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1、土壤生物指标土壤生物指标微生物指标及其应用微生物指标及其应用报告人：陈报告人：陈 星星2009-11-12报告内容报告内容前言前言土壤微生物指标土壤微生物指标土壤微生物指标的应用土壤微生物指标的应用小结小结Life support functions(LSF)concern the major regulating functions of the natural environment which enable life on earth(both human and non-human),including biotic production,regulation of climate a
2、nd maintenance of substance cycles(chiefly water,carbon and nutrients).The performance of LSF is closely related to soil quality.(Milai Canals L.2003;Udo de Haes Ha et al.2002)前言前言土壤生物指标酶活性指标微生物学指标动物指标土壤微生物量土壤微生物活性土壤微生物生物多样性土壤微生物群落土壤微生物指标土壤微生物指标最敏感最有潜最敏感最有潜力的指标力的指标（赵其国等，1997；唐玉姝，2007；路鹏等，2007）土壤微生物指
3、标土壤微生物指标微生物量微生物量只只能能反反映映部部分分功功能能和和专专性性微微生生物物及及其其总总量量上上的的差差异异，无无法法反反应应土壤微生物在组成和区系上的变化。土壤微生物在组成和区系上的变化。（何振立，1997；徐建民等，2003；路鹏等,2007；唐玉姝等，2007；所芳等，2009）微微生生物物生生物物量量常常被被用用来来评评价价土土壤壤的的生生物物学学性性状状，可可作作为为潜潜在在的的指指标标指指示示土土壤壤有有机机质质水水平平、平平衡衡和和未未来来的的趋趋势势，用用于于土土壤壤质质量量的的长长期期监监测测。MBC或或MBN转转化化迅迅速速，能能在在检检测测到到土土壤壤总总C或
4、或总总N的的变变化化之之前前表表现现出出较较大大的的差差异异，是是更更具具有有敏敏感感性性的的土土壤壤质质量量指指标标。MBC对对长长期期和和短短期期施施肥肥管管理理都都很很敏敏感感，MBC和和MBN可可以以指指示示土土壤壤整整体体C和和N转转化化和和储储存存能能力力，同同时时也也可可以以反反映映相相应应农农作作体体系系的的优优劣。因此，劣。因此，MBC和和MBN水平水平较较高高则则土壤土壤质质量量较较高。高。土壤微生物指标土壤微生物指标微生物活性微生物活性DDBBC CAA微生物熵微生物熵(microbial quotient)代谢商代谢商(metabolic quotient)基质矿化商基
5、质矿化商(mineralization quotient)E EF F呼吸活化商呼吸活化商(respiratory activation quotient）（任天志，2000；唐玉姝等，2007；所芳等，2009）腐殖化效率腐殖化效率(humic efficiency)潜在呼吸商潜在呼吸商(potential respiration quotient）Table 1 Some parameters used to determine microbiological activity（Alef and Nannipieri 1995）土壤微生物指标土壤微生物指标微生物生物多样性微生物生物多样性土
6、壤微生物多土壤微生物多样样性性对对土壤肥力，土壤功能及其恢复力有着重要的作土壤肥力，土壤功能及其恢复力有着重要的作用。土壤微生物多用。土壤微生物多样样性指生命体在性指生命体在遗传遗传、种、种类类和生和生态态系系统层统层次上的次上的变变化。通常以土壤生物区系的化。通常以土壤生物区系的变变化和生物化学化和生物化学过过程程问问的相互作用关的相互作用关系来反映。土壤微生物多系来反映。土壤微生物多样样性包括在栖息地中微生物分性包括在栖息地中微生物分类类群的多群的多样样性和微生物分性和微生物分类类群内的群内的遗传遗传多多样样性，以及包括群落性，以及包括群落结结构的构的变变异、相异、相互作用的复互作用的复杂
7、杂性、性、营营养水平养水平(tropic leve1)和共位群和共位群(quild)数量数量(功能多功能多样样性性)在内的生在内的生态态多多样样性。目前土壤微生物多性。目前土壤微生物多样样性研究主要从物种多性研究主要从物种多样样性、功能多性、功能多样样性和性和遗传遗传多多样样性三个性三个层层面展开。面展开。目前，用于目前，用于评评价土壤微生物群落的功能多价土壤微生物群落的功能多样样性的主要是性的主要是BIOLOG检检测测法。法。（ROGERS and TATE R 2001；姚怀应等，2003；游红涛，2009；毕江涛等，2009；Lur Epelde et al.2009)土壤微生物指标土壤
8、微生物指标微生物群落微生物群落细菌细菌 放线菌放线菌 真菌真菌土土壤壤微微生生物物群群落落的的组组成成在在很很大大程程度度上上决决定定了了土土壤壤有有机机质质的的周周转转及及土土壤壤肥肥力力和和质质量量。土土壤壤微微生生物物3大大类类群群的的数数量量与与其其发发挥挥的的生生态态功功能能密密切切相相关关，其其数数量量的的减减少少反反映映出出土土壤壤质质量量的的下下降降。细细菌菌数数量量很很大大程程度度上上与与土土壤壤有有机机质质含含量量成成正正相相关关。真真菌菌数数量量在在酸酸性性土土壤壤中中多多，细细菌菌和和放放线线菌菌数数量量在在中中性性或或碱性土壤中碱性土壤中较较多。多。PLFAs法最先用
9、作土壤中微生物群落法最先用作土壤中微生物群落结结构指构指纹纹分析。分析。（焦如珍等，1997；Zelles L 1999；王曙光等，2004；张薇等，2005；林营志等，2009）土壤微生物指标的应用土壤微生物指标的应用土壤污染诊断土壤污染诊断Fig1.Effect of Zn pollution on average well colour development(AWCD)curves obtained with Biolog EcoPlates.Soils were polluted with 250,500,1,000,2,000 and 4,000 mg Zn kg1 DW soil
10、 as ZnCl2（Lur Epelde et al.2009）Brookes 和和 Mcgrath 等等 研究研究认为认为，重金属，重金属污污染土壤的代染土壤的代谢熵谢熵是未是未污污染染土壤的土壤的2倍。倍。（Brookes 1984；Mcgrath et al.1994）Fliepbach等研究了重金属等研究了重金属胁胁迫下土壤微生物的呼吸效迫下土壤微生物的呼吸效应应，其，其结结果表明，果表明，基基础础呼吸随着重金属的呼吸随着重金属的污污染程度而下降。染程度而下降。（Fliepbach et al.1994）土壤微生物指标的应用土壤微生物指标的应用土壤污染诊断土壤污染诊断骆骆永明等人利用永
11、明等人利用BIOLOG测试测试方法方法对长对长江三角洲地区施江三角洲地区施污污泥土泥土壤的微生物群落功能多壤的微生物群落功能多样样性性进进行了初步探行了初步探讨讨。研究。研究结结果表明，果表明，施用施用污污泥后土壤微生物群落代泥后土壤微生物群落代谢谢剖面、多剖面、多样样性指数、性指数、动动力学参力学参数均数均发发生了生了变变化，化，说说明微生物明微生物对单对单一碳源底物的利用能力一碳源底物的利用能力发发生生了改了改变变。（骆永明等，2009）土壤微生物指标的应用土壤微生物指标的应用土壤修复土壤修复曲贵伟等人通过对土壤微生物数量的统计来研究了曲贵伟等人通过对土壤微生物数量的统计来研究了聚丙烯酸盐
12、对聚丙烯酸盐对S Domingos金矿区重金属污染土壤的金矿区重金属污染土壤的修复作用。修复作用。（曲贵伟等，2009）Shao-shan An 等人用土壤微生物活性作为重要指等人用土壤微生物活性作为重要指标研究了以草地恢复为手段的土壤修复作用。标研究了以草地恢复为手段的土壤修复作用。（Shao-shan An et al.2009）土壤微生物指标的应用土壤微生物指标的应用农业耕作管理农业耕作管理Table 2 Soil biochemical properties at the beginning(a)and at the end(b)of the vegetative cycle for each crop under organic(ORG)and conventional(CONV)management（A.Lagomarsino et al.2009）小结小结u 土壤微生物指标是反映土壤质量状况最敏感最有潜力的指标，包括土壤微生物量，微生物活性，微生物多样性和微生物群落等。u 土壤微生物指标在土壤污染诊断，土壤修复，以及农业耕作管理等方面有着广泛的应用。