全 文 ：第 26卷第 5期
2006年 5月
生 态 学 报
AC n ECOL0GICA SINICA
Vo1．26．No．5
May，2006
不同土壤培肥措施对华北高产农田
土壤微生物生物量碳的影响
曹志平，胡 诚 ，叶钟年，吴文良
(中国农业大学资源与环境学院生态系，北京 100094)
摘要：为研究华北高产农田生态系统中化肥、有机肥和秸秆还田等培肥措施对土壤微生物生物量碳的影响，在山东省桓台县冬
小麦套种夏玉米的种植模式下设置了田间试验。田间试验设 l0个处理 ，依序为：①全还(小麦秸秆 +玉米秸秆还田)，②麦还
(小麦秸秆还田)，③全还 +化肥 1(小麦秸秆 +玉米秸秆还田+600ksN／(hm ·a))，④麦还 +化肥 1(小麦秸秆还田+600kgN，(hIl2
·a))，⑤全还 +化肥 2(小麦秸秆 +玉米秸秆还田+480kgN／*hm ·a))，⑥麦还 +化肥 2(小麦秸秆还田+480kgN／(hm ·a))，⑦全
还 +化肥 3(小麦秸秆 +玉米秸秆还田 +720kgN／(hm ·a))，⑧麦还 +化肥 3(小麦秸秆还田+720kgN，(hm2·a))，⑨全还 +化肥 1
+有机肥(小麦秸秆 +玉米秸秆还田+600ksN／(hm ·a)+有机肥)和⑩化肥 1(600kgN／(hm ·a))。1998年 4月至 1998年 11月田
间取样测定了土壤的微生物生物量碳。试验结果表明：在高投入的高肥力农业生态系统中，单施化肥土壤的微生物生物量碳下
降，化肥抑制了土壤微生物的活性，但是由于有机物的投入，这种抑制作用会减弱。化肥和秸秆还田配合施用时，增量和减量化
肥对微生物生物量碳的影响不明显，秸秆还田配合施用化肥能够明显减弱化肥对微生物的抑制作用。有机肥对微生物生物量
的促进作用是很明显的。不同秸秆还田方式对微生物生物量碳的影响季节变化较大 ，但从全年平均值来看全还处理对土壤微
生物量碳的影响大于麦还处理。试验中不同处理间微生物量碳有下列趋势：化肥 1<麦还 +化肥 1<麦还 +化肥 2<全还 +化
肥 2<麦还 +化肥 3<全还+化肥 1<全还 +化肥 3<麦还 <全还 <全还 +化肥 1+有机肥。因此，在高投入集约化的高肥力农
田生态系统中，提倡秸秆还田和多施有机肥。
关键词 ：培肥措施 ；农业生态系统；微生物生物量碳
文章编号 ：tO00—0933(2006)05 1486-08 中图分类号 ：Q938，$153 文献标识码 ：A
Impact of soil fertility maintaining practice on microbial biomass carbon in high
production agro-ecosystem in northern China
CAO Zhi—Ping，HU Cheng ，YE Zhong—Nian，WU Wen—Liang (Department ofEcology，Colege ofResources andEnvironmental Science，
China Agricultural University，＆ 100094，China)．ActaEcologica Sinica，2OO6，26(s)：1486—1493．
Abstract：The experiment was carried out on cultivation patterns of winter wheat and summer COrn in Huantai County，Shandong
Province。China．The purpose of the study was to understand how soil fertility maintaining practices，such as chemical fertilizer
application level，the use of organic fertilizers and the return of crop straw to the field affected the dynamics of soil microbial
biomass carbon(MBC)content in a high production agro—ecosystem of northern China．Ten treatments of fertility maintaining
Dractices in the field were chosen(where the symbol“+”means combination application)：① wheat straw + COrn straw，②
wheat straw，③wheat straw+ COrn straw + chemical fertilizerl(600kgN／(hm ·a))，④wheat straw +chemical fertilizerl，⑤
基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(39630070)；北京市生态学重点学科资助项目(XK10019440)
收稿El期：2005．08．04；修订El期：2006-01-04
作者简介：曹志平(1962一)，女 ，湖南湘乡人，博士，教授 ，主要从事土壤生态学研究 ．Email：zhipingc@cau．edu．ca
*通讯作者 Coresponding author．E—mail：hucheng@webmail．hzau．edu．ca
Foundation item：The project was supported by National Natural Science Key Project Foundation of China(No．39630070)，Foundation of Key Discipline of Ecology
in Bering Municipal(No．XK10019440)
Received date：2005·08—04；Accepted date．~2006-01-04
Biography：CAO Zhi—Ping ，Ph．D．，Professor，mainly engaged in soil ecology，E—mail：zhipingc@ cau．edu．ca
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5期 曹志平 等：不同土壤培肥措施对华北高产农田土壤微生物生物量碳的影响 1487
wheat straw +corn straw+ chemical fertilizer2(480kgN／(hm2·a))，⑥wheat straw +chemical fertilizer2，⑦wheat straw+
corn straw+ chemical fertilizer3(720kgN／(hm2·a))，⑧wheat straw +chemical fertilizer3，⑨wheat straw +COrn straw +
chemical fertilizerl+ organic manure，and⑩chemical fertilizerl randomly designed and applied in the experimental plots．The
content of soil MBC was measured in the different crop growth stages in laboratory．Th e results showed that：the content of MBC
was highly impacted by the intensity of organic material input and had an ascending trend with organic ma teria1．A single chemi cal
fertilizer application could restrain mi crobial activity in high production agm—ecosystem， although the restraining action was
weakened by the input of organic materia1．An equal content of MBC was found in the plots where diferent fertilizer levels were
combined with crop straw．Corn straw and wheat straw return to the field coope rating chemi cal fertilizer could significantly weak
suppressive efect of chemi cal fertilizer to mi crobial activity． Organic manure application had an obvious impact on MBC
concentration．Diferent comb inations of straw (wheat straw + corn straw and wheat straw)returned to the field had distinct
variation in diferent seasons．Further，the content of MBC in COrn straw and wheat straw return to field was higher than that in
wheat straw return to field from annual average MBC．Th e content of MBC had the following ascending trend as concerning annual
average MBC：Chemi cal Fertilizerl< Wheat Straw + Chemical Fertilizerl< Wheat Straw + Chemi cal Fertilizer2 < W heat
Straw + Corn StraW + Chemical Fertilizer2 < Wheat StraW + Chemical Fertilizer3 < Wheat StraW + Corn StraW + Chemi cal
Fertilizerl < Wheat Straw + Corn StraW + Chemi cal Fertilizer3 < Wh eat Straw < Wheat Straw + Corn Straw < Wheat StraW
+ Corn Straw + Chemical Fertilizerl -t Organic Fertilizer．Th is suggested that for a high fertility agro-ecosystem the best soil
fertility maintaining practices was that of returning straw to field with organic ma nure．
Key words：agro·ecosystem；fertility ma intaining practice；．soil microbial biomass carbon
土壤微生物量 ，即微生物生物物质 ，是指生活在土壤中的体积小于 5×10 ／zm 的生物总量 ，它是指微生物
活体 的总量 ，其主要 生物类群为细菌 、真菌 、放线菌和藻类等 ’¨ 。土壤微生物生物量既是土壤养分循环过程
的动力 ，又可作为土壤 中植物有效养分 的储备库 。因此 ，其在土壤肥力 和植物营养供应 中具有重要作用。
土壤微生物生物量对农业管理措施极为敏感 ，是反映土壤管理变化的活指标 。土壤微生物量碳 、氮是土
壤碳素和氮素养分转化和循环研究 中的重要参数 ，它们较为直观地反映了土壤微生物和土壤肥力状况 J。因
此土壤微生物量对 了解土壤养分转化 、循环具有重要 的意义 。因此 ，微生物生物量可 以综合反映土壤 的肥力
和环境质量状况 ’ 。微生物生物量碳在区别长期与短期土壤处理方面也非常敏感 ，同时还不受无机氮的直
接影响，这是微生物量碳用作土壤生物指标的一大优势 j。因此，研究不 同的施肥措施对微生物生物量 的影
响具有十分重要的意义。
山东省桓台县是华北典型的粮食高产县，一直都有秸秆还田的经验，以及有无机肥和有机肥配施 等土壤
培肥措施。但是玉米 、小麦秸秆如何还 田，它们和有机肥 、无机肥如何配合施用 ，用肥量多少，对土壤微生物有
何影响还不清楚。本实验通过在高产农田上进行不同的培肥措施，旨在探讨不同的培肥措施对土壤微生物生
物量碳的影响 ，揭示不同的培肥措施与土壤微生物之间的相互作用机理 ，提出更加合理 的培肥措施 ，为保持土
壤的持续肥力和实现农业生态系统 的可持续发展提供科学依据。
1 材料与方法
试验点选在华北高产粮区——山东省桓台县，以冬小麦套种夏玉米一年两熟轮作制吨粮田为主的高产粮
田生态系统中。试验在经过多年秸秆还田的高产农田上设置 l0个处理(表 1)，用来研究 30多年来集约化管
理对土壤生物区系及生态系统动态的影响，根据土壤生物群落及土壤理化性质的变化判断其土地生产力是否
是可持续的。试验地土壤基础理化性质见表 2。每个处理 3次重复 ，随机区组排列 ，其间均设保护行 。试验
处理的变量有两类 ：一是秸秆还 田方式 ，二是施肥量 的变化 。用来研究秸秆还田方式和施肥量的变化对微生
物生物量的影响。 试验只有氮肥施用量在处理间有差异，磷肥和钾肥的施用量均一致，其基本施肥方案包括
所有供试肥料的品种及来源都相同。其它田间管理措施如灌溉、使用机械、喷洒农药等在各地块均一致。
每年的麦秸施用量为7．5t／hm ，麦秸加倍施用量为 15t／hm2．，1997年 6月小麦收获后开始将小麦秸秆打碎
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生 态 学 报 26卷
后铺在玉米茬口上还田；玉米秸秆施用量为8t／hm2，从 1997年9月开始玉米秸秆还田，将玉米秸秆碾碎后翻入
耕层；化肥用量为常规施肥水平 600kg(减量为 480 kg，增量为 720 kg)N／(hm ·a)，166．5kgP／(hm2·a)，148．5
kgK／(hm2·a)；施肥品种为尿素(N46％)；普通过磷酸钙(P205 12％)；磷酸二铵 (N22％，P20546％)；KC1(K0
63％)。化肥施用分配在小麦季节和玉米季节 中，在 10月初种植小麦时施基肥 150kg(减量为 120 kg，增量为
180 kg)N／hm2、99kgP／hm2、81kgK／hm2和在4月初施拔节肥 150kg(减量为 120 kg，增量为 180 kg)N／hm2，P、K肥
均作基肥施入；在5月底种植玉米时施基肥 100kg(减量为 80 kg，增量为 120 kg)N／hm2、67．5kgP／hm2、67．5kgK／
hIn2和在 7月初施拔节肥及 7月底施孕穗肥各 100kg(减量为 80 kg，增量为 120 kg)N／hm2、，P、K肥均作基肥施
入。有机肥是厩肥，施用量为 30m ／hm2，其鲜重全氮量为 0．24％，Nil,-．N为 860rag／ks，NO；．N为 10rig／ks，pH
为7．3；10月初玉米秸秆还田时施用有机肥和复合化肥并一起翻入耕层。冬小麦品种：鲁麦 23，种植密度为
120万基本苗，hIl2；夏玉米品种：鲁玉 10，种植密度为 80，000株，hIl2。
试验取样时间为 1998年4月至 1998年 11月，共取土样 7次。使用3cm×20em土钻在试验处理小区随机
采集0—20em耕层土壤 15钻，混合后迅速封装于塑料袋中带回，置实验室冰箱中冷藏待测。土壤微生物生物
量碳采用氯仿熏蒸 一0．5MK2SO4浸提法测定，熏蒸提取采用 Vance等 们¨人 的步骤，浸提液中可溶性碳采用重
铬酸钾氧化外热源法测定，转换系数为2．64。其它土壤理化性质采用常规土壤农化分析方法测定⋯]。
所得试验数据采用 EXCEL和 SPSS软件进行统计分析。
表 1 回顾性试验 处理
Table1 Treatments oflooking behind experimentinthefield
W S+CS
W S
W S+CS+ CFI
W S+CFI
W S+CS+CF2
W S+CF2
W S+CS+ CF3
WS+CF3
W S+CS+CFI+ 0F
CFI
+ 表示有 With，一 表示无 Without；WS-wheat straw，CS-com straw，CF-chemical fertilizer，OF-organic fertilizer；化肥 1(CFI)：常规施氮水平
(600kg／(hm2·a))，Means used 6OO kgN／hm2 per year；化肥2(cr2)：比常规施氮水平低20％(480ks／(hm2·a))，Means 20％less than“chemical fertilized”
f0rthe application 480 ksN／(hm2·a)；化肥 3(CF3)：比常规施氮水平高 20％(720kg／(hm2·a))，Means 20％ Inol~than “chemical fertilized”for the
application 720 kgN／(hm2·a)
表 2 土壤理 化性 质
Table 2 Physicochemical properties of experiment field soil
2 结果与分析
2．1 化肥对土壤微生物生物量碳的影响
2．1．1 麦还及麦还配施化肥对土壤微生物生物量碳的影响 将处理2(麦还)与处理4(麦还 +化肥 1)比较发
现(图 1)，土壤微生物量碳除了6月份之外，处理 2(麦还)都比处理 4(麦还 +化肥 1)要高一些，而且在 4月、5
月、8月、9月和 11月差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，但在 6月份处理 4(麦还 +化肥 1)要比处理 2
(麦还)高一些，差异也达到显著水平(P<0．05)，可能是在 6月高温、高湿条件下，有机质的分解达到最高水
平，微生物活动需要大量的氮素，化肥提供了麦秆分解所需要的氮素所致。从全年平均值来看，处理 2(麦还)
E
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L
有
+
l l ， 3 3 l
巴 巴 巴 巴 巴 巴 巴
化 化 化 化 化 化 化
+ + + + + + + l 还 还 还 还 还 还 还 还 还 肥
全 麦 全 麦 全 麦 全 麦 全 化
l 2 3 4 5 6 7 8 9 K
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5期 曹志平 等：不同土壤培肥措施对华北高产农田土壤微生物生物量碳的影响 1489
的土壤微生物量碳要比处理 4(麦还 +化肥 1)高 23．42％，差异达到显著水平(*，P<0．05，f—test)，可能是长
期施用化肥使土壤板结，pH值下降，通气性差，微生物活性减弱。
将处理2(麦还)与处理 6(麦还 +化肥 2)比较发现 400
(图2)，土壤微生物量碳除了6月份之外，处理 2(麦还) ””
都比处理6(麦还+化肥2)要高一些，而且在4月、5月、 亘 ．
8月和 11月差异达到显著水平(*，P<0．05 ，t-test)，但 墨200
在6月份处理6(麦还+化肥2)要比处理 2(麦还)高一 蛰芎150
些 ，差异也达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，可能是 羞⋯
在6月高温、高湿条件下，有机物分解迅速，微生物活动 0
需要大量的氮素，化肥提供 了麦秆分解所需要 的氮素所 月 M h ¨
。
致。从全年平均值来看，处理 2(麦还)的土壤微生物量
碳要比处理6(麦还+化肥2)高21．12％，差异达到显著!、 施用化肥对土壤微生物生物量碳的影响‘处理 和处理 比
水平(*，P<0．05，t-test)，可能是长期施用化肥使土 Fjg
． 1 I pa t。f。 pl。yi g i fenili t。 il IIi bi i。。 rbo
壤板结，pH值下降，通气性差，微生物活性减弱。 (comp~i 。f t 。 t 2 and at 。 t 4)
将处理 2(麦还)与处理 8(麦还 +化肥 3)比较发现
(图3)，土壤微生物量碳除了6月份之外，处理 2(麦还)都比处理 8(麦还 +化肥 3)要高一些，而且在 4月和 11
月差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，但在 6月份处理 8(麦还 +化肥 3)要比处理 2(麦还 )高一些 ，差异
也达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，可能是在6月高温、高湿条件下，有机物分解迅速，微生物活动需要大
量的氮素，化肥提供了麦秆分解所需要的氮素所致。从全年平均值来看，处理 2(麦还)的土壤微生物量碳要
比处理 8(麦还 +化肥 3)高 12．85％，差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，可能是长期施用化肥使土壤板
结，pH值下降，通气性差，微生物活性减弱。
蓁
4 5 6 8 9 10 l1 均值
月份 Month Average
图 3 施用化肥对土壤微 生物生物 量碳 的影响 (处理 2和处理 8比
较)
Fig．3 Impact of employing organic fertilizer to soil microbial bi0mass carbon
(comparison of treatment 2 and treatment 8)
2．1．2 全还及全还配施化肥对土壤微生物生物量碳的影响 将处理 1(全还 )与处理 3(全还 +化肥 1)比较发
现(图4)，土壤微生物量碳除了4月、6月和 11月之外，其它月份处理 1(全还)比处理 3(全还 +化肥 1)要高一
些 ，而且在 8月和 10月差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，但在 6月份处理 3(全还 +化肥 1)要 比处理 1
(全还)高一些，差异也达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，可能是在 6月高温、高湿条件下，有机物分解迅
速，微生物活动需要大量的氮素，化肥提供了麦秆分解所需要的氮素所致。从全年平均值来看，处理 1(全还)
的土壤微生物量碳要 比处理 3(全还 +化肥 1)高 7．49％。
将处理 1(全还 )与处理 5(全还 +化肥 2)比较发现 (图 5)，土壤微 生物量碳除了 6月和 9月之外 ，处理 1
(全还)都比处理5(全还 +化肥 2)要高一些，而且在 5月、10月和 11月差异达到显著水平(*，P<0．05，t一
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生 态 学 报 26卷
test)，但在 6月份处理 5(全还 +化肥 2)要 比处理 l(全
还)高一些，差异也达到显著水平 (*，P<0．05，t—
test)，可能是在 6月高温、高湿条件下，有机物分解迅
速，微生物活动需要大量的氮素，化肥提供了麦秆分解
所需要的氮素所致。从全年平均值来看，处理 1(全还)
的土壤微生 物量碳要 比处理 5(全还 +化肥 2)高
17．29％，差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，可能
是长期施用化肥使土壤板结 ，pH值下降 ，通 气性差 ，微
豳 W S+CS 口 W S+CS+CF1
4 5 6 8 9 10 11 均值
月份 Month Average
生物活性减弱。 图4 施用化肥对土壤微生物生物量碳的影响(处理1和处理3比较)
将处理 I(全还)与处理 7(全还 +化肥 3)比较发现 Fig· I pac‘ emp]。yilg。rgan ferti1ize soil cm ial i。mas carbon
(图6)，土壤微生物量碳除了4月和 6月之外，处理 1 pari 呦咖洲 and呦咖训
(全还)都比处理 7(全还 +化肥 3)要高一些，而且在 11月差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，但在 6月
份处理 5(全还 +化肥 2)要比处理 1(全还)高一些，差异也达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，可能是在 6月
高温、高湿条件下，有机物分解迅速，微生物活动需要大量的氮素，化肥提供了麦秆分解所需要的氮素所致。
从全年平均值来看，处理 1(全还)的土壤微生物量碳要比处理 7(全还 +化肥3)高 7．22％。
4 5 6 8 9 10 l1 均值
月份 Month Average
图5 施用化肥对土壤微生物生物量碳的影响(处理 1和处理 5比较)
Fig．5 Impact of employing organic fertilizer to soil microbial biomass carbon
(comparison of treatment 1 and treatment 5)
4 5 6 8 9 10 11 均值
月份 Month Average
图6 施用化肥对土壤微生物生物量碳的影响(处理 1和处理7比较)
Fig．6 Impact of employing organic fertilizer to soil microbial biomass carbon
(comparison of treatment 1 and treatment 7)
因此 ，无论是麦还与麦还加不同施肥量的化肥处理比较还是全还与全还加不 同施肥量的化肥处理比较都
可以看出，在长期施用化肥的高肥力农田生态系统中，施用化肥抑制了土壤微生物的活性。但在全还处理中，
玉米秸秆是翻埋在土中与土壤充分接触，对土壤微生物的促进作用较大，化肥对微生物的抑制作用有所减弱。
2．2 有机物对土壤微生物生物量碳的影响
2．2．1 有机肥对土壤微生物生物量碳的影响 从图7可以看出，土壤微生物生物量碳在所有月份都是处理 9
(全还 +化肥 1+有机肥)高于处理 3(全还 +化肥 1)，而且在 6月、8月和 l0月差异达到显著水平(*，P<
0．05，t-test)。从全年平均值来看，处理9(全还 +化肥 1+有机肥)的微生物量碳比处理 3(全还 +化肥 1)高
20．45％，差异也达到显著水平(*，P<0．05，t-test)。这说明有机肥可以显著提高土壤的微生物生物量碳，主
要是添加的有机肥可以立即为微生物的生长提供碳源和氮源，而秸秆则需要一定的热量和水分，逐渐分解供
微生物生长。
2．2．2 秸秆还 田对土壤微生物生物量碳的影响 处理 4(麦还 +化肥 1)和处理 l0(化肥 1)比较发现(图 8)，
在4月、6月和 l0月份，麦还 +化肥处理比化肥处理的微生物量碳高一些，在 4月和 6月差异达到显著水平
(*，P<0．05，t-test)；而在5月、8月、9月和 11月化肥处理比麦还 +化肥处理的微生物量碳高一些，8月差
异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，可能是 7月底施孕穗肥促进了作物的旺盛生长，增加了根系极其分泌
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5期 曹志平 等：不同土壤培肥措施对华北高产农田土壤微生物生物量碳的影响
物，从而提高了微生物量碳。从全年平均值来看，处理4(麦还 +化肥 1)比处理 10(化肥 1)高 15．57％。
处理 3(全还 +化肥 1)和处理 10(化肥 1)比较发现(图9)，除了 8月份之外，全还 +化肥处理在其它月份
比化肥处理的微生物量碳高一些，而且在4月、5月和 11月差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)。从全年
平均值来看，处理3(全还+化肥 1)比处理 10(化肥 1)高 37．34％，差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)，主
要是因为小麦和玉米秸秆分解需要较长的时间，所以微生物的数量一直处于较高的水平 。
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量
4 5 6 8 9 10 l1 均值
月份 Month Average
图 7 施用有机肥对土壤微生物生物量碳的影响(处理 3和处理 9比较 )
Fig．7 Impact of applied organic fertilizer to soil microbial bionm．ss carbon
(comparison of treatment3 and treatment 9)
∞
量
4 5 6 8 9 10 l1 均值
月份 Month Average
图 8 秸秆还田对土壤微生物生物量碳的影响(处理 4和处理 1O比较)
Fig．8 Impact of applied organic fertilizer to soil mi crobial bionm．ss carbon in
forward experiment(comparison of treatment 4 and treatment 10)
因此 ，无论是秸秆全还还是麦秆还田配施化肥 ，秸秆还 田都减弱了化肥对微生物的抑制作用 ，使微生物生
物量碳显著提高。
2．2．3 不同的秸秆还 田方式对土壤微生物生物量碳的影响 处理 1(全还)和处理 2(麦还 )比较发现(图 10)，
全还处理在 5月 、8月 、10月和 l1月比麦还处理的微生物量碳高一些 ，而且在 10月差异达到显著水平 (*，P
<0．05，t-test)，主要是 10月份玉米秸秆翻埋在土中与土壤充分接触，显著增加了土壤的微生物数量。但在 4
月、6月和 9月麦还处理 比全还处理微生物量碳要 高一些 ，主要是 6月开始 小麦秸秆还 田所致。从 全年平均
值来看，处理 1(全还)的微生物量碳比处理 2(麦还)略高一些，为3．48％。
4 5 6 8 9 10 l1 均值
月份 Month Average
图 9 秸秆还田对土壤微生物生物量碳 的影响(处理 3和处理 l0比
较 )
Fig．9 Impact of applied organic fertilizer to soil mi crobial biomass carbo n in
forward experiment(comp~son of treatment 3 and treatment 10)
4 5 6 8 9 10 l1 均值
月份 Month Average
图 l0 不同秸秆还 田方式对土壤微生 物生物量碳 的影 响(处理 l和
处理 2比较 )
Fig．10 Impact of diferent straw return to the field to soil microbial bioma．ss
carbon(comparison of treatment l and treatment 2)
将处理 3(全还 +化肥 1)和处理4(麦还 +化肥 1)比较可以看出(图 11)，土壤微生物生物量碳除了4月、6
月之外，其它月份都是处理 3(全还 +化肥 1)高于处理4(麦还 +化肥 1)，而且在 5月和 11月差异达到显著水
平(*，P<0．05，t-test)，但在6月份处理4(麦还 +化肥 1)要比处理 3(全还 +化肥 1)高一些，差异也达到显
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生 态 学 报 26卷
著水平(*，P<0．05，t-test)。从全年平均值来看，处理3(全还 +化肥 1)的微生物量碳比处理 4(麦还+化肥
1)高 18．83％，差异达到显著水平(*，P<0．05，t-test)。主要是因为全还是在玉米生长期覆盖小麦秸秆，而
在小麦播种期和玉米秸秆一起翻入土中，对土壤微生物的影响更大一些。
从处理9(全还 +化肥 1+有机肥)与处理3(全还 +
化肥 1)及处理 3(全还 +化 肥 1)和处理 4(麦 还 +化肥
1)比较可以看出，全还配合有机肥处理对微生物量的影
响大于全还处理、全还处理大于麦还处理，说明有机物
质投入的越多 ，微生物生物量增加的越多。
3 结论与讨论
研究结果表明，无论是和秸秆全还配施还是和麦秆
还田配施，化肥都降低了土壤的微生物生物量碳，抑制
了微生物的生长。化肥和秸秆还田配合施用时，增量和
减量化肥对微生物生物量碳的影响不明显 。在长期施
用化肥的高肥力农 田生态系统中，化肥抑制 了土壤微生
物的活性 ，主要是因为施用化肥对微生物有直接的毒害
作用 。同时长期施用化肥使土壤板结，pH值下降，
耋
4 5 6 8 9 10 11 均值
月份 Month Average
图 II 不同秸秆还田方式对土壤微生物生物量碳的影响(处理 3和
处理 4比较)
Fig．II Impact of diferent sb_aw returntothefieldto soil microbial biomass
carbon(comparison of treatment 3 and treatment 4)
通气性差，微生物活性减弱 。由于有机物的投入，这种抑制作用会减弱，因为秸秆还田提高了土壤的有机
质 ，改善了土壤的物理化学性状 ，提高了土壤微生物的活性 。因此，在高投入集约化的农业生态系统中，
单独化肥的培肥效果差 ，增加化肥的用量效果不明显，施用化肥对微生物表现 出抑制作用。
有机物投入 的强度对微生物生物量有较大的影响 ，随着有机物的投入 ，微生物生物量增加 ，而且有机物质
投入的越多，微生物生物量增加的越多。有机物施用，可以提高土壤微生物的活性 。有机肥对微生物生物
量的促进作用是很明显的，因为有机肥是一种腐熟的肥料 ，施入之后在改善土壤理化性状 的同时也为微生物
的生长提供了良好的环境条件和能源，而且微生物繁殖所需的时间很短，因此引起土壤微生物生物量的迅速
增加 。秸秆全还处理对土壤微生物量碳的影响高于麦还处理，原因是全还是小麦秸秆在玉米生长期田间
覆盖，在小麦播种期间和玉米秸秆翻埋在土中与土壤充分接触，对土壤微生物的影响时间长，强度大一些；而
小麦秸秆是在玉米生长期间覆盖，种植玉米时才翻入土中，对土壤微生物的影响小一些。无论是秸秆还田还
是施用有机肥都增加了土壤的微生物生物量，主要是因为输入系统的碳量增加了，而碳经常是微生物繁殖的
限制因子 。有机肥中及秸秆分解中产生的可利用的 N及其它营养元素又促进了作物的生长，增加了根的
生长和根系分泌物，因而也促进了土壤微生物的繁殖，提高了微生物生物量 。
总之，高水平的肥料投入虽然可以增加高肥力的农业生态系统土壤微生物生物量，但不同的肥料投入方
式和施肥量对土壤微生物生物量的影响还是不同的，特别是随着有机物的增加 ，土壤微生物生物量随着增加 。
单施化肥不能够增加土壤的微生物生物量，相反还表现出一种抑制作用，随着有机物的投入，这种抑制作用会
减弱 ，增加或减少化肥的用量对微生物的影响不明显 。因此，在长期集约化的高投入农业生态系统中提倡秸
秆还田和多施有机肥。
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