量磷(， 1999)。 但當(dāng)前的推薦施肥量抑制了土壤微生物的活性 ( , 2000)。龐欣等認(rèn)為，對于不同的供氮水平，土壤微生物量的反應(yīng)不同，正常供氮，土壤微生物量氮最高，高氮次之，低氮處理最低（ 龐欣等， 2000）。無機(jī)肥料可以通過調(diào)節(jié)植物的生長會間接影響到土壤微生物量。鉀肥通過增加根系分泌物而給土壤微生物提供了能源物質(zhì)，從而刺激土壤微生物的生長與活性，同時(shí)肥料的施用增加了植物向土壤的歸還量，增加土壤碳源物質(zhì)也會刺激土壤微生物的生長與活性（ ， 1992） 。吳金水在洛桑實(shí)驗(yàn)站長期定位的試驗(yàn)中表明，相對于不施氮肥的處理，長期施用氮肥，土壤有機(jī)質(zhì)和土壤微生物量有增 加的趨勢，而且施用氮肥處理的氮的總礦化率明顯高于其他處理（ ， 1991） ，長期施用有機(jī)肥料，土壤微生物量磷和常規(guī)測定的磷都有所增加（ , 1984） 。 有機(jī)無機(jī)肥料配合施用可以增加土壤微生物量磷的含量而減少土壤對磷的固定，明顯增加作物產(chǎn)量（ , 1999）?；逝c有機(jī)肥配合施用，既補(bǔ)充輸入了有機(jī)碳源又改善土中國農(nóng)科院碩 士學(xué)位論文 第一章 土壤生物肥力研究進(jìn)展 7 壤物理性狀，大大刺激了土壤微生物的活性（ , 1999）。來璐等認(rèn)為，長期施用化肥與有機(jī)肥或兩者配合施用，使土壤微生物量磷顯著增加（來璐等 , 2004）。羅 明等在對不同施肥措施對棉田土壤微生物量及其活性的影響的研究中指出，有機(jī)肥與氮磷鉀化肥的合理配施能促進(jìn)土壤微生物的生長繁殖，土壤微生物量增加，提高了土壤養(yǎng)分庫容和供應(yīng)強(qiáng)度（羅明等， 2002）。沈其榮等指出，施肥均能明顯提高土壤生物量碳、氮的含量，蠶糞與無機(jī)氮肥配合施用比化肥單施或蠶糞單施更能增加土壤生物量氮的含量（沈其榮等 , 1994）。徐陽春等在長期免耕與施用有機(jī)肥對土壤微生物生物量碳、氮、磷的影響的研究中指出，施肥對土壤微生物生物量的影響因肥料種類而異，長期單施化肥的效果不及有機(jī)肥與化肥配合施用，化肥與有 機(jī)肥配施中又以豬糞與化肥的配合施用對土壤微生物量碳、氮、磷的影響最大（徐陽春等， 2002）。 李東坡等人的研究證明，長期不同施肥制度的黑土中，施用有機(jī)肥可以顯著提高土壤微生物量和土壤微生物活性（李東坡等， 2004）。 然而，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中投入的有機(jī)肥料的量還比較少（ 1050 40%60%被微生物分解，只有小部分固定于土壤微生物體內(nèi)（ ， 1991）。 (2) 農(nóng)藥 土壤微生物在降解殺蟲劑、除草劑、環(huán)境凈化劑方面起到非常大的作用，生物降解過程是經(jīng)過一系列微生物轉(zhuǎn)化的相對獨(dú)立過程，土壤微生物 的作用貫穿于整個(gè)降解過程。而且，土壤微生物對農(nóng)藥的降解，在很大程度上降低了農(nóng)藥的副效應(yīng)，降低了對作物的傷害（ 986； 1949） ，增加作物的殘留與分泌物，反過來刺激了土壤微生物的生長。殺蟲劑對土壤微生物的直接影響依賴于化合物的類型、特征、利用率等因素 (1996)。殺真菌劑明顯對土壤真菌存在負(fù)面效應(yīng)；殺線蟲劑和熏蒸劑會短期地降低土壤微生物量（ ，2003）；姚斌等研究表明，除草劑甲磺隆在使用濃度較高時(shí)明顯降低土壤微生物多樣性，并且這種抑制效果隨時(shí)間變化：培養(yǎng)初 期影響不顯著，隨培養(yǎng)時(shí)間的推移，甲磺隆對土壤微生物多樣性的影響加劇（姚斌等， 2004）。 出長期使用農(nóng)藥（單用或混用）對土壤微生物量和土壤微生物活性沒有檢測到長期危害的存在（ ， 1996）。 (3) 耕作和種植方式 出通過耕作對土壤投入的能源物質(zhì)越多，微生物的數(shù)量越多（ ， 2000），間接增加土壤微生物量。耕作方式改變了土壤微生物的數(shù)量和土壤微生物的礦化途徑以及食物鏈（ 1996； ， 1990），影響了土壤微生物的分布和數(shù) 量從而影響到土壤微生物量及其分布。 出，相對于免耕處理，所有耕作方式都會降低土壤微生物量，而且耕作程度越低土壤微生物量下降的越少（ 2001）。 在少耕或者免耕的土壤中，微生物和它們之間的聯(lián)系開始集中在表層土壤中，并且使同一土層中的土壤微生物對有機(jī)碳的固定能力增強(qiáng)（ 1992）。而傳統(tǒng)的耕作方式使聯(lián)系作物殘留物和土壤微生物的表土層變薄，從而降低了礦化率（ 2001） 。 輪作制度可以增加土壤植物殘留物的類型，從而影響到微生物的生境或者改變了能源物質(zhì)類型，最 終改變了土壤微生物量（ ， 1989； ， 2000） 。種植綠肥作物、短期撂荒、輪作會增加作物的地上部的生物量以及作物殘留物的總量和種類，這些對微生物量的增加都提供了有利條件。