[发明专利]一种测定土壤微生物生物量氮的方法

说明书

本发明提供了一种测定土壤微生物生物量氮的方法，包括：1)将待测土壤样品进行微波处理，得到微波处理后的土壤样品；2)分别测定微波处理后的土壤样品与未进行微波处理的土壤样品的全氮含量；3)根据公式计算待测土壤样品的微生物生物量氮。本发明提出了一种新的替代氯仿熏蒸的新方法，即改用微波的方法杀死土壤样品中的微生物，此方法既能杀死微生物，又能避免在操作过程中有吸入毒气的可能性，同时不需要试验中一直维持容器气密性，其最大的改进就是可以大大提高试验效率，处理时间较短，由24h缩短到3min。

技术领域

本发明属于生态氮循环领域，具体涉及一种测定土壤微生物生物量氮的方法及装置。

背景技术

土壤微生物生物量氮(MBN)是土壤氮素的一个重要储备库，它的活性及其消长被认为是土壤氮素内循环的本质性内容，与土壤中各种形态的氮均有密切关系，而且有越来越多的研究用土壤微生物生物量氮来评价栽培管理、耕作制度、施肥等农业措施对土壤的影响。与土壤微生物生物量碳相似，它也是土壤有机氮中最为活跃的组分，不同土壤类型及生态环境下微生物生物量氮的变异很大，总趋势是草地大于耕地大于林地，土壤微生物氮含量与土壤水解性氮含量相近，且与微生物生物量碳呈高度正相关，占土壤全氮的2％-6％。土壤微生物生物量氮在土壤中的数量并不是很大，但是植物和土壤动物等生物通过微生物转化的氮远远大于应用于土壤的氮，也大于植物带走的氮，表明土壤微生物生物量是土壤养分的源与库，它比植物残体氮周转速度要快上10倍。有人认为当微生物生物量氮周转速率低于1年时，矿化的无机氮量即可满足植物生长的需要，土壤微生物生物量氮的矿化率较高，在土壤中很快发生矿化作用而释放出有效氮。土壤易矿化氮主要来自土壤微生物对氮的释放，土壤微生物生物量氮含量是土壤微生物对氮矿化与固定作用的平衡后的综合反应，因此所有能影响这两个过程的因素都会影响土壤微生物生物量氮的含量。

上个世纪70年代以前，土壤微生物生物量的测定多采用平板计数法测得微生物单体个数，再根据数量计算土壤微生物生物量碳，该方法过程繁琐不利于常规操作分析。而后提出了基质诱导法，通过在土壤中加入易矿化的碳源，以诱导产生的微生物呼吸作用的大小估测土壤微生物量。1976年首次提出了氯仿熏蒸通气培养法，即在封闭的空间利用氯仿蒸汽杀灭微生物，并接种新的土壤，培养微生物使之释放二氧化碳，测量一定时间内熏蒸土壤与未熏蒸土壤中微生物释放的二氧化碳量来估算土壤中微生物的生物量碳，并随之提出根据熏蒸和未熏蒸土壤培养结束后浸提的矿质氮之差以及生物体氮矿化率来计算土壤微生物生物量氮的方法。但是熏蒸培养期间释放的矿质氮可被微生物利用的同时，也可能发生反硝化和挥发等过程，导致氮的流失而对测量结果产生影响。因此于1987年在此法的基础上又提出了氯仿熏蒸直接提取法，熏蒸方法不变，在熏蒸后用0.5M K₂SO₄溶液直接提取熏蒸与未熏蒸土壤中的可溶性有机碳和可溶性总氮，其差值即为土壤微生物生物量碳和氮的值。此后又有人提出氯仿熏蒸淹水培养法，此法与熏蒸通气培养法相似，只是在后期加入新鲜土壤再培养时应用了淹水处理，这种方式的水封条件易控制，又无氨挥发的损失，比通气培养法更加优越，在土壤易分解有机物少或微生物生物量氮含量低时，选用这种方法测定所得到的结果误差小。1989年氯仿熏蒸紫外比色法被提出，用260nm紫外光下测定的吸光度的增量来反应土壤微生物量的大小，9年后有人对此法进行了改进，将260nm紫外光照射的条件改为280nm，即用熏蒸和未熏蒸土壤浸提液的紫外吸光度的差值来衡量微生物生物量碳和氮，这种方法操作简便、快速，具有可重复性，测定结果与传统方法相关度很高。