全 文 ：收稿日期：!""#$"%$&’ 接受日期：!""#$&&$!(
基金项目：国家科技部 %#)项目（!""#*+&"%)"’）；农业部 %’(项目（!"",$-,!）；国家科技部支撑计划（!"",+./&"+"%）资助。
作者简介：蒋小芳（&%(!—），女，湖南祁阳人，硕士研究生，主要从事有机肥料研制与肥料合理利用研究。012345：!""6&")"#67893:; <=:; >8
! 通讯作者 ?<5："!6 $ (’)%,!!(，012345：@AB:38C7893:; <=:; >8
不同原料堆肥的有机无机复混肥对辣椒产量和
土壤生物性状的影响
蒋小芳，罗 佳，黄启为!，徐阳春，杨兴明，沈其荣
（南京农业大学资环学院，江苏南京，!&""%6）
摘要：通过田间试验，研究了施用以菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥的 )种有机无机复混肥对辣椒产量、土壤矿
质态氮和土壤微生物量碳、氮以及微生物多样性的影响。结果表明：&）各施肥处理辣椒果实产量为 !’6&D&!
))"&D6 EC F B2!，均显著高于对照（*G，&#""D( EC F B2!）；)种原料堆肥的有机无机复混肥的辣椒果实产量为 !(6&D)
!))"&D6EC F B2!，显著高于单施化肥 *H，增产率为 &,D)I!)’D#I。!）与 *H和 *G处理比较，)种原料堆肥的有机
无机复混肥处理明显提高了土壤矿质态氮含量，改善了土壤供氮能力，增加了土壤微生物量 *、J含量。)）对各处
理土壤 /J.条带采用邻接法分析（J<4CBKLM 9L4848C）表明，6个处理土壤样品共分为 )大族群，*H与 *G为一种族群，
菜粕堆肥的有机无机复混肥（N**）为另一种族群，猪粪堆肥的（OP*）和中药渣堆肥的有机无机复混肥（*P*）又属
另一种族群。说明施入外源有机物质（菜粕、猪粪与中药渣）可能改变土壤的细菌群落结构，而施入化肥对土壤的
细菌群落结构影响较小。
关键词：有机无机复混肥；辣椒；产量；矿质态氮；微生物生物量
中图分类号：Q&’)D,；Q,’&D) 文献标识码：. 文章编号：&""($6"6R（!""(）"’$"#,,$"(
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植物营养与肥料学报 !""(，&’（’）：#,, $ ##)
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由于产业结构调整，现代化畜牧业的快速发展
使得畜禽粪便等有机废弃物数量大幅增加。目前畜
禽粪便中氮、磷、钾总贮量约为 !""#万吨，分别相当
于 $%"#万吨尿素、&&%$#万吨的过磷酸钙和 ""’#万
吨的氯化钾，是潜力较大的有机肥源［&］。如果不加
以处理和利用，将会严重污染环境。另外，随着中医
药卫生事业的发展以及人们健康意识的增强，中草
药和中成药的生产加工过程中产生的“废物”—药渣
的污染防治也迫在眉睫。据报道，仅云南省两家进
行三七皂苷分离的药厂平均每年产生的三七药渣就
达到 &(万吨［)］，可知全国所有药厂所产生的药渣量
将是一个惊人的数字。
实践证明，堆肥化是处理畜禽粪便、作物秸秆和
中药渣等固体有机废弃物的一个有效途径。大量的
试验表明，有机无机肥配合施用有利于提高作物的
氮肥利用率［"*(］。有关这方面的报道很多，但多数
研究都是利用新鲜粪便或厩肥与无机氮肥的配合施
用。目前广大农民已经很少施用传统意义上的有机
肥（粪便或厩肥），而是趋向于施用商品有机肥，堆肥
行业在我国方兴未艾。商品有机肥（腐熟堆肥）与化
学氮肥配合施用后对作物生长和产量的影响报道较
多，但对于不同原料废弃物堆肥化后制成的商品有
机无机复混肥施入土壤以后，对作物产量、土壤矿质
态氮变化和土壤微生物量碳、氮变化特别是土壤微
生物多样性的影响等方面的报道尚不多见，而生产
实践上又非常需要提供这方面的结果与资料，用于
指导面上农业生产。本试验通过大田试验研究了不
同原料堆肥有机无机复混肥对辣椒产量、土壤矿质
态氮和土壤微生物量碳、氮变化及土壤细菌多样性
的影响，试图为指导辣椒大面积施肥及农业废弃物
资源的合理利用提供理论依据。
! 材料与方法
!"! 试验方法
本试验在南京农业大学江浦农场进行。供试的
土壤为河流冲击母质形成的砂质壤土，其基本理化
性状如下：全氮 &+($ , - .,、全磷 #+%$ , - .,、速效磷
&)+’ /, - .,、有机质 )!+" , - .,、速效钾 )#%+! /, - .,、
01值（水浸，土 2水 3 & 2 )+(）(+%$。供试辣椒品种为
楚椒 ’#’。化肥处理中氮肥用尿素（4 $!5）、磷肥用
过磷酸钙（6)7( &)5）、钾肥用氯化钾（8)7 !#5）；
有机无机复混肥处理选用猪粪堆肥、菜粕堆肥和中
药渣堆肥的有机无机复混肥。
试验设 (个处理：&）对照（98，不施氮肥）；)）
化肥（9:;/<=>? @;AB的有机无机复混肥（简称 F99，&)*$*$，7G!&(5）；
$）猪粪堆肥的有机无机复混肥（简称 6G9，&)*$*$，
7G!&(5）；(）中药渣堆肥的有机无机复混肥（简
称 9G9，&)*$*$，7G!&(5）。各处理氮磷钾用量一
致，以氮磷钾含量最高的处理为标准，其它处理中氮
磷钾量不足的用化肥尿素、过磷酸钙和氯化钾补足，
用量为 4 &’# ., - :/)，6)7( &)! ., - :/)，8)7 &$$
., - :/)，重复 "次，随机区组排列。小区面积 (+( /
H &# /，试验田四周设有保护行，所有处理的肥料在
移栽前作基肥于 )##!年 E月 &$日一次性施入。辣
椒苗于 )##!年 E月 &!日移栽，田间管理同常规。
!"# 样品采集与测定方法
每次采摘辣椒时均按小区计产，每小区总产量
为各次收获辣椒之总和。
分别于移栽后 "# I（’ 月 &E 日）、$( I（% 月 )
日）、!# I（%月 &! 日）、E( I（&# 月 & 日）、%( I（&# 月
)&日）采集 #—)# =/的土样，新鲜土样通过 ) //筛
后 $J保存，供测定土壤微生物生物量碳、氮用。
辣椒移栽后 %( I（&#月 )&日）采集的 #—)# =/
的三个重复土样混合后取 &## ,在 $J条件下保存，
一周后提取 K4L，测定土壤微生物多样性。
土壤矿质态氮的测定：用氯化钙浸提法提
取［!］，用 MFL4 N OPQMMQ LRBSLT>?UC;A "进行测定分
析。
土壤微生物生物量碳、生物量氮的测定：根据
V>T=;和 W=:?;X—8)W7$提取法并略有改进。
土壤全氮、全磷、有机质、速效磷、速效钾、01等
均采用常规方法测定［%］。
利用 KYYQ对土壤微生物群落变化分析：通过
直接法［&#*&&］提取土壤 K4L，经过 69F 扩增［&)］后
（69F引物为 6FML""’D：(Z[L9 \99 \L9 YYY LYY
9LY 9LY["Z和 6FP4(&’F：(Z[L\\ L99 Y9Y Y9Y9\ YY["Z，在 6FML""’D的 (Z[端添加 Y9 =?>/0：(Z[
9Y9 99Y 99Y 9Y9 Y9Y Y9Y YY9 YYY Y9Y YYY
Y9L 9YY YYY Y["Z），采用 K[9SI; 突变检测系统
（MI）对样品进行 KYYQ分析。所用的聚丙烯酰
胺凝胶浓度为 ’5，变性梯度为 $#5! !#5［&)］，
’#V、恒温 !#J、& H \LQ中电泳 &! :，银染后扫描。
在图像处理过程中，对于在 KYYQ电泳图上是
肉眼可见、但被软件忽略掉的一些小条带进行了手
动处理，条带的密度由该软件自动算出。
试验数据处理使用 Q]=;? )##"程序和 W6WW&&+(
E!E$期 蒋小芳，等：不同原料堆肥的有机无机复混肥对辣椒产量和土壤生物性状的影响
统计分析软件。采用 !"#$%&%’ ($) 分析软件（*&+,
-#.）分析样品电泳条带。
! 结果与讨论
!"# 不同有机无机复混肥对辣椒产量的影响
不同配比的水平各施肥处理辣椒果实产量为
/01232! 445231 67 8 9:/（图 2），均显著高于对照
（;<）的产量（2=553> 67 8 9:/）；增产幅度为 0032?
! @032?。其中菜粕复混肥（-;;）增幅达 @032?、
猪粪复混肥（AB;）增幅最大达 >@3=?、中药渣复混
肥（;B;）增幅为 C=3=?，而单施化肥（;D）仅增产
0032?。4种原料堆肥的有机无机复混肥处理辣椒
果实产量显著高于 ;D，为单施化肥处理的 232C!
2341倍，其中增产幅度最大的是 -;;（403=?）和
AB;（423C?），增产幅度较小的是 ;B;（2C34?）。
不同原料堆肥有机无机复混肥处理之间的辣椒果实
产量也达到了显著水平，其中，-;;和 AB;产量显
著高于 ;B;，且比 ;B;分别增产 213>?和 243/?，
而 -;;与 AB;产量比较接近，差异不显著。
图 # 不同有机无机复混肥对辣椒果实产量的影响
$%&’# ())*+,- .) /001%+/,%.2 .) 3%))*4*2, .4&/2%+5%2.4&/2%+
6%7*3 )*4,%1%8*4- .2 /6.2& 3%))*4*2, ,4*/,6*2,- 0*00*4 9%*13
［注（E+%)）：柱上不同字母表示在 ! F 5351水平差异显著
G&HH)I)$% J)%%)IK #L+M) %9) L#IK &$.&N#%) # K&7$&H&N#$% .&HH)I)$N)
#:+$7 .&HH)I)$% %I)#%:)$%K（! F 5351）O］
许多研究表明，合理配施有机无机肥料能够提
高蔬菜的产量［24P21］。武翻江等［2C］的试验结果表明，
施用有机P无机复混肥能显著提高日光温室蔬菜的
产量，黄瓜、辣椒和西红柿较对照处理分别增产
2C30?、2=3/?、/231?，较常规施肥分别增产
130=?、>342?、03@2?。本试验结果也证明，施用
不同原料堆肥的有机无机复混肥能够显著提高辣椒
果实产量。施用有机无机复混肥之所以能够提高作
物的产量，主要是施用有机无机复混肥使土壤中的
微生物多样性发生了变化，外源有机物质（菜粕堆
肥、中药渣堆肥与猪粪堆肥）改变了土壤的细菌群落
结构，也改善了土壤微生物量 ;和 E的状况，最终
改善了土壤的供氮特性，为作物增产奠定了基础。
其中 -;;和 AB;的增产效果较 ;B;大，可能是由
于菜粕堆肥和猪粪堆肥本身养分（如 E）含量较高，
碳含量相对较低，而中药渣堆肥养分（如 E）含量较
低，碳含量相对较高，所以菜粕堆肥和猪粪堆肥在作
物生长后期还能提供较充足的养分，从而导致菜粕
堆肥和猪粪堆肥的有机无机复混肥的增产潜力高于
中药渣堆肥有机无机复混肥。
!"! 不同有机无机复混肥对土壤矿质态氮的影响
在辣椒整个生长期间各处理土壤矿质态氮都表
现出比较一致的变化趋势（图 /）。辣椒移栽 01 .时
土壤矿质态氮含量达到最高峰，这与土壤微生物量
氮的变化一致（图 0）。随着辣椒植株的生长，01 .
后土壤矿质氮逐渐降低，到 =1 .时降到了最低，这
除了与作物吸收利用有关外，还与土壤微生物固氮
作用也有密切的关系，此时土壤中微生物固持了较
多的氮，微生物量氮上升到了一个比较高的水平，收
获时由于土壤微生物体内固定的氮又释放出来，从
而使土壤矿质态氮含量增加。
有机物料和化肥配合施用对土壤氮素矿化有明
显影响［2=］。图 /看出，;<和 ;D的土壤矿质态氮含
量在整个生长期一直处于较低的水平，而 4个有机
无机复混肥处理的土壤矿质态氮含量始终处于较高
水平。这是由于对照处理无外源氮素施入，氮素主
要是从土壤本身有机氮矿化而来，而土壤中有机氮
含量有限，所以其矿质态氮始终维持在较低水平。
而化肥全部是速效形态的氮素，施入土壤后短时间
内就释放出来，但是作物在前期的吸氮量少而土壤
微生物对化肥氮的固定能力又较低，过多的氮素就
有可能通过淋失、挥发等途径进入环境，造成浪费。
而 4种原料堆肥的有机无机复混肥处理在生长期内
土壤矿质态氮始终保持较高的含量，为作物生长提
供了充足的氮素营养，表明施用不同原料堆肥的有
机无机复混肥较单施化肥在供氮方面具有明显的渐
进性和持续性。
施用不同原料堆肥的有机无机复混肥土壤矿质
氮含量差异也较大，这是由于堆肥原料自身的特性
（含氮量、; 8 E等）所决定的。施用不同原料堆肥有
机无机复混肥后，由于土壤微生物数量不同，微生物
固氮总量也不同，而土壤微生物量氮的消长（图 0）
与土壤矿质态氮的变化（图 /）又有一定的对应关
>C= 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 20卷
图 ! 不同有机无机复混肥对土壤矿质态氮含量的影响
"#$%! &’’()*+ ,’ -#’’(.(/* ,.$0/#)1#/,.$0/#) 2#3(-
’(.*#4#5(. 0664#)0*#,/ ,/ +,#4 2#/(.04 /#*.,$(/
系，最终导致土壤矿质氮含量不同。
!78 不同有机无机复混肥对土壤微生物量 9、:的
影响
!"#"$ 对土壤微生物量 %的影响 土壤微生物量
%的消长反映了土壤中微生物利用土壤 %源进行自
身细胞建成并大量繁殖和微生物细胞解体使有机 %
矿化的过程［$&］，它受土壤温度、水分、营养状况等因
素的影响。由图 # 可知，# 个有机无机复混肥处理
土壤微生物量 % 含量均随着作物的生长变化而变
化，且各处理均表现出一致的变化趋势：移栽后各
施肥处理土壤微生物量 %含量逐渐增加，到 #’ (达
到一个小高峰，然后迅速下降，到 )* (时降到最低，
然后又逐渐上升，+,%和 -%%到 .’ (达到最高峰，
%,%和 %/到 0* (出现最高峰；之后各处理土壤微
生物量 %含量缓慢下降，到收获时土壤还维持在较
高的水平。姚政等［$1］研究结果表明，化肥配施不同
有机物后土壤微生物量 %比单施化肥处理明显增
图 8 不同有机无机复混肥对土壤微生物量 9的影响
"#$%8 &’’()*+ ,’ -#’’(.(/* ,.$0/#)1#/,.$0/#) 2#3(- ’(.*#4#5(.
0664#)0*#,/ ,/ +,#4 2#).,;#04 ;#,20++ )0.;,/
加，增加的幅度及其动态因有机物的质量（生物降解
难易性）不同而异。本试验采用的 #种原料堆肥中，
%,%在整个作物生长期土壤微生物量 %持续增加，
而 -%%和 +,%在作物生长前期迅速增加，到后期稍
有降低。这可能是因为 %,%中含有的易分解的有
机物质较少，而 +,%和 -%%中含有的易分解的有机
物质较多，这一变化趋势与姚政等人的报道结果相
似。
在没有有机物施入土壤时，土壤微生物量 %和
2相对较稳定，二者能较好地反映一定土壤的肥力
状况［!’］。本试验中，对照处理的土壤微生物量 %含
量变化很小，始终在最低水平下徘徊。除移栽 )* (
外，%3与 %/的土壤微生物量 %含量均低于不同原
料堆肥的有机无机复混肥处理，这与有关报道相
似［!$4!!］。
!"#"! 对土壤微生物量 2的影响 土壤微生物量
2是土壤中氮素转化的重要环节，也是土壤有效氮
活性库的主要部分，研究土壤微生物量 2的消长有
助于考察土壤的供氮能力。图 )看出，土壤微生物
量 2的变化趋势与土壤微生物量 %稍有不同。除
%3外，其它施肥处理均表现出一致的变化趋势：移
栽 )* (内，各施肥处理土壤微生物量 2含量持续增
加，到 )* (时达到一个高峰，然后又逐渐降低，到 .’
(降到最低，然后又逐渐上升，到 0* (达到一个次高
水平，随后土壤微生物量 2又降低，收获时各处理
的土壤微生物量 2含量接近，但高于 %3。
许多研究表明［!#4!.］，长期施用有机肥或化肥均
能增加土壤微生物量 2含量，有机肥与化学 2肥配
合施用，土壤微生物固定无机氮的能力增强，且有机
无机复混肥处理的增加幅度大于化肥处理。本试验
的 #种有机无机复混肥在整个生长过程中各个时期
之间的土壤微生物量 2的变化幅度大于化肥处理，
而 %/与 %3相比较，土壤微生物量 2稍有增加（图
)）。这说明施用化肥后对土壤中微生物的活动有一
定的促进作用，但与有机无机复混肥相比，单施化肥
处理土壤微生物量 2的增加主要是微生物对化肥 2
的固定，所以单施化肥后土壤微生物量 2的增加并
不多。施入有机无机复混肥为微生物提供充足的 %
源和能源，促进了土壤微生物的活动，土壤中很大一
部分 2被微生物固定，所以有机无机复混肥处理微
生物量 2 的增加量大于化肥处理。说明施用有机
无机复混肥有利于土壤微生物的繁育，保蓄土壤氮
素，减少氮的损失。
不同有机物料对微生物体 2的影响不一样［!0］。
1.0)期 蒋小芳，等：不同原料堆肥的有机无机复混肥对辣椒产量和土壤生物性状的影响
一般认为，有机物料中 ! 的质量分数［"#］和 $ % !
比［"&］是决定微生物体 !增加量的关键因子。!的
质量分数愈低、$ % !比愈高，对微生物体 ! 影响持
续时间愈长。本试验采用的 ’ 种堆肥原料中，$($
的 !的质量分数最低、$ % !比最大，对土壤微生物
体 !影响持续时间可能会长于 )($和 *$$，这还
图 ! 不同有机无机复混肥对土壤微生物量 "的影响
#$%&! ’(()*+, -( .$(()/)0+ -/%10$*2$0-/%10$* 3$4). ()/+$5$6)/
1775$*1+$-0 -0 ,-$5 3$*/-8$15 8$-31,, 0$+/-%)0
需作进一步的验证。
9:! 不同有机无机复混肥对土壤微生物多样性的
影响
"+,+- 土壤微生物群落 .//0 图谱分析 应用
.//0技术分离 -12 3.!4 5’ 片段 )$* 产物，可以
看到分离为若干条带（图 6），但不同处理土壤样品
的 )$*产物出现的带型有一定的差别。从 )$*产
物的 .//0图谱进行初步统计发现，6 种处理土壤
在 .//0图谱中电泳条带数目、强度和迁移率均存
在一定的差异，充分显示了微生物的多样性。不同
处理土壤间具有许多共同的条带，说明这些供试处
理土壤来源于同一质地土壤，其间可能存在一些共
有的细菌类型；然而这些公共条带的亮度也不相
同，说明不同处理土壤微生物在 .!4水平上有明显
的改变。通过观察图 6的 .//0图谱以及泳道比较
图可以看出，施用 ’种原料堆肥的有机无机复混肥
处理的土壤条带和 $7土壤条带存有明显的差异，
其中以 $($差异最大，而 $8和 $7之间的土壤条
带差异性很小。
图 ; <=> /?"@ AB片段 CDE产物的 ?FF’图谱以及泳道比较图
#$%&; ?FF’ 7/-($5) -( 1375$($). <=> /?"@ (/1%3)0+, (/-3 ,-$5 ,1375), 10. 510) *-371/$,-0
"+,+" 土壤微生物群落相似性分析 所得图像用
9:; *<= >?<@A:AB C@D ,+1+’ 软件进行处理，有关泳道
和条带的技术处理都用该软件进行。.//0条带图
案相似性的系统树图，由系统依据戴斯系数 $E
（.:FD F;DGG:F:D@A）按照有关方法（如 !D:HIJ;3 K;:@:@H算
法，L)/(4算法等）计算绘出。!" M " # $（% N &），
#是样品 4和 9共有的条带，% 和 & 分别是样品 4
和 9中各自的条带数。戴斯系数的范围是从 O（没
有共同带）到 -（所有的条带相同）。用戴斯系数计
算出的各泳道样品相似性矩阵，可以对 .//0图谱
中各泳道样品间的相似性进行比较。
邻接法分析（!D:HIJ;3 K;:@:@H）表明，6个土壤样
品共分为三大族群，$8 与 $7 为一种族群，*$$ 为
另一种族群，)($和 $($又属另一种族群（图 1）。
O## 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 -,卷
说明施入外源有机物质（菜粕、中药渣与猪粪）可能
改变土壤的细菌群落结构，而施入化肥对土壤的细
菌群落结构影响不大。
图 ! "##$图谱系统（%&’()*+, -+’.’.(）分析
/’(0! ##$ 1213&41 5.5621’1（%&’()*+, -+’.’.(）+7
8!9 ,"%: ;,+7’6&1 +7 *5<3&,’56 <+44=.’3’&1 ’. 1+’6 154;6&1
从相似性指数（表 !）看，各处理土壤间的相似
性差别比较大，其中，"#与 "$之间的相似性最高，
达到 %&’()。这与 #*+,-. 等［/0］和 1’23++455 等［67］
报道相同。但施用有机无机肥料处理的土壤与 "#
以及 "$土壤之间的相似性除 8""达 &/)外，其余
都低于 97)，说明有机物料的加入对于土壤微生物
区系的影响是比较大的。不同有机物料堆肥对于土
壤微生物区系的影响也是有差异的，本试验中 ":"
对土壤微生物区系的改变是最大的。:.-;<=+4-等［6!］
认为，土壤有机 "的含量和 " > ?比能够显著影响土
壤细菌群落结构。不同处理间土壤微生物群落结构
的相似性或多样性变化主要是由于不同施肥条件下
土壤的微域生境的改变所致，这种改变影响了土壤生
境对多种微生物的适宜性。
@"8A2BBC技术是从土壤微生物基因组的角度
研究其多样性的方法。B45;3D*+3等［6/］对 / 种粉沙
壤土和 !9种其它土壤的研究表明了相同的土壤具
表 8 有机无机复混肥对土壤微生物群落相似性指数的影响
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处 理
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有同样的微生物种群。刘恩科等［66］利用褐潮土研
究了长期定位条件下的不同施肥制度对土壤微生物
量碳、氮变化及微生物多样性的影响，发现不同的长
期施肥措施虽未影响土壤质地的变化，但 !9年长期
不同施肥制度、轮作和撂荒下，对土壤微生物多样性
有明显的影响。长期 ?@#肥配施外源有机物质（猪
粪、秸秆）可以改变土壤细菌的群落结构，而长期单
施化肥（?@#）或不施肥与长期撂荒的细菌的群落结
构相似。本试验土壤为沙壤土，短期施肥后虽未影
响土壤质地的变化，但施入不同原料堆肥的有机无
机复混肥显然都导致了土壤微生物群落发生了比较
大的变化，这可能是因为有机肥的加入使土壤中原
来处于劣势的微生物能够成为优势菌群，造成了土
壤微生物区系发生了改变的缘故。而且短期内这种
土壤微生物群落变化的剧烈程度可能比长期定位条
件下还要大得多。施用 ":"的土壤微生物群落的
变化程度最大，其次是施用 @:"的土壤。这可能是
因为 ":"对土壤中的微生物区系进行了改造，使土
壤中原本对植物生长有利但处于劣势的微生物菌群
成为了优势菌群，造成土壤微生物区系发生了最大
的变化。
C 小结
与化肥处理比较，6 种原料堆肥的有机无机复
混肥处理均明显提高了辣椒果实产量，比 "$ 增产
!&’6)!6G’%)；6 种机无机复混肥处理明显提高
了土壤矿质态氮含量，改善了土壤供氮能力，增加了
土壤微生物量 "、?含量。微生物种群结构的分子
生态分析表明，9个处理土壤样品共分为三大族群，
"$与 "#为一种族群，8""为另一种族群，":" 和
@:"又属另一种族群，说明施入外源有机物质能显
著改变土壤的细菌群落结构。
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