全 文 ：收稿日期：!""#$"%$&’ 接受日期：!""#$&&$’" 表 ; 还看出，土壤微生物生物量碳、氮与有机
基金项目：国家高技术研究发展计划项目（!""!((!)*’&&$"#）；山西省科技攻关项目（!""+"’&"*!）资助。
作者简介：贾伟（&%,&—），男，山西省临汾人，硕士研究生，主要从事水土资源管理与荒漠化防治。-./012：310451#&&6&!+7 89/
!通讯作者 :52："’;&$#&!+*&*；-./012：<=01>1?@A<9=6&!+7 89/
长期有机无机肥配施对褐土微生物生物量碳、氮
及酶活性的影响
贾 伟&，周怀平&，!!，解文艳!，关春林&，!，郜春花&，!，石彦琴’
（& 山西大学生物工程学院，山西太原 "’"""+；
! 山西省农业科学院土壤肥料研究所，山西省土壤环境与养分资源重点实验室，山西太原 "’""’&；
’ 中国农业大学农学与生物技术学院，区域农业发展研究中心，北京 &"""%*）
摘要：通过对山西省寿阳长期定位试验田 "—!" 8/和 !"—*" 8/的土壤测定和分析，探讨了长期有机无机肥配施
下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明，褐土微生物生物量碳、氮变化基本一致。褐土
微生物生物量碳、氮从 "—!" 8/到 !"—*" 8/土层均呈减少趋势；长期单施高量有机肥、有机无机肥合理配施都能
提高褐土微生物生物量碳、氮；不同用量的长期单施化肥处理不能使微生物生物量碳、氮显著增加。脲酶和碱性磷
酸酶活性从 "—!" 8/到 !"—*" 8/土层呈减少趋势；长期单施高量有机肥和有机无机肥合理配施可使褐土脲酶及
碱性磷酸酶活性增加。脲酶活性随单施化肥量的增加有增加趋势，而碱性磷酸酶活性则呈减小趋势。土壤微生物
量碳、氮、土壤酶活性及土壤养分之间的显著相关性表明，微生物生物量碳、氮和土壤酶活性可以判断褐土土壤有
机质和 B素状况，可作为评价褐土肥力水平和土壤培肥效果的生物学指标，同时也为提高褐土肥力水平和土壤培
肥效果提供依据。
关键词：长期施肥；褐土；微生物生物量；土壤酶活性；有机无机肥配施
中图分类号：C&*#7!；C&;, 文献标识码：( 文章编号：&"",$;";D（!"",）"*$"#""$"+
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植物营养与肥料学报 !"",，&*（*）：#"" $ #";
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
[20?R B=RS1R19? 0?U \5SR121A5S C815?85
较高量施肥，!号为高量施肥；有机无机肥配施处理
中 "号为推荐施肥，#号和 $号为高量施肥。
供试土壤为褐土，质地轻壤，土层深厚，地下水
埋深在 %& ’ 以下。试验开始时耕层土壤（&—(&
)’）基本性质为：有机质 (*+! , - .,，全氮 %+&# , - .,，
全磷 &+#/ , - .,，碱解氮 %&"+0 ’, - .,，速效磷 0+#/
’, - .,，速效钾 %%#+( ’, - .,，12 $+0。每年秋季结合
耕翻将肥料一次施入。供试氮肥为尿素，含 3 量
0"4，磷肥为过磷酸钙（太原），含 5(6! %04。试验
用有机肥的有机质含量 /&+!!%(#+* , - .,、全氮含
量 *+/*!0+/# , - .,、全磷含量 %+*#!%+0" , - .,，全
钾含量 %0+%!*0+* , - .,。种植制为一年一季玉米，
品种 %//(!%//! 年为烟单 %0 号，%//"!(&&( 年为
晋单 *0号，(&&*!(&&#年为强盛 *%号，密度 0+!!
!+&万株 - 7’(，行距 "& )’，株距 *0!*# )’。播种时
间一般在 0月 %!日!0月 ($日间，收获时间一般在
/月 (&日!%&月 %&日间。田间管理按大田丰产要
求进行。
!"# 土样采集及测定项目与方法
(&&#年 0月 %#日于玉米播种前按“之”字型采
集 &—(& )’和 (&—0& )’土样，每小区每层取 %&个
点混成一个样。混合样分成两份：一份立即过 (
’’筛，测定微生物生物量碳（89）和微生物生物量
氮（83）。另一份经风干后过 % ’’筛，供脲酶（:;<=
>?<，:@A）、碱性磷酸酶（BC.>CDE< 17F?17>G>?<，BH5）以
及土壤有机质、全氮和硝态氮含量测定。
土壤微生物生物量碳用熏蒸提取—容量分析法
测定［!］。浸提液中有机碳是通过取 %& ’H浸提液和
%& ’H重铬酸钾I硫酸溶液在磷酸浴 %#!J煮沸 %&
’DE后，用硫酸亚铁溶液标定后计算出。微生物生
物量碳的计算［"］：
89（’, - .,）K (+"0 L A)
A)为熏蒸与未熏蒸土壤中有机碳的差值。
土壤微生物生物量氮用熏蒸提取后凯氏定氮法
测定［!］。微生物生物量氮的计算：
83（’, - .,）K A3 - .A3
A3为熏蒸与未熏蒸土壤的差值；.A3为转换系数，取
值 &+0!。
土壤脲酶使用靛酚盐比色法测定［#］，脲酶活性
用 *$J下 * 7后 % ,土壤中 32* I3的质量（’,）表
示；土壤碱性磷酸酶使用磷酸苯二钠比色法测
定［#］，碱性磷酸酶活性用 *$J下 * 7 后 % , 土壤中
17
质用重铬酸钾容量法；全氮用半微量凯氏法；硝态
氮用 ( ’FC - H M9C浸提流动注射分析仪测定。
用 N5NN%*+&进行数据单因素方差分析，用新复
极差法进行多重比较。数据间相关性分析用 5<>;=
?FE法。
# 结果与分析
#"! 对不同耕层土壤微生物量碳、氮的影响
土壤微生物生物量作为土壤养分转化的活性库
或源，其高低可部分反映土壤微生物活动的强弱和
养分转化速率的快慢，是土壤微生物质量变化的灵
敏指标［$］。
在 &—(& )’土层不同施肥处理之间微生物生
物量碳差异不同。由于单施化肥抑制了微生物繁殖
生长，单施化肥处理土壤微生物生物量碳比对照略
低，但没有显著差异。本试验条件下，施化肥处理微
生物生物量碳随化肥施用量的增高而增高，但施高
量化肥 89即明显降低（表 (）。可见，土壤中速效养
分偏高，不利于微生物生长。表 (还看出，有机无机
肥配施和高量有机肥处理土壤微生物生物量碳比
9M的高，其中适量无机肥与有机肥配施处理和单施
高量有机肥处理与 9M间差异达显著水平。这与有
机肥使微生物分解有机碳源速度加快、同化作用加
强有关。
在 (&—0& )’土层微生物生物量碳均低于 &—
(& )’土层，但各施肥处理均比对照处理高。这可
能与收获后残留的植物根系及其他有机物比较多，
有利于微生物繁殖有关。单施高量有机肥处理比有
机无机肥配施 89高，其中单施高量有机肥与高量化
肥和有机配施处理间差异显著。土壤微生物生物量
碳的高低主要受土壤中有机碳源的制约［(］，而有机
肥的施入能为微生物提供丰富的碳源。
土壤微生物生物量 3的变化与微生物生物量
碳的变化相似。表 (可知，在 &—(& )’土层不同施
肥处理之间微生物生物量氮差异不同。单施适量化
肥处理有利于微生物繁殖生长。有机无机肥配施和
单施高量有机肥微生物生物量氮比对照高，低量无
机肥与有机配施比对照下降了 0+"/ ’, - .,。可见不
合理的配施化肥也会抑制微生物的生长繁殖。据报
道，微生物对施入肥料氮的固持，一方面可以减少肥
料氮的挥发、淋溶和反硝化损失，另一方面这部分氮
在作物生长期间还可以释放出来，成为作物的有效
氮源。土壤微生物对 3 素的固持作用主要取决于
土壤微生物生物量氮的大小。有机无机肥配施能够
(&# 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 %0卷
提高微生物对肥料氮的固持量，即可以提高微生物
生物量氮［!"#$］，这与本研究结果一致。
在 %$—&$ ’(土层微生物生物量氮均低于 $—
%$ ’(土层，其下降幅度为 $)*#!&$)#% (+ , -+。而
除高量化肥处理外，施肥处理比不施肥处理的微生
物生物量氮要高。可见长期高量单施化肥可使土壤
环境发生变化，微生物的增殖从而导致 ./ 降低。
$—%$ ’(和 %$—&$ ’(土层中，单施高量有机肥处
理在所有处理中的微生物生物量氮最高，可见长期
施有机肥可以使土壤保持高的微生物生物量，这与
樊军［##］等的报道一致。
土壤中微生物群落不同，土壤微生物生物量碳
氮比（.0 , ./）也不一样。.0 , ./ 也可以作为土壤氮
素有效性的评价指标。土壤 .0 , ./ 值小，土壤氮素
的生物有效性高。表 % 看出，在 $—%$ ’(土层中，
.0 , ./值范围是 #)*!!1)22，平均为 3)13；在 %$—
&$ ’( 土层中，.0 , ./ 值范围 %)#4! 1)$#，平均为
3)2#。据 56786［#%］等研究认为，土壤 .0 , . 9 :/平均
为 &)1；吴金水［1］等人报道，我国旱耕地土壤 .0 , ./
为 &)%!2)#，我们的结果较低，这可能与肥料施入
时期和方式以及土样采集时间有关。
表 ! 不同施肥处理对土壤微生物生物量碳、氮及 "# $ "%的影响
&’()* ! +,,*-. /, 01,,*2*3. ,*2.1)14’.1/3 /3 "#，"% ’30 "# $ "% /, 5/1)
编号 处理 .0（(+ , -+） ./（(+ , -+） .0 , ./
/;< =8>67(>?7 $—%$ ’( %$—&$ ’( $—%$ ’( %$—&$ ’( $—%$ ’( %$—&$ ’(
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! /$5$@2 %21)14 B #&&)$4 ’ 4$)** > 3$)42 > 3)41 &)2*
注（/;7>）：同列中不同字母表示差异达 1D显著水平，下同 EFGG>8>?7 H>77>8I F? 7J> I6(> ’;HK(? (>6?I IF+?FGF’6?7 67 1D H>L>H < =J> I6(> B>H;M<
!6! 对不同耕层土壤脲酶及碱性磷酸酶活性的影
响
脲酶是对尿素转化起关键作用的酶，它的酶促
反应产物是可供植物利用的氮源，它的活性可以用
来表示土壤供氮能力。表 3 看出，在 $—%$ ’( 土
层，有机无机肥配施处理使脲酶活性提高的幅度大
于单施化肥处理，差异性显著，这与任祖淦等［#3］的
研究一致；但单施高量有机肥处理其脲酶活性则显
著低于有机无机肥配施处理。单施化肥处理随着施
氮、磷肥量的增加土壤脲酶活性有增加趋势，这虽有
利于尿素的分解供作物利用，但也可能导致氨挥发
造成损失。在 %$—&$ ’(土层各施肥处理脲酶活性
均明显低于 $—%$ ’(土层，尤其以有机无机肥配施
处理下降幅度大（表 3）。
磷酸酶与土壤磷素转化密切相关，是土壤磷素
肥力的指标。表 3 看出，在 $—%$ ’(土层，单施化
肥处理，随施肥量增加碱性磷酸酶活性减少；有机
无机肥配施处理和单施高量有机肥处理土壤碱性磷
酸酶活性比对照显著增高，这可能是与施入有机肥
本身含有较高的磷酸酶有关，这与其它一些研究结
果一致［#&"#1］。
在 %$—&$ ’(土层各施肥处理碱性磷酸酶活性
均明显低于 $—%$ ’(土层。单施化肥处理碱性磷
酸酶活性与 $—%$ ’(土层的变化趋势相似；但单施
高量有机肥处理和有机无机肥配施处理与对照相比
没有显著变化，这与长期施肥使该土层磷素形成累
积效应，导致碱性磷酸酶活性降低有关。
!67 土壤微生物量碳、氮，土壤酶活性及土壤养分
之间的相关性
相关性分析（表 &）表明，土壤微生物生物量碳
和土壤微生物生物量氮与碱性磷酸酶活性分别达到
极显著和显著的正相关水平；但微生物生物量碳、
氮和脲酶活性的相关性，碱性磷酸酶与脲酶活性的
相关性均未达到显著相关水平，与樊军等的研究结
果不同［#2］。这可能与我们长期施肥方式和肥料用
量不同有关系。
3$4&期 贾伟，等：长期有机无机肥配施对褐土微生物生物量碳、氮及酶活性的影响
表 ! 不同施肥处理对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性的影响
"#$%& ! ’((&)* +( ,-((&.&/* (&.*-%-0#*-+/ +/ 1.& #/, 3%4#%-/& 56+256#*#2& -/ 2+-%
编号 处理 脲酶 !"#$%#（&’()& *+ , +） 碱性磷酸酶 -./$.01# 234%23$5$%#（23#14. *+ , +）
&46 7"#$5*#15 8—98 :* 98—;8 :* 8—98 :* 98—;8 :*
< &8=8>8（?@） 8A;B99 $ 8A(<;< : 8A;8(< $ 8A9C9( :D
9 &<=<>8 8A;B88 $ 8A98(9 $ 8A;CC( E 8A99<; E:
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; &(=(>8 8AGFCB E 8A;H9C D 8A(;GG $ 8A9
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表 7 土壤微生物生物量碳、氮，酶活性及土壤养分的相关性
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项目 J5#*% K? K& 脲酶 !LM 碱性磷酸酶 -N= 有机质 O> 全氮 7& &O)( )&
K? < 8ACHG!! 8AF8B 8AC98!! 8ABHF! 8AGBK& < 8AB;9 8AGBF! 8AC(9!! 8ACBH!! 8A;8F
脲酶 !LM < 8A(
有机质 O> < 8AHGF!! 8AB
&O)( )& <
注（&45#）：!，!! 分别表示差异达 FP和
质、全氮的含量呈极显著或显著正相关，其中 K& 与
有机质、全氮的含量成极显著正相关。脲酶和碱性
磷酸酶活性与有机质呈显著正相关；碱性磷酸酶活
性与全氮含量呈显著正相关；而脲酶活性与全氮含
量无明显的相关性。脲酶活性与硝态氮含量呈显著
正相关；而碱性磷酸酶活性与硝态氮含量无明显的
相关性。
! 结论
长期单施高量有机肥和有机无机肥合理配施使
褐土微生物生物量碳、氮增加，随着有机肥施入量的
提高可使 K?、K&显著增加。适量施用氮、磷化肥可
以使 K?、K&增加但不显著，过低或者过高量的氮、磷
化肥导致 K?、K&减少。良好的土壤结构能明显提高
土壤微生物活性，土壤翻耕等剧烈改变土壤理化状
况的农作措施常常导致土壤微生物区系改变和微生
物量下降。本研究表明，长期单施化肥处理土壤微
生物生物量碳、氮没有显著增加。
长期合理单施化肥和有机无机肥合理配施可以
明显提高褐土土壤脲酶活性，而对碱性磷酸酶活性
影响较小。长期单施高量有机肥对褐土土壤脲酶和
碱性磷酸酶活性都有显著提高。
土壤微生物量碳、氮，土壤酶活性及土壤养分间
的相关显著，表明土壤微生物生物量碳、氮和土壤酶
活性可以作为判断土壤肥力状况的生物学指标，同
时也可为提高褐土土壤肥力水平和土壤培肥效果提
供依据。
今后，应进一步研究长期施用有机肥和有机无
机肥配施对褐土土壤微生物生物量和酶活性动态变
化，以更全面地反映褐土土壤质量和生产力，并通过
土壤微生物生物量和酶活性变化指标建立长期施肥
下褐土土壤质量评价标准的土壤生物学预警体系。
参 考 文 献：
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