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以长期定位试验为研究平台，研究长期不同施肥条件下土壤生物/微生物性质变化历来是各国科学家的关注焦点，因为(1)长期定位试验可以比较准确地表征各种性质随时间的变异情况；(2)土壤生物/微生物性质可以比较敏感地反应管理模式导致的土壤质量变化。本研究以中国科学院封丘农业生态国家实验站的平衡施肥长期定位试验为研究平台，通过监测试验18年后玉米生长季土壤微生物活性动态，研究长期不同施肥方式对微生物活性的影响，结合土壤基本性质和作物性状，分析不同施肥模式下引起土壤微生物活性差异的主要驱动因素；并以土壤微生物活性和土壤基本性质为评价指标综合评价了不同施肥条件下的土壤质量水平；同时通过室内培养实验探讨了干湿交替对不同施肥土壤微生物活性及其稳定性的影响，用于模拟自然条件下土壤微生物活性动态变化，并借以评价长期不同施肥条件下土壤的抗干湿变化能力。其施肥处理包括：1)有机肥(OM)、2)一半化肥和一半有机肥(1/2OM)、3)氮磷钾肥(NPK)、4)氮磷肥(NP)、5)磷钾肥(PK)、6)氮钾肥(NK)、7)不施肥，即对照(CK)7个处理。本文主要研究结论如下：
1、经过18年连续定位施肥处理后，土壤基本性质和玉米产量在处理间差异主要表现为：施用有机肥(OM和1/2OM)的土壤有机碳、全氮含量、微生物活性、作物生物量及其养分吸收量均显著高于其它处理，但增加量并不与有机肥用量呈一定比例，而NPK平衡处理又高于缺素和不施肥处理；同样通过相关分析，结果表明整个玉米生长期土壤微生物活性均值与玉米生物量以及养分吸收量均具有较高的正相关性；
2、土壤微生物活性在处理间差异与土壤有机碳在处理间的差异非常一致，表明不同施肥模式下的土壤有机碳含量变化可能是引起土壤微生物活性变化的主要因素；
3、通过分析不同土壤性质间的相关性得到：如果5个玉米生育期分别考虑，土壤性质间几乎均呈显著或极显著相关；如果将5个生育期混合一起综合考虑，则土壤性质间的相关性呈减弱趋势；如果将7个施肥模式处理分别考虑，土壤性质间几乎没有任何相关性，表明处理的加入削弱了土壤性质间的相关性；这可能是由于不同施肥处理间存在微生物群落结构组成或种群多样性的差异所致；
4、通过主成分法对长期不同施肥土壤质量进行评价，结果表明15个土壤性质指标所表征的土壤质量水平最终可以用两个主成分来综合表征土壤质量，其中有机碳、全氮、碱解氮、pH值、微生物生物量碳、微生物生物量氮、脲酶、转化酶、FDA酶和脱氢酶活性等10个土壤性质在第一主成分(PC1)上有较高因子负荷；全磷、全钾、速效氮和速效磷在第二主成分(PC2)上有较高的因子负荷。同时各施肥土壤质量水平在主成分1上的分异程度大于主成分2。根据2个主成分的综合得分结果显示，长期OM和1/20M处理土壤质量水平最高，NPK、NP、PK处理次之，NK和CK处理最低；
5、经历18年不同施肥历史后的土壤性质对短期(36天)干湿交替的响应研究结果显示，相比土壤化学性质，土壤微生物活性对施肥历史和近期干湿交替处理的响应更为敏感；并且随着干湿交替次数的增加，经过18年不同施肥历史后的土壤微生物生物量碳和脱氢酶活性均表现为增加，而土壤呼吸强度和脲酶活性则相反，同时土壤脲酶活性和微生物生物量碳含量的影响因素也随之发生演变，其趋势依次表现为为可溶性有机碳-铵态氮-硝态氮；根据土壤微生物活性在干湿交替下的变异情况进行的系统聚类分析表明，长期不同施肥土壤对干湿交替的响应情况可以分为4类，第一类为1/20M和OM处理土壤，抗干湿变化能力最强；第二类为NP、PK和NPK处理土壤，具有中等抗干湿变化能力；第三类为NK处理土壤，抗干湿变化能力较弱；第四类为CK处理土壤，抗干湿变化能力最弱。