全 文 ：长期培肥黑土微生物量磷动态变化及影响因素 3
李东坡1 ,3 3 3 　武志杰1 　陈利军1 　朱　平2 　任　军2 　梁成华3 　彭　畅2 　高红军2
(1 中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110016 ;2 吉林省农业科学院土壤肥料研究所 ,公主岭 136100 ;3 沈阳农业大学土地
与环境学院 ,沈阳 110161)
【摘要】　长期采用两种不同量有机肥 (M2 、M4) 、化肥 (NPK) 方式培肥黑土 ,研究微生物量 P 在作物生长
季动态变化. 结果表明 ,施用有机肥微生物量 P 显著高于施用化肥 (NPK)和不施肥 (CK) ,微生物量 P 分别
为 M4 8175～47168 mg·kg - 1 ,M2 3102～37116 mg·kg - 1 ,NPK 1159～10162 mg·kg - 1 ,CK 0176～6174 mg·
kg - 1之间 ,波动性较大. M4 、M2 处理微生物量 P 最大值出现在抽雄吐丝期 ,NPK、CK处理最大值出现在大
喇叭口期 ;施肥数量和种类不同所引起的黑土微生物量 P 的差异并未因季节变化及玉米生育时期影响而
明显改变. 微生物量 P 的动态变化与绝大多数黑土生物、理化特性指标的动态变化没有显著的相关性 ;微
生物量 P 与黑土生物、理化特性 (除全钾外) ,植物氮、磷、钾含量有极显著的正相关关系 ,与黑土含水量呈
显著正相关关系.
关键词 　黑土 　有机肥 　微生物量磷 　生长季 　动态变化
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 10 - 1897 - 06 　中图分类号 　S15412 　文献标识码 　A
Dynamics of microbial biomass P and its affecting factors in a long2term fertilized black soil. L I Dongpo1 ,3 ,
WU Zhijie1 , CHEN Lijun1 , ZHU Ping2 , REN J un2 , L IAN G Chenghua3 , PEN G Chang2 , GAO Hongjun2
(1 Institute of A pplied Ecology , Chinese Academy of Sciences , S henyang 110016 , China ;2 Institute of Soil and
Fertilizer , Jilin A gricultural Academy of Sciences , Gongz huling 136100 , China ; 3 College of L and and Envi2
ronment, S henyang A gricultural U niversity , S henyang 110161 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . , 2004 , 15
(10) :1897～1902.
This paper studied the microbial biomass P in a long2term fertilized black soil. The soil was fertilized by farmyard
manure (M2 ,M4) and chemical fertilizer (NPK) ,and the dynamics of soil microbial biomass P was monitored dur2
ing crop growth season. The results showed that the microbial biomass P in different treatments was 8175～
47168 mg·kg - 1 (M4) ,3102～37116 mg·kg - 1 ( M2 ) ,1159～10162 mg·kg - 1 (NPK) ,and 0176～6174 mg·
kg - 1 (CK) . The microbial biomass P in M4 and M2 was the highest at reproductive growth stage ,and that in
NPK and CK was the highest at early growth stage. The significant difference of soil microbial biomass P induced
by different amounts and types of fertilizer application was not varied with the period and stage of plant growth.
In all treatments ,no significant correlation was found between the dynamics of soil microbial biomass P and the
soil biological ,physical and chemical properties in plant growth period. Soil microbial biomass P had a very signifi2
cant positive correlation with soil biological ,physical and chemical properties(expect K) ,and a significant positive
correlation with the N ,P and K contents of plants and soil water content .
Key words 　Black soil , Farmyard manure , Microbial biomass P , Growth season , Dynamics.3 国家重点基础研究发展规划项目 ( G1999011808204)和中国科学院
沈阳应用生态研究所知识创新工程重大资助项目 (SCXZD0104202) .3 3 通讯联系人.
2004 - 04 - 19 收稿 ,2004 - 06 - 15 接受.
1 　引 　　言
黑土是我国主要耕地土壤之一 ,总面积达 110
×107hm2 ,耕地面积 710 ×106hm2 ,占吉林、黑龙江
两省总耕地面积的 50 %左右. 黑土自然肥力较高 ,
但近几十年来由于农业经营方式的弊端 ,致使黑土
质量逐年下降[15 ] . 一个时期以来 ,主要从黑土理化
性质变化特点研究黑土质量下降原因 ,生物学活性
方面研究较少 ,对微生物参与黑土养分循环、物质转
化过程研究较少 ;对长期有机/ 无机培肥耕作黑土理
化性质变化研究较多 ,而对生物学性质影响研究较
少 ,研究表明对生物学性质研究更能反映黑土的特
性.随着黑土耕作环境的不断恶化和研究土壤生物
学方法的发展 ,农业科研工作者开始关注黑土生物
学活性变化的研究.
土壤微生物通过其新陈代谢参与物质和能量的
循环与周转[1 ] ,微生物的生长固定与死亡矿化的过
程构成了土壤生态系统中养分内循环的流[23 ,27 ,28 ] ;
微生物自身含有一定数量的 C、N、P 和 S 等[17 ] ,对
土壤养分转化与作物吸收具有调控与补偿作用 ,被
看成是土壤有效养分储备库[3 ,9 ,25 ,26 ] . 微生物在土
壤磷素转化、循环和养分平衡中起着重要作用[20 ] ,
应 用 生 态 学 报 　2004 年 10 月 　第 15 卷 　第 10 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 2004 ,15 (10)∶1897～1902
土壤磷素循环以微生物活动为中心 ,微生物在生长
繁殖和旺盛生命活动中降解生物能源物质产生的各
种酸类物质具有保护土壤速效磷、转化难溶性磷作
用 ,利用其自身溶解或矿化的一部分磷组建其细胞
成分[7 ,12 ,24 ,27 ] ,增强了土壤供磷能力 ,向耕地土壤
施用的磷很容易被固定 ,因此通过微生物释放的磷
对于作物生长十分重要.
土壤微生物生物量磷 (简称微生物量磷)是土壤
有机磷中最为活跃部分 ,是土壤有效态磷重要来源 ,
调节着土壤磷的矿化和固定过程 ,是植物磷营养元
素的重要来源[4 ,5 ,13 ,30 ] ,在很大程度上能反映土壤
活性磷库的容量、周转强度及微生物数量[8 ,21 ] . 微
生物量磷是土壤微生物躯体所固定的磷素 ,其多少
决定于微生物的数量和种类 ,是评价土壤中微生物
数量的参数指标[21 ] . 微生物量磷的年流通量至少是
微生物量磷的两倍 ,在数量上是植物每年吸收磷的
4～10 倍 ,因此微生物量磷在调控土壤磷对植物的
有效性和磷的生态循环方面有重要意义[12 ,19 ,33 ] . 微
生物量磷对土壤环境条件非常敏感 ,耕作制度、栽培
技术和施肥方式等农业技术措施都会对微生物量磷
产生影响[2 ,6 ] . 国内外学者研究表明[29 ,33 ,34 ] ,土壤
微生物数量可作为衡量土壤生物学活性和生产力的
一项重要指标 ;在黑土质量评价研究中 ,微生物量磷
研究占十分重要地位.
2 　研究地区与研究方法
211 　研究地区概况
21111 供试土壤 　以吉林省农业科学研究院黑土肥力长期
定位监测试验区土壤为研究对象 ,试验所在地为典型黑土
区 ,年平均气温 5～6 ℃,年降水量 500～650 mm ,作物生长
期 (4～9 月份)降水量约占全年降水量的 80 %以上 ,雨热同
季 ,无霜期为 120～140 d ,有效积温 2 600～3 000 ℃,为一年
一季雨养农区 ,主栽玉米[15 ] . 试验前 0～25 cm 深土壤化学
性质为 :有机质 28110 g·kg - 1 ;全氮 1187 g·kg - 1 ;全磷 0157
g·kg - 1 ;全钾 23116 g·kg - 1 ;碱解氮 114144 mg·kg - 1 ;速效
磷 27100 mg·kg - 1 ;速效钾 190100 mg·kg - 1 ;p H 716.
21112 试验设计 　试验始于 1980 年 ,设 4 个处理 ,分别为
CK(不施肥) ;M2 (年施有机肥 211 ×104 kg·hm - 2) ;M4 (年施
有机肥 412 ×104 kg·hm - 2 ) ; NPK (年施 N 150 kg·hm - 2 ;
P2O5 75 kg·hm - 2 ; K2O 75 kg·hm - 2) ,小区面积 100 m2 ,供试
作物为玉米 ,2002 年玉米品种为吉单 209 ,播种密度 60 000
株·hm - 2 . 有机肥为猪粪肥 ;NPK分别为尿素、三料磷肥、硫
酸钾. 有机肥于春播前撒施地表 ;氮肥 1/ 3 做底肥深施 ,2/ 3
做追肥 7 月上旬施入 ;磷、钾肥全部做底肥播种时一次施入.
作物生长季节人工或机械除草、防治病虫害. 供试有机肥养
分 :全 N、P、K 分别为 0130 %～ 0140 %、0109 %～ 0118 %、
1130 %～1170 % ;有机质 710 %～810 % ;碱解氮 0102 %～
0104 % ; 速 效 磷 01018 % ～ 01024 % ; 速 效 钾 0117 % ～
0125 %.
212 　研究方法
在 2002 年早春期 (4 月 22 日) 、播种期 (4 月 30 日) 、出
苗期 (5 月 21 日) 、拔节期 (6 月 17 日) 、大喇叭口期 (7 月 2
日) 、抽雄吐丝期 (7 月 23 日) 、灌浆期 (8 月 15 日) 、蜡熟期 (9
月 6 日) 、完熟期 (9 月 27 日) 、收获后 (10 月 18 日) 用土钻各
采一次不同处理 0～25 cm 深层田间土样 ,3 次重复采样. 每
批土样测定微生物量 C、N、P ,活性有机质、速效氮、磷、钾 ,
铵态氮、硝态氮、碱解氮和含水量 ;测定不同处理土壤理化性
质指标.
微生物量 C、N、P 用氯仿薰蒸浸提法 ( FE) [18 ] ,岛津
TOC2VCPH 分析仪和钼锑抗比色法测定. 微生物量 C 换算
系数为 0138[23 ] 、氮为 0145[28 ] 、磷为 0140[13 ,22 ] . 土壤活性有
机质采用稀释热法测定 [16 ] ;p H 值用 p H2S22 型酸度计测定 ;
其他理化性质指标用常规方法测定 [16 ] . 在秋季收获后测定
植株 N、P、K ,用常规方法测定 [16 ] .
213 　试验数据处理
数据计算处理、相关分析采用 Excel 97 软件进行 ,方差
分析和多重比较采用 The SAS System 97 软件进行 ,多重比
较采用新复极差法.
3 　结果与讨论
311 　土壤养分变化
由表 1 可知 ,经过 22 年的不同施肥处理 ,施入
NP K黑土有机质与 CK基本相当 ,M2 、M4 处理分别
比 CK高 14193 %和 90135 % ,长期施用有机肥对黑
土有机质有明显提高 ;NP K、M2 、M4 处理黑土全氮
比 CK分别增加8113 %、53112 %和92150 % ,全磷
表 1 　试验地土壤 0～25 cm深土层化学性质
Table 1 Basic chemical properties of black soil tested( 0～25 cm)
处理
Treatments
　
有机质
Organic matter
(g·kg - 1)
全氮
Total N
(g·kg - 1)
全磷
Total P
(g·kg - 1)
全钾
Total K
(g·kg - 1)
碱解氮
Alkali2hydrolyzable N
(mg·kg - 1)
速效磷
Available P
(mg·kg - 1)
速效钾
Available K
(mg·kg - 1)
p H
　
　
CK 27126 1160 0155 22118 62120 6172 158133 7140
M2 31133 2145 0181 23126 84147 114160 224120 7137
M4 51189 3108 1142 24161 119137 136167 279123 7119
NPK 27133 1173 0159 25124 102174 12122 174192 7140
M2 :年施有机肥 211 ×104 kg·hm - 2 ;M4 :年施有机肥 412 ×104 kg·hm - 2 ;NPK:年施 N 150 kg·hm - 2 ,P2O5 75 kg·hm - 2 , K2O 75 kg·hm - 2 ,M2 :
Applied 211 ×104 kg·hm - 2 farmyard manure every year ;M4 :Applied 412 ×104 kg·hm - 2 farmyard manure every year ;NPK:Applied chemical fertilizer
N 150 kg·hm - 2 ,P2O5 75 kg·hm - 2 , K2O 75 kg·hm - 2 every year1 下同 The same below.
8981 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
增加 7127 %、47127 % 和 158118 % , 全 钾 增 加
13180 %、4187 %和 10196 % , 碱解氮高 65118 %、
35180 %和 91191 % ,速效磷高 81185 %、1 605136 %
和 1 933178 % , 速效钾高 11111 %、41160 % 和
76136 % ;说明长期施用有机肥黑土全氮、磷增加较
多 ,全钾有增加趋势 ,可以保持黑土较高的速效磷含
量 ;经过 22 年施用高量有机肥 ,黑土 p H 值下降幅
度最大 ,施用化肥和不施肥土壤 p H 值相同. 分析表
明 ,长期施用有机肥明显提高黑土养分状况 ,黑土健
康状况良好.
312 　微生物量磷动态变化
31211 不同处理微生物量磷 　M2 、M4 处理微生物
量磷在玉米生长各个生育时期都与 NP K 和 CK 处
理差异显著. 在 M2 、M4 处理中微生物量磷除蜡熟期
外 ,都存在显著差异 ,M4 处理微生物量磷最高 ;出苗
期 NP K处理微生物量磷显著高于 M2 处理 ,除此之
外 ,M2 处理微生物量磷在任一时期都高于 NP K处
理 ,二者之间差异显著 ;出苗期、拔节期、大喇叭口
期、灌浆期、完熟期 NP K 处理明显高于 CK ,CK 处
理最低 (表 2) ,说明长期施用有机肥黑土微生物量
较施用化肥和不施肥高 ,施用高量有机肥黑土解磷
或含磷[31 ]微生物数量多 ;施用化肥多于不施肥黑
土. 因为解磷或含磷微生物数量受土壤氮源的影响 ,
土壤氮源充足 ,解磷或含磷微生物数量增多[31 ] ,长
期施用有机肥黑土全氮含量较高 (表 1) ,解磷或含
磷微生物数量大.
31212 同一处理不同时期微生物量磷 　由表 2 可
知 ,CK微生物量磷最低 ,在 0176～6174 mg·kg - 1之
间. 在大喇叭口期、蜡熟期和播种期较高 ,大喇叭口
期最高为 6174 mg·kg - 1 ,其间差异显著 ;除早春期、
播种期、出苗期外 ,其他时期含量较低 ,相互间差异
显著 ,完熟期含量最低 ,说明这一处理在前期解磷或
含磷微生物量较高.
M2 处理微生物量磷在 3102～37116 mg·kg - 1
之间 ,波动幅度最大. 早春期、大喇叭口期、抽雄吐丝
期、蜡熟期、灌浆期微生物量磷较高 ,抽雄吐丝期最
高 ,除大喇叭口期与蜡熟期外 ,其他几个时期差别显
著 ;收获后微生物量磷最低 ,说明长期施用低量有机
肥黑土微生物量磷较高时期集中在中期偏后 ,此时
微生物数量较多.
M4 处理微生物量磷在 8175～47168 mg·kg - 1
之间 ,微生物量磷普遍较高 ,变幅很大. 抽雄吐丝期、
出苗期、大喇叭口期、蜡熟期、拔节期和早春期微生
物量磷维持在较高水平上 ,抽雄吐丝期最高 ,其次为
出苗期 ,两者之间差异显著 ,完熟期最低 ,说明微生
物量磷各时期变化很大 ,解磷微生物数量变化大.
　　NP K 处理微生物量磷在 1159～10162 mg·
kg - 1之间 ,出苗期、大喇叭口期微生物量磷最高 ,与
其他各时期差异显著 ;抽雄吐丝期、完熟期、蜡熟期
微生物量磷较高 ,与其他时期差异显著 ;收获后微生
物量磷最低 ,说明在长期施用化肥黑土中 ,微生物量
磷变化不大.
在玉米整个生长季 ,4 种处理微生物量磷最小
值相差几倍到十几倍 ,最大值最大相差 7 倍. M4 与
M2 处理微生物量磷出现最大值时间相同 ,说明施入
有机肥微生物量磷最高值出现在玉米生长旺盛期 ,
此时土壤解磷和含磷微生物数量最多 ,活性最强.
M4 处理微生物量磷最大值两侧各出现一个次最大
值 (出苗期和蜡熟期) ;M2 处理次最大值出现在蜡熟
期 ,与M4处理第三大值同时出现 ; M4处理第二大
表 2 　微生物量磷差显著性异比较
Table 2 Comparisons of signif icant difference of soil microbial biomass P( mg·kg - 1)
处理
Treatment
　
早春期
Early spring
stage
播种期
Sowing
stage
出苗期
Emergence
stage
拔节期
Jointing
stage
大喇叭口期
Trumpet2
shaped stage
抽雄吐丝期
Male come out
and silking stage
灌浆期
Grouting
stage
蜡熟期
Wax maturity
stage
完熟期
Complete
ripeness stage
收获后
After harvest
stage
CK 2107 2163 2121 1195 6174 1165 1162 3122 0176 1144
(0116) (0120) (0125) (0121) (0127) (0108) (0126) (0148) (0110) (0118)
Ccde Cc Dcd Ddef Da Cfg Dfg Bb Dh Cg
M2 15130 7149 8112 5176 19157 37116 10163 21145 6183 3102
(0181) (0166) (0181) (0133) (0175) (3148) (0154) (1150) (0137) (0144)
Bc Be Ce Be Bb Ba Bd Ab Be Bf
M4 18176 11109 29116 18150 24190 47168 15130 23131 8175 15151
(2118) (0157) (0176) (0187) (1154) (0196) (0171) (1180) (0142) (0178)
Ad Af Ab Ad Ac Aa Ae Ac Ag Ae
NPK 2142 2147 10110 3121 10162 4176 2161 4114 4198 1159
(0130) (0136) (0195) (0123) (0182) (0120) (0134) (0131) (0125) (0131)
Cc Cc Ba Cc Ca Cb Cc Bb Cb Cd
括号内为标准差 ,表中大写字母表示同一时期不同处理间差异显著性 ,小写字母表示同一处理不同时期差异显著性 ,P < 0105. Standard devia2
tion in brackets ,capital letters showed the significant difference of different treatments in the same stage ,small letters showed the significant difference
of different stage in the same treatment ,and different letters showed the significant difference , P < 0105.
998110 期 　　　　　　　　　　　李东坡等 :长期培肥黑土微生物量磷动态变化及影响因素 　　　　　　　　　　　
值与 NP K处理最高值同时出现 ;说明施入高量有
机肥黑土微生物量磷增加很快 ,整个生长季这种土
壤生态环境微生物种群变化较大. M4 处理早春期微
生物量磷比其他处理高 ,M2 处理微生物量磷前期较
低 ,拔节期以后开始升高 ,解磷微生物种群数量迅速
增加. 施用化肥和施入低量有机肥黑土微生物量磷
中后期较高 ,微生物种群稳定 ;施用高量有机肥黑土
微生物量磷在整个作物生长季很高 ,即总体微生物
量很高.
长期施肥可显著提高黑土微生物量磷 ,即使长
期施用化肥 ,微生物量磷也有较大幅度的增加 ,因长
期施肥后形成不同土壤生态环境 ,致使微生物区系
差异很大 ,形成了特定的微生物种群结构 ,解磷、溶
磷微生物数量增加 ,增加了微生物对磷的同化固定 ;
施用有机肥微生物量磷显著高于化肥 ,是由于施入
大量有机肥补充了土壤有机磷 ,在植物生长期间有
机磷在微生物的参与下逐步矿化 ,部分矿化的磷同
化为微生物量磷. 黑土微生物量磷变化表明土壤中
无机磷溶解微生物[32 ]和有机磷分解微生物[20 ,21 ]数
量的变化 ,有机肥显著提高了与磷转化有关微生物
的数量. 施用有机肥增加生物能源物质 ,生物能源物
质分解过程使溶磷微生物数量增加 ,使参与土壤磷
循环的微生物数量增加 ,改善了土壤微生态环境及
微生物相的组成.
综合分析黑土微生物量磷动态变化可知 ,不同
处理微生物量磷动态变化并不完全一致 ,但有一个
相同点 ,即在作物生长季施用有机肥微生物量磷很
高 ,表现出一定的供磷潜力 ;随着作物不同生育时
期 ,在较高含量水平上波动 ,说明施用有机肥 ,微生
物对黑土有效物质生物固持能力比较强 ,微生物固
持营养周转速率快 ,减少和避免黑土有效磷和有效
养分损失 ,能及时提供植物养分 ;施用有机肥提高了
黑土磷的供应水平 ,降低了土壤对磷的吸持能力 ,提
高磷肥的有效性[11 ] (表 1) .
黑土微生物量磷与玉米根系对养分的活化、吸
收以及微生物对黑土有机质分解、转化有关 ,玉米生
长高峰期对养分需求强烈 ,需要量增加 ,微生物对黑
土养分的分解和代谢加快 ;同时根系生长迅速 ,代谢
旺盛 ,活化养分能力增强 ,分泌物、脱落物增多 ,丰富
的基质促使黑土微生物代谢活动增强 ,加快微生物
繁殖 ,黑土生物学活性普遍增强 ,因此微生物量磷增
加.在玉米生长后期不同施肥方式微生物量磷变化
范围较小 ,因随着玉米根系衰退 ,根系对养分吸收速
度减慢 ,吸收量减少 ,代谢活动减弱 ,根系分泌物减
少 ,微生物数量减少所致.
313 　微生物量磷综合比较
从表 3 可知 ,4 种不同处理微生物量磷均以长
期施用高量有机肥黑土最高 ,其次为施用低量有机
肥 ,依次为施用化肥和长期不施肥 ,相互间差异显
著 ,说明施肥方式对微生物数量影响很大 ,长期施用
有机肥改变了微生物种群 ,增加了微生物数量 ,稳定
提高黑土微生物固磷能力 ,因为微生物对土壤磷素
的固持与释放主要受土壤中可降解有机物数量的影
响[30 ] . 施用磷肥 ,土壤有效磷增加 ,会有更多的磷被
同化结合在微生物体内 , 使微生物量磷量增
加[10 ,14 ] ,但是本研究微生物量磷却显著低于施用有
机肥 (表 3) ,说明在长期施用化肥黑土中 ,微生物解
磷与固磷作用主要受土壤有机质影响 ,长期施用有
机肥是提高黑土磷的微生物固持能力的主要途径.
表 3 　微生物量磷差异综合比较
Table 3 Comparisons of signif icant difference of soil microbial biomass
P
处理
Treatment
CK
　
M2
　
M4
　
NPK
　
微生物量氮 2141D 13153B 21107A 4169C
Microbial biomass P (0109) (0156) (0128) (0114)
表中数据为生长季平均值 ,括号内为标准差 ;字母不同表示显著差
异 , P < 0105. The data in the table is average value in growing season ,
the data in brackets is standard deviation ;Different letters showed signif2
icant difference. P < 0105.
314 　微生物量磷动态变化与影响因素动态变化相
关性
由表 4 可知 ,M2 、M4 处理微生物量磷动态变化
与微生物量碳动态变化呈显著正相关 ,M2 处理与速
表 4 　微生物量磷与影响因素动态变化相关系数
Table 4 Correlation coeff icient bet ween dynamics of microbial biomass
P and affecting factors
相关因子
Factor
CK M2 M4 NPK
微生物量碳 - 0106078 0163473 3 0163559 3 - 0120579
Microbial biomass C
微生物量氮 - 0103841 0136260 0135513 - 0128370
Microbial biomass N
活性有机质 0119929 0136844 0113202 0116764
Active organic matter
速效氮 0112807 0129253 0104712 - 0103396
Available nitrogen
铵态氮 0114981 0130297 - 0108043 0105129
Ammonium2nitrogen
硝态氮 0106135 0109614 0112144 - 0109563
Nitrate2nitrogen
速效磷 0149692 0176655 3 3- 0104796 0101430
Available P
速效钾 0121875 0141937 0110962 0133073
Available K
碱解氮 0112080 0148965 0117522 - 0121321
Alkali2hydrolyzable N
含水量 - 0123495 0129386 0104561 - 0151404
Water content
r0105 = 01632 ,r0101 = 01765 , 3 P < 0105 , 3 3 P < 0101 ;n = 10.
0091 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
效磷动态变化呈极显著正相关 ,说明这一处理微生
物量碳变化直接影响解磷或含磷微生物的数量 ,速
效磷动态变化显著受微生物量磷动态变化的影响 ,
体现土壤微生物在磷循环中的重要作用.
　　以上相关性分析说明 ,虽然 M4 处理微生物数
量很多 ,但与微生物量磷动态变化相关性显著的黑
土生物、理化因子却很少甚至没有 ,而在 M2 处理中
有相对多的生物、理化特性与微生物量磷相关 ,这一
点说明施用高量有机肥黑土 ,由于土壤质量健康 (如
表 1) ,许多黑土生物、理化因子已不是生物学活性
影响和限制性因子 ,其在一定程度上增加或减少不
会对黑土微生物活性产生实质性影响. 而对于长期
施用化肥和不施肥黑土 ,由于土壤有机质含量较低
(表 1) ,碳源较少 ,限制了微生物的繁殖 ,微生物量
磷的变化幅度较小 ,土壤生物、理化因子对其影响不
明显.
315 　微生物量磷与影响因素相关性
黑土微生物量磷与微生物量碳 ( r = 0198988) 、
氮 (r = 0193614) 、活性有机质 ( r = 0199516) 、速效磷
(r = 0198590 ) 、钾 ( r = 0194968 ) 、速效氮 ( r =
0174647) 、铵态氮 ( r = 0177971 ) 、硝态氮 ( r =
0173175) 、碱解氮 ( r = 0196258 ) 、p H 值 ( r = -
0189175) 、土 壤 全 氮 ( r = 0195402 ) 、磷 ( r =
0194305) 、有机质 ( r = 0192466) 、植株全氮 ( r =
0180578) 、磷 (r = 0183859) 、钾 ( r = 0187010) 含量呈
极显著正相关关系 ,与黑土含水量 ( r = 0164096) 有
显著正相关关系 ( r0105 = 01576 , r0101 = 01708 , n =
12) ,说明微生物量磷与黑土生物学和肥力指标因子
关系密切 ,可以作为衡量黑土健康状况的生物学指
标之一 ,提高黑土养分的利用率 ,可通过提高黑土微
生物磷量来实现.
从微生物量磷和植物吸氮、磷、钾量之间的相关
性分析 ,更能说明黑土微生物量磷在指示磷植物有
效性方面的作用 ,微生物量磷在指示黑土磷植物有
效性方面体现在植物吸磷量上 ,成为黑土供磷能力
的一个重要指标.
4 　结 　　论
411 　长期施用有机肥黑土 ,微生物量磷与土壤养分
相关 ,在玉米生长前期和中期微生物量磷迅速上升 ,
微生物量磷为施高量有机肥 > 低量有机肥 > 化肥 >
不施肥. 微生物量磷自高肥力向低肥力呈规律性递
减. 作物生长代谢旺盛期微生物量磷最高 ,早春期微
生物量磷高于晚秋期. 长期施用有机肥在玉米生长
各个时期 ,始终保持较高的微生物量磷和微生物固
磷能力. 在微生物群落的更替过程中 ,微生物量磷有
周期性变化趋势.
412 　长期不同施肥影响黑土对微生物、植物的养分
供应而明显影响微生物量磷 ;长期施用有机肥、化肥
有提高黑土微生物量的作用 ,黑土微生物量磷与土
壤农化性状 (全钾除外)呈极显著正相关性.
413 　长期不同施肥黑土微生物量磷变化 ,进一步证
实有机肥显著提高黑土中各类群微生物的数量和活
性 ;微生物对土壤环境的这种特殊反应及其微生物
功能 ,对寻求维护黑土退化的生物学指标十分重要.
微生物量磷可以指示土壤健康状况 ,在评价土壤质
量和健康状况时 ,应结合微生物量磷等生物学指标
综合评价.
414 　长期不同培肥方式会造就不同肥力 (生产力)
的黑土 ,长期采用有机施肥方式进行农业生产 ,黑土
的生产性能和持续肥力可以得到良好的保持和提
高 ,提高了黑土养分容量与供应强度 ,土壤的健康状
况得到良好的维护 ,有利于黑土磷素的固持与转化、
矿质养分元素的保持与供给、作物对养分的吸收与
利用.
参考文献
1 　Chen G2C (陈国潮) . 1999. Methods for measuring soil microbial
biomass now and its application in red soil. Chin J Soil Sci (土壤通
报) ,30 (6) :284～287 (in Chinese)
2 　Chen G2C(陈国潮) . 2001. Study on transformation and utilization
of microorganisms for fixation phosphate in soil. Chin J Soil Sci (土
壤通报) ,32 (2) :80～82 (in Chinese)
3 　Chen GC , He ZL . 2003. Effect of land on microbial biomass2C ,2N
and 2P in red soil. J Zhejiang U niv ( SCIENCE) ,4 (4) :480～484
(in Chinese)
4 　Chen G2C (陈国潮) , He Z2L (何振立) , Huang C2Y (黄昌勇) .
1999. Study on relationship between microbial biomass phosphorus
and soil phosphorus in red soils. J Zhejiang U niv ( Agric & Life
Sci) (浙江大学学报·农业与生命科学版) , 25 (5) : 513～516 (in
Chinese)
5 　Chen G2C (陈国潮) , He Z2L (何振立) , Huang C2Y (黄昌勇) .
2001. Study on relationships among microbial biomass P ,soil P and
plant2availability of P in red soils. Acta Pedol S in (土壤学报) ,38
(1) :76～80 (in Chinese)
6 　Frank WS. 2002. The phosphate uptake mechanism. Plant Soil ,
245 :105～114
7 　Gyaneshwar P ,Naresh KG ,Parekh LJ . 1998. Effect of buffering on
the phosphate2solubilizing ability of microorganisms. World J Mi2
crobiol ,14 :669～673
8 　Gyaneshwar P ,Naresh KG ,Parekh LJ , et al . 2002. Role of soil mi2
crooganisms in improving P nutrition of plants. Plant Soil ,245 :83
～93
9 　He Z2L (何振立) . 1997. Soil microbial biomass and its important
role in nutrient cycles and assessing for environment qualities. Soil
(土壤) ,2 :61～69 (in Chinese)
10 　He ZL , Wu J ,Odonne AG , et al . 1997. Seasonal responses in mi2
crobial biomass carbon ,phosphorus and sulphur in soils under pas2
ture. Biol Fert Soil ,24 :421～428
11 　He ZL , Zhu J . 1998. Microbial utilization and transformation of P
109110 期 　　　　　　　　　　　李东坡等 :长期培肥黑土微生物量磷动态变化及影响因素 　　　　　　　　　　　
sorbed by variable2charge minerals. Soil Biol Biochem ,30 : 917～
923
12 　Huang M (黄 　敏) , Wu J2S (吴金水) , Huang Q2Y (黄巧云) .
2003. Process in research on microbiological action of soil phospho2
rus. Ecol Envi ron (生态环境) ,12 (3) :366～370 (in Chinese)
13 　Kenji Kouno , Yasuhiro Tuchiya and Tadao Ando. 1995. Measure2
ment of soil microbial biomass phosphorus by an anion exchange
membrane method. Soil Biol Biochem ,27 (10) :1353～1357
14 　Kenji Kouno ,Wu J ,Brookes PC. 2002. Turnover of biomass C and
P in soil following incorporation of glucose or ryegrass. Soil Biol
Biochem ,34 :617～622
15 　Li D2P(李东坡) ,Wu Z2J (武志杰) ,Chen L2J (陈利军) . 2003. Dy2
namics of urease activity in a long2term fertilized black soil and its
affecting factors. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,14 (12) :2208
～2212 (in Chinese)
16 　Li Y2K(李酉开) . 1983. Conventional Analysis Methods of Soil A2
gricultural Chemistry. Beijing :Science Press. 60～285 (in Chinese)
17 　Liang W(梁　巍) , Yue J (岳　进) ,Wu J (吴 　吉力) , et al . 2003.
Seasonal variation of soil , microbial biomass respiration rate and
CH4 emission in black earth rice fields. Chin J A ppl Ecol (应用生
态学报) ,14 (12) :2278～2280 (in Chinese)
18 　Lu R2K (鲁如坤) . 1999. Analysis Methods of Soil Agricultural
Chemistry. Beijing : China Agricultural Scicnce and Technology
Press. 105～254 (in Chinese)
19 　Lu W2L (陆文龙) ,Zhang F2S(张福锁) ,Cao Y2P(曹一平) . 1998.
Advance in phosphorus behavior in soil. Tianji n A gric Sci (天津农
业科学) ,4 (4) :1～7 (in Chinese)
20 　Luo Ancheng ,Sun Xi ,Zhang Yongsong. 1993. Species of inorganic
phosphate solubilizing bacteria in red soil and the mechanism of sol2
ubilization. Pedosphere ,3 :285～288
21 　Luo Ancheng ,Sun Xi. 1994. Effect of organic manure on the bio2
logical activities associated with insoluble phosphorus release in a
blue purple paddy soil. Com m un Soil Sci Plant A nal , 13～14 :
2513～2522
22 　Oberson A , Friesen D K , Morel C , et al . 1997. Determination of
phosphorus released by chloroform fumigation from microbial
biomass in high P sorbing tropical soils. Soil Biol Biochem , 29 :
1579～1583
23 　Ocio JA ,Brookes PC. 1990. An evaluation of methods for measur2
ing the microbial biomass in soils following recent additions of
wheat straw and the characterization of the biomass that develops.
Soil Biol Biochem ,22 :685～694
24 　Rao Z2H(饶正华) ,Lin Q2M (林启美) ,Sun Y2X(孙焱鑫) , et al .
2002. Interactions between a Bacill us m ucilaginosus ,phosphobac2
teria and a nitrogen fixing bacterium. Chin J Ecol (生态学杂志) ,
21 (2) :71～73 (in Chinese)
25 　Smith JL , Paul EA ,Bollag P , et al . 1991. The significance of soil
microbial biomass estimations. Soil Biochem ,6 :359～396
26 　Song Q2H(宋秋华) ,Li F2M (李凤民) ,Liu H2S(刘洪升) , et al .
2003. Effcet of film mulching on soil microbial biomass in spring
wheat field in semi2arid loess area. Chin J A ppl Ecol (应用生态学
报) ,14 (9) :1512～1516 (in Chinese)
27 　Sun Y2X(孙焱鑫) ,Lin Q2M (林启美) ,Zhao X2R(赵小蓉) . 2003.
Interaction of protozoa and phosphate2solubilizing bacteria on rock
phosphate dissolution. Chin J Ecol (生态学杂志) ,22 (3) :84～86
(in Chinese)
28 　Tessier L , Gregorich EG , Topp E. 1998. Spatial variability of soil
microbial biomass measured by the fumigation extraction method
and KEC as affected by depth and manure application. Soil Biol
Biochem ,30 :1369～1377
29 　Wick B , Kuhne RF ,Vlek PL G. 1998. Soil microbiological parame2
ters as indicators of soil quailty under improved fallow management
systems in southwestern Nigeria. Plant Soil ,202 :97～107
30 　Wu J2S(吴金水) ,Xiao H2A(肖和艾) ,Chen G2Q (陈桂秋) . 2003.
Measurement of microbial biomass2P in upland soil in China. Acta
Pedol S in (土壤学报) ,40 (1) :77～78 (in Chinese)
31 　Yaneshwar G ,Naresh Kumar PG , Parekh LJ , et al . 2002. Role of
soil microorganisms in improving P nutrition of plants. Plant Soil ,
245 :83～93
32 　Youssef RA , Chino M. 1989. Root induced changes in the rhizo2
sphere of plants Ⅱ. Distribution of heavy metals across the rhizo2
sphere in soils. Soil Sci Plant N ut r ,4 :609～621
33 　Zhang C2E (张成娥) , Wang S2Q (王栓全) , et al . 2000. Study on
soil microbial biomass during decomposition of crop straws. J Soil
W ater Conser (水土保持学报) ,14 (3) :96～99 (in Chinese)
34 　Zhang J2E(章家恩) ,Liu W2G(刘文高) , Hu G(胡 　刚) . 2002.
The relationship between quantity index of soil microorganisms and
soil fertility of different land use systems. Soil Envi ron Sci (土壤与
环境) ,11 (2) :140～143 (in Chinese)
作者简介 　李东坡 ,男 ,1964 年生 ,博士生 ,助理研究员 ,主
要从事土壤生态和养分研究 ,发表论文多篇. E2mail : li dp
1964 @sohu. Com
2091 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷