土壤微生物量研究方法进展
土壤微生物生物量碳研究综述
土壤微生物生物量碳研究进展综述黎荣彬（广东省岭南综合勘察设计院）摘要：土壤微生物量碳是土壤碳素转化的重要环节，也是土壤有效碳库的重要组成部分。
本文从土壤微生物量碳的影响因素、测定、周转以及土壤微生物量碳与土壤有机碳的关系四个方面综述了土壤微生物生物量碳的研究进展。
同时，为国内今后这方面的研究重点及发展方向提供了参考。
关键词：土壤微生物量碳；周转；土壤有机碳土壤微生物生物量碳(简称土壤微生物量C)是指土壤中体积<5000μm3活的和死的微生物体内C的总和。
土壤微生物量C在土壤C库中所占比例很小，一般只占土壤有机碳全量的1%-4%[1]，但对土壤有效养分而言，却是一个很大的供给源和库存[2]。
目前国内外对微生物生物量碳与土壤肥力的关系方面已有大量报道，并把土壤微生物量C视为土壤肥力变化的重要指标之一[3-5]。
本文综述了国内外土壤微生物量C的研究进展，为促进国内土壤微生物量C的研究提供参考依据。
1 土壤微生物量C的含量及影响因素我国土壤微生物量C变幅为42.0-2064.0 kg/hm2，占土壤有机碳的2.0 %-4.0 %，与国外报道结果接近[6]。
研究表明，环境条件、施肥措施以及土地利用方式均会影响土壤微生物量C的数量[4、5]。
刘守龙[7]等研究发现，稻田土壤微生物量C含量及其在土壤有机C 中所占的比例普遍明显高于在旱作土壤测定的结果，表明稻田土壤对土壤微生物量的维持能力较强，另外，不同类型稻田的土壤微生物量C含量及其对施肥的反应存在很大的差异。
朱志建[8]等研究了四类森林植被下土壤微生物量C含量，从平均值看是：常绿阔叶林>马尾松林>毛竹林>杉木林，而且阔叶林下土壤微生物明显高于其它三种林分。
李香真[9]等对蒙古高原土壤微生物量C含量的研究发现，草甸草原和典型草原土壤的较高，荒漠草原土壤的较低。
此外，张蕴薇[10]等研究不同放牧强度下土壤微生物量C含量的情况，结果表明，重牧区土壤微生物量C含量仅为轻牧区的一半，停止放牧后，微生物量C含量大幅度下降。
土壤微生物研究进展
哈尔滨师范大学学年论文题目植物与微生物关系研究进展学生李春葳指导教师王全伟副教授年级 2009级专业生物科学系别生物科学系学院生命科学与技术学院哈尔滨师范大学2012年5月论文提要植物与其生长环境中的微生物关系密切，两者形成了植物—微生物共生体系统。
植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构，这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。
了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落结构及多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述，并就其将来的研究方向做了展望。
植物与微生物关系研究进展李春葳摘要:植物与其生长环境中的微生物关系密切,两者形成了植物—微生物共生体系统。
植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构,这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。
了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
关键词:植物植物根际微生物内生菌叶围微生物植物与微生物的相互作用主要包括植物与根际微生物的互作、植物与叶围微生物的互作、植物与内生菌的互作及植物对微生物多样性的影响等。
植物与周围环境生物的相互作用在自然界中普遍存在,其中以植物与微生物的互作为重要形式之一。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
１植物根际有益微生生物与植物的关系植物根际有益微生物主要指对植物生长和健康具有促进作用的土壤微生物。
这些微生物可以通过一些途径，促进植物定植、生长和发育[1、2]。
微生物在生态系统中的重要作用及研究进展
微生物在生态系统中的重要作用及研究进展微生物一直是生态学中重要的研究领域之一。
从最初对微生物数量的测量，到对微生物功能和交互作用的探索，微生物实际上是地球上生态系统中最重要的环节之一。
本文主要讨论微生物在生态系统中的重要作用，以及微生物学研究的一些进展。
1. 微生物在土壤中的作用土壤是一个复杂的生态系统，对于植物和动物都至关重要。
微生物在土壤中的作用是多方面的。
它们在分解有机物方面起着至关重要的作用，并且可以将一些矿物质转化成植物可以利用的形式。
微生物如土壤细菌和真菌等还能对土壤的物理和化学性质进行调节，以及对环境中的有毒化学物质进行降解。
微生物代谢产物，如一些氨基酸和维生素，能够提供植物生长所需的重要营养素。
更为重要的是，某些微生物，如根瘤菌，能与植物根系形成共生关系。
这种互惠互利的关系可以使植物呈现更加优异的生长特性。
例如根瘤菌能够将氮分子转换成氨，此过程中有助于植物吸收更多的氮。
总之，微生物在土壤中扮演着复杂而至关重要的角色，对于整个生态系统的稳定和可持续性发展起到了关键作用。
2. 微生物在水体中的作用水生生态系统是由多种微生物构成的生态系统。
这些微生物包括藻类、细菌和浮游动物等。
它们在水体中起到了重要的生态功能，如控制碳、氮和硅循环，分解和转化有机物质等等。
此外，水中微生物还能通过透过水环境传递食物链上层级实现生态平衡。
在水生生态系统中，微生物的种类和数量与水体的质量密切相关。
缺乏或过多的微生物数量都会导致生态平衡的破裂。
3. 微生物在人体中的作用最新研究表明，人体与微生物的关系十分复杂。
不仅仅是人体内部细菌对健康产生影响，微生物与我们的皮肤、口腔和肠道等外部系统都有深刻的相互作用。
人们已经越来越意识到肠道的健康是整体健康的关键因素，而微生物在这一领域扮演着重要的角色。
肠道内的微生物可以帮助我们消化食物，并产生必要的营养。
同时，肠道中的某些微生物还能影响心理健康和免疫系统的稳定性。
更广泛地看，人体上所有部位的微生物都有可能对人类的健康产生影响。
盐湖地区土壤微生物多样性与功能研究进展
盐湖地区土壤微生物多样性与功能研究进展盐湖地区土壤微生物多样性与功能研究进展土壤微生物是地球生物圈中重要的组成部分，对于土壤生态系统的功能发挥具有重要的作用。
在盐湖地区，土壤中存在着特殊的生态环境和极端的气候条件，这对土壤微生物的多样性和功能产生了一定的影响。
随着生物技术的快速发展，对盐湖地区土壤微生物多样性及其功能的研究也取得了一系列进展。
盐湖地区的土壤微生物多样性受到多种因素的影响，其中盐分和水分是最主要的两个因素。
盐湖地区土壤中的盐分浓度较高，这导致土壤中的微生物群落结构与一般土壤有所不同。
研究发现，盐湖地区土壤中的嗜盐微生物（halophiles）占据了主导地位。
嗜盐微生物能够适应高盐浓度环境，其菌群组成和功能特性与常规土壤微生物存在差异。
此外，盐湖地区的土壤常常存在水分亏缺的情况，这对土壤微生物的生存和繁殖也带来了一定的挑战。
某些微生物通过分泌特殊的生物胶物质（如胞外多糖）来保持细胞在干旱条件下的稳定性，并在水分恢复后重新激活生命活动。
盐湖地区土壤微生物的功能研究表明，它们参与了多种重要的土壤生态过程和功能。
首先，土壤微生物是土壤有机质的分解者和转化者，能够分解复杂的有机物质为可利用的养分，为植物提供养分来源。
嗜盐微生物在高盐环境中也能够分解有机物，维持土壤生态系统的健康。
其次，土壤微生物参与了土壤固氮过程，一些嗜盐微生物具有固氮功能，能够将空气中的氮转化为植物可利用的形式。
此外，土壤微生物还参与了土壤中的硫、磷等元素的循环过程，对土壤中的元素转化和循环有着重要的影响。
近年来，通过高通量测序技术的快速发展，对盐湖地区土壤微生物多样性和功能的研究取得了一系列的进展。
通过对土壤样品中的16S rRNA基因和功能基因的测序，可以了解到盐湖地区土壤微生物的群落组成、结构及其功能潜力。
同时，还可以探索土壤微生物群落的变化规律和驱动因素，为盐湖地区土壤生态系统的保护和可持续利用提供科学依据。
总结起来，盐湖地区的土壤微生物多样性受到盐分和水分的影响，其中嗜盐微生物占据了主导地位。
土壤微生物群落及其功能的高通量测序技术研究
土壤微生物群落及其功能的高通量测序技术研究土壤微生物群落是指土壤中的各种微生物（包括细菌、真菌、古菌和叶绿体、线粒体等小型生物）的总称。
它们以其丰富的分类、种群丰度和多样性，被认为是维持土壤生态系统功能和养分循环的关键因素。
因此，研究土壤微生物群落及其功能对于理解土壤生态系统功能和土壤质量的影响具有重要意义。
随着高通量测序技术的发展，特别是基于16SrRNA等功能基因的测序技术，研究土壤微生物群落及其功能的研究进展迅速。
高通量测序技术通过从土壤样品中提取DNA或RNA，利用PCR扩增目标基因片段，并通过高通量测序仪器获取海量的序列数据。
这些数据可以揭示出土壤微生物的多样性、丰度、功能以及微生物间的相互作用等信息。
研究土壤微生物群落及其功能的高通量测序技术主要包括以下几个方面：1. 多样性分析：通过对测序数据进行聚类、物种多样性指数计算和Beta多样性分析等统计方法，可以了解土壤微生物群落的物种组成、多样性和相对丰度等信息。
2.功能注释：通过比对测序数据与数据库中的功能基因序列进行比对，可以对土壤微生物的功能进行注释，如其参与的代谢途径、功能基因的存在与否等。
3.生态功能研究：通过分析测序数据中的功能基因组成和它们的相互作用网络等信息，可以预测土壤微生物群落对养分循环、有机物降解、抗性基因传播等功能的影响。
4. 基因表达研究：通过转录组测序（RNA-seq）等技术，可以研究土壤微生物群落在不同环境条件下的基因表达变化，以及参与重要生态功能的关键基因的表达情况。
5.网络分析和预测模型：通过将多个生态学和统计学方法相结合，可以构建微生物间相互作用网络，预测土壤微生物群落的养分循环、有害物分解等功能，并为土壤生态系统的管理和保护提供决策支持。
总之，高通量测序技术在研究土壤微生物群落及其功能方面具有重要的应用潜力。
通过揭示土壤微生物群落的多样性、丰度、功能以及微生物间的相互作用，可以深入理解土壤生态系统的功能和稳定性，并为保护、修复和提高土壤质量提供科学依据。
土壤微生物组学研究进展
土壤微生物组学研究进展第一章：引言近年来，土壤微生物组学的研究备受关注。
微生物是土壤中极其重要的组成部分，对维持土壤生态系统的稳定和功能至关重要。
而微生物组学的研究可以帮助我们深入了解微生物的多样性和功能，为提高土壤肥力和生产力提供基础。
第二章：土壤微生物组学的定义土壤微生物组学是研究土壤中微生物群落结构、功能和互作的科学。
该领域主要使用分子生物学和生物信息学等技术手段，对土壤微生物的多样性、组成、种类和功能进行分析和描述。
土壤微生物组学的发展推动了土壤生态学、土壤肥力和施肥技术等领域的发展。
第三章：土壤微生物组成和多样性土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌、原生动物和病毒等多种生物。
他们在土壤中扮演着不同的角色，如细菌和真菌分解有机质，放线菌可以降解油类污染物，原生动物可以控制土壤中的微生物数量。
土壤微生物的多样性也影响着土壤生态系统的稳定性。
第四章：土壤微生物功能和生态作用土壤微生物在土壤生态系统中发挥着重要的作用。
他们可以参与土壤有机质的分解、养分的转化和吸附、土壤氮循环和吸收等重要过程。
一些微生物还可以防止病原体的入侵和控制土壤中的害虫数量。
因此，了解土壤微生物的功能和生态作用可以帮助人们更好地管理土壤生态系统，提高土壤质量和产量。
第五章：土壤微生物组学的研究方法现代分子生物学和生物信息学的发展推动了土壤微生物组学的研究。
土壤微生物组学的研究方法包括PCR扩增、高通量测序、荧光原位杂交等技术。
这些技术可以帮助研究人员更好地了解土壤微生物的多样性和功能。
第六章：应用前景土壤微生物组学的研究为改善土壤生态系统的管理和提高农业生产力提供了基础。
如何合理利用土壤中微生物的功能，从而提高土壤肥力和产量是土壤微生物组学未来的发展方向。
此外，土壤微生物组学的研究还可以应用于环境污染治理和生物技术领域。
第七章：结论土壤微生物组学作为一门新兴的学科，为人们更好地了解土壤微生物的多样性和功能提供了重要的机会。
通过对土壤微生物的深入研究，可以更好地管理土壤生态系统，实现可持续发展的目标。
土壤微生物生物量研究进展
化一 同化 、 化一还 原 等 ， 植 物 养 料 转 化 、 机 碳 氧 是 有
代谢及污染物降解的驱动力 ， 在土壤肥力演变 ， 尤其 是养分循环 中具有重要的意义 。土壤微生物量对植 物有效养料起着储备库 和源的作用 ， 土壤碳 、 对 氮、 磷 和硫 的植物有 效性 及在 陆地 生 态 系统 的循 环 产 生
－
（ ｉ ｂ ｌ ｕｒ ｎ ｕ ｓ ｎｅ ｌ 。 Ｍｃ ｉ ｔ ｅ ｔ ｂｔ ｃ ） 一 ｏ ｒ ａｎ ｉ ｓ ａ ６
一
项反 映 土壤 质 量 的重 要 特 性 。利 用 率 越 高 ， 持 维
土壤 微生 物 是 植 物养 料 转 化 、 机 碳代 谢 及 污 有 染 物 降解 的驱 动力 ， 土壤 肥 力 和 生态 系 统 中具 有 在 重要 的作用 一ｏ。它作 为 土壤 肥 力 水 平 的活 指 标 ， ｌ ｊ
维普资讯
第 ２ 卷 第 ４期 ２ ２０ 年 ８ ０６ 月
气 象 与 环 境 学 报
Ｊ ＵＲ Ｌ ＯＦ ＭＥ ＯＲ Ｌ ＧＹ ＡＮ Ｎ ＲＯ Ｏ ＮＡ ＴＥ Ｏ Ｏ Ｄ Ｅ ＶＩ ＮＭ旺ＮＴ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ４ １２ ． Ａｕ ｕ ｔ ０ ６ ｇ ｓ ０ ２
土 壤 微 生 物 生物 量 研 究进 展
赵 先 丽 程 海 涛２ 吕 国红 贾庆 宇
（． １ 中国气象局沈 阳大气环境研究所 ， 阳 １０ １ ； ． 阳农业 大学 ， 沈 １０ ６ ２ 沈 沈阳 摘 １０ ６ ） １ １ １
要： 综述 了近年 来国内外土壤微 生物量 包括微生物碳、 生物氮、 生物磷 和微 生物硫及其与碳 、 、 和硫循环 方面 微 微 氮 磷
深 刻 的影 响 ６。
和作用潜力 ， 因而具有更加灵敏 、 准确的优 点 ， 已 现 １ １ 土壤 微 生物碳 ． 成 为近 年来 国 内外 土壤 学研 究 的热 点 之 一＿ Ｊ ３ 。土 土壤微 生物 碳含量 变化 较 大 ， 表土 变化 为 １ ０ ０ １ ． 壤微 生物 量 （ ｃ ｂａ Ｂｏ ｓ， Ｍｉｏ ｉ ｉｍａｓＭＢ） 土 壤 中体 积 ｒ ｌ 指 ２２ ０ ０ｋ ／ ｍ 与土壤 有机质 含量 呈正 相关 。一 ４ 、 ｇ ｈ ， 小 于 ５０×１０ｘ 的生 物 总 量 ， 活 的植 物 体如 植 ． ０／ ｍ０ 但 般 为土 壤有 机 碳 含 量 的 ２ ０ ． ％～５ ０ 对 不 同生 态 ． ％， 物根系等不包括在 内， 它是活 的土壤有机质部 分。 微生 物碳 变化 为草 地大 于林 地 大 于耕 地 ， 广义 的土壤 微 生物 量 应 包括 微 生 物 碳 （ ＭＢ—Ｃ）微 环境 土壤 ， 、 与土壤有机质的变化趋势基本一致。我 国土壤微 生 生物氮 （ ＭＢ—Ｎ） 微 生 物 磷 （ 、 ＭＢ—Ｐ） 微 生 物 硫 和 ２ ０ ０ ４ ０ｋ ／ ｍ 占土壤有 机碳 （ 一Ｓ ， 们 均 可 采 用 氯 仿 熏 蒸一提 取 法 测 物量碳 变 幅为 ４ ． －２ ６ ． ｇ ｈ ， Ⅷ ）它 ．％－４ ０ 与 国外 报 道结 果 接 近 。土 壤 微 生 ． ％， 定ｌ 。鉴于氮 、 ＿ ５ 一 磷和硫都是植物必需的矿质元素 ， 的 ２０ 微生 物氮 、 磷和 硫 亦称 为 微 生 物 养料 物 质 ， ｎｔｉ ｔ 物 量 的多 少 反 映 了土 壤 同化 和 矿化 能 力 的大 小 ， （ｕｒ ｎ ｅ 是 ｃｎｅ ｔｏ ｃｏ ｉ ｂ ｍａｓ ， 称 微 生 物 物 质 土壤 活性 大小 的标 志 。微生物 对有 机 碳 的利用 率是 ｏ ｔｎ ｆｍｉ ｂａ ｉ ｓ ） 简 ｒ ｌ ｏ
土壤微生物群落结构影响因素及研究方法的现状与展望21
土壤微生物群落结构影响因素及研究方法的现状与展望21土壤微生物群落结构影响因素及研究方法的现状与展望摘要：土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，在土壤有机质分解、养分释放和能量释放中起着重要作用量转移等中起着重要作用。
随着人们对生物群落结构多样性重要性认识的不断深入及研究方法的不断改进,土壤微生物群落结构多样性,尤其是群落结构的研究工作逐渐受到生态学家的重视。
本文从土壤微生物群落结构多样性的影响因素以及研究方法等方面阐述了目前国内外土壤微生物群落结构多样性的研究现状,并对其未来研究方向进行了合理展望。
关键词：微生物群落结构土壤微生物群落土壤微生物主要指土壤中那些个体微小的生物体,主要包括细菌、放线菌、真菌,还有一些原生动物和藻类等。
土壤微生物是影响土壤生态过程的一个重要因素,土壤微生物在土壤形成、生态系统的生物地球化学循环、污染物质的降解和维持地下水质量等方面都具有重要作用。
由于土壤中微生物个体微小,数量多,土壤微生物分离和鉴定困难,土壤环境条件复杂等原因,目前为止大约仅1～10%的土壤微生物被分离和鉴定,这些限制了对土壤微生物在陆地生态系统中重要作用的认识。
虽然,对土壤微生物的认识有限,但这并没有影响它们在维护整个陆地生态系统稳定中的重要作用。
近年来,随着研究的日益深入,对土壤微生物群土壤微生物结构及其影响因素的研究、土壤微生物结构与生态功能的关系以及土壤微生物对土壤质量的维持，越来越受到土壤科学家、生态学家和微生物学家的重视。
[1]许多研究已经证实，通过传统的分离方法鉴定的微生物只占环境微生物总数的0.1%~10%，传统的土壤微生物研究方法如分离计数法、显微镜法往往会过低估价土壤微生物的群落结构组成，虽然使用电子显微镜或荧光抗体染色法可以对土壤微生物形态多样性进行观察，但是这两种方法并不能描述出土壤微生物的群落结构组成方面的信息，也无法描绘出不同群体的生理差异。
随着微生物研究技术的发展尤其是分子生物学技术的发展，土壤微生物学家开发出一系列的研究土壤微生物群落结构的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 & M ollison [ 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/ K c式中Fc 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土壤肥料1998( 5)2. 2熏蒸浸提方法( FE) : Powlson& Jenkinson 在1976 年发现氯仿熏蒸处理后, 土壤0. 5mol/ L K 2SO4 可提取碳大量增加, 并与Fc 值呈显著的正相关[ 3] 。
Vance et al[ 11] 创造直接测定K2SO4 浸提液中的碳, 并根据与熏蒸培养方法所测定的微生物量碳之间的关系, 来计算土壤微生物量碳: Bc = Ec/ K 。
Ec为熏蒸与不熏蒸土壤K2SO4 提取碳的差值, K 为熏蒸杀死的微生物量中的 C 被K2SO4 提取出来的比例,Vance et al[ 11] 用0. 38。
熏蒸的土壤可提取的N、P、S 量也大幅度地增加, 通过测定熏蒸与不熏蒸土壤中可提取N、P、S 的差值, 可以计算出土壤中微生物量N、微生物量P 和微生物量S。
Amato &Ladd[ 12] 还发现熏蒸土壤中约有16% 的K2SO4 浸提的氮为-氨基酸, 通过茚三酮反应测定氨基酸量( Nin-N ) , 可以间接地计算生物量碳:Bc = 21 N in-N 。
熏蒸浸提方法的最大优点是能够测定酸性土壤、含有大量易分解有机物的土壤和渍水土壤的微生物量, 并且可与同位素结合研究土壤的C、N、P、S 的循环。
3 底物诱导系列方法在自然状态下, 土壤中微生物的代谢活动如呼吸量一般都很低, 但当加入易分解的有机物时, 土壤微生物的代谢活动迅速加强, 在几分钟内就上升到很高的数量, 并保持几个小时没有太大的变化, 此时的呼吸量与土壤原始的微生物数量密切相关, 可以反映土壤原始微生物量的高低。
3. 1基质诱导呼吸方法( SIR) : 一般认为土壤—16 —中的绝大多数微生物都能够利用葡萄糖, 1978年Anderson &Domsch[ 13] 发现向土壤加入葡萄糖, 并进行培养时, 其CO2 释放量迅速增加, 并保持近4 个小时不变化, 此时的土壤呼吸量称为诱导呼吸量。
以FI 方法为标准, 他们得出: Bc= 40. 04CO2。
最早使用葡萄糖粉剂, 林启土壤肥料1998( 5)美[ 14] 比较了两种葡萄糖使用方式对诱导呼吸的影响, 发现尽管总的来看二者有几乎1∶1 的对应关系, 但对于某些土壤的差异很大。
基质诱导呼吸方法是基于假设: 土壤中不同群落的微生物对加入基质的最初反应是一致的, 并且用其它方法为参考, 诱导呼吸量可以转化为微生物量, 但到目前为止还没有直接的证据证明假设完全成立。
尽管如此, 该方法由于简单快速, 并且大量的证据表明葡萄糖是很多微生物的碳源, 做为微生物量测定方法已被广泛的应用。
另外在加入葡萄糖的同时, 分别加入细菌和真菌抗生素, 选择性地抑制细菌和真菌的诱导呼吸, 从而可以估计土壤中细菌和真菌生物量的比例。
3. 2精氨酸诱导氨化方法: Alef&Kleiner在1986 年[ 15] 发现土壤中有50 多种细菌能够利用精氨酸, 做为其碳和氮的来源。
当向土壤加入精氨酸水溶液, 并培养一段时间后, 土壤中的NH4+ -N 大量增加, 通过测定浸提液中NH4+ N 的含量, 就可以估计土壤微生物量。
林启美[ 16] 发现浸提液中残留的精氨酸将干扰铵的比色分析, 应该尽量减少其用量, 培养时间以2 小时为宜。
4 生物化学和分子生物学方法不同的生物体, 其细胞壁和原生质的组成成分不一样, 通过测定土壤中某些特有成分的含量, 就有可能计算出土壤中微生物的生物量。
目前用于估计土壤微生物量所测定的微生物细Mg2+胞成分包括ATP、DN A、RNA 、磷脂类、脂多糖、麦角甾醇、胞壁酸、二氨基庚二酸、几丁质等。
正如Jenkinson & Ladd[ 4] 指出的那样, 所测定的成分必须符合4 个条件, 才能用于估算土壤微生物量: 该成分存在于土壤所有的微生物细胞体内, 而且其浓度能确切的知道, 并且不随生长时期而改变; 该成分仅存在于活的细胞内, 细胞死亡后该成分迅速被分解; 该成分能被定量地提取出来; 并能被准确地测量出来。
能够完全符合以上条件的微生物细胞成分几乎没有, 但是比起其他方法, 直接测定土壤中某些物质的含量, 粗略地估算微生物量, 不但简单快速, 而且适合于大量样品分析, 仍不失为一个有效的测试手段。
目前比较广泛应用的方法是测定土壤三磷酸腺苷( AT P) 的含量。
三磷酸腺苷( AT P) 是所有生命体能量贮存物质, 业已发现: ATP 只存在于活的细胞组织中, 细胞死亡后AT P 迅速分解。
定量地从土壤中提取出AT P 是该方法的最大困难。
有效的土壤ATP 浸提剂必须符合3 个条件: 使细胞中AT P 完全释放出来; 能够纯化AT P 水解酶的活性; 使ATP 免于被土壤胶体吸附。
可以说没有一种浸提剂能完全符合以上3 个条件。
目前所用的浸提剂有有机和无机酸、有机和无机盐等, 比较广泛采用的浸提剂是三氯乙酸—Na2HPO4—百草枯混合溶液。
浸提液中的AT P 与荧光素-荧光素酶系统反应释放出光子, 所释放的光子可用液体闪烁计数仪、荧光分光光度仪或生物发光计等仪器来测定。
AT P+ 荧光素荧光素酶氧化型荧光素+ 光子+ ADP+ PO43-对于土壤ATP 分析方法目前仍然存在很浓度从3～30 mol/ g, 但90% 以上在6～大的争议, 主要在于土壤微生物量的不同组份, 15 mol/ g 之间, 其平均值为11, 即每克土壤微其AT P 浓度是否一样, 也就是说不同土壤, 由生物量碳含有11 mol ATP [ 17] 。
于其微生物的活性、种群、生长时期差异很大,5 结论单位微生物量所含有的AT P 是否相同, 或者所有土壤能否用一个数值将AT P 转换为微生土壤微生物量是近三十年来所兴起的研究物量。
目前所报道的土壤微生物量碳的A TP 领域, 英国洛桑试验站土壤科学系的D. S.—17 —Jenkinson、D. S. Powlson和P. C. Brookes 等人做了大量的工作, 创造了土壤微生物量测定的熏蒸系列方法, 使土壤微生物量的研究迅速发展。