土壤检测之微生物生物量碳、氮、磷检测

土壤中的微生物生物量碳、氮、磷检测对于评估土壤肥力、生态系统功能以及环境变化响应具有重要意义。

**一、微生物生物量碳（MBC）检测**

1. **熏蒸提取法**：

- **原理**：土壤经氯仿熏蒸处理后，微生物细胞被杀死并破裂，细胞内的碳被释放出来。用一定的提取剂（如 0.5mol/L 的 K₂SO₄溶液）提取土壤中的碳，熏蒸土壤提取的碳与未熏蒸土壤提取的碳之差即为微生物生物量碳。

- **操作步骤**：

- 称取一定量的新鲜土壤两份，一份进行氯仿熏蒸处理，另一份作为对照不熏蒸。

- 将熏蒸后的土壤置于真空干燥器中，用无乙醇氯仿熏蒸 24 小时，然后在通风橱中使土壤中的氯仿挥发。

- 用提取剂提取熏蒸和未熏蒸的土壤，振荡、过滤后，测定提取液中的有机碳含量。

- 通过换算系数计算微生物生物量碳，通常采用的换算系数为 0.45。

2. **底物诱导呼吸法（SIR）**：

- **原理**：向土壤中加入一定量的易分解有机底物（如葡萄糖），刺激土壤微生物的呼吸作用，通过测定土壤呼吸速率的增加来估算微生物生物量碳。

- **操作步骤**：

- 称取一定量的土壤放入容器中，加入适量的葡萄糖溶液。

- 密封容器，连接气体分析仪，测定土壤在一定时间内的呼吸速率。

- 根据加入葡萄糖前后呼吸速率的变化以及相关公式计算微生物生物量碳。

**二、微生物生物量氮（MBN）检测**

1. **熏蒸提取法**：

- **原理**与微生物生物量碳的熏蒸提取法类似，氯仿熏蒸后，用提取剂（如 2mol/L 的 KCl 溶液）提取土壤中的氮，熏蒸土壤提取的氮与未熏蒸土壤提取的氮之差即为微生物生物量氮。

- **操作步骤**：

- 称取两份土壤样品，一份熏蒸，一份不熏蒸。

- 熏蒸处理后，用提取剂提取土壤中的氮。

- 测定提取液中的氮含量，通过换算系数（通常为 0.54）计算微生物生物量氮。

2. **全氮差值法**：

- **原理**：测定土壤全氮含量和非生物固定态氮含量，两者之差近似为微生物生物量氮。

- **操作步骤**：

- 采用常规方法测定土壤全氮含量。

- 通过化学或物理方法去除土壤中的生物固定态氮，测定非生物固定态氮含量。

- 计算两者之差得到微生物生物量氮。

**三、微生物生物量磷（MBP）检测**

1. **熏蒸提取法**：

- **原理**：氯仿熏蒸后，用提取剂（如 0.5mol/L 的 NaHCO₃溶液）提取土壤中的磷，熏蒸土壤提取的磷与未熏蒸土壤提取的磷之差即为微生物生物量磷。

- **操作步骤**：

- 称取两份土壤样品进行熏蒸和未熏蒸处理。

- 用提取剂提取土壤中的磷。

- 测定提取液中的磷含量，通过换算系数（通常为 0.4）计算微生物生物量磷。

2. **磷素矿化法**：

- **原理**：将土壤在一定条件下培养，测定培养过程中土壤磷的矿化量，以此来估算微生物生物量磷。

- **操作步骤**：

- 称取一定量的土壤放入培养容器中，加入适量的水分，保持适宜的温度和通气条件。

- 在一定时间内定期取样，测定土壤中有效磷的含量变化。

- 根据磷的矿化速率和相关公式计算微生物生物量磷。

**四、检测的意义和影响因素**

1. **意义**：

- **评估土壤肥力**：微生物生物量碳、氮、磷是土壤活性养分的重要组成部分，其含量反映了土壤中微生物的活性和土壤养分的供应能力，可作为评估土壤肥力的重要指标。

- **指示生态系统功能**：微生物在土壤生态系统的物质循环和能量转换中起着关键作用，微生物生物量碳、氮、磷的检测有助于了解土壤生态系统的功能状态和稳定性。

- **监测环境变化**：土壤中的微生物生物量对环境变化较为敏感，如土地利用变化、气候变化、污染等都会影响其含量，因此可用于监测环境变化对土壤生态系统的影响。

2. **影响因素**：

- **土壤性质**：土壤质地、pH 值、有机质含量、通气性等因素会影响微生物的生长和活性，从而影响微生物生物量碳、氮、磷的含量。例如，质地较细、有机质含量高、通气良好的土壤通常具有较高的微生物生物量。

- **土地利用方式**：不同的土地利用方式（如农田、林地、草地等）会导致土壤微生物群落结构和活性的差异，进而影响微生物生物量碳、氮、磷的含量。一般来说，林地和草地的微生物生物量相对较高。

- **气候条件**：温度、降水等气候因素会影响土壤微生物的生长和代谢，从而影响微生物生物量碳、氮、磷的含量。例如，温暖湿润的气候条件有利于微生物的生长，可能会提高微生物生物量。

- **施肥和管理措施**：合理的施肥和管理措施可以提高土壤肥力，促进微生物的生长和活性，增加微生物生物量碳、氮、磷的含量。例如，施用有机肥、轮作、免耕等措施可以改善土壤结构和养分状况，提高微生物生物量。

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