全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１６０３０ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
万水霞，唐杉，蒋光月，李帆，郭熙盛，王允青，曹卫东．紫云英与化肥配施对土壤微生物特征和作物产量的影响．草业学报，２０１６，２５（６）：１０９１１７．
ＷＡＮＳｈｕｉＸｉａ，ＴＡＮＧＳｈａｎ，ＪＩＡＮＧＧｕａｎｇＹｕｅ，ＬＩＦａｎ，ＧＵＯＸｉＳｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＹｕｎＱｉｎｇ，ＣＡＯＷｅｉＤｏｎｇ．ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅｍｉｌｋｖｅｔｃｈｍａ
ｎｕｒｅａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｒｉｃｅ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１６，２５（６）：１０９１１７．
紫云英与化肥配施对土壤微生物
特征和作物产量的影响
万水霞１，唐杉１，蒋光月１，李帆１，郭熙盛１，王允青１，曹卫东２
（１．安徽省农业科学院土壤肥料研究所，安徽养分循环与资源环境省级实验室，安徽 合肥２３００３１；２．中国农业科学院
农业资源与农业区划研究所，农业部植物营养与肥料重点实验室，北京１０００８１）
摘要：为了探讨紫云英绿肥与化肥配施对稻田土壤培肥的微生物机制，本研究以７年肥料定位试验为材料，研究了
不同施肥对安徽沿江双季稻区稻田土壤可培养微生物数量、微生物量碳氮、微生物熵及水稻产量的影响，探讨施用
紫云英绿肥对稻田土壤的培肥效果。结果表明，１）与不施肥相比，长期施用紫云英可显著增加土壤微生物总数量
（５８．０９％～８６．８６％），尤其是增加了细菌数量（７７．９３％～１１２．７６％），土壤微生物总数量及细菌数量均于Ｇ３Ｆ１ 处
理（７０％化肥配施２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 紫云英）达最大值（２８８．２６×１０４ 和２６３．９５×１０４ＣＦＵ／ｇ）。２）施用紫云英可有效
增加土壤微生物量。其中，７０％化肥配施中高量紫云英的处理与ＣＫ相比，土壤微生物量碳（ＳＭＢＣ）、微生物量氮
（ＳＭＢＮ）、微生物熵（狇ＭＢ）分别增加了１０２．７７％～１１３．９４％、１７２．５３％～１８５．１７％、６９．４７％～８４．６５％；与１００％化
肥相比，ＳＭＢＣ、ＳＭＢＮ、狇ＭＢ分别增加２７．７４％～３４．７７％、７４．１４％～８２．２２％、２０．５０％～３１．２９％。（３）施用紫云英
处理的水稻产量与１００％化肥处理相当或稍有提高，但明显高于７０％化肥和ＣＫ处理。与ＣＫ相比，紫云英与化肥
配施可提高产量４６．２２％～５１．４４％。因此，化肥减量３０％配施１５０００～３００００ｋｇ／ｈｍ２ 紫云英可以提高安徽沿江双
季稻区水稻产量，本试验以施加２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 的紫云英产量最高（增产率达５１．４４％），同时，紫云英与化肥配施对
提高土壤微生物量碳氮、微生物熵及调节土壤微生物群落组成，改善稻田土壤生物学性状产生显著影响。
关键词：紫云英；稻田土壤；土壤微生物；水稻产量 　　
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犆犺犻狀犲狊犲犿犻犾犽狏犲狋犮犺犿犪狀狌狉犲犪狀犱犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狅狀狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊
犪狀犱狔犻犲犾犱狅犳狉犻犮犲
ＷＡＮＳｈｕｉＸｉａ１，ＴＡＮＧＳｈａｎ１，ＪＩＡＮＧＧｕａｎｇＹｕｅ１，ＬＩＦａｎ１，ＧＵＯＸｉＳｈｅｎｇ１，ＷＡＮＧＹｕｎＱｉｎｇ１，ＣＡＯ
ＷｅｉＤｏｎｇ２
１．犛狅犻犾犪狀犱犉犲狉狋犻犾犻狕犲狉犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲，犃狀犺狌犻犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊，犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犖狌狋狉犻犲狀狋犚犲犮狔犮犾犻狀犵，犚犲狊狅狌狉犮犲狊
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犿狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊，犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犘犾犪狀狋犖狌狋狉犻狋犻狅狀犪狀犱犉犲狉狋犻犾犻狕犲狉，犅犲犻犼犻狀犵１０００８１，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎｅｓｅｍｉｌｋｖｅｔｃｈａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ
ｉｎｐａｄｄｙｓｏｉｌｓ，ａ７ｙｅａｒｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｕｓｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓｏｎ
ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ，ｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｃａｒｂｏｎ（ＳＭＢＣ）ａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎ（ＳＭＢＮ）ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｓｏｉｌｍｉｃｒｏ
ｂｉａｌｑｕｏｔｉｅｎｔ（ｑＭＢ）ａｎｄｒｉｃｅｙｉｅｌｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：（１）Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ（ＣＫ），ｌｏｎｇｔｅｒｍ
第２５卷　第６期
Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
１０９－１１７
２０１６年６月
收稿日期：２０１６０１２０；改回日期：２０１６０３０８
基金项目：安徽省农业科学院院长青年创新基金项目（１５Ｂ１０１６），公益性行业（农业）专项（２０１５０３１２３，２０１１０３００５）和国家自然科学基金项目
（４１４０１３０８）资助。
作者简介：万水霞（１９７８），女，安徽东至人，助理研究员，硕士。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｓｈｕｉｘｉａ２００６＠１２６．ｃｏｍ
通信作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｙｕｎｑｉｎｇｗ＠ｙｅａｈ．ｎｅｔ
ｕｓｅｏｆｍｉｌｋｖｅｔｃｈｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｂｙ５８．１％－８６．９％，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｂａｃ
ｔｅｒｉａ（７７．９％－１１２．８％）．Ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｎｕｍｂｅｒｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅ７０％ ｍｉｎｅｒａｌ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈ２２５００ｋｇ／ｈａｍｉｌｋｖｅｔｃｈｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈｖａｌｕｅｏｆ２８８．２６×１０４ａｎｄ２６３．９５×１０４ＣＦＵ／ｇ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．（２）Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｌｋｖｅｔｃｈｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ
ｗｉｔｈＣＫ，７０％ ｏｆｎｏｒｍａｌｍｉｎｅｒａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｉｌｋｖｅｔｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｄＳＭＢＣ，ＳＭＢＮ，
ｑＭＢｂｙ１０２．８％－１１３．９％，１７２．５％－１８５．２％ａｎｄ６９．５％－８４．７％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ１００％ ｍｉｎ
ｅｒａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，７０％ ｍｉｎｅｒａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｉｌｋｖｅｔｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｄＳＭＢＣ，ＳＭＢＮ，
ｑＭＢｂｙ２７．７％－３４．８％，７４．１％－８２．２％，２０．５％－３１．３％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．（３）７０％ ｍｉｎｅｒａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｉｌｋｖｅｔｃｈｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｍａｉｎｔａｉｎｏｒｉｍｐｒｏｖｅｄｃｒｏｐｙｉｅｌｄｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ１００％ｔｈｅｍｉｎｅｒａｌ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｂｕｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｃｒｏｐｙｉｅｌｄｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＣＫａｎｄｔｈｅ７０％ ｍｉｎｅｒａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＣＫ，ｍｉｎｅｒａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｉｌｋｖｅｔｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｃｒｏｐｙｉｅｌｄｂｙ
４６．２％－５１．４％．Ｉｔｗａｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｍｉｎｅｒａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆ３０％ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｉｌｋｖｅｔｃｈｃａｎｉｎ
ｃｒｅａｓｅｔｈｅｒｉｃｅｙｉｅｌｄｉｎＡｎｈｕｉｄｏｕｂｌｅｃｒｏｐｐｉｎｇａｒｅａｓａｌｏｎｇｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒ．Ｉｎｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｏｆ２２５００ｋｇ／ｈａｍｉｌｋｖｅｔｃｈａｃｈｉｅｖｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｙｉｅｌｄｉｎｃｒｅａｓｅ（５１．４４％）．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ７０％ ｍｉｎｅｒａｌｆｅｒ
ｔｉｌｉｚｅｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｉｌｋｖｅｔｃｈｐｌａｙｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｏｌｅｉｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓａｎｄｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｑｕｏｔｉｅｎｔ，ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｓｗｅｌａｓｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｏｉｌｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎ
ｐａｄｄｙｓｏｉｌ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：（Ｃｈｉｎｅｓｅ）ｍｉｌｋｖｅｔｃｈ（犃狊狋狉犪犵犪犾狌狊狊犻狀犻犮狌狊）；ｐａｄｄｙｓｏｉｌ；ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｅｓ；ｒｉｃｅｙｉｅｌｄ
在水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）种植中，由于长期的高产集约化耕作，化肥投入量大，施肥不合理造成了我国部分稻
田理化性状变劣、养分利用下降、地力衰退，同时对环境产生严重污染、农产品质量下降，已经成为我国水稻生产
中重要的限制因素［１２］。在水稻种植区利用稻田冬季休闲空间种植绿肥，将绿肥与化肥配合施用，可以有效改善
土壤理化性状，促使土壤中有益微生物大量繁殖，可以提高土壤有机质含量、增加作物产量、提高农产品品质，并
在一定程度上替代化学肥料，减少Ｎ肥施用量［３］。因此，建立绿肥与化肥配合施用的施肥体系，对提高粮食产
量、保障粮食安全具有十分重要的意义。
土壤微生物通过参与土壤生态系统的能量流动和物质循环，在农业生态系统物质能量转化过程中起着重要
作用［４］。土壤微生物量是土壤有机质的活性部分，也是土壤中最活跃的因子，前人研究表明土壤微生物量对于
土壤有机质变化的反应非常敏感，可以作为有机碳变化的预警指标之一［５］。土壤微生物熵（狇ＭＢ）是指土壤微生
物量碳（ＳＭＢＣ）与土壤总有机碳（ＳＯＣ）的比值，它使用相对比值使不同环境中的微生物状况具有可比性，能够更
为客观地反映土壤中输入的有机质向微生物量碳的转化效率、土壤中碳损失和土壤矿物对有机质的固定［６］。土
壤微生物量、微生物熵均被用作评价土壤肥力和土壤质量早期变化的有效指标［７］。不同的耕作与施肥对土壤微
生物及土壤养分具有不同的影响。研究表明，绿肥的施入为微生物生长繁殖提供充足的碳源及氮源，影响微生物
对碳源的利用，从而改变微生物群落结构及多样性［８９］。施用绿肥能够改变土壤化学及生物学性状，并对作物生
长产生影响［１０］。但是由于环境条件、施肥管理及土壤类型的复杂多样性，不同的地域环境，施肥及土壤质地对土
壤微生物的影响也不尽相同［１１１２］。因此，本文以安徽沿江双季稻区稻田土壤培肥定位试验为平台，探索双季稻－
绿肥种植模式下，长期施用紫云英（犃狊狋狉犪犵犪犾狌狊狊犻狀犻犮狌狊）绿肥对稻田土壤微生物特征及作物产量的影响，为安徽沿
江双季稻区稻田土壤培肥、提高肥料效率和紫云英合理施用提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　试验地点与材料
定位试验开始于２００８年，在安徽省桐城市吕亭镇新店村（１１７°０４′４３．６２″Ｅ，３１°０６′２６．４６″Ｎ）开展。年平均温
度１６．０℃，年降雨量１２５０ｍｍ，年日照时数１９０３ｈ，无霜期２４６ｄ。供试土壤成土母质为河流冲积物发育的水稻
０１１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６
土，试验前采集耕层土壤分析其基本理化性质为：有机质１７．５ｇ／ｋｇ，全氮１．３４ｇ／ｋｇ，碱解氮７５ｍｇ／ｋｇ，速效磷
６ｍｇ／ｋｇ，速效钾７８ｍｇ／ｋｇ，缓效钾２４６ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ６．２。供试作物体系为紫云英－早稻－晚稻，早稻品种为“早
籼７０３８”，早稻每年３月２８日左右播种，４月２８日左右移栽，栽插密度３０万穴／ｈｍ２，每穴５苗。紫云英品种为
“弋江籽”，每年在晚稻收获后免耕播种并于第２年早稻移栽前两星期收割还田。
１．２　试验设计
试验采用田间定位试验研究方法。设７个处理：（１）ＣＫ（对照），不施紫云英和化肥；（２）Ｇ０Ｆ２，１００％化肥，不
施紫云英；（３）Ｇ０Ｆ１，７０％化肥，不施紫云英；（４）Ｇ１Ｆ１，７０％化肥，施紫云英鲜草７５００ｋｇ／ｈｍ２；（５）Ｇ２Ｆ１，７０％化
肥，施紫云英鲜草１５０００ｋｇ／ｈｍ２；（６）Ｇ３Ｆ１，７０％化肥，施紫云英鲜草２２５００ｋｇ／ｈｍ２；（７）Ｇ４Ｆ１，７０％化肥，施紫云
英鲜草３００００ｋｇ／ｈｍ２。其中，１００％化学肥料用量（Ｎ－Ｐ２Ｏ５－Ｋ２Ｏ＝１６５－７５－９０ｋｇ／ｈｍ２），７０％化肥用量为在
１００％化肥基础上Ｎ、Ｐ２Ｏ５、Ｋ２Ｏ均减少３０％。除对照外，各处理均施硫酸锌１５ｋｇ／ｈｍ２。试验中的磷肥、钾肥、
锌肥全部作基肥一次施用。氮肥按基肥－分蘖期－穗期各占５０％－３０％－２０％分３次施用。小区面积２０ｍ２，４
次重复，随机区组排列，每年度各处理均在固定田块上进行。小区埂宽３０ｃｍ，高２０ｃｍ，用薄膜覆盖，防止小区
间串水串肥。每小区在灌排小沟一端设灌排水口。
１．３　样品采集及测定方法
定位试验各小区于每年早稻成熟期分别收割计产，土壤样品采集于２０１４年７月２８日（早稻收割后），每个小
区按５点取样法采集０～２０ｃｍ 的耕层土壤，组成混合代表样，去除杂物、细根，混匀，分成两部分，一部分土壤样
品保存于４℃冰箱用于微生物数量及微生物生物量的测定；另一部分土样风干后测定土壤理化特性。
土壤微生物数量采用稀释平板法进行分离测定［１３］；土壤微生物量碳、氮的测定采用氯仿熏蒸浸提法，其含量
计算用熏蒸和未熏蒸样品碳含量之差除以回收系数ＫＣ＝０．４５和ＫＮ＝０．４５［１４］；土壤总有机碳采用重铬酸钾容
量法－外加热法［１５］。
１．４　数据处理
原始数据经Ｅｘｃｅｌ２００７软件整理后，采用ＳＰＳＳ１７．０软件进行统计分析，并对水稻产量与土壤微生物特性
进行相关性分析。作物产量的可持续性程度用ＳＹＩ（ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙｙｉｅｌｄｉｎｄｅｘ）表示，作物产量的变异程度用变
异系数犆犞（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｖａｒｉａｎｃｅ）表示［１６］。
犛犢犐＝（ū－σ）／狌ｍａｘ
犆犞＝σ／ū
式中，ū为水稻的平均产量，σ为标准差，狌ｍａｘ为试验点水稻的最高产量。
２　结果与分析
２．１　施用紫云英绿肥对稻田土壤可培养微生物的影响
不同施肥处理稻田三大类微生物总数以７０％化肥与紫云英配施＞１００％化肥＞７０％化肥＞ＣＫ（表１）。施用
紫云英绿肥有利于稻田土壤微生物总数的提高，相比较于ＣＫ，施用紫云英的处理微生物总量提高了５８．０９％～
８６．８６％，而单施化肥微生物总量提高３７．１１％～３９．６７％。可见，施肥对土壤微生物的数量产生了一定的影响，
尤其是绿肥与化肥配施产生的影响较大。
稻田土壤中细菌、真菌和放线菌对不同施肥表现出不同的响应特征。细菌是稻田土壤中的主要类群，其占比
为８０．４２％～９１．５７％，且变化趋势与微生物总数相一致。放线菌数量介于细菌与真菌之间，本研究中各施肥处
理放线菌数量稍低于ＣＫ，但所有处理之间放线菌数量未显示出显著性差异。真菌数量最低，占总数的０．９７％～
１．８９％，１００％化肥处理显著提高了土壤中真菌的数量，而紫云英与化肥配施对真菌未产生显著影响。
土壤中不同种类微生物数量的比值反映了土壤微生物群落组成的变化。表１显示，１００％化肥处理细菌／真
菌值降低了２９．６４％，而紫云英与化肥配施显著提高了土壤的细菌／真菌，并且随着紫云英用量的增加而升高，但
紫云英施用量超过２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 时，则不同处理间细菌／真菌值没有显著性差异。说明１００％化肥或化肥与紫
云英配施可以改变土壤微生物的群落结构。单施化肥降低了土壤中细菌的占比，但增施紫云英使细菌／真菌提
１１１第２５卷第６期 草业学报２０１６年
高，使土壤向“细菌化”方向发展。
２．２　施用紫云英绿肥对稻田土壤微生物生物量碳、氮及微生物熵的影响
表２显示的是稻田不同施肥条件下ＳＭＢＣ及ＳＭＢＮ 含量，各处理的ＳＭＢＣ、ＳＭＢＮ 变化范围分别为
１９６．９３～４２１．３１ｍｇ／ｋｇ和５５．０４～１５６．９５ｍｇ／ｋｇ，施肥均不同程度地提高了ＳＭＢＣ及ＳＭＢＮ 的含量。施用紫
云英处理的ＳＭＢＣ较ＣＫ提高幅度为４９．５７％～１１３．９４％，较Ｇ０Ｆ２（１００％化肥）处理提高了２７．７４％～３４．７７％，
施用紫云英的４个处理以Ｇ３Ｆ１（７０％化肥＋２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 紫云英）ＳＭＢＣ含量为最高。ＳＭＢＮ的变化与ＳＭＢＣ
类似，与单施化肥或是不施肥相比，紫云英与化肥配施显著提高了ＳＭＢＮ的含量。可见，紫云英与化肥配施对土
壤微生物量的提高产生了显著的正效应。
表１　不同施肥处理稻田可培养微生物数量和占比
犜犪犫犾犲１　犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狅狀犿犻犮狉狅狅狉犵犪狀犻狊犿狊犻狀狆犪犱犱狔狊狅犻犾
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
总数量
Ｔｏｔａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
（１０４ＣＦＵ／ｇ）
细菌Ｂａｃｔｅｒｉａ
数量Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
（１０４ＣＦＵ／ｇ）
比例Ｒａｔｉｏ
（％）
放线菌Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ
数量Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
（１０４ＣＦＵ／ｇ）
比例Ｒａｔｉｏ
（％）
真菌Ｆｕｎｇｉ
数量Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
（１０４ＣＦＵ／ｇ）
比例Ｒａｔｉｏ
（％）
细菌／真菌
Ｂａｃｔｅｒｉａ／ｆｕｎｇｕｓ
（Ｂ／Ｆ）
ＣＫ １５４．２６±２４．２４ｄ １２４．０６±２６．１３ｄ ８０．４２ ２７．９８±８．１４ａ １８．１４ ２．２２±０．７１ｂ １．４４ ６１．２５±５．８８ｃｄ
Ｇ０Ｆ２ ２１５．４６±１９．４１ｃ １９２．２１±２４．３８ｃ ８９．２１ １９．１８±５．３６ａ ８．９０ ４．０８±０．３４ａ １．８９ ４７．２５±５．９９ｄ
Ｇ０Ｆ１ ２１１．５１±１５．９２ｃ １９１．３７±１３．６９ｃ ８９．５４ １９．５７±５．６４ａ ９．１５ ２．８０±０．２９ｂ １．３１ ６８．２０±９．４０ｂｃｄ
Ｇ１Ｆ１ ２４３．８７±２７．９６ｂｃ ２２０．７５±２９．５７ｂｃ ９０．５２ ２０．３０±２．３９ａ ８．３２ ２．８２±０．３８ｂ １．１６ ７９．６４±９．２１ａｂｃ
Ｇ２Ｆ１ ２７９．１３±１４．６９ａ ２５５．００±１８．３１ａｂ ９１．３６ ２１．２５±５．６９ａ ７．６１ ２．８８±０．３５ｂ １．０３ ８９．５４±３．５０ａｂ
Ｇ３Ｆ１ ２８８．２６±２３．４１ａ ２６３．９５±２０．３９ａ ９１．５７ ２１．５０±３．６６ａ ７．４６ ２．８１±０．１３ｂ ０．９７ ９３．８４±３．０８ａ
Ｇ４Ｆ１ ２５４．６４±１４．６１ａｂ ２２９．５１±１２．８６ａｂ ９０．１３ ２２．５３±５．４４ａ ８．８５ ２．６１±０．１４ｂ １．０２ ８８．０９±６．００ａｂ
　注：不同小写字母表示处理间在犘＜０．０５水平差异显著。下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｄａｔａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（犘＜０．０５）．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
表２　不同施肥处理对土壤微生物生物量和微生物熵的影响
犜犪犫犾犲２　犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉犿犪狀犪犵犲犿犲狀狋狊狅狀犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犪狀犱狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾狇狌狅狋犻犲狀狋
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
微生物量碳
ＭｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣ
（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量氮
ＭｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＮ
（ｍｇ／ｋｇ）
ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ
（ＳｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣ／
ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＮ）
微生物熵
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｑｕｏｔｉｅｎｔ
（狇ＭＢ）（％）
ＣＫ １９６．９３±５．０８ｃ ５５．０４±２．４１ｃ ３．５８±０．２４ａ １．９８±０．１５ｃ
Ｇ０Ｆ２ ３１２．６１±１３．２７ｂ ８６．１３±３．０１ｂ ３．６３±０．１５ａ ２．７８±０．１８ｂ
Ｇ０Ｆ１ ２２１．８７±８．２３ｃ ６５．６９±３．０６ｂｃ ３．３８±０．２６ａｂ ２．０４±０．１２ｃ
Ｇ１Ｆ１ ２９４．５５±１１．４１ｂ ８８．７４±５．９５ｂ ３．３２±０．２１ａｂｃ ２．６９±０．２４ｂ
Ｇ２Ｆ１ ４００．４７±２１．８０ａ １４９．９９±９．６１ａ ２．６７±０．２９ｃｄ ３．６３±０．３２ａ
Ｇ３Ｆ１ ４２１．３１±２８．０８ａ １５６．９５±８．８３ａ ２．６８±０．３３ｂｃｄ ３．６５±０．３１ａ
Ｇ４Ｆ１ ３９９．３２±１９．６０ａ １５３．６０±６．３１ａ ２．６０±０．３１ｄ ３．３４±０．２２ａ
ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ值可间接反映微生物群落结构的信息［１７］。由表２可以看出，与ＣＫ相比，Ｇ０Ｆ２ 的ＳＭＢＣ／
ＳＭＢＮ值没有显著性差异，Ｇ０Ｆ１ 的ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ值降低了５．６７％。在７０％化肥条件下，随着紫云英施用量的
增加ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ值呈降低趋势。与 ＣＫ、Ｇ０Ｆ２ 相比，施用紫云英处理的 ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ 降低７．３５％～
２７．４４％、８．５４％～２８．３７％。结果表明，化肥与紫云英配施降低了稻田土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比
值。此结果也就喻示了紫云英的施用对稻田土壤微生物群落结构产生了影响。
土壤微生物熵（狇ＭＢ）指的是土壤微生物量碳（ＳＭＢＣ）与土壤总有机碳（ＳＯＣ）的比值，它的变化反映了土壤
２１１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６
中输入的有机质向微生物量碳的转化效率、土壤中碳损失和土壤矿物对有机质的固定［１８］。由表２可见，该试验
田土壤微生物熵的变化范围是１．９８％～３．６５％。紫云英与化肥配施与不施肥及单施化肥之间存在显著性差异。
与１００％化肥相比，中高量紫云英与化肥配施狇ＭＢ值提高了２０．５０％～３１．２９％，其中 Ｇ３Ｆ１ 处理狇ＭＢ值最大，
这与ＳＭＢＣ、ＳＭＢＮ的变化相一致。
２．３　施用紫云英绿肥对水稻产量的影响
图１　不同施肥处理早稻产量动态变化
犉犻犵．１　犇狔狀犪犿犻犮犮犺犪狀犵犲狅犳犲犪狉犾狔狉犻犮犲狔犻犲犾犱
狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
　
２．３．１　不同施肥处理早稻稻谷产量的变化　　图１
表明不同施肥处理早稻产量的动态变化，同一处理不
同年份水稻产量变化较大，不同处理间，不同年份各施
肥处理早稻产量均显著高于不施肥处理，表明本试验
中各种施肥均能使早稻增产。相同年份不同处理之间
的变化趋势基本一致，即７０％化肥配施中高量（１５０００
～３００００ｋｇ／ｈｍ２）紫云英的处理早稻产量＞１００％化
肥处理＞７０％化肥处理＞ＣＫ。说明稻田施用紫云英
能够替代３０％化肥促进早稻增产，减少化肥用量。
２．３．２　多年紫云英还田对双季稻产量稳定性的影响
　　从７年早稻的平均产量来看（表３），相比于ＣＫ，
７０％化肥配施紫云英可以提高早稻产量４６．２２％～
５１．４４％。相比于１００％化肥处理，中高量（１５０００～３００００ｋｇ／ｈｍ２）紫云英与化肥配施可提高水稻产量２．９１％～
８．７３％。对于７０％化肥条件下不同紫云英施用量之间，随着紫云英施用量的增加，水稻产量均有增加的趋势，但
当紫云英施用超过２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 时，水稻产量又呈现降低的趋势，由此可见，紫云英的施用必须注意适量才能
达到最佳的增产效果。施肥与不施肥产量差异显著，而不同施肥的处理之间差异未达显著水平。
表３　不同施肥处理早稻的可持续性指数（犛犢犐）和变异系数（犆犞）
犜犪犫犾犲３　犛犢犐狏犪犾狌犲狊犪狀犱犆犞狅犳犲犪狉犾狔狉犻犮犲狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
早稻平均产量
Ａｖｅｒａｇｅｙｉｅｌｄｏｆｅａｒｌｙｒｉｃｅ
（ｋｇ／ｈｍ２）
较ＣＫ增产率
Ｉｎｃｒｅａｓｅｄｒａｔｅｃｏｍｐａｒｅｄ
ｗｉｔｈＣＫ（％）
较Ｇ０Ｆ２增产率
Ｉｎｃｒｅａｓｅｄｒａｔｅｃｏｍｐａｒｅｄ
ｗｉｔｈＧ０Ｆ２（％）
变异系数
ＣＶ
（％）
可持续性指数
Ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙｙｉｅｌｄ
ｉｎｄｅｘ（ＳＹＩ）
ＣＫ ２９８１．３７±５７５．０７ｃ １９．２９ ０．３２
Ｇ０Ｆ２ ５６０３．７９±１０１５．３１ａｂ ４６．８０ １８．１２ ０．６１
Ｇ０Ｆ１ ４７５５．９４±８３０．９１ｂ ３７．３１ －１７．８３ １７．４７ ０．５２
Ｇ１Ｆ１ ５５４３．９４±９０２．７８ａｂ ４６．２２ －１．０８ １６．２８ ０．６２
Ｇ２Ｆ１ ５８０８．３１±９４６．９１ａ ４８．６７ ３．５２ １６．３０ ０．６５
Ｇ３Ｆ１ ６１３９．６８±９５０．６９ａ ５１．４４ ８．７３ １５．４８ ０．６９
Ｇ４Ｆ１ ５７７１．６９±９７２．７６ａ ４８．３４ ２．９１ １６．８５ ０．６４
从不同处理产量的变异性及可持续性指数来看，施用紫云英的条件下，早稻产量的变异系数均低于、可持续
性指数均高于１００％化肥处理。显然，稻田采用适量紫云英与化肥配施的施肥模式可以获得稳定及持续的增产
效果。
２．４　水稻产量与土壤微生物特征之间的相关性分析
多年早稻的平均产量与土壤生物学性状相关性分析表明，水稻产量与土壤细菌数量呈极显著相关（犘＜
０．０１）（表４），与土壤微生物量碳、土壤微生物量氮及土壤微生物熵显著相关（犘＜０．０５），而与其他微生物指标的
相关性不显著（犘＞０．０５）。微生物熵与微生物量碳氮都呈极显著正相关（犘＜０．０１），微生物量碳氮比与细菌真菌
３１１第２５卷第６期 草业学报２０１６年
数量比呈极显著负相关（犘＜０．０１）。综上所述，采取紫云英代替部分化肥可以提高土壤微生物生物学性状，能够
促进水稻生长发育、增加水稻产量。
表４　水稻产量与土壤微生物性状之间的相关性
犜犪犫犾犲４　犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犿犪狋狉犻狓犫犲狋狑犲犲狀狉犻犮犲狔犻犲犾犱犪狀犱狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊
项目
Ｉｔｅｍｓ
产量
Ｙｉｅｌｄ
细菌
Ｂａｃｔｅｒｉａ
真菌
Ｆｕｎｇｉ
放线菌
Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ
细菌／真菌
Ｂａｃｔｅｒｉａ／
ｆｕｎｇｕｓ
（Ｂ／Ｆ）
微生物量碳
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＣ
（ＭＢＣ）
微生物量氮
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＮ
（ＭＢＮ）
微生物量碳氮比
ＭｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣ／
ｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＮ
（ＭＢＣ／ＭＢＮ）
微生物熵
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｑｕｏｔｉｅｎｔ
（狇ＭＢ）
Ｙｉｅｌｄ １
Ｂａｃｔｅｒｉａ ０．９２８ １
Ｆｕｎｇｉ ０．４７１ ０．１６７ １
Ａｃｔｉｎ －０．７５２ －０．５７３ －０．６９８ １
Ｂ／Ｆ ０．５２２ ０．７７４ －０．４９０ －０．０２６ １
ＭＢＣ ０．８５０ ０．８９５ ０．１７２ －０．３１２ ０．７０９ １
ＭＢＮ ０．７６５ ０．８７２ －０．０１６ －０．１９２ ０．８０７ ０．９７８ １
ＭＢＣ／ＭＢＮ －０．６２６ －０．８１４ ０．２８６ ０．０７７ －０．９１７ －０．８６７ －０．９４９ １
狇ＭＢ ０．８２１ ０．８９１ ０．１５６ －０．２７７ ０．７１６ ０．９９２ ０．９６９ －０．８５７ １
　为显著相关（犘＜０．０５），为极显著相关（犘＜０．０１）。ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｔ犘＜０．０５ｌｅｖｅｌ；ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
ａｔ犘＜０．０１ｌｅｖｅｌ．
３　讨论
紫云英是我国南方稻田冬季主要的绿肥作物，将其作为一种有机物料还田可提高土壤有机质含量，改善土壤
理化性质，为微生物的生长繁殖提供良好的生存环境［１１］。研究证实［１９］，施用有机肥或有机物料（如秸秆、绿肥、
动物厩肥等）将增加土壤中微生物的数量。本研究中所有施肥处理的可培养细菌、真菌数量明显增加，但放线菌
数量无显著变化，并且化肥与紫云英绿肥配施显著促进了土壤中细菌和微生物总数的增加，这与肖嫩群等［１１］、杨
曾平等［２０］的研究结果一致。因为紫云英还田后在微生物的作用下腐解，释放营养元素，并逐渐转化为腐殖质，增
加土壤有机质的含量［２１］。同时，释放的营养物质又能催生更多的微生物生长和繁殖，从而使土壤微生物数量增
加。此外，本研究中施肥对放线菌未产生显著的影响，与颜志雷等［２２］报道的化肥与紫云英翻压可显著增加真菌
和放线菌的数量的结果存在差异，这可能与环境条件、耕作栽培及田间管理不同有关。紫云英与化肥配施不但改
变了细菌、真菌、放线菌的数量，同时也显著增加了土壤细菌／真菌，这与孙瑞莲等［５］的研究一致。说明紫云英的
施用增加了土壤的营养成分，它在优化调控土壤细菌、真菌等微生物群落结构方面起了一定的作用。
土壤微生物量碳、氮与土壤中碳、氮元素的循环密切相关，虽然土壤微生物量碳仅占土壤总碳的１％～４％，
土壤微生物量氮仅占土壤全氮的２％～７％，但微生物量碳、氮转化速率较快，可直接或间接地对土壤环境的变化
作出反馈，是比较敏感的生物学指标［７］。本研究结果表明，施肥均不同程度地提高了土壤微生物量碳、氮含量，紫
云英与化肥配施处理明显高于单施化肥处理，并且土壤微生物量随着紫云英施用量的增大而提高。究其原因，首
先，紫云英施用于稻田在浅水条件下浸沤腐解，释放出大量可溶性有机物［２３２４］，改善了土壤的理化性质，为微生物
的生长繁殖提供了良好的生存环境，促进了微生物量的增加。另外，紫云英腐解改善了土壤活性有机碳组分和土
壤腐殖质品质，同时还将一些难溶养分转化成易溶养分［２５］，促进水稻植株的生长及根系分泌物的增加，而根际分
泌物中大量的活性碳物质可促进微生物繁殖生长［２６］，从而使土壤微生物量得以提高。第三，有研究认为有机肥
与化肥配施可以提高化肥的利用率［２７］，化肥的施入调整了紫云英的Ｃ／Ｎ，使之更有利于微生物分解，及微生物利
用同化物质来构建微生物体，使微生物量提高。上述结果与前人在有机肥或是有机物料研究中强调有机无机配
４１１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６
合施用对土壤微生物生长的影响是一致的［５，２２］。林多胡和顾荣申［２８］的研究显示，紫云英－双季稻耕作制中的紫
云英适宜翻压量为２２．５～３０．０ｔ／ｈｍ２，增加翻压量会加剧早稻秧苗产生毒害的风险。本研究中得到类似的结
论，对于紫云英不同施用量之间，土壤微生物量呈现Ｇ３Ｆ１＞Ｇ４Ｆ１＞Ｇ２Ｆ１＞Ｇ１Ｆ１ 的变化趋势。显然紫云英施用
量超过２２５００ｋｇ／ｈｍ２（Ｇ３Ｆ１）时微生物量稍有降低。过量的紫云英翻压，其腐解时间相对延长，其腐解过程易引
起土壤氧化还原电位的降低，产生大量Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、有机酸等有毒物质，同时还会积累一些有害离子［２９］，使微生物
数量下降。因此紫云英翻压量并不是越大越好，适量紫云英与化肥配施才能获得良好的微生态环境。
微生物熵的变化比土壤有机碳和微生物量碳更稳定，更能反映人为干扰对农田生态系统的影响。土壤中微
生物商值一般为１％～４％［１８］，本研究中施用紫云英的处理土壤微生物熵平均值为３．３３％，稍低于杨曾平等［２０］对
南方红壤性水稻土微生物熵（３．６７％～４．５５％）的研究。可见，紫云英施用条件下，土壤中有机碳更容易被微生物
利用，从而提高了土壤有机质的活性，减少土壤碳素损失。有研究者指出，细菌型土壤的ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ低于真
菌型［１７］，紫云英条件下ＳＭＢＣ／ＳＭＢＮ有所降低，这一点与前面紫云英显著增加了土壤细菌／真菌值的变化相吻
合，说明紫云英的腐解对微生物群落组成产生影响，至于紫云英对微生物群落结构的具体影响尚待深入研究。
前人研究表明绿肥与化肥长期配合施用可以提高作物产量［１９，３０３１］，减少化肥用量，本研究也证实了这一论
点。７年定位试验早稻的平均产量显示，紫云英与化肥配施相对于不施肥可以提高早稻产量４６．２２％～５１．４４％。
同时，施用紫云英后，水稻产量与常规１００％化肥处理持平或有提高。一方面，紫云英的施用能够满足水稻对速
效养分需求，紫云英养分释放缓慢，可持续为水稻生长提供所需养分，维持水稻产量。另一方面，紫云英的腐解促
进了土壤微生物繁殖，在水稻生育前期，微生物固持的ＳＭＢＮ增多，在水稻生育中后期，这些氮素被释放供水稻
吸收、利用，从而维持和提高水稻产量。土壤微生物特征与作物产量的相关性分析也表明，水稻产量与土壤微生
物量及微生物熵及土壤细菌数量显著相关（犘＜０．０５），紫云英的施用改变土壤微生物特性从而提高产量。另外，
紫云英施用量超过２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 时，产量有下降的现象，各施肥处理之间无显著性差异。过量的紫云英翻压，
腐解初期微生物大量繁殖可能会与水稻争肥造成水稻生育期延迟，这可能成为过量紫云英施用产量下降的原因
之一。因此，紫云英的施用宜适量，过多的紫云英施用对产量的增加没有产生正效应，同时还增加了材料浪费及
环境污染的风险。
综上所述，稻田长期施用紫云英绿肥后，土壤微生物特征明显改善，作物稳定增产。本试验条件下，７０％化肥
配施２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 紫云英综合效果较好。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
［１］　ＷａｎｇＨ，ＤｕＮＭ．ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆＲｉｃｅｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．ＣｒｏｐＲｅｓｅａｒｃｈ，２００６，（５）：４９８５０３．
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ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｉｎｏｒｇａｎｉｃａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｃｒｏｓｓａｎｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌｙｍａｎａｇｅｄａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｌａｎｄｓｃａｐｅ．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，
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［１０］　ＳｅｌｖｉＲＶ，ＫａｌｐａｎａＲ．Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｏｆｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅｉｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎｕｔｒｉｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｆｏｒｒｉｃｅ－Ａｒｅｖｉｅｗ．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅ
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