土壤微生物生物量的测定-熏蒸提取法-全国土壤质量标准化技术委员会
土壤微生物测定方法

土壤微生物测定土壤微生物活性表示土壤中整个微生物群落或其中的一些特殊种群状态,可以反映自然或农田生态系统的微小变化。
土壤微生物活性的表征量有:微生物量、C/N、土壤呼吸强度和纤维呼吸强度、微生物区系、磷酸酶活性、酶活性等。
测定指标:1、土壤微生物量(MierobialBiomass,MB)能代表参与调控土壤能量和养分循环以及有机物质转化相对应微生物的数量,一般指土壤中体积小于5Χ103um3的生物总量。
它与土壤有机质含量密切相关。
目前,熏蒸法是使用最广泛的一种测定土壤微生物量的方法阎,它是将待测土壤经药剂熏蒸后,土壤中微生物被杀死,被杀死的微生物体被新加人原土样的微生物分解(矿化)而放出CO2,根据释放出的CO2:的量和微生物体矿化率常数Kc可计算出该土样微生物中的碳量。
因此碳量的大小就反映了微生物量的大小。
此外,还有平板计(通过显微镜直接计数)、成份分析法、底物诱导呼吸法、熏蒸培养法(测定油污染土壤中的微生物量—碳。
受土壤水分状况影响较大,不适用强酸性土壤及刚施用过大量有机肥的土壤等)、熏蒸提取法等,均可用来测定土壤微生物量。
熏蒸提取-容量分析法操作步骤:(1)土壤前处理和熏蒸(2)提取-1K2SO4(图将熏蒸土壤无损地转移到200mL聚乙烯塑料瓶中,加入100mL0.5mol·L水比为1:4;w:v),振荡30min(300rev·min-1),用中速定量滤纸过滤于125mL塑料瓶中。
熏蒸开始的同时,另称取等量的3份土壤于200mL聚乙烯塑料瓶中,直接加入100mlL0.5mol·L -1K2SO4提取;另作3个无土壤空白。
提取液应立即分析。
(3)测定吸取10mL上述土壤提取液于150mL消化管(24mmх295mm)中,准确加入10mL0.018 mol·L -1K2Cr2O7—12mol·L-1H2SO4溶液,加入2~3玻璃珠或瓷片,混匀后置于175±1℃磷酸浴中煮沸10min(放入消化管前,磷酸浴温度应调至179℃,放入后温度恰好为175℃)。
土壤微生物测定方法

精心整理土壤微生物测定土壤微生物活性表示土壤中整个微生物群落或其中的一些特殊种群状态,可以反映自然或农田生态系统的微小变化。
土壤微生物活性的表征量有:微生物量、C/N 、土壤呼吸强度和纤维呼吸强度、微生物区系、磷酸酶活性、酶活性等。
测定指标:1、物分解物量。
(1(2)提取将熏蒸土壤无损地转移到200mL 聚乙烯塑料瓶中,加入100mL0.5mol ·L -1 K 2SO 4(图水比为1:4;w :v ),振荡30min (300rev ·min -1),用中速定量滤纸过滤于125mL 塑料瓶中。
熏蒸开始的同时,另称取等量的3份土壤于200mL 聚乙烯塑料瓶中,直接加入100mlL0.5mol ·L -1 K 2SO 4提取;另作3个无土壤空白。
提取液应立即分析。
(3)测定吸取10mL上述土壤提取液于150mL消化管(24mmх295mm)中,准确加入10mL0.018 mol·L-1K2Cr2O7—12 mol·L-1H2SO4溶液,加入2~3玻璃珠或瓷片,混匀后置于175±1℃磷酸浴中煮沸10min(放入消化管前,磷酸浴温度应调至179℃,放入后温度恰好为175℃)。
冷却后无损地转移至150mL三角瓶中,用去离子水洗涤消化管3~5次使溶液体积约为80mL,加入一滴邻菲罗啉指示剂,用0.05 mol·L-1硫酸亚铁标准溶液滴(4(mL),f23、土壤呼吸强度和纤维分解强度土壤呼吸强度和纤维分解强度是土壤微生物活性的重要标志,反映了土壤中微生物活性及对有机质残体分解的速度和强度。
纤维素分解强度采用埋片法;呼吸强度采用碱吸收滴定法。
土壤微生物活性用土壤呼吸CO2测定法(5g鲜土于310mL试剂瓶中,22℃24h测CO2释放量(用exH23os红外CO:分析仪测定))。
直接测定土壤呼吸的方法基本可分为静态气室法、动态气室法和微气象法三种。
土壤微生物生物量的测定(滴定法)

1. 土壤微生物生物量的测定(滴定法)一、实验目的和内容土壤微生物生物量是指土壤中体积小于5~10μm3活的微生物总量,是土壤有机质中最活跃的和最易变化的部分。
耕地表层土壤中,土壤微生物量碳(Bc)一般占土壤有机碳总量的3%左右,其变化可直接或间接地反映土壤耕作制度和微生物肥力的变化,并可以反映土壤污染的程度。
近30年来,国外许多学者对土壤微生物生物量的测定方法进行了比较系统的研究,但由于土壤微生物的多样性和复杂性,还没有发现一种简单、快速、准确、适应性广的方法。
目前广泛应用的方法包括:氯仿熏蒸培养法(FI)、氯仿熏蒸浸提法(FE)、基质诱导呼吸法(SIR)、精氨酸诱导氨化法和三磷酸腺苷(A TP)法。
氯仿熏蒸浸提法(FE)的原理是:土壤经氯仿熏蒸处理,微生物被杀死,细胞破裂后,细胞内容物释放到土壤中,导致土壤中的可提取碳、氨基酸、氮、磷和硫等大幅度增加。
通过测定浸提液中全碳的含量可以计算土壤微生物生物量碳。
二、实验材料和用具仪器:培养箱;真空干燥器;真空泵;往复式振荡机(速率200次每min);1L广口玻璃瓶;定量滤纸;紫外分光光度计;LNK-872型消煮炉(江苏省宜兴市科教仪器研究所)试剂:1.无乙醇氯仿:市售的氯仿都含有乙醇(作为稳定剂),使用前必须除去乙醇。
方法为:量取500ml氯仿于1000ml分液漏斗中,加入50ml硫酸溶液[ρ(H2SO4)=5%],充分摇匀,弃除下层硫酸溶液,如此进行3次。
再加入50ml去离子水,同上摇匀,弃去上部的水分,如此进行5次。
将下层的氯仿转移存放在棕色瓶中,并加入约20g无水K2CO3,在冰箱的冷藏室中保存备用。
2.硫酸钾溶液[c(K2SO4)=0.5mol·L-1]称取硫酸钾(K2SO4,化学纯)87.10g,先溶于300ml去离子水中,加热,转移溶液至容器中,再加少量去离子水溶解余下的部分,转移溶液至同一容器中,如此反复多次。
最后定容至1L;3.重铬酸钾[c(1/6 K2Cr2O7)=0.4000mol·L-1]:称取经130℃烘干2~3h的重铬酸钾(K2Cr2O7,分析纯)19.622g,溶于1000ml去离子水中;4.邻啡罗啉亚铁指示剂:称取邻啡罗啉(C12H8N2H2O,分析纯)1.49g,溶于含有0.70gFeSO4·7H2O的100ml 去离子水中,密闭保存于棕色瓶中;5.硫酸亚铁溶液[c(FeSO4·7H2O)=0.0667mol·L-1]:称取硫酸亚铁(FeSO4·7H2O,化学纯)18.52g,溶解于600ml~800ml去离子水中,加浓硫酸(化学纯)15ml,搅拌均匀,定容至1000ml,于棕色瓶中保存。
土壤微生物数量测定方法整理

土壤微生物的别离鉴定及数量测定(一)培养基的制备Ⅰ测定微生物总量培养基:1. 细菌培养基〔牛肉膏蛋白胨琼脂培养基〕牛肉膏Beefextract5.0g蛋白胨Peptone10.0gNaCI5.0g蒸馏水H201000m1琼脂15~20gPH7.2~7.4制备步骤:⑴ 在100 mL小烧杯中称取牛肉膏5.0g,蛋白胨10.0g,加50 mL蒸馏水,置电炉搅拌加热至牛肉膏,蛋白胨完全溶解.⑵ 向小铝锅中参加500 mL蒸馏水,将溶解的牛肉膏,蛋白胨倒入铝锅中并用自来水洗2~3次.参加5.0gNaC1,在电炉上边加热边搅拌.⑶ 参加洗净的琼脂条,继续搅拌,加热至琼脂完全熔化,补足水量至1000 mL.⑷用NaOH或HC1调至pH7.0. 用酸度计或用玻棒沾少许液体用精细pH试纸测定其pH值,并用10%NaOH 调至所需pH值,必要时用滤纸或脱脂棉过滤。
一般比要求的pH高出0.2,因为高压蒸汽灭菌后,pH常降低。
⑸根据不同需要,可将配好的培养基分装入配有棉塞的试管或三角瓶。
注意分装时防止培养基挂在瓶口或管口上引起杂菌污染。
如液体培养基,应装试管高度的1/4左右;固体培养基装试管高度的1/5左右;装入三角瓶的量以三角瓶容量的一半为限。
,塞好棉塞,装入小铁丝筐,然后用旧报纸将棉塞局部包好. 标签说明培养基的名称、配制日期等。
⑹ 高压蒸汽灭菌,用0.1Mpa〔15lb/in2〕121℃灭菌〔15-20〕30min.2.放线菌培养基〔改进高氏1号琼脂培养基〕可溶性淀粉20gKNO3 1gK2HPO40.5gMgSO4• 7H2O 0.5gNaCl 0.5g原0.05gFeSO4• 7H2O 0.01gpH 7.2-7.4制备步骤:. .jz.(1)计算根据配方计算各种药品所需要的量,然后再分别称量。
(2)称量准确称量各种成分。
(3)溶化配制时,先用少量冷水将淀粉调成糊状,倒入少许沸水中,在火上加热,边搅拌边依次逐一溶化其他成分,溶化后,补足水分到1000ml,调PH〔可不调〕。
传统方法:土壤微生物量碳测定

土壤微生物量碳的测定方法1.试剂配制:(1)0.5M K2SO4溶液:称取K2SO487.165g溶解于蒸馏水中,搅拌溶解,(可加热)定容至1L。
(2)去乙醇氯仿的配制:在通风柜中,量取100毫升氯仿至500毫升的分液漏斗中,加入200毫升的蒸馏水,加塞,上下振荡10下,打开塞子放气,而后加塞再振荡10下,反复3次,将分液漏斗置于铁架台上,静止溶液分层,打开分液漏斗下端的阀,将下层溶液(氯仿)放入200毫升的烧杯中,将剩余的溶液倒入水槽,用自来水冲洗。
再将烧杯中的氯仿倒入分液漏斗中,反复3次。
将精制后的氯仿倒入棕色瓶中,加入无水分析纯的CaCl2 10g,置于暗处保存。
(3)0.8000mol.L-11/6K2Cr2O7 标准溶液:称取39.2245g重铬酸钾(K2Cr2O7 分析纯)加400ml蒸馏水加热溶解,冷却定容1L(4)0.2mol.L-1FeSO4溶液:56.0g硫酸亚铁(FeSO4.7H2O)溶解蒸馏水中,加15ml浓硫酸,用蒸馏水定容至1L(5)邻啡罗啉指示剂:1.485g邻啡罗啉(C2H8N2.H2O)及0.695g硫酸亚铁(FeSO4.7H2O)溶于100ml蒸馏水,形成红棕色络合物[(FeC12H8.N2)82+],贮存于棕色瓶中。
2.试验步骤:。
(1)制样:称取新鲜土壤(30.0g)于放置烧杯中,加约等于田间持水量60%水在25℃下培养7~15d。
取15.0g土于烧杯,置于真空干燥器中,同时内放一装有用100ml精制氯仿的小烧杯,密封真空干燥器,密封好的真空干燥器连到真空泵上,抽真空至氯仿沸腾5分钟,静置5分钟,再抽滤5分钟,同样操作三次。
干燥器放入25℃培养箱中24小时后,抽真空15-30分钟以除尽土壤吸附的氯仿。
按照土:0.5M K2SO4=1:4(烘干土算,一般就是湿土:0.5M K2SO4=1:2),加入0.5M K2SO4溶液(空白直接称取15.0g土,加同样比例0.5M K2SO4溶液)震荡30分钟,过滤。
土壤微生物生物量测定方法

土壤微生物生物量测定方法
土壤微生物生物量的测定方法有很多种,一般可以分为直接和间接测定方法。
直接测定方法包括:
1. 水解法:将土壤样品经过水解处理,然后通过高密度离心和显微镜观察计数获得微生物生物量。
2. 利用滴定法:通过向土壤中添加抑制剂或适宜的滴定液,测定细菌和真菌的数量以确定生物量。
3. 融解法:将土壤样品与溶解剂混合,在特定温度下溶解土壤中的微生物,然后通过测定溶液中的生物量来计算土壤中的微生物生物量。
间接测定方法包括:
1. 培养基测定法:将土壤样品接种到特定的培养基中,利用培养基中微生物生长所需的营养物质来测定微生物生物量。
2. 脂肪酸测定法:通过提取土壤样品中的脂肪酸,并利用气相色谱仪测定来确定微生物的生物量。
3. 磷脂酸测定法:通过提取土壤中的磷脂酸,并利用色谱或质谱仪测定磷脂酸来估计微生物生物量。
这些方法各有优缺点,选择适合的方法需要考虑实验条件、样品处理的方便程度
和测定结果的准确性。
土壤微生物量及土壤酶活性测定方法
2 土壤微生物量测定土壤微生物量(MB)是指土壤中体积小于5x103叩3的生物总量,但活的植物体如植物根系等不包括在内]。
它通过调控土壤中能量和养分循环以及有机物转化,来反映土壤同化和矿化能力。
土壤微生物生物量包括土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮、土壤微生物生物量磷和土壤微生物生物量硫,但一般情况下土壤微生物生物量的大小以土壤微生物生物量碳来表示。
2.1熏蒸浸提法2.1.1原理利用不同的浸提剂,通过氧化滴定法来测定土壤浸提液中有机C、N和P提取的可溶性有机碳含量和微生物量C之间存在较稳定的比例关系。
2.1.2则定步骤1.根据土壤样品含水量,调节土壤含水量为田间持水量的50%,25 ℃下密封培养10 d,以保持土壤均匀和不同地方所得结果的可比性。
2.氯仿熏蒸24 h后,用真空泵反复抽气,直到土壤闻不到氯仿气味为止。
根据所测对象不同选择不同的提取剂浸提,振荡浸提30 min后,立即分析浸提液中所测对象的含量或放入-15 ℃下保存。
表1指出氯仿熏蒸浸提法测定不同土壤微生物量所选用的浸提剂及其条件。
表1姓熏薪髓喉土就生帽条件Table I F'E fcrdieneasuirm aitcondiocnsof soilm riobialbmass土情即鄢Detemiia血cfhdicaMr Eitatnt土觥生醯K(=D,3S 或D.45土觥物1小K国加士躺蜘M恻般注®拓牖腌雄魂航觥刎楠融脑机装痴螭定雕耐帕帆小麒眼3 土壤酶活性测定土壤酶活性均用风干土壤。
土壤转化酶活性和过氧化氢酶活性、脲酶活性、磷酸酶活性依次用硫代硫酸钠滴定法、高锰酸钾滴定法、靛酚蓝比色法和磷酸苯二钠比色法测定(关松荫,1986)3.1脲酶一一靛酚蓝比色法脲酶的活性可以用来表示土壤供氮能力(一)方法原理土壤中脲酶活性的测定是以尿素为基质,酶促水解生成的氨与酚类化合物起反应生成蓝色的靛酚,颜色深度与氨含量相关,因而用于脲酶活性的测定。
土壤微生物生物量的测定
《土壤微生物生物量的测定-底物诱导呼吸法》编制说明(征求意见稿)《土壤微生物生物量的测定-底物诱导呼吸法》编制组二0一二年十二月一日目录1、项目背景 (1)2、标准制修定的必要性分析 (1)2.1 土壤微生物生物量的研究意义重大 (1)2.2 土壤质量标准化与土壤科研工作的需要 (2)3、土壤微生物生物量研究方法的历史 (3)4、标准编制的原则 (4)5、标准制定的目标、主要技术内容及说明 (5)5.1 方法研究的目标 (5)5.2 适用范围 (5)5.3 术语和定义 (5)5.4 原理 (6)5.5 测量条件 (6)5.6 试剂与材料 (6)5.7 分析步骤 (6)5.8 结果计算 (6)6、对实施本标准的建议 (7)7、参考文献 (7)1、项目背景为了更好地监测土壤的质量和保护土壤环境,根据国家质量监督检验检疫总局国家标准化管理委员会文件国标委综合【2011】82号《关于下达2011年第三批国家标准制修订计划的通知》,《土壤微生物生物量的测定-底物诱导呼吸法》顺利立项。
本标准由中国科学院亚热带农业生态研究所和中国科学院南京土壤研究所共同承担,计划编号201111824-T-326。
2012年5月,中国科学院亚热带农业生态研究所接到转化《Soil quality-Determination of soil microbial biomass-Part 1 Substrate induced respiration method》(ISO 142402-1:1997)的任务后,立即成立了标准编制组,小组成员包括多年从事土壤微生物分析研究和熟悉国家标准编制的专家。
土壤微生物生物量是土壤有机质最活跃和最易变化的部分,而且与土壤碳、氮、磷、硫等养分的循环密切相关,可直接或间接反映土壤肥力和土壤环境质量的变化。
目前土壤微生物生物量测定应用较为广泛的方法有底物诱导呼吸法、熏蒸提取法等,但未制定国家标准。
因此,土壤微生物生物量测定标准的编制,可以规范土壤微生物生物量的测定方法和扩大其应用范围,有利于人们更好地了解土壤-微生物-植物-环境相互作用。
土壤微生物量碳氮测定方法
1.23.1 土壤微生物碳的测定——TOC-V CPH有机碳分析仪一、方法原理土壤有机碳的测量方法主要有两种,即氯仿熏蒸培养法和氯仿熏蒸—直接浸提法。
1.氯仿熏蒸培养法[1]:土壤经氯仿熏蒸后再进行培养,测定培养时间内熏蒸与未熏蒸处理所释放CO2之差来计算土壤生物量碳。
2.氯仿熏蒸直接浸提法[2]:土壤经氯仿熏蒸后直接浸提进行,测定浸提液中的碳含量,以熏蒸和不熏蒸土壤中总碳的差值为基础计算土壤微生物含碳量。
直接提取法与氯仿熏蒸培养法相比,直接提取法具有简单、快速、测定结果的重复性较好等优点。
直接提取法测定土壤微生物量的碳的方法日趋成熟。
现在氯仿熏蒸—K2SO4提取法已成为国内外最常用的测定土壤微生物碳的方法。
本实验以氯仿熏蒸直接浸提法为例介绍土壤微生物量碳氮的浸提与测定。
二、主要仪器振荡机、真空干燥器、真空泵、TOC-V CPH有机碳分析仪。
二、试剂1.氯仿(去乙醇):普通氯仿一般含有乙醇作为稳定剂,使用前要去除乙醇。
将氯仿按照1︰2(v/v)的比例与蒸馏水一起放入分液漏斗中,充分振动,慢慢放出底部氯仿,重复3次。
得到的无乙醇氯仿加入无水CaCl2,以除去氯仿中的水分。
2.0.5 mol·L-1 K2SO4浸提液:43.57 g分析纯K2SO4 定溶至1 L。
四、操作步骤称取过2 mm筛的新鲜土样12.5 g六份,置于小烧杯中。
将其中三份小烧杯放入真空干燥器中,干燥器底部放3个烧杯,其中一个放氯仿,烧杯内放少许玻璃珠(防爆),另一个放水(保持湿度),再放一杯稀NaOH。
抽真空时,使氯仿剧烈沸腾3-5 min,关掉真空干燥器阀门,在暗室放置24 h。
熏蒸结束后,打开干燥器阀门,取出氯仿,在通风厨中使氯仿全部散尽。
另三份土壤放入另一干燥器中,但不放氯仿。
将熏蒸的土样全部转移至150 mL三角瓶中,加入50 mL 0.5 mol·L-1 K2SO4 (土水比为1:4),振荡30 min,过滤。
一种土壤微生物生物量磷的测定方法与流程
一种土壤微生物生物量磷的测定方法与流程土壤微生物生物量磷是评估土壤肥力和生态系统中磷循环的重要指标。
本文将介绍一种测定土壤微生物生物量磷的方法及其操作流程,以期为土壤学研究及相关领域提供参考。
一、测定方法概述土壤微生物生物量磷(Microbial Biomass Phosphorus, MBP)的测定通常采用化学提取法,结合磷的测定手段,来评估土壤中微生物生物量磷的含量。
本文介绍的方法为氯仿熏蒸法,该法能够有效提取土壤微生物生物量磷,并结合紫外分光光度法或其它磷测定方法进行定量分析。
二、测定流程1.土壤样品的采集与预处理(1)在研究区域内选择具有代表性的土壤采样点。
(2)使用不锈钢或玻璃采样器采集表层土壤(0-20cm)。
(3)将采集的土壤样品混合均匀,去除植物残体和石头等杂质。
(4)将土壤样品分成两份,一份用于测定土壤微生物生物量磷,另一份用于测定土壤全磷。
2.氯仿熏蒸(1)将预处理后的土壤样品放入干燥器中。
(2)将干燥器内的氯仿蒸汽浓度调节至5%,熏蒸24小时。
(3)熏蒸过程中,保持干燥器内温度恒定,避免氯仿蒸汽浓度下降。
3.土壤微生物生物量磷的提取(1)熏蒸后的土壤样品取出,立即加入100mL 0.5mol/L NaHCO3溶液。
(2)将提取液在恒温振荡器中振荡1小时,以充分提取土壤微生物生物量磷。
(3)提取液过滤,收集滤液,用于后续磷的测定。
4.土壤全磷的测定(1)将另一份预处理后的土壤样品进行消解。
(2)消解后的样品采用磷的测定方法(如紫外分光光度法)进行全磷含量的测定。
5.土壤微生物生物量磷的计算(1)根据熏蒸前后土壤样品中磷的差值,计算土壤微生物生物量磷的含量。
(2)土壤微生物生物量磷的含量= 熏蒸后土壤样品中磷的浓度- 熏蒸前土壤样品中磷的浓度。
三、注意事项1.在操作过程中,避免氯仿蒸汽对人体造成危害,应在通风柜中进行。
2.提取液的选择和浓度应根据土壤类型进行调整。
3.消解过程中,注意温度控制,避免样品损失。
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《土壤微生物生物量的测定-熏蒸提取法》Determination of soil microbial biomass ‒Fumigation-extraction method国家标准(征求意见稿)编制说明《土壤微生物生物量的测定-熏蒸提取法》编制组二0一七年四月项目名称:土壤微生物生物量的测定-熏蒸提取法计划编号:20153803-T-326项目负责单位:中国科学院亚热带农业生态研究所项目负责人:吴金水技术委员会:全国土壤质量标准化技术委员会(SAC/TC 404)目录1、立项背景 (1)1.1 土壤微生物生物量的研究意义重大 (1)1.2 土壤质量标准化与土壤科研工作的需要 (1)2、任务来源 (3)3、标准制定的原则和依据 (3)3.1 原则 (3)3.2确定依据 (4)4、标准制定的主要技术内容及方法应用评价 (4)4.1 适用范围 (4)4.2 总体框架和主要内容 (4)4.3熏蒸和提取 (5)4.4 提取物中碳的测定 (6)4.5 方法的评价 (8)4.6方法的应用 (9)5、与现行法律、法规、标准的协调性 (11)6、对标准贯彻的建议 (11)7、参考文献 (11)1、立项背景1.1 土壤微生物生物量的研究意义重大土壤微生物生物量(soil microbial biomass)是指体积小于5×103μm3活体微生物总量,但不包括活的植物体,如植物根系等(吴金水等,2006;李振高等,2008)。
土壤微生物生物量虽然只占土壤有机质的3%左右,但在有机物质、氮、磷、硫等转化和循环过程中起着关键的作用,不仅是土壤有机质中最活跃的组分,而且可作为土壤养分的储存库,是植物生长吸收利用养分的重要来源,与单个微生物个体数量指标相比,更能反映微生物在土壤中的实际数量与作用潜力。
据估计植物吸收N、P、S 的60%,47%和28%分别来自微生物生物量N、P和S。
微生物是土壤中最为活跃的生命体之一,土壤微生物是土壤有机质和土壤养分( C, N, P, S 等) 循环转化的驱动力,参与有机质的分解、腐殖质的形成、养分的转化与循环等各个生物化学过程(林先贵,2010)。
而且,微生物对土壤各种环境因子的变化极为敏感,因而土壤微生物量的变化常被作为土壤肥力、土壤环境污染等其他各种扰动对土壤健康质量影响的灵敏性指标。
因此,土壤微生物生物量的研究为从整体上了解土壤微生物的演变与功能提供了一个有效的途径,其对于更好地把握与理解土壤健康的主要影响因素有极其重要的作用,对制定良好措施来提高土壤质量也有重要意义。
1.2 土壤质量标准化与土壤科研工作的需要土壤微生物生物量是植物有效养分的储备库和来源,其对土壤碳、氮、磷和硫的植物有效性及在陆地生态系统中的循环具有重要的影响。
土壤微生物生物量库的长期或是季节性变化,不仅可指示土壤质量的变化,而且对于了解土壤养分的动态变化也具有重要的作用,同时也可快速地监控并反映土壤管理的改变和污染的影响。
土壤微生物生物量的定量分析是了解微生物对土壤有机质与养分循环和转化作用的重要方法。
土壤微生物生物量的测定方法有很多,既有传统方法,也有现代方法。
20世纪初发展起来的传统的微生物计数方法至今仍在应用。
直到1976年Jenkinson 提出了测定土壤微生物生物量的熏蒸-培养法(FI),土壤微生物生物量库在生态学和微生物学上才得到重视。
该方法是基于氯仿熏蒸将土样中微生物细胞杀死和溶解,再用土壤接种,测定培养10天内土样的呼吸,与未熏蒸对照土样比较,由于熏蒸土样微生物被杀死和微生物生物碳的分解,从而使释放的CO2增加。
但该方法误差大,耗时长,仅适用pH 5~8的旱土。
与此同时还提出采用FI 法测定土壤微生物生物量氮。
Anderson等在1978年提出了测定微生物生物量的另一生理学方法,即所谓的底物诱导呼吸法(Substrate-induced respiration,SIR),基本原理是根据添加的易分解基质后,培养初期CO2呼吸速率来估计土壤微生物生物量。
SIR方法操作简单,快速,费用低,重现性好,是土壤微生物生物量分析中的经典方法,业已形成国际标准(ISO 14240-1:1997: E)。
同时,本单位牵头于2013年开始制定土壤微生物生物量测定的国家标准,于2017年3月颁布了《土壤微生物生物量的测定—底物诱导呼吸法》的国家标准,等同于国际标准(ISO 14240-1:1997: E)。
但是,FI和SIR法都有其不足之处。
FI法需较长时间(10天),且不适合酸性土壤。
SIR法是采用FI法校准,不同的校正系数使采用SIR测定的数据计算得到的微生物生物量碳常常会产生争议,此外SIR 法不适合添加了新鲜有机底物的土壤。
Brooks等在1982和1985年分别提出了更直接的估算土壤微生物生物量磷和氮的方法。
经氯仿熏蒸的土样直接提取(即熏蒸-提取法,Fumigation-extration,FE)后测定土壤微生物生物量磷和氮。
Wu 等(1990)将熏蒸-提取法中碳分析改进为仪器自动分析,重新确定了转换常数,创建了快速、精确、适合各种条件的土壤微生物生物量碳(MBC)测定新方法。
以该方法与14C标记技术结合,创建了土壤MBC周转速率、有机底物转化动力学参数、土壤释放CO2-C的微生物与非微生物来源比例测定等3个方法(Brookes et al, 1991; Wu et al, 1993; 2005),并解决了土壤MBC周转速率、有机底物的“激发效应”机理、矿化碳构成等以往长期未明的土壤科学重大学术问题(Wu et al, 1993; 2005;Kouno et al, 2002)。
FE法已成为测定土壤微生物生物量最常用的方法,是土壤微生物生物量分析中的经典方法,业已形成国际标准。
为了准确地测定土壤微生物生物量,加强科学交流,增进数据共享,促进土壤学科发展,制定《土壤微生物生物量-熏蒸提取法》的国家标准十分必要。
1.3 国家及土壤质量主管部门的要求标准是经济活动和社会发展的技术支撑,是国家治理体系和治理能力现代化的基础性制度。
但是,与经济社会发展需求相比,我国标准化工作还存在较大差距。
目前,我国越来越重视标准化工作,相继颁布了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》和《国务院关于印发深化标准化工作改革方案的通知》(国发〔2015〕13号),以及《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020年)》文件。
为贯彻落实文件,推动实施标准化战略,加快完善标准化体系,提升我国标准化水平,要求形成具有我国自有知识产权国家标准。
借此机遇,我国成立了“全国土壤质量标准化技术委员会”,以期大力发展土壤质量标准化工作,制定适合我国土壤质量监测与分析的相关标准,逐渐构建我国土壤质量标准化体系。
2015年,国家标准化管理委员会审核通过并立项了“土壤微生物生物量-熏蒸提取法”(20153803-T-326)国家标准的制定。
根据国家标准制定工作的任务及土壤质量国家标准制定的需要,完成该标准的制/修订,对于指导我国土壤质量监测与监管有重要意义。
2、任务来源根据国家质量监督检验检疫总局国家标准化管理委员会文件国标委综合【2015】73号《关于下达2015年第三批国家标准制修订计划的通知》,《土壤微生物生物量的测定-熏蒸提取法》顺利立项。
本标准由中国科学院亚热带农业生态研究所承担,归口全国土壤质量标准化技术委员会,计划编号20153803-T-326。
3、标准制定的原则和依据3.1 原则(1)本标准的编写依据GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》(2)本标准的制定与国际标准《Soil quality-determination of soil microbial biomass-Part 2 Fumigation-extraction method》(ISO 14240-2:1997: E)的一致性为等同的原则3.2确定依据(1)转化ISO 14240-2:1997方法,形成标准文本(2)通过实验和验证,确定方法的可行性和适用性(3)本标准方法准确可靠,能满足土壤科学研究与土壤质量监测分析测试的要求(4)本标准方法具有普遍适用性广,操作简单,耗费低,易于推广应用。
4、标准制定的主要技术内容及方法应用评价4.1 适用范围本标准详细描述一种通过提取经熏蒸杀死的新鲜土壤微生物中总的有机生物量物质,估算土壤微生物生物量的方法。
本方法适用于估算土壤微生物生物量氮及微生物茚三酮反映的氮,但本标准仅仅描述了测定可提取的有机碳的方法。
熏蒸提取法(FE)适用土壤pH值范围广泛的好氧和厌氧(淹水,稻田)土壤。
本标准适用于包含易分解有机底物和硫酸钾溶液过饱和土壤生物量的测定。
4.2 总体框架和主要内容本标准在满足GB/T 1.1-2009规定的前提下,总体框架仿照ISO 14240-2:1997方法编排。
首先是共性内容,如前言、范围、规范性引用文件、术语和定义,接着是具体的实验方法,如原理、试剂与材料、仪器等,以及最后附录内容。
根据以上框架原则,本标准涉及的内容主要有:(1)范围;(2)规则型引用文件;(3)术语和定义;(4)原理;(5)试剂与材料;(6)仪器;(7)熏蒸和提取;(8)提取物中碳的测定;(9)精度;(10)规范性(A)和资料性附录(B、C);(11)参考文献。
4.3熏蒸和提取熏蒸干燥器底部平铺湿润滤纸,将进行土样的熏蒸。
称取经前处理(5.1)相当于25~50.0g烘干基的新鲜土样3份,置于玻璃烧杯(6.4)或有盖培养皿(6.5)中。
将烧杯或培养皿放入真空干燥器中,并放置盛有25 ml去乙醇氯仿(5.2.2)的烧杯1只,烧杯内放入少量防瀑沸的颗粒(6.10),同时放入一小烧杯碱石灰溶液。
抽真空使氯仿剧烈沸腾约2 min。
关闭干燥器抽真空阀门,将其在25±2℃暗室孕育22~24h。
如果没有足够的土壤,使用较小的样品规模提供土壤与提取剂的比例保持不变(土水比为1 : 4;w : v)。
为获得最大的提取物质,土壤有机质含量超过20%时(有机质含量的测定参照ISO10694)增加土壤与提取液的比例(当土壤有机质含量超过95%时,最大比例是1:30,例如土壤L-layer)。
记录使用土壤的质量。
熏蒸结束后,从干燥器中取出含氯仿的烧杯和滤纸。
干燥器反复抽真空(6次,每次2min)直到土壤无氯仿味为止。
熏蒸好的土壤以备提取用。
另称取不熏蒸土样(50.0g烘干基的新鲜)3份,置于塑料瓶作为对照土样。
参照7.2方法,立即用200 ml的K2SO4(5.2.3)进行提取。
提取为提取有机碳,将熏蒸土样无损地转移到聚乙烯塑料瓶(6.6)中,加入200mlK 2SO 4(5.2.3),用水平振荡器(6.8)振荡30min (200r min-1),或用立式振荡器振荡45min (60 r min-1),提取液用滤纸(6.3)过滤到塑料瓶中。