全 文 ：收稿日期：!""#$"%$"! 接受日期：!""#$"&$’"
基金项目：四川省教育厅重点项目（!""()""#、!""&)""’）；四川省教育厅青年基金项目（!""(*""+）；四川省青年基金（"(,-"!($"!"）；四川农业
大学校科技青年创新基金（!"".）资助。
作者简介：熊鸿焰（%+#%—），女，四川乐山人，硕士研究生，主要从事农田土壤微生物学研究。/01234：5678927:3678’!’;%!(< =61
! 通讯作者 >?4："#’.$!##!!%(，/01234：43@37:;!(’<7?@
水旱轮作条件下免耕土壤微生物特性研究
熊鸿焰，李廷轩!，余海英，张锡洲
（四川农业大学资源环境学院，四川雅安 (!."%&）
摘要：通过野外调查和室内分析，研究了水旱轮作条件下，不同免耕年限土壤微生物数量和生物量的变化特点及其
影响因素。结果发现：（%）旱作和水作后，免耕土壤细菌数量显著低于常规耕作。随着免耕年限延长，旱作后土壤
细菌数量呈先降低再增加的趋势，免耕 .!( 2时最低；而水作后，不同免耕年限间无显著差异。（!）旱作后，免耕
土壤真菌和放线菌数量显著高于常规耕作，而水作后，真菌和放线菌数量较常规耕作显著降低。随着免耕年限的
延长，旱作后土壤真菌数量呈先降低再增加的趋势，免耕 A!# 2时最低；土壤放线菌数量在免耕 .!( 2后趋于稳
定。水作后，土壤真菌和放线菌数量呈显著负相关。（’）旱作和水作后，免耕土壤微生物量碳和氮显著高于常规耕
作，两者呈极显著正相关，变化趋势一致。随着免耕年限延长，旱作后，土壤微生物量碳、氮呈逐渐降低的趋势；水
作后，土壤微生物量碳、氮呈先增加再降低的趋势。
关键词：水旱轮作；免耕；微生物数量；微生物量
中图分类号：B%.&<’ 文献标识码：) 文章编号：%""#$.".C（!""+）"%$"%&.$"(
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CDEFG H6780927，ID >3780:J27!，KL H2309378，,H)FG C30M56J
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植物营养与肥料学报 !""+，%.（%）：%&.$%."
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[427@ FJ@Q3@367 27S \?Q@343M?Q B=3?7=?
土壤是农业生产之本，如何通过合理的耕作措
施达到既可高产节源，培肥土壤，又能有效减少环境
污染，是当前的重要问题［!］。免耕不仅能培肥地力，
更能保持水土，是发展生态农业的有效途径［"］。免
耕栽培主要依靠作物根系和微生物活动来创造适合
作物生长的耕层土壤结构，调节土壤肥力水平，为作
物的良好生长提供较好的条件［#］。大量研究表明，
旱地免耕可提高土壤微生物数量［$%&］及其生物
量［’%(］，对真菌群落结构和种群构成有显著影响，秸
秆覆盖免耕土壤真菌多样性高于常规耕作［!)］。水
田垄作免耕土壤细菌、放线菌、纤维素分解菌和微生
物量氮均较常规耕作增加，而真菌数量低于常规耕
作［!!%!"］。
随着免耕技术的发展，逐渐形成了旱地免耕、水
田免耕和水旱轮作免耕等耕作栽培制度。国内外对
免耕土壤微生物数量、群落组成和微生物量等已做
了较多研究，但主要集中在旱地和水田，较少涉及水
旱轮作［!#］。水旱轮作构成了一个特殊的农田生态
系统［!$］，实行免耕对土壤微生物数量和微生物量的
影响尚鲜见报道。名山县自 ")世纪 *)年代开始推
广水稻 %油菜轮作免耕栽培技术，免耕时间长、规模
大、影响广，在四川省丘陵、平坝区具有一定的典型
性。因此，本文以名山县黑竹镇为研究区域，初步探
讨了水旱轮作条件下不同免耕年限土壤微生物数量
和微生物量的变化特点，以期为合理耕作与施肥提
供科学依据与理论指导。
! 材料与方法
!"! 研究区域概况
名山县位于川西平原西南边缘，地处东经 !)#+
",!!)#+"#,，北纬 "(+-*,!#)+!&,，属亚热带季风气候
区，既受西南季风的控制又受南支气流的影响，年平
均降雨量为 !-!(.( //，年平均温度 !-.-0，年日照
时数 !)-#.- 1。地貌类型以台状丘陵和缓丘平坝为
主，采样区为缓丘平坝，海拔 &))!&-) /。土壤类型
较为一致，均为水稻土。种植制度以水稻 %油菜轮
作为主。
!"# 土样的采集与制备
分别在 "))&年 - 月 * 号（油菜收获期）和 "))&
年 (月 ")号（水稻收获后），根据实际调查，采集常
规耕作（23）、免耕 "!# 4、-!& 4、’!* 4和 !) 4以
上的土壤样品。常规耕作和不同免耕年限的土样均
选 ’个田块作为重复，样品总数共计 ’)个。土样为
混合土样，用铁锨多点采集耕层（)—") 5/）土壤，每
个土样由 ’个采集点的土壤混合，采集点呈“6”型均
匀分布。土样分为 "部分，一部分用无菌袋收集，带
回实验室保存于 $0冰箱，迅速测定土壤细菌、真菌
和放线菌的数量及微生物量碳和氮；另一部分风
干，用于土壤理化性质的测定（表 !）。
表 ! 供试土壤理化性质
$%&’( ! )*+’ ,-(.+,%’ %/0 1-23+,%’ 14*1(45+(3
年限
7849:
（4）
容重 ;<=> ?8@:ABC
（D E 5/#）
有机质 FG
（D E >D）
全氮 HIB4= J
（D E >D）
速效氮 KL4A= M J
（/D E >D）
速效磷 KL4A= M N
（/D E >D） OP
旱作
QO=4@?
水作
N4??C
旱作
QO=4@?
水作
N4??C
旱作
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水作
N4??C
旱作
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水作
N4??C
旱作
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水作
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旱作
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水作
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23 !.-& !.$& #-.!$ #-.-- !.-$ !.(! !-).)# !*(.’- !$.## !’.)* -.-" -.&!
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R !) !.-) !.#* -).&! -".!( ".#- ".$* !’).(( ""#.$) !*.!# !(.*- -.!# -.")
!"6 测试项目及方法
微生物数量：采用稀释平板法。细菌采用牛肉
膏蛋白胨培养基，放线菌采用改良高氏一号培养基，
真菌采用马丁氏（G49BA@）培养基［!-］。
微生物生物量：采用氯仿熏蒸 % 3"6F$ 浸提
法［!&%!’］。称取 $份预培养土样，每份土样 "- D（烘干
基），其中 "份直接用 ).- /I= E S 3"6F$浸提。另 "份
放入内盛 -) /S的无醇氯仿及稀碱（! /I= E S J4FP）
的真空干燥器，用真空泵抽成真空，观察到氯仿剧烈
沸腾后开始计时，并让真空泵的压力保持在 ).&!
).* GN4之间持续 - /A@，关闭真空干燥器的阀门，在
"-0黑暗下灭菌 "$ 1。取出氯仿和稀碱，再用真空
泵反复抽气，直到土样闻不到氯仿的气味为止。熏
蒸的土样除去氯仿后立即浸提。吸取 !).) /S浸提
&$! 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !-卷
液，用 !"#$"%& ’(")%& 容量法测定碳含量。另取
*+,- ./浸提液，用开氏法测定氮含量。以熏蒸土
样与未熏蒸土样提取的有机碳、氮的差值分别除以
转换系数 !#（-,01）、!2（-,+&），计算土壤微生物量
碳、氮的含量。
有机质、全氮、速效氮、速效磷、3(值和容重的
测定均采用常规分析方法［*4］。
! 结果与分析
!"# 土壤细菌数量的变化
旱作土壤细菌数量显著高于水作，前者是后者
的 ",45!6,56倍（图 *）。旱作后，免耕土壤细菌数
量较常规耕作显著降低，降幅为 6,*7!55,&7。随
着免耕年限延长，土壤细菌数量呈先降低再增加的
趋势。免耕 "!0 8土壤细菌数量略低于常规耕作，
比免耕 +! 5 8、4! 1 8 和 *- 8 以上土壤分别高
*4-,&7、++,+7和 01,"7。免耕 +!5 8土壤细菌数
量急剧降低，仅为常规耕作的 0&,-7，其后土壤细
菌数量又有所上升。免耕 4!1 8和 *- 8以上土壤
细菌数量分别为 "&1,1- 9 *-0 :;< = >，?@和 "6","- 9
*-0 :;< = >，?@，比免耕 +! 5 8 增加了 40,67和
6+,-7。水作后，免耕土壤细菌数量比常规耕作显
著降低，降幅为 4,57!&",07，不同免耕年限间无
显著差异。
图 # 不同免耕年限土壤细菌数量的变化
$%&’# ()*+&, -. /), +012,3 -. 2*4/,3%* %+ 5-%65
7%/) 8%..,3,+/ +-9/%66*&, :,*35
土壤细菌是土壤微生物的主要组成部分，占土
壤微生物总数的 4-7!6-7，其数量主要受有机质、
水分、通气性、3(值等土壤环境的综合影响［*1］。相
关分析表明，旱作后，土壤细菌数量与土壤容重、有
机质、全氮和速效养分等无显著相关性，而与土壤
3(值呈显著正相关（ $ A -,+01!）。由表 * 分析可
知，旱作和水作后免耕土壤 3(值分别比常规耕作
降低了 -,06!-,+0、-,"6!-,&1，是免耕土壤细菌数
量较常规耕作降低的主要原因之一。水作后，土壤
通气性降低，不利于土壤细菌的生长和繁殖，其数量
显著低于旱作。
!"! 土壤真菌数量的变化
由图 "可知，旱作土壤真菌数量显著高于水作。
其中，常规耕作条件下，旱作土壤真菌数量是水作的
*,&+倍；免耕条件下，土壤真菌数量显著增加，旱作
是水作的 +,4&!6,15倍。旱作后，免耕土壤真菌数
量显著高于常规耕作，前者是后者的 0,-5!+,-6
倍。随着免耕年限延长，土壤真菌数量亦呈先减少
再增加的趋势。免耕 4!1 8土壤真菌数量最低，比
免耕 "!0 8、+!5 8分别降低了 06,47和 "*,57，差
异显著。免耕 *- 8以后土壤真菌数量有所增加，是
常规耕作的 0,4* 倍，与其它免耕年限无显著差异。
水作后，土壤真菌数量较旱作显著降低。不同免耕
年限间，免耕 "!0 8和 4!1 8土壤真菌数量与常规
耕作无显著差异，免耕 +!5 8和 *- 8以上土壤真菌
数量均较常规耕作土壤显著降低，降幅分别为
&",+7、0-,-7。
图 ! 不同免耕年限耕层土壤真菌数量的变化
$%&’! ()*+&, -. /), +012,3 -. .0+&% %+ 5-%65
7%/) 8%..,3,+/ +-9/%66*&, :,*35
相关分析表明，旱作后，土壤真菌数量与 3(值
和有机质之间分别存在极显著负相关（ $ A ’
-,561!!）和显著正相关（$ A -,+0*!）关系，这与谭
周进［*6］等的研究结果一致。免耕土壤 3(值降低和
有机质增加为土壤真菌的大量繁殖提供了有利条
件。国外研究表明，免耕条件下，冷湿的土壤环境及
表层丰富的有机质可致使真菌占优势［"-］，而真菌的
大量繁殖则可导致土壤病原菌增加，加重作物的病
害［"*］。水作后，土壤通气性降低，免耕土壤真菌数
4&**期 熊鸿焰，等：水旱轮作条件下免耕土壤微生物特性研究
量显著降低，能有效抑制土壤病虫害的发生。王玮
晶［!"］等研究表明，利用水环境的改变，可以防治顽
固性杂草和土壤病虫害。
!"# 土壤放线菌数量的变化
旱作后，免耕土壤放线菌数量较常规耕作显著
增加，增幅为 "#$%&!!’!$(&（图 )）。免耕 #!) *
土壤放线菌数量最高为 !+$’" , !-) ./0 1 2，34，比免
耕 ’!5 *、%!( *和 !- *以上土壤分别高 5($5&、
%5$’&和 5#$%&，差异显著。免耕 ’!5 *后土壤放
线菌数量基本保持一致，不同免耕年限间无显著差
异。水作后，免耕土壤放线菌数量较常规耕作显著
降低，降幅为 #%$- &!5!$! &。随着免耕年限延
长，土壤放线菌数量呈先降低再增加的趋势。免耕
%!( *土壤放线菌数量最低为 +$-5 , !-)./0 1 2，34，
比免耕 #!) *、’!5 *土壤分别降低 ’!$" &和 ’)$)
&。免耕 !- *以上土壤放线菌数量有所上升，比免
耕 %!(*土壤增加 !""$% &，与常规耕作及其它免
耕年限间无显著差异。
图 # 不同免耕年限土壤放线菌数量的变化
$%&’# ()*+&, -. /), +012,3 -. *4/%+-154,/,6 %+ 6-%76
8%/) 9%..,3,+/ +-:/%77*&, 5,*36
相关分析表明，旱作后，土壤放线菌数量与有机
质呈显著正相关（6 7 -$’(%!），土壤有机质的增加不
仅为真菌的繁殖提供了基质，同时也为土壤放线菌
数量的增加提供了有利条件。水作后，土壤通气性
降低，但土壤放线菌数量并未受到抑制，其原因是水
作后土壤真菌数量显著降低，为土壤放线菌的生长
和繁殖减小了种间竞争压力。相关分析亦表明，水
作后，土壤放线菌与真菌数量呈显著负相关（6 7
8 -$’%+!）。此外，土壤放线菌数量与 9:值和容重
分别呈极显著正相关（6 7 -$%%’!!）和显著负相关（6
7 8 -$’(%!）。因此，土壤 9:值降低和容重增加，
是水作后免耕土壤放线菌数量显著低于常规耕作的
主要原因。
!"; 土壤微生物量碳的变化
土壤微生物量碳是土壤有机质中活性较高的部
分，是土壤养分重要的源。旱作土壤微生物量碳比
水作高 %!$#&!!5!$!&（图 "）。旱作后，免耕土壤
微生物量碳较常规耕作显著增加，受免耕年限的影
响，其增幅亦不同。免耕 #!) *土壤微生物量碳最
高为 !-’5$5 ;2 1 <2，比常规耕作增加 !5!$! &。随
着免耕年限延长，呈逐渐降低的趋势，免耕 !- * 以
上土壤微生物量碳比免耕 #!) *降低了 #5$+&，差
异显著。水作后，免耕土壤微生物量碳比常规耕作
增加 %$’(&!5’$"&。随着免耕年限延长，土壤微
生物量碳呈先增加再降低的趋势。免耕 ’!5 *土
壤微生物量碳最高为 ’!"$" ;2 1 <2，比常规耕作增加
##)$+ ;2 1 <2。免耕 %!( *土壤微生物量碳迅速降
低，与常规耕作无显著差异，比免耕 #!) *、’!5 *
和 !- * 以上土壤分别降低 #5$5&、)+$)& 和
)-$%&。免耕 !- * 以上土壤微生物量碳又有所回
升，较常规耕作显著增加，增幅为 ’’$)&，与免耕 #
!) *和 ’!5 *无显著差异。
图 ; 不同免耕年限土壤微生物量碳的变化
$%&’; ()*+&, -. /), 1%43-2%*7 2%-1*66 ( %+ 6-%76 8%/)
9%..,3,+/ +-:/%77*&, 5,*36
土壤微生物量是土壤中除植物残体和大于 ’ ,
!-)!;
) 的土壤动物以外的具有生命活动的有机物
的量，其主要生物类群有细菌、真菌、放线菌、藻类和
原生动物等。农田生态系统中，土壤微生物量的变
化主要受环境因素的影响。旱作后，土壤微生物量
碳并未随土壤有机质含量的增加而增加（表 !），这
与樊丽琴等［##］的研究结果一致。相关分析表明，土
壤微生物量碳与土壤真菌和放线菌数量分别呈极显
著正相关（6 7 -$((’!!、-$((!!!）。因此，旱作后，
土壤微生物量碳的增加主要是由于土壤真菌和放线
("! 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !’卷
菌的大量繁殖。水作后，土壤微生物量碳呈先增加
再降低的变化趋势，与土壤有机质、全氮和速效氮的
变化一致（表 !）。相关分析表明，微生物量碳与土
壤有机质、全氮和速效氮含量均存在极显著正相关
（" # $%&’(!!、$%)’$!!、$%&&$!!）。因此，水作后，
土壤微生物量碳则主要受土壤有机质和养分含量的
影响。
!"# 土壤微生物量氮的变化
土壤微生物量氮是土壤微生物对氮矿化与固持
作用的综合反映［*+］。水作和旱作后，土壤微生物量
氮与微生物量碳均呈极显著正相关（" # $%)(,!!、
$%&’’!!），二者变化趋势一致（图 ’）。旱作后，免耕
土壤微生物量氮较常规耕作显著增加，增幅为
*$%!-!,.%&-。随着免耕年限延长，土壤微生物量
氮呈逐渐降低的趋势，免耕 &!) /土壤微生物量氮
比免耕 *!+ /降低 *.%*-。水作后，免耕土壤微生
物量氮比常规耕作增加 (%.-!*.%’-，随着免耕年
限延长，土壤微生物量氮呈先增加再降低的趋势。
旱作和水作后，免耕土壤微生物量氮均高于常规耕
作，表明免耕土壤有较多的氮素通过微生物的同化
作用转入微生物体内暂时固定，相应地减少了通过
01+挥发和 023+淋失以及反硝化脱氮等途径造成的
氮素损失。这对调节土壤氮素供应，提高土壤氮素
利用率，保护大气环境，防止水资源污染，保障农业
可持续发展等具有积极意义。
图 # 不同免耕年限土壤微生物量氮的变化
$%&’# ()*+&, -. /), 0%12-3%*4 3%-0*55 6 %+ 5-%45
7%/) 8%..,2,+/ +-9/%44*&, :,*25
; 结论
!）旱作和水作后，免耕土壤细菌数量均较常规
耕作土壤显著降低。旱作后，土壤细菌数量随着免
耕年限的延长，呈先降低再增加的趋势；水作后，免
耕土壤细菌数量在不同免耕年限间无显著差异。
*）旱作后免耕土壤真菌数量显著高于常规耕
作，随着免耕年限延长，呈先降低再增加的趋势；水
作后，免耕 ’!, /和 !$ /以上土壤真菌数量较常规
耕作土壤显著降低。
+）旱作后免耕土壤放线菌数量显著高于常规
耕作，并随着免耕年限延长，土壤放线菌数量呈降低
的趋势；而水作后，免耕土壤放线菌数量低于常规
耕作，随着免耕年限延长，土壤放线菌数量呈先降低
再增加的趋势。放线菌与真菌数量呈显著负相关。
(）旱作和水作后，免耕土壤微生物量碳和氮显
著高于常规耕作。微生物量碳、氮呈极显著正相关，
变化趋势一致。旱作后，免耕土壤微生物量碳和氮
随着免耕年限延长，呈逐渐降低的趋势；水作后，免
耕土壤微生物量碳和氮均高于常规耕作，并随着免
耕年限的延长，微生物量碳、氮均呈先增加再降低的
趋势。
参 考 文 献：
［!］ 杨学明，张小平，方华军，等 4 北美保护性耕作及对中国的意义
［5］4 应用生态学报，*$$(，!’（*）：++’6+($%
7/89 : ;，<=/89 : >，?/89 1 5 !" #$ % @A8BC"D/EFA8 EFGG/9C BHBECIB
F8 0A"E= JIC"FK/ /8L E=CF"B BF98FMFK/8KC MA" @=F8/［5］4 @=F84 54 JN3
NG 4 OKAG 4，*$$(，!’（*）：++’6+($%
［*］ 高亚军，黄东迈，朱培立，等 4 水旱轮作地区免耕的肥力效应
［5］4 耕作与栽培，*$$$，（’）：*6&%
P/A 7 5，1Q/89 R ;，<=Q > S !" #$ % ?C"EFGFT/EFA8 CMMFKFC8KH AM 0A3
EFGG/9C BAFG F8 N/LLH3QNG/8L /"C/［5］4 @QGEFD4 >G/8E 4，*$$$，（’）：*6
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［+］ 谢德体，曾觉廷 4 水田自然免耕土壤孔隙状况研究［5］4 西南农
业大学学报，!..$，!*（(）：+.(6+.&%
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