微生物量氮比植物残体氮周转速率快10倍。在草原土壤中，微生物量库的氮素年通过量比其他库的通过量大得多。Joergensen等认为，当微生物生物量氮周转率低于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态氮。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素矿化与固持作用的反映。因此，凡是影响土壤氮素矿化与固持过程的因素都会影响土壤微生物生物量氮的含量。土壤微生物生物量氮含量多少决定于土壤中微生物的数量，同时与土壤全氮、土壤碱解氮含量成极显著的正相关关系。

土壤微生物生物量氮对环境条件亦非常敏感，施肥、耕作、栽培等技术措施都会影响土壤微生物生物量氮的数量。土壤氮素主要集中在耕层，其中93%～97%以有机氮的形式存在。在作物生长季节，约1%～3 %的土壤有机氮被矿化，释放出无机氮，供作物利用。

土壤微生物生物量氮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。

土壤微生物生物量氮占土壤全氮的2%～6%。与微生物生物量碳相似，不同土壤类型及生态环境下微生物生物量氮的变异很大，草地为40～496kg/hm²(平均225kg/hm²)，耕地40～385kg/hm²(平均195kg/hm²)，林地130～216kg/hm²(平均170kg/hm²)，总的趋势是草地大于耕地大于林地。土壤微生物生物量氮在土壤中的绝对数量不大，但生物通过微生物转化的氮素远大于施入土壤中的氮素，也大于植物带走的氮素，表明土壤微生物生物量是土壤养分的源与库。

国外许多学者对土壤微生物生物量的侧定方法进行了比较系统的研究，但由于土壤微生物的多样性和复杂性，还没有发现一种简单、快速、准确、适应性广的方法。目前广泛应用的方法包括：氯仿熏蒸培养法(FI)、氯仿薰蒸浸提法(FE)、基质诱导呼吸(SIR)、精氨酸诱导氨化法和三磷胶腺苷(ATP)法。每种方法都有其优点、缺点和适用范围及条件一般根据实验室的仪器设备和条件，以及研究的目的，选择测定土壤微生物生物量的方法。正如有些人指出的那样：最好同时采用两种以上的方法，以便验证测定结果的正确性。

采样与样品预处理

土壤样品的采集方法和要求与测定其它土镶性质时没有本质区别。采集到的新鲜土壤样品立即去除植物残体、根系和可见的土壤动物(如蚯蚓)等，然后迅速过筛(2mm～3mm),或放在低温下保存。如果土壤太湿无法过筛，进行晾干时必须经常翻动土壤，避免局部风干导致微生物死亡。过筛的土壤样品调节到40%左右的田间持水量在室温下放在密闭的装置中预培养1周，密闭容器中要放入两个适中的烧杯，分别加入水和稀NaOH溶液，以保持其湿度和吸收释放的CO₂。预培养后的土壤最好立即分析，也可放在低温下保存。

氯仿薰蒸培养法（FI）

1、方法原理

该方法是基于以下5个假设：

①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；

②熏蒸热灭菌处理很完全；

③没有熏蒸灭菌的土壤，在培养期间微生物死亡极少，可以忽略不计；

④被熏蒸杀死的微生物，在培养期间被分解的比例。所有土壤都一样，即所有的土壤可以用一个共同的转换系数Kc值；

⑤熏蒸灭菌处理对土壤物理和化学性质没有任何形响。

实际上，完全符合这5个假设是不可能的。目前所用的方法是基于土壤经氯仿薰蒸处理后，再进行培养时，有大量的CO₂释放出来。所释放CO₂是来源于被氯仿薰蒸杀死的微生物。以不薰蒸土壤在培养期间所释放的CO2做为空白，根据二者之间的差值来什算土壤微生物生物呈碳。该方法最大的困难是空白的选择，目前还没有统一的看法。该方法不适用于pH <4.5的酸性土壤，也不能用于含有大量易分解有机物的土壤，用于渍水土壤和石灰性土壤时也要慎重。

2、仪器及设备

培养箱；真空干燥器；真空泵；往复式振荡机(速率200次每min)；1L广口玻瑞瓶。

3、试剂

（1）氢氧化钠溶液[c(NaOH)=1mol·L-1]：称取40.0g氢氧化钠(NaOH，分析纯)溶于去离子水中稀释至1L；

（2）盐酸标准溶液[c(HCI)=0.05 mol·L-1]：量取约4.2mL的盐酸(HCI.p=1.19g·mL-1，分析纯)，放入1000mL容量瓶中，用去离子水定容。用Na₂CO₃标定其准确浓度；

（3）氯化钡溶液[c(BaCl₂)=1mol·L-1]：称取244.28g氯化钡(BaCl₂·2H2O，分析纯)溶于去离子水中，稀释至1L；

（4）酚酞指示剂：0.5g酚酞溶于50mL95环乙醇中，再加50mL去离子水，滴加氢氧化钠溶液[[c(NaoH)=0.01mol·L-1]至指示剂呈极淡的红色；

（5）氯化钾溶液[c(KCl)=2mol·L-1]：称取149.0g氯化钾(KCI，分析纯)溶于去离子水中稀释至1L；

（6）无乙醇氯仿(CHCl₃)：市售的氯仿都含有乙醇(作为稳定剂)，使用前必须除去乙醇。

方法为:量取500 mL氯仿于1000mL分液漏斗中，加入50mL硫酸溶液[ψ (H₂SO4)=5%]，充分摇匀，弃除下层硫酸溶液，如此进行3次。再加入50mL去离子水，同上摇匀，弃去上部的水分，如此进行5次。将下层的氯仿转移到蒸油瓶中，在62℃的水浴中蒸馏，馏出液存放在棕色瓶中，并加入约20g无水K₂CO₃，在冰箱的冷藏室中保存备用。

4、操作步骤

（1）薰蒸 称取相当于25.0g烘干土重的湿润土壤3份，分别故在约100mL的玻瑞瓶中，一起放入同一干燥器中，干燥器底部放置几张用水湿润的滤纸，同时分别放入一个装有50mL NaOH溶液和一个装有约50mL无乙醇氯仿的小烧杯(同时加入少量抗暴沸的物质)，用少量凡士林密封干燥器，用真空泵抽气至氯仿沸腾并保持至少2min。关闭干燥器的阀门，在250C的黑暗条件下放124h。打开阀门，如果没有空气流动的声音。表示干燥器漏气，应重新称样进行薰蒸处理。当干燥器不漏气时，取出装有水和氯仿的玻瑞瓶，氯仿倒回瓶中可重复使用。擦尽干燥器底部，用真空泵反复抽气，直到土壤闻不到氯仿气味为止。同时称同样量的土壤3份，不进行薰蒸处理，放入另一个真空干燥器中，作为对照。

（2）培养 向每份薰蒸处理的土壤加入10mg未薰蒸的新鲜土壤，混合均匀。调节土壤含水量到田间持水量的55%左右，放入约lL的广口瓶中（每瓶放入一个土样)，同时放入一个装有5mL NaOH溶液和一个盛有20mL去离子水的玻璃瓶，密封广口瓶。在250C的黑暗条件下培养10d。不加新鲜土壤，将对照土壤作同上处理，再做3个不加任何土壤的空白对照。

（3）测定CO²培养结束后，取出装有NaOH溶液的玻璃瓶，立即全部转移到100mL的容量瓶，定容。准确吸取10mL于150mL三角瓶中，加入10 mL去离子水和1mL BaCl₂溶液，再加入2滴酚酞指示剂，用盐酸标准溶液(试剂2)滴定至终点。

（4）微生物量氮的浸提与测定培养结束后，将薰蒸和未熏蒸的土样分别全部转移250mL三角瓶中，立即加入100mL KCI溶液(试剂5)，在往复式振荡机上浸提30min(液土比为4∶1),滤液立即测定或放在低温下存放。滤液中的NH₄ 和NO₃^-分别用靛酚兰比色法和代氏合金还原蒸馏法测定。

5、结果计算

（1）CO₂-C的释放量(Fc)

ω(C)=(V1一V2)×c×M×1000×ts/m

式中: ω(C)——CO2-C的释放量 (Fc)质量分数mg · kg^-1；

V1——土样处理滴定时所消耗的盐酸体积，mL；

V2——无土空白对照滴定时所消耗的盐酸体积，mL；

c——盐酸标准溶液的浓度, mol·L-1;

M——碳的毫摩尔质量 M(C)=12mg/mmol；

1000——转换为kg的系数；

ts——分取倍数；

m——土壤样品的烘干质量，g。

（2）微生物生物量氮(Bm)的计算:

ω(N)=FN/KN

式中: ω(N)——微生物量氮(BN)质量分数，mg· kg-1;

FN=[ (薰蒸土样中NO₃^--N NH₄ -N)一(未薰蒸土样中NO₃^--N NH₄ -N)],mg·kg^-1；

KN为培养期间被杀死的微生物量中的氮转化为NH₄ -N和NO₃^--N的比例，一般为0.57 。

1、用边续流动分析仪测定二十几种有机态氮的回收率平均达94%，所测土壤浸提液全氮量与凯氏定氮法呈显著相关，进而证实，改进后的微生态N测试方法更加快速、可靠。2、长期施用有机肥和氮肥显著增加了土壤微生物态氮的数量；盆栽条件下，播前土壤微生物态氮和易矿化有机态氮含量与小麦生物量和吸氮量呈显著正相关关系。3、(15)N盆栽和培养试验验证了起爆效应，并阐明微生物态氮和粘粒矿物固定态氮在土壤肥料氮素交互作用中的作用机理。4、(15)N田间试验表明确 ，长期施用氮肥和秸杆还田，有利于提高氮肥利用率；秸杆还并田并配施硝化抑制剂，有利于所施氮肥在一定时期内以微生物态氮和粘粒矿物固定态氮的形式保存在土壤中，并对植物生长有效。

荒漠生态系统的生物生产量并不太低。生产者为绿色植物。如中国的小半灌木荒漠植被，生长量鲜重平均为0.7～1.2吨/公顷·年，矮半乔木荒漠植被为0.8吨/公顷·年，灌木荒漠植被和垫形小半灌木荒漠植被也达到0.4吨/公顷·年。又如，苏联卡拉库姆梭梭柴群落活体生长量比枯死物量高，达鲜重每公顷60千克。所以荒漠生态系统中生物群落的生物量是在不断积累的。