土壤检测之微生物生物量碳、氮、磷检测
2024-06-03 150
土壤微生物生物量（soil microbial biomass）是指体积小于5×103μm3活体微生物总量，但不包括活的植物体，如植物根系等。土壤微生物生物量虽然只占土壤有机质的3%左右，但在有机物质、氮、磷、硫等转化和循环过程中起着关键的作用，不仅是土壤有机质中最活跃的组分，而且可作为土壤养分的储存库，是植物生长吸收利用养分的重要来源，与单个微生物个体数量指标相比，更能反映微生物在土壤中的实际数量与作用潜力。据估计植物吸收N、P、S 的60%，47%和28%分别来自微生物生物量N、P和S。
01微生物生物量碳（MBC）
MBC指土壤中体积<5000μm3活的和死的微生物体内碳的总和，在土壤碳库中所占比例很小，一般只占土壤有机碳全量的1%～4%，但对土壤有效养分而言，它却是一个很大的库存。此外，它是土壤有机质中活性较高的部分，直接参与了土壤生物化学转化过程，能促进土壤养分的有效化，还作为生物指标，被国内外学者广泛地研究。
02微生物生物量氮（MBN）
MBN是指土壤中体积<5000μm3活的和死的生物体(不含活体植物根系)内氮的总和。它是土壤氮素的一个重要储备库，也是土壤有机氮中最为活跃的组分，在土壤氮循环与转化过程中起着重要的调节作用。同时，其含量是土壤微生物对氮素矿化与固持作用的反映，它是土壤中有机—无机态氮转化关键的环节之一。
03微生物生物量磷（MBP）
MBP指土壤中所有活体微生物中所含有的磷，主要成分是核酸、磷脂等易矿化有机磷及一部分无机磷，它在土壤中的含量很小，通常占微生物干物质重量的1.4%~4.7%，但它周转速度快，是植物有效磷的重要来源。土壤微生物在利用和转化土壤中磷的同时，通过自身的新陈代谢将固定的磷归还给土壤。微生物的转化能让不能被植物直接吸收和利用的有机磷化为可被吸收的无机磷。同时通过微生物，还可有效地减少土壤中无机磷的淋失和土壤对磷的固定，从而增强土壤磷的有效性。
土壤微生物生物量的测定
1、微生物生物量碳（MBC）检测
测定方法
微生物生物量碳的测定方法多样，主要包括直接测定法和间接测定法。
直接测定法：通过测量微生物细胞中所含的碳量来确定微生物量碳。具体方法包括元素分析法和化学试剂测定法。元素分析法是将微生物细胞经过高温燃烧，转化为无机碳，然后通过元素分析仪器测量其总碳含量。这种方法准确性高，但操作复杂。化学试剂测定法则利用化学反应原理，通过微生物细胞中的碳与特定试剂的反应来检测碳含量。
间接测定法：通过测定微生物活性过程中产生的代谢产物来间接估计微生物量碳。常用的方法包括二氧化碳释放法、细胞培养法和生物标记法。其中，二氧化碳释放法通过测量微生物在代谢过程中释放的二氧化碳量来估计微生物量碳；细胞培养法则利用培养基中的营养物质促进微生物生长，通过测量生长情况来间接测定微生物量碳；生物标记法则通过在培养基中加入标记化合物，跟踪测定其在微生物活性过程中的代谢和转化情况，最终得出微生物量碳的含量。
常用技术
熏蒸培养法：基于被杀死的微生物生物量中的碳较活体中的碳能更快地被分解的原理，通过氯仿熏蒸处理杀死微生物，然后培养过程中释放的CO₂量来估算微生物量碳。
熏蒸浸提法：利用不同的浸提剂，通过氧化滴定法来测定土壤浸提液中的有机C。这种方法可以同时测定微生物生物量C、N和P。
比色法：通过测定280nm紫外光下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量C。
2、微生物生物量氮（MBN）检测
测定方法
微生物生物量氮的测定方法主要包括氯仿熏蒸培养法、氯仿熏蒸浸提法、基质诱导呼吸法、精氨酸诱导氨化法和三磷腺苷（ATP）法等。这些方法各有优缺点，具体选择取决于实验室条件、研究目的和土壤性质。
氯仿熏蒸培养法：基于氯仿熏蒸杀死微生物后，培养过程中微生物体内氮素释放的原理，通过测定培养过程中氮素的释放量来估算微生物生物量氮。
氯仿熏蒸浸提法：与熏蒸培养法类似，但通过浸提剂提取土壤中的氮素，并测定其含量来估算微生物生物量氮。
注意事项
样品采集后应尽快处理，避免微生物活动影响测定结果。
熏蒸处理过程中应严格控制条件，确保熏蒸效果。
浸提剂的选择应根据土壤性质和研究目的来确定。
3、微生物生物量磷（MBP）检测
测定方法
微生物生物量磷的测定一般采用氯仿熏蒸-碳酸氢钠浸提、钼锑抗比色法。首先通过氯仿熏蒸处理杀死微生物并释放细胞内容物，然后用碳酸氢钠溶液浸提土壤中的磷素，并通过钼锑抗比色法测定磷含量。
操作步骤
土壤样本采集：根据实验目的采集土壤样本，并去除杂质。
氯仿熏蒸处理：将土壤样本置于真空干燥器中，加入氯仿进行熏蒸处理。
浸提：熏蒸后注入碳酸氢钠溶液进行浸提，并振荡离心得到浸提液。
比色测定：利用钼锑抗比色法测定浸提液中的磷含量。
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