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土壤微生物是土壤中最活跃的部分,土壤微生物和酶是土壤中物质循环和能量传递的动力。土壤微生物对外界条件很敏感,生产中的不同措施都会对土壤微生物和酶产生影响。以中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验为研究平台,研究了不同农艺措施对土壤微生物和酶的影响。1、长期定位试验始于1985年,设置3种生态系统3个处理：休闲裸地(Bare Land, BL)；草地(Glass Land,GL)；农田生态系统选择不施肥轮作系统(Zero Fertilizer,ZF)。作物种植方式为大豆-玉米-小麦轮作,每年1季。研究不同生态系统下的土壤微生物和酶活性的变化。结果表明,草地系统的细菌丰富度(S为26)和微生物功能多样性高于农田和裸地。草地脲酶、转化酶和磷酸酶活性都显著高于农田系统,而且4月酶活性要高于7月。说明自然植被恢复是提高农田土壤生产力的有效途径。农田系统指标与裸地系统相似,说明长期无任何物质投入的农田土壤环境逐渐恶化,土壤肥力逐渐下降。2、试验从1990年开始,种植制度采用小麦-玉米-大豆轮作。设有6个施肥处理,2010年种植大豆。在不施肥、单施化肥和化肥配施有机肥3种施肥方式下,对土壤微生物和酶活性进行了研究。结果表明,化肥与有机肥配施有利于维持细菌多样性(S为17),单施化肥则使细菌多样性减少。化肥配施有机肥不仪提高了土壤微生物对碳源的利用能力、功能多样性,而且显著提高了土壤酶的活性。所以化肥与有机肥配施会提高土壤的微生态环境和土壤肥力。3、试验始于1991年,设3个处理：大豆连作(S…SS)；大豆轮作(麦-米-豆,W-C-S)；休闲(Fallow):为自然撂荒地。对大豆连作轮作系统中的微生物和酶活性进行研究。结果表明,休闲处理下好气性自生固氮菌数量(21964个/g干土)和好气性纤维素分解菌(94315个/g干土)最多；轮作处理下氨氧化细菌最多；反硝化细菌在3中处理中比较接近,连作处理最高,说明长期连作处理下的土壤中反硝化作用增强。长期轮作处理下的土壤酶活性均高于连作,说明长期连作降低了土壤酶活性。总之,大豆长期连作会降低土壤生物活性,而且反硝化作用会加强,而轮作有助于维持土壤生物活性和酶活性。