土壤微生物量研究方法进展.docx

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1、土壤肥料　1998(5)土壤微生物量研究方法进展陶水龙林启美　赵小蓉(中央广播电视大学　100031)(中国农业大学土壤和水科学系　100094)摘　要　微生物量是土壤中最活跃的成分,直接和间接地调节和控制土壤养分的转化和供应。土壤微生物量的研究方法倍受关注,但直到近三十年才取得一些进展。本文将介绍目前广泛应用的土壤微生物量研究方法,并对存在的问题进行讨论。关键词　土壤　微生物量　研究方法　　土壤微生物量是指土壤中活的微生物数量,虽然只占土壤有机物质的3%左右,但由于直接或间接地参与几乎所有的土壤生物化学过程,在土壤物质和能量的循环和转

2、化过程中起重要的作用。土壤是一个大的碳库,土壤中的碳与整个地球碳的循环有密切关系。农业耕地土壤中的氮大部分是有机形态,约20%的磷和更多的硫为有机形态,尽管微生物量氮、微生物量磷和微生物量硫只占土壤全氮磷硫的很少一部分,但由于其周转很快,对土壤氮磷硫等养分的转化和供给,以及植物对养分的吸收起重要的调节和控制作用。据估计植物吸收N、P、S的60%、47%、28%分别来自微生物量氮磷硫,植物的生长量也与微生物量有一定的关系。此外由于微生物是土壤中有生命的成分,对土壤各种扰动极为敏感,微生物量的变化在一定程度上可以反应重金属和有机物等对土壤的

3、污染程度。由于土壤微生物量在土壤中的重要地位和作用,其研究方法格外令人关注。同时由于其复杂性和可变性,直到80年代才取得一些进展。本文将对国内外目前比较广泛采用的微生物量研究方法做一个介绍。1　传统的研究方法自从人类观察到微生物以来,创造出许多方法来研究土壤微生物,稀释平板法或称平板计数法是分离和测定土壤中的微生物数量和种类的比较常用的研究方法。它是基于一个基本的假设:即微生物能够在培养基中生长繁殖,而且一个微生物细胞只形成一个菌落。但由于土壤中微生物种群和生活习性的多样性,只有极少一部分微生物能够在培养基上生长,况且并不是一个细胞只形

4、成一个菌落,所以这个方法不可避免的低估了土壤微生物的数量。为了克服这一困难,Jones&Mollison[1]将土壤悬浮液制成一定厚度的琼脂薄片,染色后在普通显微镜下计数,根据微生物个体大小、数量、密度及干物质含量,计算其生物量,并且根据其形态可以大致判断土壤中真菌和细菌生物量的比例[2],圆形一般视为细菌,而圆柱形主要是真菌,这个方法称为直接显微镜计数法。其最大的缺点在于计数的难度和费时费力,无法作为土壤微生物量的实验室常规测定方法,目前很少有人用来测定土壤微生物量。2　熏蒸系列方法2.1　熏蒸培养方法(FI):准确、快捷、适合大量样

5、品分析的土壤微生物量测定方法,一直是人们的追求目标,但直到70年代末才有一些进展。实际上很早就已发现:土壤灭菌处理后,速效氮磷等养分含量增加。但直到1976年Jenkison&Powlson[3]用氯仿熏蒸土壤后再进行培养时,其CO2的释放量大幅度增加,比没有熏蒸的土壤要高得多,并且发现培养期间CO2的—15—释放量与原来土壤中的微生物量存在着非常显著的相关性,从而通过测定一定培养时间内土壤CO2的释放量,就可以计算土壤微生物量,这就是著名的测定土壤微生物量的熏蒸培养方法。微生物生物量碳(Bc)用下面公式计算:Bc=Fc/Kc　　式中F

6、c为熏蒸与不熏蒸土壤在培养期间CO2的释放量的差值,Kc为熏蒸杀死的微生物量中的碳在培养过程中被分解,并以CO2释放出来的比例,目前一般都采用0.45[4]。熏蒸培养方法是基于以下的假设:被杀死的微生物量中的碳比未杀死的微生物量中的碳能更快地被分解;熏蒸灭菌处理必须很完全,即所有微生物都被杀死;没有熏蒸灭菌的土壤在培养期间,微生物死亡极少,可以忽略不计;被熏蒸杀死的微生物组织在培养期间被分解,以CO2释放出来的比例,所有土壤都一样,即所有的土壤可以用一个共同的Kc值;熏蒸灭菌处理对土壤的物理和化学性质没有任何影响。实际上这些假设不能完全

7、成立,其中遇到的最大的困难就是不熏蒸空白对照的选择,目前仍然存在强烈的争议。表1列出了目前所采用的空白对照方法。在酸性土壤[8]和含有大量易分解有机物的土壤[9],前者由于熏蒸土壤在培养期间CO2释放量低于不熏蒸土壤,后者由于空白对照的未熏蒸土壤在培养期间CO2释放量高于熏蒸土壤,Fc很小或为负值,无法计算出Bc量。土壤经熏蒸并培养时,有大量的无机氮释放出来,通过测定在培养期间土壤无机氮的增加量,从而可以估算土壤微生物量氮的含量[10]。表1　熏蒸培养方法使用不同的空白对照对照参考文献不熏蒸土壤0～10dCO2释放量3不熏蒸土壤10～2

8、0dCO2释放量5熏蒸土壤10～20dCO2释放量6当熏蒸土壤CO2释放速度快于不熏蒸土壤CO2释放速度时CO2的释放量7　熏蒸土壤7～14dCO2释放量6不用任何对照8土壤肥料　1998(5)2.2　熏蒸