长期不同施肥模式对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响

张向前，陈欢，乔玉强，曹承富*，杜世州，李玮，赵竹

1. 安徽省农业科学院作物研究所，安徽 合肥 230031；2. 安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥 230031

长期不同施肥模式对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响

张向前1，2，陈欢1，2，乔玉强1，2，曹承富1，2*，杜世州1，2，李玮1，2，赵竹1，2

1. 安徽省农业科学院作物研究所，安徽 合肥 230031；2. 安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥 230031

以砂姜黑土长期定位土壤培肥试验（1981年—）为依托，研究了长期不施肥CK、长期单施化肥NPK、长期单施有机肥M、长期有机肥与化肥配施MNPK（等氮）和HMNPK（高氮）对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响，揭示砂姜黑土微生物数量和酶活性对不同施肥模式的响应机制，以期为改善砂姜黑土肥力和质量提供科学依据和理论支持。结果表明，CK细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量明显低于其它施肥处理，灌浆中期M细菌、放线菌和固氮菌数量显著高于NPK，而真菌数量在M与NPK间差异不显著。MNPK和HMNPK细菌、真菌和放线菌数量显著高于NPK和M，其中灌浆中期MNPK比NPK和M分别增加了47.0%、21.1%、32.1%和23.2%、11.7%、20.2%。MNPK与HMNPK细菌、真菌和放线菌数量在灌浆中期差异皆不显著，而固氮菌数量MNPK显著高于HMNPK。灌浆中期M转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性显著高于NPK，分别增加20.9%、22.1%、17.7%、18.4%、10.0%。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施有机肥和化肥可以明显提高土壤转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性。HMNPK的脱氢酶活性显著高于MNPK，而转化酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性与MNPK差异不显著。土壤中转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性皆与细菌、真菌、放线菌呈显著正相关关系，与固氮菌正相关不显著。有机肥与化肥配施最利于提高砂姜黑土微生物数量和酶活性，其次为单施有机肥，有机肥与化肥配施下增加施氮量对土壤微生物数量和酶活性提高作用不大，甚至导致固氮菌数量的下降。

长期施肥；微生物数量；砂姜黑土；酶活性

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土壤微生物作为土壤有机质和养分转化和循环的动力，参与有机质的分解、腐殖质的形成，影响着土壤生态系统的养分转化和能量流动，对植物生长发育、根际土壤改良及气候调节等陆地生态系统的生态功能起着不可替代的重要作用（李晶等，2013；白爱芹等，2013）。土壤酶直接参与土壤中物质的转化、养分释放和固定过程，与土壤供肥密切相关，其活性高低可以反映土壤中各种生物化学反应的强度和方向，对土壤肥力的演化具有重要影响（Bárta et al.，2014；Burns et al.，2013；叶协锋等，2012）。土壤微生物数量和酶活性共同参与土壤生物化学过程，在土壤物质转化、能量代谢、肥力演变等方面起着重要作用，可敏感反应土壤质量的变化，表征土壤中物质代谢的旺盛程度，是评价土壤质量的重要指标之一（曾路生等，2005；Taylor et al.，2002）。

为了维持耕地生产力确保作物产量，向土壤中施用一定数量的化肥和有机肥已成为常规的农业生产措施。长期定位肥料试验是研究评估肥料运筹对土壤理化性状和质量影响最为有效的研究方法，适宜的施肥措施可以明显增加土壤肥力、改善土壤理化性质、提高土壤酶活性及作物产量，同时也可对土壤中不同种类的微生物群落产生重要的影响（龚伟等，2011；魏巍等，2013）。徐万里等（2015）研究证实新疆灰漠土土壤微生物数量和群落结构受长期不同施肥模式的显著影响，NPK配施有机肥可明显提高土壤微生物多样性，而长期不施肥会显著降低土壤微生物数量和功能多样性。孙甜田等（2015）研究指出长期有机肥配施化肥和秸秆还田配施化肥相对单施化肥氮磷钾可明显提高土壤酶活性。郑勇等（2008）通过研究指出旱地红壤微生物群系数量、微生物生物量碳及土壤酶活性受长期不同施肥模式的显著影响，长期施用有机肥（厩肥）能有效促进土壤微生物的生长和生命代谢活动，提高土壤酶活性。虽然近年来国内外众多学者在长期不同施肥模式对土壤微生物数量和酶活性方面进行了不少研究，但有关长期不同施肥模式对安徽淮北砂姜黑土区这一典型土壤微生物和酶活性影响的研究仍相对不足。砂姜黑土是黄淮海三大中低产土壤类型之一，其主要特点为养分匮乏、结构性差、保墒能力弱，适耕期短、易旱易涝、基础肥力薄弱，主要分布于淮北与沿淮23个县（市、区），总面积达1557733.3 hm2，以安徽省面积最大，占全国砂姜黑土总面积的48.3%。因此，研究如何通过施肥措施改善砂姜黑土肥力和提高其质量具有重要的意义。基于上述原因，本研究以30多年长期定位土壤培肥试验为依托重点探讨长期不同施肥模式对安徽淮北砂姜黑土区土壤微生物数量和酶活性的影响，揭示土壤微生物数量和酶活性对不同施肥模式的响应机制，以期为维持和改善安徽淮北砂姜黑土生物肥力和质量提供科学依据和理论指导。

表1　1981年至今各处理周年肥料施用量Table 1　Applied fertilizer amount　in different treatments since 1981

1　材料与方法

1.1试验设计

试验于2015年玉米季在安徽省农业科学院作物所濉溪县杨柳试验站长期定位土壤培肥试验点（1981年—）进行，试验期内总降水量365.4 mm，日平均气温为25.1 ℃（安徽省气象局气科所），试验土壤（砂姜钙积潮湿变性土）为砂姜黑土（李德成等，2011），其成土母质为黄土性古河沉积物。长期定位土壤培肥试验开始前耕层0～20 cm土壤基础理化性状为全氮0.78 g·kg-1、全磷0.47 g·kg-1、碱解氮64.10 mg·kg-1、速效磷2.50 mg·kg-1、有机质10.22g·kg-1、pH 7.6。

种植模式为玉米-小麦轮作，种植玉米品种为郑单958，小麦品种为济麦22，每季作物收获后将地上部秸秆移除，实施根茬还田。试验小区面积为30 m2，小区间筑水泥作永久性田埂分离，试验共计5个施肥处理（表1），每个处理4次重复。施肥的4个处理实行定氮，磷、钾素不统一定量。所用化肥为复合肥（N、P2O5和K2O含量皆为15%），N素不足用尿素补齐。所施有机肥为豆饼肥（N 60～70 g·kg-1、P2O510～30 g·kg-1、K2O20～30 g·kg-1、有机质300～400 g·kg-1），有机肥用量均按当季肥料养分分析后的实际含量折算。磷钾肥和有机肥全部用作基肥，且有机肥全部于小麦季施用，夏播作物不施有机肥。玉米的氮肥分基肥、追肥施用，比例为3∶5（大口期追肥）；小麦为6∶4（拔节期追施）。

1.2样品采集与测定

于玉米大口期和灌浆中期铲除1 cm表层土后用取土器采集植株根部0～20 cm深的土壤，取样部位距玉米植株基部5 cm左右。每处理取6个点，并将各处理所取土样混合均匀，剔除样品石砾和植物残根等杂物，置阴凉处风干后过1 mm筛，置于4 ℃冰箱中保存。细菌、真菌、放线菌和固氮菌计数采用平板稀释涂布法（林先贵，2010）。细菌培养用牛肉膏蛋白胨培养基，真菌用马丁氏培养基，放线菌用高氏1号培养基，固氮菌用瓦克斯曼氏77号培养基。土壤转化酶活性（以glucose计，mg·g-1·d-1）测定采用3， 5-二硝基水杨酸比色法，土壤蛋白酶活性（以NH3-N计，µg·g-1·d-1）测定采用茚三酮比色法，土壤磷酸酶活性（以phenol计，mg·g-1·d-1）测定采用磷酸苯二钠比色法，土壤脱氢酶活性（以TPF计，µg·g-1·d-1）采用氯化三苯基四氮唑（TTC）还原法测定（关松荫，1983）。

1.3统计分析

采用SPSS 17.0软件的一般线性模型进行方差分析，5种施肥水平作为处理变量，所有处理的平均值采用最小显著差数法LSD进行显著性检验（P＜0.05），采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行处理和作图。

图1　不同施肥模式对玉米大口期和灌浆中期土壤细菌数量的影响Fig. 1　Effects of different fertilization models on bacteria quantity in soil at big trumpet and middle of filling stages of maize

图2　不同施肥模式对玉米大口期和灌浆中期土壤真菌数量的影响Fig. 2　Effects of different fertilization models on fungi quantity in soil at big trumpet and middle of filling stages of maize

2　结果与分析

2.1长期施肥对土壤微生物数量的影响

2.1.1细菌数量

从图1可以看出，不施肥处理CK土壤中的细菌数量最低，其中施肥处理NPK、M、MNPK和HMNPK的细菌数量在大口期和灌浆中期分别比CK显著增加了82.2%、63.4%、112.9%、151.2%和57.6%、88.1%、131.7%、135.1%。长期单施有机肥M和单施化肥NPK间的细菌数量在大口期差异不显著，而在灌浆中期M细菌数量比NPK显著（P＜0.05）增加了19.4%。长期有机肥与化肥配施HMNPK细菌数量在大口期显著高于MNPK，而在灌浆中期与MNPK差异不显著。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可以显著增加土壤中细菌数量，在大口期MNPK和HMNPK细菌数量分别比NPK和M显著增加了16.9%、30.3%和37.9%、53.7%，在灌浆中期分别比NPK和M显著增加了47.0%、23.2%和49.1%、25.0%。

2.1.2真菌数量

从图2可以看出，长期施肥土壤中的真菌数量显著高于长期不施肥CK，证明长期不施肥导致土壤中真菌数量显著降低。长期单施有机肥M土壤中的真菌数量在大口期略低于长期单施化肥NPK，而在灌浆中期略高于NPK处理，两生育期M与NPK间的差异皆不显著。长期有机肥与化肥配施HMNPK的真菌数量在大口期显著高于MNPK，在灌浆中期与MNPK差异不显著。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可以显著增加土壤中真菌数量，其中MNPK和HMNPK真菌数量在大口期分别比NPK和M显著增加19.0%、31.9%和36.7%、51.5%，在灌浆中期分别比NPK和M显著增加21.1%、11.7%和22.0%、12.5%。

2.1.3放线菌数量

从图3可以看出，CK土壤中放线菌数量显著低于其它长期施肥处理。长期单施有机肥M土壤中的放线菌数量在大口期与长期单施化肥NPK处理差异不显著，而在灌浆中期M比NPK处理土壤中的放线菌数量显著增加9.9%。长期有机肥与化肥配施MNPK和HMNPK间的放线菌数量在大口期和灌浆中期差异不显著。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可显著增加土壤中放线菌数量，其中MNPK和HMNPK放线菌数量在大口期分别比NPK和M显著增加21.9%、33.1%和29.1%、40.9%，在灌浆中期分别比NPK和M显著增加32.1%、20.2%和30.2%、18.4%。

2.1.4固氮菌数量

从图4可以看出，NPK、M、MNPK和HMNPK土壤中固氮菌数量在大口期和灌浆中期分别比CK增加23.1%、68.0%、95.3%、20.4%和67.7%、108.9%、172.4%、31.2%。长期单施有机肥相对于长期单施化肥可显著增加土壤中固氮菌数量，在大口期和灌浆中期M比MNPK分别显著增加36.5%和24.5%。长期有机肥与化肥配施HMNPK土壤固氮菌数量显著低于MNPK，表明有机肥与化肥配施下增加施氮量会导致土壤中固氮菌数量明显降低。长期有机肥与化肥配施等氮处理土壤中固氮菌数量最高，其次为长期单施有机肥，其中M和MNPK固氮菌数量在大口期和灌浆中期分别比HMNPK显著增加39.5%、62.2%和59.2%、107.6%。

图3　不同施肥模式对玉米大口期和灌浆中期土壤放线菌数量的影响Fig. 3　Effects of different fertilization models on actinomycetes quantity in soil at big trumpet and middle of filling stages of maize

图4　不同施肥模式对玉米大口期和灌浆中期土壤固氮菌数量的影响Fig. 4　Effects of different fertilization models on Azotobacter quantity in soil at big trumpet and middle of filling stages of maize

2.2长期施肥对土壤酶活性的影响

2.2.1转化酶活性

从表2可知，长期单施有机肥M转化酶活性在大口期与长期单施化肥NPK间差异不显著，而在灌浆中期M转化酶活性比NPK增加了20.9%，且差异显著。HMNPK转化酶活性在大口期和灌浆中期皆略高于MNPK，但两者差异不显著，表明有机肥与化肥配施下增加施氮量对土壤转化酶活性的影响不明显。与长期单施化肥和有机肥相比，长期有机肥与化肥配施可明显增加土壤转化酶活性，其中MNPK和HMNPK转化酶活性比NPK和M在大口期分别显著增加36.7%、45.6%和37.6%、46.5%，在灌浆中期分别显著增加57.5%、30.4%和59.1%、32.6%。CK转化酶活性显著低于其它施肥处理，表明长期不施肥会导致土壤转化酶活性明显降低。

2.2.2脱氢酶活性

从表2可知，CK脱氢酶活性显著低于其它长期施肥处理，其中NPK、M、MNPK和HMNPK脱氢酶活性在大口期和灌浆中期分别比CK显著增加56.3%、64.5%、97.6%、134.5%和43.5%、75.3%、108.9%、137.5%。长期单施有机肥M脱氢酶活性在大口期与NPK差异不显著，而在灌浆中期M脱氢酶活性显著高于NPK。长期有机肥与化肥配施HMNPK脱氢酶活性在大口期和灌浆中期显著高于MNPK，分别增加18.7%和13.7%。长期有机肥与化肥配施可显著增加土壤脱氢酶活性，其中MNPK和HMNPK脱氢酶活性比NPK和M在大口期分别显著增加26.4%、20.1%和50.1%、42.5%，在灌浆中期分别显著增加45.5%、19.2%和65.4%、35.5%。

2.2.3酸性和中性磷酸酶活性

从表2可知，CK土壤中的酸性和中性磷酸酶活性显著低于其它长期施肥处理，表明长期不施肥会导致土壤酸性和中性磷酸酶活性明显降低。M酸性和中性磷酸酶活性在大口期略高于NPK，而在灌浆中期显著高于NPK，分别增加17.7%和18.4%。长期有机肥与化肥配施MNPK和HMNPK酸性和中性磷酸酶活性在大口期和灌浆中期差异不显著，表明有机肥与化肥配施下增加施氮量对土壤酸性和中性磷酸酶活性影响不明显。有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可明显提高土壤酸性和中性磷酸酶活性，在灌浆中期MNPK和HMNPK酸性和中性磷酸酶活性显著高于NPK和M处理。

2.2.4蛋白酶活性

从表2可知，M蛋白酶活性在大口期与NPK差异不显著，在灌浆中期M蛋白酶活性比NPK显著增加10.0%。长期有机肥与化肥配施MNPK和HMNPK间蛋白酶活性在大口期和灌浆中期差异不显著，表明有机肥与化肥配施下增加施氮量对蛋白酶活性影响不明显。与长期单施化肥和有机肥相比，有机肥与化肥配施可显著提高土壤蛋白酶活性，其中MNPK和HMNPK蛋白酶活性在大口期比NPK和M分别显著增加20.8%、15.7%和23.5%、18.3%，在灌浆中期分别显著增加26.3%、14.8%和29.0%、17.3%。CK蛋白酶活性显著低于其它施肥处理，表明长期不施肥会导致土壤中蛋白酶活性显著低于其它长期施肥处理。

2.3相关性分析

2.3.1不同种类土壤微生物数量和酶活性的相关性分析

从表3可以看出，土壤中细菌、真菌和放线菌数量与转化酶、脱氢酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、蛋白酶活性皆呈显著正相关关系，而固氮菌数量虽与转化酶、脱氢酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、蛋白酶活性呈正相关关系，但皆未达到显著水平。土壤中上述各种酶活性间亦呈显著正相关关系，各类群微生物数量间除固氮菌与细菌、真菌、放线菌相关性不显著外，其他微生物两两间皆呈显著正相关关系。

表2　不同施肥模式对土壤酶活性的影响Table 2　Effects of different fertilization models on enzyme activities in soil

3　讨论

微生物是土壤生命活体的重要组成部分和土壤活性养分的暂时储存库，其种群数量的变化能反映土壤养分、温度、水分及施肥等农业措施对土壤微生物的影响，被认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标（谢龙莲等，2004）。孙瑞莲等（2004）通过12年长期定位试验研究发现，长期化肥与有机肥配施能明显促进微生物的代谢和繁育，增加土壤微生物的数量，为作物稳产高产创造良好的土壤生态环境。李娟等（2008）通过15年施肥试验研究得出，土壤微生物受不同施肥措施的明显影响，其中化肥与猪厩肥长期配施效果最好。本研究发现：（1）长期不施肥处理土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量明显低于其它施肥处理，长期有机肥与化肥配施MNPK相对于长期单施化肥和有机肥可显著增加土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量；（2）有机肥与化肥配施MNPK（等氮）和HMNPK（高氮）灌浆中期土壤中的细菌、真菌、防线菌数量差异皆不显著，且固氮菌数量MNPK显著高于HMNPK，揭示了有机肥与化肥配施下增加施氮量对提高土壤微生物数量的效果有限。本研究中有机肥与化肥配施能明显增加土壤微生物数量一方面可能是由于有机肥和化肥配施能明显提高土壤有机质和氮磷钾养分含量，为微生物提供更多的能源和养分（孙瑞莲等，2004）；另一方面可能是由于无机肥和有机肥配合施用能促进作物根系分泌物种类和数量的增加，优化根系生长环境，为微生物提供更好栖息环境，从而促进微生物的生长繁殖（臧逸飞等，2015；Goyal et al.，1999；Šimek et al.，1999）。此外本研究也发现：（1）长期单施有机肥M灌浆中期的细菌、放线菌和固氮菌数量显著高于长期单施化肥NPK，而大口期两者细菌、真菌和放线菌数量差异不显著，这主要可能是由于化肥是速效养分，在玉米生育前期能为微生物提供所需的主要养分，而到了灌浆中期施用有机肥优于化肥的效果才逐渐凸显出来；（2）本研究中固氮菌数量MNPK显著高于HMNPK可能是由于偏高的施氮量对土壤中的固氮菌数量具有一定的抑制作用（张红娟等，2010）。

表3　土壤微生物数量和酶活性的相关性分析Table 3　Correlation analysis between the quantity of soil microorganisms and enzyme activities

转化酶对增加土壤中易溶性营养物质起着重要作用，脱氢酶属于土壤中重要的氧化还原酶系，磷酸酶的酶促作用能提高土壤磷素的有效性，蛋白酶可将蛋白质水解为短肽和氨基酸，土壤酶活性常用于评价土壤营养物质的循环转化状况及肥料施用和各种农业措施的效果（马宁宁等，2010）。李芳等（2015）通过研究长期施肥对潮土酶活性的影响发现，NK肥比例对土壤酶产生显著影响，化肥与有机肥配施加秸秆还田与单施化肥相比能使土壤酶活性处于较高水平，利于土壤质量的稳步提高。王俊华等（2007）在长期定位施肥研究中发现，不同施肥处理间土壤脱氢酶、脲酶、转化酶及磷酸酶的活性存在较大差异，其中酶活性施肥高于不施肥，施用有机肥高于单施化肥。本研究同样证实长期不施肥会导致砂姜黑土土壤酶活性的明显降低，长期单施有机肥的土壤酶活性总体表现优于长期单施化肥；与长期单施化肥和有机肥相比，长期有机肥与化肥配施可以明显提高砂姜黑土土壤转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性。有机肥与化肥配施最利于提高土壤酶活性一方面主要可能是由于有机肥的施用可以为土壤酶提供更多、更丰富的酶促基质，发挥底物诱导作用（马宁宁等，2010；刘恩科等，2008）；另一方面有机肥和化肥配施利于改善土壤理化性质，调节土壤C/N，提高土壤腐殖质含量，加快土壤碳氮元素循环，促进土壤微生物和作物的生长，从而固定和释放更多的土壤酶（马宁宁等，2010；高瑞等，2005）。本研究和前人研究得出了有机肥与化肥配施可明显提高土壤酶活性的相同结论，但本研究还发现HMNPK和MNPK的转化酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性差异不显著，揭示了在安徽淮北砂姜黑土地区有机肥与化肥配施下增加施氮量对转化酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性的提高不明显。本研究通过相关分析发现，土壤中的细菌、真菌、放线菌与转化酶、脱氢酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、蛋白酶活性皆呈显著正相关关系，证明了土壤酶活性和微生物间存在密切的关系，增加土壤微生物数量对提高土壤酶活性具有重要的作用（Zhang et al.，2013）。

本研究基于安徽淮北砂姜黑土（旱、涝、僵、瘦）长期定位试验得出了与前人在其它类型土壤长期施肥试验研究上相同的结论，即有机肥与化肥配施较单施化肥和有机肥在提高土壤微生物数量和酶活性上具有明显的优势。相比前人研究，本研究还发现单施有机肥相比单施化肥在增加土壤微生物数量方面的效果与作物生育进程有一定的关系，这可能与砂姜黑土保肥能力差的特性有关，化肥在作物生育前期养分释放快，流失也快，而有机肥在砂姜黑土里则不易流失，故长期单施有机肥土壤的微生物数量在玉米灌浆中期才显著高于单施化肥。此外，本研究还发现，有机肥与化肥配施下增加施氮量对提高砂姜黑土微生物数量和酶活性的效果不显著，这可能是由于长年有机肥与化肥配施能较好地维持砂姜黑土肥力，满足微生物对土壤氮和其它养分的需求，而不需要再另外增加施氮量以满足微生物对氮的需求。

4　结论

（1）相同施氮量下，有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥能明显提高土壤细菌、真菌、放线菌数量及土壤转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性，单施有机肥在增加土壤微生物数量和提高土壤酶活性方面的总体效果优于长期单施化肥。长期不施肥会导致土壤微生物数量和酶活性的显著降低。

（2）有机肥与化肥配施下增加施氮量对土壤微生物数量和酶活性的提高作用不明显，土壤酶活性与作物不同生育期根部土壤微生物数量间存在显著正相关关系，在实际农业生产中通过施肥增加土壤微生物数量对提高土壤酶活性具有积极作用，若采取有机肥和化肥配施则施氮量不宜偏高。

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Effects of Different Long-term Fertilization Models on Culturable Microbial Quantity and Enzyme Activities of Lime Concretion Black Soil

ZHANG Xiangqian1，2， CHEN Huan1，2， QIAO Yuqiang1，2， CAO Chengfu1，2*，DU Shizhou1，2， LI Wei1，2， ZHAO Zhu1，2
1. Crops Research Institute， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031， China；
2. Anhui Provincial Key Laboratory of Crops Quality Improvement， Hefei 230031， China

Based on long-term located fertilization experiment （year 1981—） in lime concretion black soil area， we studied the effects of without fertilizer application CK， long-term application of single chemical fertilizer NPK， long-term application of single organic fertilizer M， long-term mixed application of organic and chemical fertilizer MNPK （with the same amount of nitrogen） and HMNPK （with the larger amount of nitrogen） on culturable microbial quantity and enzyme activities in soil， in order to reveal the response mechanism of soil microbial quantity and enzyme activities to different fertilization models， and to provide scientific basis and theoretical help for improving lime concretion black soil fertility and quality. The quantity of bacteria， fungi， actinomycetes and Azotobacter of CK was lower than that of other fertilization treatments， and the quantity of bacteria， actinomycetes and Azotobacter of M was significantly higher than that of NPK at middle of filling stage， while the difference in the quantity of fungi between M and NPK was insignificant. The quantity of bacteria， fungi and actinomycetes of MNPK and HMNPK was higher than that of NPK and M， compared to NPK and M， MNPK increased the quantity of bacteria， fungi and actinomycetes by 47.0%， 21.1%， 32.1% and 23.2%，11.7%， 20.2%， respectively. The difference in the quantity of bacteria， fungi and actinomycetes between MNPK and HMNPK was insignificant at middle of filling stage， while the quantity of Azotobacter of MNPK was higher than that of HMNPK. The activities of invertase， dehydrogenase， acidic and neutral phosphatase and protease of M were higher than that of NPK at middle of filling stage，and increased by 20.9%， 22.1%， 17.7%， 18.4%， 10.0%， respectively. When compared to long-term application of single chemical fertilizer and organic fertilizer， the treatment of long-term mixed application of organic and chemical fertilizer obviously increased the activities of soil invertase， dehydrogenase， acidic and neutral phosphatase and protease. The dehydrogenase activity of HMNPK was higher than that of MNPK， while the activities of invertase， acidic and neutral phosphatase， protease between HMNPK and MNPK was insignificant. The activities of invertase， dehydrogenase， acidic and neutral phosphatase， protease were significantly positively correlated to the quantity of bacteria， fungi， actinomycetes， and insignificantly positively correlated to Azotobacter. The findings showed that long-term mixed application of organic and chemical fertilizer was the most conducive way to improving microbial quantity and enzymes activities in lime concretion black soil， and followed by application of single organic fertilizer， to increase N application rate had no obvious effect on improving soil microbial quantity and enzymes activities under the condition of mixed application of organic and chemical fertilizer， and even to decrease the number of Azotobacter.

long-term fertilization； microbial quantity； lime concretion black soil； enzyme activities

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.08.005

S154.3； X173

A

1674-5906（2016）08-1283-08

国家自然科学基金项目（31401328）；国家重点研发计划（2016YFD0300408）；国家科技支撑计划（2013BAD07B08）；中国气象局气候变化专项（CCSF201616）

张向前（1984年生），男，助理研究员，博士，主要从事小麦栽培研究。E-mail: xiangqian111@163.com

曹承富，主要从事小麦栽培研究。E-mail: caocfu@126.com

2016-06-24

引用格式：张向前， 陈欢， 乔玉强， 曹承富， 杜世州， 李玮， 赵竹. 长期不同施肥模式对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响［J］. 生态环境学报， 2016， 25（8）: 1283-1290.