一、有機(jī)肥對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

土壤微生物是維持土壤生物功能的基礎(chǔ),土壤微生物是各種土壤酶的主要來源,土壤酶控制調(diào)節(jié)著各種土壤的反應(yīng)過程。土壤微生物碳、氮、磷分別與土壤有機(jī)碳、土壤全氮、速效磷存在顯著正相關(guān)關(guān)系,可以作為指示肥力的重要指標(biāo),因而土壤微生物量是土壤生物重要指標(biāo)之一。

有機(jī)肥輸入對(duì)土壤微生物活力的影響遠(yuǎn)高于化肥,與傳統(tǒng)施化肥處理相比,施用有機(jī)肥后,土壤有機(jī)碳含量上升,微生物碳(C)量顯著增加,種植春小麥提高292%,種植甜菜提高285%。定期施用有機(jī)肥不但可為土壤增加新的微生物量,還可通過生物降解,變成易分解的有機(jī)質(zhì),作為微生物的反應(yīng)底物,提高微生物活力、營養(yǎng)循環(huán)的背景值、微生物多樣性等,提高養(yǎng)分的有效性和保水能力,改善土壤物理性狀、刺激土壤微生物群落和活性,最終提高土壤微生物碳、氮并提升土壤的營養(yǎng)供應(yīng)能力。

二、有機(jī)肥對(duì)土壤代謝熵的影響

代謝熵表征土壤微生物的活力，通常用來評(píng)估土壤群落的生理等級(jí)。施肥對(duì)土壤代謝熵的影響，目前主要有以下觀點(diǎn)：①脅迫論。施用化肥后，土壤中低微生物生物量熵值與高代謝熵值總是相伴出現(xiàn)，說明在施用化肥的土壤中、微生物群落受到脅迫。可能是由于施用化肥后，土壤中有機(jī)質(zhì)含量低，生長期內(nèi)營養(yǎng)元素的礦化量較少，對(duì)微生物有效的營養(yǎng)物質(zhì)會(huì)相應(yīng)更少，植物和微生物之間的營養(yǎng)競爭被放大。另外，化肥中的氮量通常偏高，導(dǎo)致土壤營養(yǎng)不平衡。②多樣性論。在施用有機(jī)肥的土壤中，隨著生物多樣性的提高，土壤微生物在較低的能量消耗下將生物殘骸中的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化到微生物體內(nèi)，形成更高的微生物量。在生物多樣性和代謝熵之間存在較好的負(fù)相關(guān)性，土壤微生物的代謝熵隨著多樣性的上升而下降，生物動(dòng)力耕種處理多樣性指數(shù)最高，其代謝熵最低，可見土壤的高生物多樣性水平會(huì)影響營養(yǎng)循環(huán)中的能量利用效率。另外，傳統(tǒng)施有機(jī)肥處理對(duì)比傳統(tǒng)施化肥處理而言，在多樣性指數(shù)接近時(shí)，代謝熵也略低，可見有機(jī)肥處理可有效優(yōu)化土壤微生物的生存環(huán)境。

三、施用有機(jī)肥對(duì)土壤酶的影響

土壤酶是代謝組學(xué)中表征土壤活性最常見、最直觀的指標(biāo)，是反映土壤質(zhì)量的生物指標(biāo)，土壤酶活力是土壤生物群落對(duì)于代謝需求和營養(yǎng)有效性的直觀表達(dá)，它能夠評(píng)估大尺度的土壤生物功能，可以對(duì)土壤營養(yǎng)循環(huán)的速率和土壤微生物多樣性做出指示。

磷酸酶：由于植物只能吸收利用無機(jī)態(tài)磷，土壤中的有機(jī)磷必須經(jīng)由植物根系、真菌和土壤微生物釋放的磷酸酶，水解后才能為植物所利用。植物根系是酸性磷酸酶的主要生產(chǎn)者，堿性磷酸酶則主要由土壤細(xì)菌、真菌和動(dòng)物產(chǎn)生，由于微生物的生物量巨大、新陳代謝活力強(qiáng)、生命周期短，它們能夠釋放出大量的胞外磷酸酶，施用無機(jī)肥通常會(huì)導(dǎo)致土壤酸化，低pH對(duì)堿性磷酸酶活性有抑制作用。有機(jī)肥的施用會(huì)提高土壤的酸堿緩沖性，使pH趨于中性，空白土壤中的堿性磷酸酶活性始終高于化肥處理，化肥磷對(duì)堿性磷酸酶存在抑制作用，施用化肥磷引起土壤酸化，使得土壤pH更適合酸性磷酸酶的存在。而通常施用有機(jī)肥可使土壤pH上升，因此施用有機(jī)肥后，堿性磷酸酶的活力增強(qiáng)。

脫氫酶：脫氫酶只存在于活性細(xì)胞內(nèi)，并和微生物呼吸相關(guān)聯(lián)，可反映土壤微生物群落的氧化能力，是指示土壤微生物活性的一項(xiàng)良好指標(biāo)。脫氫酶活性和微生物量與添加的營養(yǎng)種類、用量呈正相關(guān)。施用有機(jī)肥能夠改變作物根際土壤生物學(xué)特性，提高土壤中脲酶、蛋白酶、纖維素酶活性，提高根系活力、光合速率，促進(jìn)葉片氮代謝和作物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，達(dá)到提高產(chǎn)量的目的，可能是因?yàn)槲⑸锸艿酱碳?，生物量上升，釋放出的?xì)胞外酶增多，隨著土壤理化性質(zhì)的改變，土壤環(huán)境質(zhì)量得以改善，適宜微生物的生長。