有机肥对土壤微生物的影响研究综述

有机肥对土壤微生物的影响研究综述摘要：近年来,集约化农业虽然推动了农业生产率和作物产量的大幅度提高,但长期大量施用化肥和化学农药,使土壤微生物多样性下降,严重影响了作物品质和产量。因此,农业生态系统健康研究在国际上日益受到多学科专家的关注,已成为农业生态学研究的热点和前沿领域之一。土壤生态系统健康是农业生态系统健康可持续发展的基础。土壤微生物生态系统是土壤生态系统的重要组成部分。一旦土壤缺乏有机物质或有益微生物种群遭到破坏或丧失,势必造成土壤微生物生态系统的破坏,导致土传病害泛滥。良好的生态环境和持续的农业高产,要求建立有效的农业管理措施和手段保护土壤和环境资源。本文旨在研究有机肥对土壤微生物的影响，多功能化、长效化及生物化的有机肥料对调控土壤微生物群落结构,提高土壤更新或恢复能力,防止土传病害等具有重要意义。关键词：有机肥土壤微生物从对土壤微生物的影响的角度对单一有机肥的作用研究较多，而本文试图从多维度对有机肥对于土壤微生物的影响进行研究，分别从单纯有机肥、化肥配施有机肥和有机肥部分代替化肥等角度来阐述其对土壤微生物的影响，希望为调控土壤微生物群落结构,提高土壤更新或恢复能力,防止土传病害等方面提供科学的理论知识的支撑，并探讨有机肥通过影响土壤微生物以提高现代化农业生产所具有的重要意义。本文主要查阅了《连续3年施用生物有机肥对土壤养分、微生物量及酶活性的影响》、《酒糟生物有机肥和微生物菌剂对土壤微生物数量及高粱产量的影响》、《生物有机肥对番茄青枯病的防效及对土壤微生物的影响》、《生物有机肥对土壤微生物活性的影响》、《有机肥部分替代化肥对土壤微生物生物量及矿质态氮含量的影响》和《有机肥与化肥配施对土壤生物性状影响综述》等主要著作，主要是在CNKI期刊、博士、硕士论文全文库（即中国知网）中查询的文章，同时主要以通过输入“篇名”和“主题”的方式进行资料的搜索，共搜索到6篇对于本文的研究具有直接参考价值的期刊文章。一、从纯有机肥对于土壤微生物的影响的角度1施用酒糟生物有机肥和微生物菌剂对土壤微生物数量的影响土壤细菌、放线菌和真菌是土壤生态系统中微生物区系的主要组成，土壤微生物区系组成和数量变化，对土壤养分的转化和吸收以及土壤微生态平衡有很大的关系，是反映土壤环境质量变化的重要生物学指标之一。施用酒糟生物有机肥和微生物菌剂对土壤细菌数量的影响，高粱整个生育期各施肥处理土壤细菌数量呈先升高后降低的趋势，在抽穗期和灌浆期达到最高值，成熟期急剧下降。各施肥处理在抽穗期到灌浆期呈现不同的变化趋势，其中，对照组细菌数量下降较为明显，而施用酒糟生物有机肥和微生物菌剂土壤细菌数量则无明显下降甚至升高。施用酒糟生物有机肥和微生物菌剂土壤平均细菌数量除处理Ⅰ外均高于对照组。试验表明，施用不同用量的酒糟生物有机肥配合微生物菌剂能显著增加土壤微生物数量和酶活性。在高粱生育期内，各施肥处理土壤微生物数量和酶活性先升高后降低，在抽穗期或灌浆期达最高值，成熟期迅速减少。不同施肥处理对土壤微生物数量和酶活性的影响差异显著，一方面表现为：施酒糟生物有机肥＋微生物菌剂＞普通有机肥＞复合肥的趋势；另一方面表现为随酒糟生物有机肥施肥量的增加而增加，在处理Ⅲ或Ⅳ达到拐点，再增加施肥对土壤微生物数量和酶活性影响不大。12从土壤微生物角度来说有机肥对于细菌、放线菌、真菌的影响对土壤进行采样以及进行实验并对实验结果进行分析，可以看出BOF处理细菌含量始终显著高于其他处理，OF处理在后期的细菌含量也显著高于CF和CK处理。说明生物肥和有机肥都能够促进细菌的繁殖，增加细菌数量;土壤中细菌数量的增加有利于土壤养分的转化，这就为植物的生长和有机无机物的转化提供了良好的环境。又可以看出，BOF和OF的施入增加了土壤中放线菌的数量，在第0、40d取样中均显著高于其他处理。生物有机肥略高于有机肥，差异不显著。放线菌的增加不仅能转化土壤有机质，而且能产生抗生素，对其他有害微生物能起到拮抗作用，这在一定程度上提高了有机肥和生物有机肥的防病效果。后几次采样中，CF相对其他处理，均降低了土壤中的放线菌含量，可能是化肥的施入影响了放线菌的繁殖。同时可以看出，BOF和OF处理土壤中真菌含量都低于其他处理，在第40d取样时（发病高峰期），BOF处理土壤中真菌含量显著低于OF处理。从后两次取样看，真菌数量随时间变化比较平稳，这与真菌对外界胁迫的忍耐能力较强有关。生物有机肥施用提高了土壤中细菌和放线菌的数量，降低了真菌的数量。生物有机肥本身含有益菌群，对土壤土著微生物有一定活化作用，且生物有机肥基料多为有机物，可丰富土壤中微生物可利用营养，增加菌群数。本文研制的生物有机肥还具有抑制土壤中青枯病原菌的存活，降低其数量的作用；有效地降低了病害的发生。23生物有机肥对于土壤微生物活性的影响通过两次试验各处理得到的土壤细菌、真菌和放线菌数量可知，盆栽过程中土壤细菌数量最多，真菌与放线菌数量相近。两次试验中，不同处理间比较，多为化肥处理的微生物数量显著低于生物有机肥和普通有机肥，而生物有机肥的可培养细菌、真菌和放线菌数量又多显著高于普通有机肥，说明生物有机肥施用有助于土壤微生物的生长。尤其是第2次试验中，与第1次试验相比，虽未再施肥，施用生物有机肥的土壤微生物数量并未显著下降，仍维持较高水平；而施用普通有机肥和化肥的微生物数量有一定程度的降低。第2次施用生物有机肥处理的3大菌群数量仍然保持较高水平，真菌数量甚至超过第1次试验，说明生物有机肥的施用对土壤3大菌群数量有明显提高作用，且其长效性明显好于化肥和普通有机肥。菌群数量增加有利于提高土壤微生物活性，进而可以促进整个土壤生态的平衡稳定。34连续3年施用生物有机肥对土壤微生物量的影响相关研究表明，长期施用有机肥在提高土壤养分和产量等方面有良好的作用。研究表明，施用有机肥能显著提高土壤全效养分的含量。通过连续4年试验表明，随施肥量的增加，土壤微生物量作为土壤养分转化的活性库或源，其含量高低可部分反映土壤微生物活动的强弱和养分转化速率的快慢，是土壤生物质量变化的灵敏指标。连续3年施肥期间，施用生物有机肥使不同有机质含量的土壤微生物生物量碳、氮量均明显高于不施肥处理，这是由于施用生物有机肥促进了微生物的繁殖，同时也增加了土壤养分和微生物量，为微生物提供了充足的碳源、氮源、无机盐等营养物质。本研究供试的3种农田土壤虽不能完全代整个石河子地区土壤带上所有土壤，但是尽可能选取土壤条带分布上典型的土壤。在3种土壤中，土壤微生物生物量碳、氮含量的大小顺序为：高中低有机质含量的土壤，原因可能是土壤有机质不仅控制着土壤中能量和营养物的循环，是微生物群落稳定的能量和营养物的来源，而且有机质含量越高的土壤，土壤对微生物的缓冲能力就越强，土壤微生物量含量越高。研究显示，连续3年随着生物有机肥用量的增加，不同土壤均有不同程度的增加。高、中、低3种有机质含量土壤微生物生物量碳较不施肥最大分别增加了92.90%、127.95%、146.29%，但是，土壤本底有机质含量越低，施肥对土壤微生物生物量碳平均增加率越大。通过施肥量与微生物生物量氮之间相关分析表明，在低有机质含量的土壤中，两者之间的关系最为密切，其次是中有机质含量的土壤，最后则是高有机质含量的土壤。说明当土壤具有较高的养分含量水平时，如果继续添加特别是高量施用生物有机肥，使土壤中保持较高的速效养分浓度，并不利于微生物的生长活动。4二、化肥配施有机肥对土壤微生物的影响有机肥含有大量有机质，是土壤微生物获得能量及养分的主要来源。当有机肥和化肥配合施入土壤时，能够调节土壤的C/N，促进微生物的大量繁殖，并能减小土壤容重，提高土壤孔隙度，改善根系的微生物生态环境；同时还能促使根系分泌更多的有机酸、氨基酸和糖等物质，从而又能刺激土壤酶活性的提高和有益微生物的繁殖。有机肥和化肥配合施用对土壤的生物化学特征具有显著的影响，可以提高土壤酶活性及微生物数量，尤其是与土壤养分转化密切相关的微生物数量和酶活性。有研究认为，全有机肥和有机肥化肥配施处理的林间土壤真菌数分别是对照区的1.98倍和1.62倍，而对毛竹林间土壤放线菌数量无明显影响。有机肥还能显著提高毛竹林间土壤过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶和磷酸酶的活性。对I-107杨树人工林土壤根际效应的研究表明，不同类型肥料施用后90d，林地根际土壤与非根际土壤微生物总量均显著提高，其中有机肥处理对土壤微生物数量的提高幅度最大。施肥处理显著提高了土壤脲酶和过氧化物酶活性。可知，配施有机肥能提高多种土壤酶活性及微生物数量，这对于提高土壤养分的有效性、增强根系的吸收能力具有十分重要的意义。5三、有机肥部分替代化肥对于土壤微生物的影响该观点来自于文献《有机肥部分替代化肥对土壤微生物生物量及矿质态氮含量的影响》，作者分别是刘益仁、徐阳春、李想和郁洁，该观点认为,与单施化肥处理或纯有机肥处理相比,有机肥部分替代化肥处理土壤养分的释放动态更符合作物的需肥规律。单施化肥由于在短期内迅速矿化,前期容易造成养分损失,同时由于碳源不足,作物生育中后期微生物碳、氮及矿质态氮含量较低,无法满足作物生育中后期对养分的需求。单施有机肥由于氮源不足,不利于微生物的生长繁殖,土壤有机氮矿化缓慢,作物生育前中期矿质态氮、微生物量碳、氮含量较低,不能很好地满足作物前中期对养分的需求。有机肥部分替代化肥处理,由于既提供了微生物所需要的碳源,又提供了充足的氮源,微生物生长繁殖较快,微生物量碳、氮含量迅速提高,有效地降低了化肥氮的损失；同时化肥氮的矿化提供了较多的矿质态氮,较大程度地满足了小麦营养生长旺盛阶段对养分的大量需求。在作物生育后期,随着微生物的死亡,其所固持的养分再次释放出来供作物吸收利用,满足作物生育后期生殖生长的需要,因此有机肥部分替代化肥处理土壤供氮特性更符合作物生育各个时期对养分的需求规律。不同替代比例中,以20%～30%有机氮配比处理的土壤养分释放规律更符合作物的养分需求动态,更有利于满足作物各个生育时期对养分的吸收利用,为作物的高产稳产奠定良好的基础。有机肥部分替代化肥处理由于提供了合适的碳源和氮源,有利于微生物的生长繁殖,因此在小麦拔节期土壤微生物碳、氮含量显著高于化肥和纯有机肥处理,微生物既能固持化肥矿化出来的氮,降低化肥氮的损失,同时随着微生物的死亡不断释放氮素,因此矿质态氮含量也显著高于其它处理,能够充分满足小麦营养生长旺盛时期对养分的大量需求。进入小麦开花期,虽然土壤矿质态氮、微生物量碳、氮含量由于前期作物对养分的大量吸收而大幅降低,但是与其它处理相比,仍然较高,基本能满足小麦生殖生长时期对养分的需求。小麦成熟期随着微生物可利用碳源、氮源的不断减少,土壤矿质态氮、微生物量碳、氮含量也迅速降低,但是此时作物进入黄熟阶段,需肥量也趋于停滞。因此可以认为,与单施化肥处理或纯有机肥处理相比,有机肥部分替代化肥处理土壤养分的释放动态更符合作物的需肥规律。6总结：本研究旨在试图从多维度对有机肥对于土壤微生物的影响进行研究，分别从单纯有机肥、化肥配施有机肥和有机肥部分代替化肥等角度来阐述其对土壤微生物的影响，希望为调控土壤微生物群落结构,提高土壤更新或恢复能力,防止土传病害等方面提供科学的理论知识的支撑，并探讨有机肥通过影响土壤微生物以提高现代化农业生产所具有的重要意义。本研究认为，有机肥对于土壤微生物的影响研究已经具备扎实深厚的理论基础，相关的理论和研究具有科学性和可行性，但对于有机肥部分替代化肥的研究领域仍存在薄弱环节，尤其是有机肥在多大程度上替代化肥能够达到对土壤微生物的影响最优的研究仍存在空白。因此，本人认为在完善有机肥对土壤微生物的影响的理论研究方面，应当更加注重有机肥替代化肥的适当程度方面的研究和探讨以促进相关科学理论知识和体系的发展，并最终促进土壤肥力的提高，有利于现代农业的发展和进步。参考文献：[1]吕军，文庭池，郭坤亮，康冀川.酒糟生物有机肥和微生物菌剂对土壤微生物数量及高粱产量的影响[J].农业现代化研究，2013（4）：503-505[2]袁英英，李敏清，胡伟，张静，赵兰凤，李华兴.生物有机肥对番茄青枯病的