全 文 ：　 　 倡 国家烟草专卖局科技攻关项目（９８１０５１）资助
　 　 　 收稿日期 ：２００６唱０３唱１６ 　 改回日期 ：２００６唱０７唱２４
熏蒸处理对土壤微生物及硝化作用的影响 倡
程新胜 　杨建卿
（中国科学技术大学烟草与健康研究中心 　 合肥 　 ２３００５２）
摘 　 要 　 在田间条件下用溴甲烷（６８畅１g／ m２ ） 、威百亩（７畅５mL／m２ ）进行土壤熏蒸 ，调查两种药剂对土壤微生物及硝
化作用的影响 。 结果表明 ：两种熏蒸剂对土壤放线菌无抑制作用 ，对细菌总量影响较小 ，但亚硝酸细菌受到强烈抑
制 ，土壤的硝化作用受到明显影响 ；同时 ，土壤中真菌的数量及种类变化显著 。 熏蒸后 ９ 周 ，处理区土壤中的微生
物基本恢复正常 。
关键词 　 土壤熏蒸 　 土壤微生物 　硝化作用
Effect of soil fumigation on soil microbe and nitrification ．CHENG Xin唱Sheng ，YANG Jian唱Qing（T obacco and Health
Research Center ，China Universit y of Science and Technology ，Hefei ２３００５２ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（６） ：５１ ～ ５３
Abstract 　 Effect of methyl bromide（６８畅１g／m２ ）and methane sodium（７畅５mL／m２ ）on soil microbe population and soil ni唱
t rification capacity was investigated in field ．Results show no fumigant inhibition on actinomycete population ，but some de唱
gree of fumigant inhibition on total bacteria population is noted ．However ，nit rite bacteria population and soil nitrification
capacit y are st rongly inhibited ．The number and kinds of soil fungi change significantly after fumigation ．Soil microbes re唱
cover to normal levels ９ weeks after fumigation ．
Key words 　 Soil fumigation ，Soil microbe ，Nitrification
（Received March １６ ，２００６ ；revised July ２４ ，２００６）
土壤微生物的数量和活性可看作土壤肥力的指标 ，在维持自然界生态系统物质循环和平衡中起着重要
作用 。 化学农药的施用对生态平衡产生重要影响 ，用于防治土传病害的土壤熏蒸剂通常是很强的土壤微生
物抑制剂 。 随着我国种植结构的调整 ，近年来土壤熏蒸剂的使用有逐年增多的趋势 ，尤其在保护地种植中 ，
土壤熏蒸剂的作用将更为重要［１］ 。 本试验研究了目前生产上经常使用的两种熏蒸剂溴甲烷 、威百亩对土壤
微生物数量及硝化作用的影响 。
1 　 试验材料与方法
试验在中国科学技术大学南区实验田进行 ，土壤为粘盘黄棕壤 ，有机质含量中等 ，pH 为 ７畅０２ 。 土壤熏
蒸剂为 ９８ ％ 罐装溴甲烷（６８１g／罐 ，连云港死海溴化物有限公司生产） 、威百亩 ３５ ％ 水剂（沈阳农药厂生产） 。
试验设 ３ 个处理 ：溴甲烷（MB）熏蒸 ，即塑料薄膜覆盖后 ，按 ６８畅１g／m２ 用溴甲烷熏蒸 ，处理 ７d 后揭膜 ；
威百亩（MS）熏蒸 ，即按 ７畅５mL／m２ 稀释 ，表面喷雾后覆膜 ，处理 ７d 后揭膜 ；CK ，平整后用塑料薄膜覆盖 ，７d
后揭膜 。 小区面积 １０m２ （１m × １０m） ，３ 次重复 。
用烘干法测定土样含水量［２］ ：用取土钻钻取 ０ ～ １５cm 土样 ，每小区随机取 ５ 钻后混匀 ，并准确称取 １０g
左右的土样 ，于 １１０ ℃ 条件下处理 ６h ，冷却 、称量 ，然后烘干至恒重 。 ３ 次重复 ，计算各处理区土壤含水量 。
土壤微生物总数的测定 ：称取各小区土样 １０g ，无菌水稀释至 １００mg／kg 和 ０畅１mg／kg ，按稀释平板涂抹
法 ，接种 １００mg／kg 及 ０畅１mg／kg 土壤稀释液 ０畅１mL 于牛肉膏蛋白胨培养基 、高氏一号培养基 、马丁孟加拉
红培养基上 ，在 ２８ ℃ 培养箱中恒温培养 １ ～ ５d 后 ，分别计算细菌 、放线菌 、真菌的数量 ，并根据土壤含水量计
算每克干土中不同种类微生物的数量［３］ 。
亚硝酸细菌计数 ：采用稀释频度法（MPN）进行计数［３］ ，每个稀释度 ３ 管重复 ，培养 １５d 后 ，滴加格利斯
试剂进行显色反应 ，根据反应结果及土壤含水量 ，计算每克干土中亚硝酸细菌的数量 。
硝化强度的测定 ：取不同处理相当于 ２０g 干土的新鲜土壤于 ５００mL三角瓶中 ，加入一定量的 CaCO３ ，调
第 １５卷第 ６ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．６
２ ０ ０ ７年 １ １月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Nov ．，　 ２００７
节土壤 pH 至 ６畅２ ～ ６畅５ ，再加入 ５mgN 量的（NH４）２ SO４ ，调节土壤含水量至 ６０ ％ ，同时用不加（NH４ ）２ SO４ 的
土壤作对照 ，培养 ２１d后每瓶加 １５０mL ０畅５mol／L的 K２ SO４ 溶液 ，振荡 １h ，然后定容至 ２５０mL ，离心取 ５０mL
上清液 ，加入 ２５mg 尿素 ，３ 滴浓 H２ SO４ ，在沸水浴上加热以除去 NO －２ ，用 NH４ OH 调至微碱性 ，蒸干后用酚
二磺酸处理 ，水洗 ，转入 ５０mL容量瓶中 ，加入 １∶２NH４OH 溶液至稳定黄色并定容 。 用分光光度计于 ４５０nm
处比色 ，求出各土样中的 NO －３ 唱N 量 ，再减去对照土壤中的 NO －３ 唱N 量 ，计算每克干土生成的 NO －３ 唱N ，以此表
示土壤的硝化强度［３ ，４］ 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 土壤熏蒸对微生物的影响
图 １ 表明 ，土壤熏蒸对放线菌没有表现出抑制作用 ，且 MB 处理区的放线菌总量一直高于 CK 区 ，似有
刺激放线菌生长的作用 。 熏蒸对细菌有一定的抑制效应 ，处理区的细菌总量在熏蒸后的一段时间内均低于
CK ，但随着时间的推移 ，MB和 MS两处理区中细菌数量渐增 ，尤其是 MB 处理区 ，在熏蒸后第 ９ 周 ，其细菌
总量显著高于 CK ，这与 Martin的氯化苦土壤熏蒸［５］及 Dungan［９］近期试验结果类似 。 两种熏蒸剂对真菌数
量和种类都有明显影响 ，在熏蒸后的前 ５ 周 ，两处理区的真菌数量都显著低于 CK ，MB 处理区在熏蒸后第 １
周土壤中没有检测到真菌 ，５ 周后两处理区土壤中的真菌数量渐渐恢复 ；土壤熏蒸对真菌种类的影响十分明
显 ，CK 区土样平板中出现的霉菌有 ５ ～ ７ 种 ，而处理区土样平板上仅有曲霉 、青霉两种 ，且直到熏蒸后第 ９
周仍维持这一状况 。
图 1 　 熏蒸对土壤放线菌（a） 、细菌（b）及真菌（c）的影响
Fig ．1 　 Effects of fumigation on the number of soil actinomycetcs （a） ，soil bacteria （b）and soil fungi （c）
表 1 　 土壤熏蒸对亚硝酸细菌及硝化强度的影响
Tab ．１ 　 The influence of fumigation on the number of soil
nitrite and the concentration NO －３ 唱N
时间 ／周 对照 CK 溴甲烷 MB 威百亩 MS
Time （w eek） 亚硝酸细
菌／万个 ·g － １
Ni trit e
NO －３
／μg·g － １
亚硝酸细
菌 ／万个 ·g － １
Nitri te
NO －３
／μg·g － １
亚硝酸细
菌 ／万个·g － １
Nitrite
NO －３
／ μg·g － １
１ 　 ７畅６３ ４３畅１６ ０畅０３ ２６畅５３ ０畅０５ ３７畅６５
３ 　 １畅８３ ４２畅７８ ０畅０３ ２６畅３４ ０畅０３ ３６畅５４
５ 　 １７畅１０ ４８畅５６ ０畅０５ ３０畅５６ ０畅０２ ３９畅５７
７ 　 １８畅１０ ４８畅６９ ０畅１３ ４４畅８２ ０畅３５ ４５畅０９
９ 　 ０畅４２ ７２畅６４ ０畅５４ ６７畅２４ ０畅３５ ６５畅７３
2畅2 　 土壤熏蒸对亚硝酸细菌及硝化
强度的影响
　 　 由表 １ 和图 ２ 可知 ，溴甲烷 、威
百亩对亚硝酸细菌抑制效应强 。 熏
蒸后 １ ～ ７ 周抑制率均在 ９０ ％ 以上 ，
到第 ９ 周 ，该抑制作用减弱 。 MB 熏
蒸处理在前 ７ 周可使硝化强度降低
２０ ％ 以上 ；MS处理在前 ５ 周硝化强
度的抑制率在 １２ ％ 以上 ，但随着时
间推移 ，熏蒸对硝化作用的抑制率渐
渐降低 。 本试验中土壤 pH 为 ７畅０２ ，
含水量每次测定均在 １４ ％ ～ １８ ％ ，
取样时土壤温度为 １０ ～ ２５ ℃ ，环境条件适合土壤硝化作用的进行［５］ 。 由此看出 MB 和 MS 处理区硝化强度
的下降应是药剂作用的结果 。
由图 ２可知 ，MB和 MS对亚硝酸细菌的抑制率和硝化强度的变化并不同步 ，如溴甲烷处理后的土壤 ，在第
３和第 ５ 周对亚硝酸细菌的抑制率都在 ９８ ％ 以上 ，但硝化强度仅分别降低 ４０畅５０ ％ 和 ２７畅５７ ％ ，这与 Rideout
（１９８７）以及于黎莎等［６］前期有关瑞毒霉（Metalaxyl）对硝化细菌及硝化作用影响的研究结果相似 。 说明土壤中
５２　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
图 2 　溴甲烷（a）及威百亩（b）对亚硝酸细菌和硝化强度的影响
Fig ．２ 　 In fluence of MB （a） and MS （b） on the nitrite and the nit rifying capacit y
硝化作用的强弱并非完全决定于土
壤硝化细菌数量的多少 。
3 　 小结与讨论
本试验结果表明 ：熏蒸对土壤
放线菌无抑制作用 ，对真菌的抑制
作用强 ；溴甲烷和威百亩两种熏蒸
剂对土壤细菌总量影响不大 ，但亚
硝酸细菌数量明显降低 ，究其原因
可能是亚硝酸细菌无芽孢所致 ，一
般而言 ，具有芽孢的细菌耐药性
强［５］ 。 土壤中微生物种类和数量的
变化是土壤微生态环境平衡的重要
标志 。 溴甲烷和威百亩熏蒸对土壤微生物数量和种类有显著影响 ，但在熏蒸后 ７ ～ ９ 周 ，土壤微生物基本恢
复正常 。
在农业环境中 ，硝化作用会形成 NO －３ 的淋溶 ，同时反硝化细菌亦会以 NO －３ 为底物 ，进行反硝化作用而
产生 N２O ，对大气臭氧层有破坏作用［５］ 。 而土壤熏蒸剂在杀灭土壤病原菌的同时 ，在某种程度上抑制了硝
化作用和反硝化作用 ，降低了 N２ O 排放量及 NO －３ 唱N 的淋溶 ，对农业环境产生有利影响 ；然而 ，国际枟蒙特利
尔议定书枠明确要求发展中国家到 ２０１５ 年停止使用对大气臭氧层有破坏作用的溴甲烷 ，我国政府亦签署了
这一条约及枟哥本哈根修正案枠 ，寻找替代溴甲烷熏蒸替代技术是摆在农业科技工作者面前的一个迫切任
务 。 一些国家正在研究利用生物能 、太阳能以及热蒸汽对土壤进行处理 ，并在保护地种植中采取水培法 ，以
减少熏蒸剂的使用 ，同时研制出一些新型熏蒸剂如碘甲烷 、Telone１７ 等［７ ，１０］ 。
对于烟草 、甜菜等一些嗜硝态氮的作物而言［８］ ，在进行土壤熏蒸处理后 ，应考虑土壤熏蒸剂对硝化作用
的抑制效应 ，从而对施肥种类作适当调整 ，增加硝态氮的用量 ，在烟草苗床上 ，硝态氮应占总施 N 量的
５０ ％ ～ ６０ ％ ［１１］ 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 中国植物保护学会 ．面向 ２１ 世纪的植物保护发展战略 ．北京 ：中国科学技术出版社 ，２００１ ．５３５ ～ ５３９
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３ 　 李阜棣 ，喻子牛 ，何绍江 ．农业微生物学实验技术 ．北京 ：中国农业出版社 ，１９９６ ．６９ ～ ７２ ，３５ ～ ３６
４ 　 严昶升 ．土壤肥力研究方法 ．北京 ：农业出版社 ，１９８８ ．２２３
５ 　 陈文新 ．土壤和环境微生物学 ．北京 ：北京农业大学出版社 ，１９９０ ．２３７ ，１４１
６ 　 于黎莎 ，程新胜 ，何永存 ．甲霜灵根施对土壤硝化作用的抑制效应 ．烟草科技 ，２００１ （８） ：４２ ～ ４４
７ 　 曹坳程 ．溴甲烷及其替代产品 ．农药 ，２００３ ，４２（６） ：１ ～ ５
８ 　 北京农业大学 ．农业化学 ．北京 ：农业出版社 ，１９８７ ．８８ ～ ９０
９ 　 Dungan R ．S ．，Ibekw e A ．M ．，Yat es S ．R ．Ef fect of proparg yl bromide and １ ，３ － dichlo ropropene on microbial communit ies in an org anically
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第 ６期 程新胜等 ：熏蒸处理对土壤微生物及硝化作用的影响 ５３