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《土壤微生物生物量的测定-熏蒸提取法》Determinationofsoilmicrobialbiomass‒Fumigation-extractionmethod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/TC404）目录1、立项背景..................................................................................................................11.1土壤微生物生物量的研究意义重大................................................................................11.2土壤质量标准化与土壤科研工作的需要........................................................................12、任务来源..................................................................................................................33、标准制定的原则和依据..........................................................................................33.1原则....................................................................................................................................33.2确定依据.............................................................................................................................44、标准制定的主要技术内容及方法应用评价..........................................................44.1适用范围............................................................................................................................44.2总体框架和主要内容........................................................................................................44.3熏蒸和提取.........................................................................................................................54.4提取物中碳的测定............................................................................................................64.5方法的评价........................................................................................................................84.6方法的应用.........................................................................................................................95、与现行法律、法规、标准的协调性....................................................................116、对标准贯彻的建议................................................................................................117、参考文献................................................................................................................1111、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（soilmicrobialbiomass）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。202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pH5~8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-inducedrespiration，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（ISO14240-1:1997: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（ISO14240-1:1997: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（Brookesetal,1991;Wuetal,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（Wuetal,1993;2005；Kounoetal,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。31.3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/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准4的结构和编写》（2）本标准的制定与国际标准《Soilquality-determinationofsoilmicrobialbiomass-Part2Fumigation-extractionmethod》（ISO14240-2:1997:E）的一致性为等同的原则3.2确定依据（1）转化ISO14240-2:1997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