土壤微生物量碳(Soil Microbial Biomass Carbon, SMB-C)是指土壤中活体微生物(包括细菌、真菌、放线菌、原生动物等)体内所含的碳素总量。它是土壤有机碳库中活性z强、z易变化的组分，是土壤养分循环(尤其是碳、氮、磷、硫)的“引擎”，也是评价土壤质量和健康状况的关键敏感指标。

　　测定SMB-C的主要方法有氯仿熏蒸法(z经典和广泛使用)、底物诱导呼吸法、ATP法和磷脂脂肪酸法等。其中，氯仿熏蒸-浸提法(Chloroform Fumigation-Extraction, CFE)是国际上z通用的标准方法。

　　一、 氯仿熏蒸-浸提法 (Chloroform Fumigation-Extraction, CFE)

　　这是由Vance, Brookes和Jenkinson(1987)完善的标准方法，基于熏蒸杀死微生物，使其细胞破裂，细胞内的碳被释放到浸提液中。

　　原理

　　用氯仿(CHCl₃)蒸汽熏蒸土壤样品，杀死并裂解微生物细胞。

　　用无机盐溶液(通常为0.5 M K₂SO₄)浸提熏蒸和未熏蒸的两组土壤。

　　测定两组浸提液中的有机碳含量。

　　熏蒸土壤浸提的碳(EC)比未熏蒸土壤浸提的碳多出的部分，被认为是微生物体被释放出来的碳。

　　由于并非所有微生物碳都被完全提取，需要乘以一个转换系数(kC)，通常取0.45。

　　详细步骤

　　样品准备:

　　采集新鲜土壤，过2mm筛，调节含水量至田间持水量的50%左右，于25°C预培养3-7天，以稳定微生物活性。

　　将土壤分成两份：一份用于熏蒸(Fumigated)，另一份作为对照(Unfumigated)。

　　氯仿熏蒸:

　　将一份土壤放入真空干燥器中。

　　加入液态氯仿，使干燥器内充满氯仿蒸汽(通常在真空条件下加入，然后恢复常压)。

　　在25°C黑暗条件下熏蒸24小时。

　　去除氯仿:

　　打开干燥器，在真空条件下反复抽气(用抽气泵连接装有活性炭的吸收瓶以吸收氯仿蒸汽)，持续数小时至数天，直至土壤中无氯仿残留气味。此步骤至关重要，残留氯仿会抑制后续浸提。

　　浸提:

　　取等量的熏蒸土壤和未熏蒸土壤(通常10-20g干重当量)。

　　加入一定体积的0.5 M K₂SO₄溶液(土液比通常为1:4或1:5)。

　　在振荡器上振荡30分钟。

　　离心或过滤，收集上清液(浸提液)。

　　有机碳测定:

　　用总有机碳分析仪(TOC Analyzer) 测定两份浸提液中的有机碳浓度。

　　(传统方法可用湿化学氧化法，但精度和效率低，已少用)。

　　计算:

　　根据测得的碳浓度、土样重量、含水量等，计算EC和CC，代入公式求得SMB-C。

　　优点

　　原理清晰，操作相对简单，成本较低。

　　是国际公认的标准化方法，结果可比性强。

　　适用于大多数土壤类型。

　　缺点与注意事项

　　kC系数的不确定性: 0.45是经验值，可能因土壤类型、微生物群落组成而异(一般在0.38-0.54之间)。

　　氯仿去除不完全: 残留氯仿会杀死新繁殖的微生物或抑制酶活性，影响结果。

　　浸提效率: 并非所有释放的碳都被K₂SO₄完全浸提。

　　时间敏感: 熏蒸时间必须严格控制(24h)。

　　安全: 氯仿有毒、致癌，操作必须在通风橱中进行，做好个人防护。

　　二、 其他测定方法

　　底物诱导呼吸法 (Substrate-Induced Respiration, SIR)

　　原理: 向土壤中加入过量葡萄糖等底物，测量微生物呼吸速率的急剧增加(诱导呼吸)，该速率与微生物量成正比。

　　优点: 快速(几小时内完成)，反映微生物活性。

　　缺点: 需要校准，不同微生物对底物的响应不同，结果受土壤理化性质影响大。

　　ATP法 (Adenosine Triphosphate)

　　原理: ATP是所有活细胞的能量货币。提取土壤中的ATP，用荧光素-荧光素酶生物发光法测定其含量，换算成微生物量碳(转换系数约需校准)。

　　优点: 专一性高，只反映活体生物量，灵敏度高。

　　缺点: ATP提取不完全，成本高(试剂昂贵)，ATP周转快，结果波动大。

　　磷脂脂肪酸分析法 (Phospholipid Fatty Acid Analysis, PLFA)

　　原理: 磷脂是活细胞膜的主要成分，死亡后迅速降解。提取土壤磷脂脂肪酸，通过GC-MS分析其谱图。总PLFA含量可估算微生物量碳，特定PLFA可指示微生物群落结构。

　　优点: 既能定量微生物量，又能定性分析群落组成。

　　缺点: 成本极高，操作复杂，需要专业设备和人员，定量时仍需转换系数。

　　三、 影响SMB-C的因素

　　土壤有机质: 是微生物的主要碳源，通常SMB-C与有机碳含量正相关。

　　土壤质地: 粘粒和粉粒能保护有机质和微生物，粘质土的SMB-C通常高于砂质土。

　　土壤pH: 多数微生物适宜中性环境，pH过低或过高会抑制微生物活性。

　　水分和通气: 适宜的水分和氧气是微生物活动的必要条件。

　　温度: 影响微生物代谢速率。

　　耕作和施肥: 免耕、施用有机肥通常能增加SMB-C;过度耕作和化肥滥用可能降低SMB-C。

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