全 文 ：第 12卷 第 2期
2 0 0 4年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
vo1．12 No．2
Apri1， 2004
施肥对黑土土壤微生物生物量碳的作用研究
王 晶 解宏图 张旭 东
(中国科学院沈 阳应用生态研究所 沈阳 110016)
朱 平 王陆玲
(吉林省农业科学 院土壤肥料研究所 公主岭 136100)(吉林省职业师范学院微生物 系 长 春 130000)
摘 要 长期施肥对黑土耕地表层土壤微生物生物量碳(MBC)的作用研究结果表明，NPK化肥配施可保持休 闲
地土壤微生物生物量碳含 量至 1．6g／kg水平；高量有机肥 与无机肥配 施可 比休 闲地 土壤微 生物 生物量碳含量 提高
1．96～2．75倍 ；长期耕种 与施 肥对土壤 微生物生物量碳含 量 产生衰减 影 响；各处 理土壤 微 生物生物量 碳含量 增加
依次为 M，+NPK(+141 25％，1990年始处理)>M +NPK(+126．88％)>M2+NPK(+101．25％，1980年始处
理)>M +CK(+80．63％)>(M +NPK)×1．5(+13．13％)>NPK(+8．12％)，各处理 土壤微 生物 生物量碳含量
减少依 次为 M +NPK(一3．75％)>M +NPK(一17．50％)>M2+CK(一30．63％)>CK(一47．50％)>M0+
CK(一61．88％)。
关键词 微 生物生物量碳 化肥 有机肥
Effect of fertilization on soil microbial biologic carbon in black soil．WANG Jing，XIE Hong—Tu，ZHANG Xu—Dong
(Institute of Applied Ecology，Chinese Academy of Sciences，Shenyang 110016)，ZHU Ping(Institute of Soil and Fertil—
izer，Jilin Academy of Agriculture，Gongzhuling 136100)，WANG Lu—Ling(Department of Micro-biology，Jilin Voca—
tiona1 Norma1 Colege，Changchun 130000)，CJEA，2004，12 2)：118～120
Abstract There are many changes in the soil microbial biologic content during the application of fertilizer in the surface of
black soil for a long time．The results show that the assorted usage of nitrogen，phosphate and potassium fertilizer can
keep the MBC of falow arriving to 1．6g／kg；the assorted usage of high amount of organic and inorganic fertilizer can in—
crease 1．96～2．75 times than that of fallow：a 1ong time of fertilization and cultivation results in the microbia1 biologic
content(MBC)atenuation；in al1 treatments，the percent of MBC increases from bigger to smaler，being M2+NPK
(+ 141．25％ ，begin in 1990)>M +NPK(+126．88％)>M2+NPK(+ 101．25％，begin in 1980)> M4+
CK(+80．63％)>1．5(M +NPK)(+13．13％)>NPK(+8．12％)，the percent of MBC decreases from smaller to big—
ger，being M0+NPK(一3 75％)>M1+NPK(一17．50％)>M2+CK(一30．63％)>CK(一47．50％)>M0+
CK(一61．88％)．
Key words Microbia1 biologic carbon，Chemica1 fertilizer，Organic fertilizer
土壤微生物生物量指土壤 中体积为 5～105 m 活的微生物总量，是 土壤有机质 中最活跃和最易变化 因
子 ，主要包括微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)2部分。耕地表层土壤中微生物量碳一般 占
土壤有机碳总量的 3％左右。近期研究表 明土壤微生物生物量与土壤 中 C、N、P和 S等养分循环密切相关 ，
其变化可直接或间接反映土壤耕作制度和土壤肥力的变化以及土壤污染程度。本研究探讨 了国家黑土肥力
监测区土壤微生物生物量碳的变化 ，为了解该区土壤碳转化过程和供应状况提供理论依据。
1 试验材料与方法
供试土壤采自吉林省公主岭市国家黑土肥力监测区0～20cm耕层土壤，供试肥料为尿素、磷酸二铵和
硫酸钾 ，有机肥 为玉 米秸 秆 沤制。供试 土 壤全 N 为 1．65g／kg，全 P 1．25g／kg，全 K 20．62g／kg和全 S
0．28g／kg，速效氮 111．29mg／kg，速效磷 5．04mg／kg和速效钾27．06mg／kg，微生物量碳330．34mg／kg，微生物
量氮 25．71mg／kg和微生物量磷 7．96mg／kg，有机碳 13．06g／kg，有机质 26．21g／kg，易氧化有机质 15．46g／kg，
阳 离子交换量25．90cmol／kg。1980年始各试验处理为M +NPK、M：+NPK、M +CK(其 中CK为未施任
*中国科学院百人计划项目和中国科学院知识创新工程重点项 目(KZCX—SW一416—02)及重大项目(KZCX1一SW一19-3—01)共同资助
收稿日期：2003—03—31 改回日期，2003—04—25
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 2期 王 晶等 ：施肥对黑土土壤微生 物生物量碳的作用研究 l19
何无机肥，下同)、M +NPK、M +CK和 M。+cK，1990年始各试验处理为休闲(未施任何无机和有机肥)、
M，+NPK、(M +NPK)×1．5、NPK、M +NPK,nx,j-N(cK)。各处理所施无机和有机肥年为 N120kg／hm ，
P36kg／hmz，K60kg／hm ，M 年 施有 机肥 0t／hm ，M 年 施有 机 肥 15t／hm ，(M +NPK)×1．5即年施
N180kg／hmz、P48kg／hm 、K90kg／hm 和有 机 肥 22．5t／hm ，M 年 施 有 机 肥 30t／hm ，M 年施 有 机 肥
60t／hmz。用常规氯仿熏蒸浸提法 (FE)测定土壤微生物生物量碳(MBC) ，其他项 目测定均按土壤常规理化
分析方法进行 。
2 结果与分析
2．1 施用无机肥对土壤微生物生物量碳的影响
由图 1可知施入化肥对土壤微生物生物量碳作用 显著 ，经 10年和 2 o
20年的变化 ，与休闲地相 比未施化肥处理土壤微生物生物量碳含量降
至 0．61～0．84g／kg，仅为休 闲地的 38．1％～52．5％，而施化肥处理则接
近于休闲地土壤微生物生物量碳水 平 ，M。+NPK和 NPK处理土壤微
生物生物量碳含量分别为 1．54g／kg和 1．73g／kg，表明 NPK化肥配施可
显著提高土壤微生物生物量碳含量 。
谨
衄}
霉
霉
撂
翟《
-九
一
蚤 乏 毛
皇 = =
=
处 理
图 2 不 同有机肥 施用量对土壤
微生物生物量碳的影响
Fig．2 Effect of organic fertilizer
on soil microbial biologic carbon
2．2 施用有机肥对土壤微生物生物
量碳 的影响
崔
蚓
霉
霉
撂
翟《
— _一
图 3表明单施有机肥处理土壤 4 o
微生物生物量碳含量均小 于有机肥
与无机肥配施处理，其中M。+NPK处理与 M。+CK处理间土壤微生 羹
物生物量碳含量差异为 0．93g／kg，而 M：+NPK处理与 M：+CK处理 2．0
间的差异为 2．43g／kg，M +NPK处理与 M +CK处理间的差 异则为 l o
0．74g／kg，且单施有机肥处理与有机肥和无机肥配施处理间土壤微生 罩
物生物量碳 含量差异 以 M：+CK 和 M：+NPK处 理最大 ，故年施 用 ⋯
30t／hm 有机肥与 NPK配施为生产中最佳处理。
2．4 不同年份处理时间对土壤微生物生物量碳的影响
不同年份处理时间对土壤微生物生物量碳的影响不同，同一处理下 图3
1980年与 1990年始处理间土壤微生物生物量碳含量及其增减率有明显 ⋯
差异 ，1980年与 1990年 始对 照处理土壤微 生物生物量碳 含量分别 为
0．61 g／ 和 1．1lg／kg，M2+NPK处理土壤微生物生物量碳含量则分别为
有机肥与无机肥配施对土 壤
微生物生物量碳的影响
Effect of organic and inorganic
application on soil microbial
biologic carbon
3．22g／kg和3．86g／kg。以休闲处理为标准计算发现，1980年对照处理土壤微生物生物量碳含量衰减率高达
一 61．88％，而 1990年该处理衰减率降为 一47．50％；1980年 M +NPK处理土壤微生物生物量碳含量增加率为
+101．25％，而 1990年该处理增加率则高达 +141．25％，表明随不同年份时间的延长 ，土壤微生物生物量碳含
量呈衰减趋势，故长期耕种与施肥对土壤微生物生物量碳含量水平产生负面效应。
2．5 各处理对土壤微生物生物量碳的综合影响
试验研究不同处理土壤微生物生物量碳的变化结果表明，1980年始各处理土壤微生物生物量碳含量依
维普资讯 http://www.cqvip.com
120 中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
次为 M +NPK(3．63g／kg)>M2+NPK(3．22g／kg)>M +CK(2．89g／kg)>Mo+NPK(1．54g／kg)>M2+
CK(1．1lg／kg)>M。+CK(0．61g／kg)，1990年 始各 处 理 土壤 微生 物 生 物量 碳 含量 依次 为 Mz+NPK
(3．86g／kg)>(M +NPK)×1．5(1．81g／kg)>NPK(1．73g／kg)>休闲(1．60g／kg)>M +NPK(1．32g／kg)>
CK(0．84g／kg)，总趋势表现为有机肥与无机肥配施 、高有机肥及 NPK化肥施用处理土壤微生物生物量碳
含量分别高于单施无机肥、低有机肥及未施 NPK化肥处理。以休闲地为标准计算，各处理土壤微生物生物
量碳含 量增 加依 次 为 M +NPK(+141．25％，1990年 始 处 理 )>M +NPK(+126．88％)> M2+
NPK(+101．25％，1980年 始 处 理 )> M +CK(+80．63％)> (M +NPK)× 1．5(+ 13．13％)>
NPK(+8．12％)，各处 理 土 壤 微 生 物 生 物 量 碳 含 量 减 少 依 次 为 M。+ NPK(一3．75％)> M +
NPK(一17．50％)>M2+CK(一30．63％)>CK(一47．50％)>Mo+CK(一61．88％)。
3 小结与讨论
黑土耕地表层土壤中NPK化肥配施对土壤微生物生物量碳含量有积极作用，接近休闲地土壤微生物
生物量碳含量 1．6g／kg水平 ，高有机肥施用量(年 >30t／hm )可使土壤微生物生物量碳含量提高 1．96～2．75
倍 ；有机肥与无机肥配施对土壤微生物生物量碳含量的影响明显大于非配合施肥处理，最佳配施处理为 M
+NPK。随不 同年份处理时间的延长，土壤微生物生物量碳含量呈衰减趋势 ，长期耕种与施肥对土壤微生
物生 物 量 碳 含 量 水 平 产 生 负 面 效 应 ；试 验 各 处 理 土 壤 微 生 物 生 物 量 碳 含 量 增 加 依 次 为 M +
NPK(+141．25％，1990年始处理)>M +NPK(+126．88％)>M，+NPK(+101．25％，1980年始处理 )>
M +CK(+80．63％)>(M +NPK)×1．5(+13．13‘J／0)>NPK(+8．12％)，各处理土壤微生物生物量碳含
量减少依次为 M +NPK(一3．75％)>M +NPK(一17．50％)>M2+CK(一30．63％)>CK(一47．50％)>
M +CK(一61．88％)。
参 考 文 献
1 陈文新 土壤 与环境微生物学 北京 ：北京农业大学出版社 ，1990
2 李酉 开等 土壤农业化学常规分析方法．北京 ：科学出版社 ，1983
维普资讯 http://www.cqvip.com