近些年来,随着工业化的推进,工、农、交通等产业对化石燃料消耗量的需求急剧增加,农业技术日渐革新,化肥、农药等在农田土壤上的投入量越来越大,人类排放活性氮量不断地增大。我国东南部是世界三大氮沉降的集中区之一,逐渐向我国的西北部扩展。农田生态系统与大气的氮沉降之间有着密切的联系,直接影响着土壤的肥力和微生物活性。基于以上论述,本文以典型的西北部农田土—中科院长武试验站黄土旱塬农田土为研究对象,探讨了长期的氮、磷添加对土壤化学及生物学的特性。本文共选用了 6个氮、磷添加,其中氮添加为尿素,磷添加为过磷酸钠,分别是CK,N12,N24,P12,P24,N12P12(尿素+过磷酸钠),测定了土壤的基本化学性质、微生物量、土壤基础呼吸以及微生物多样性,通过探究不同的氮、磷添加对土壤基本化学性质和微生物多样性的影响,对土壤培肥提供一些自己的观点。以下为本文主要研究结论:1.在0～20cm的土层中,与氮、磷未添加相比,氮、磷添加处理均能够提高土壤中全碳的含量,提高范围在1%～8%,土壤全碳的含量在氮磷复合添加时(N12P12)效果最佳,单添加氮肥时比单添加磷肥时大。添加化肥均能够使土壤中的全氮含量增加,而单一氮添加时比单一磷添加时大,浓度水平较高的氮肥能促进土壤全氮的积累,浓度较低的磷肥对土壤全氮的积累高于浓度较高时。单添加无机磷肥时对土壤全碳、全氮的影响都不太明显。向土壤中投加磷素时,土壤中的全磷与有效磷都得到了提高,并且磷素浓度水平越高对两者促进的影响越明显。在供试土壤试验中,土壤pH随着施肥方式不同有显著的差异。随着添加化肥浓度水平的增大,土壤pH值会降低。2.黄土旱塬农田土壤中活性有机碳的量比较高,添加肥料都能够提高微生物生物量,土壤中添加氮、磷肥时,氮肥对微生物生物量碳和微生物生物量氮的作用比磷肥大,并且较高浓度水平的氮、磷添加的促进作用高于较低浓度水平的氮磷添加。添加氮、磷肥均对土壤硝态氮、铵态氮的含量产生影响,尤其是添加氮肥(N12、N24、N12P12)能够使土壤中硝态氮的含量得到明显的提高;土壤中添加化肥虽然能够提高土壤中的铵态氮含量,但是提高量不明显。与未添加化肥相比,对土壤硝态氮、铵态氮的影响强度为:N24>N12。氮、磷添加影响土壤微生物量磷的变化,磷肥明显提高微生物生物量磷,磷肥的投加量越大微生物生物量磷会变大;虽然向土壤中单添加无机氮肥也可以使土壤中的MBP增大,但这种增大的幅度并不明显,并且随着氮肥的投加量越大这种增大的幅度越小。3.氮、磷添加促进土壤基础呼吸,N12P12时效果最佳,磷肥对土壤基础呼吸的影响高于氮肥,并且氮、磷添加的施肥量越大基础呼吸越强。4.土壤pH与土壤中的碳、氮、磷及基础呼吸有相反的趋势。土壤全碳与全氮、MBC有显著的正相关关系,与MBN、基础呼吸的相关性系数较大;土壤全氮与MBC有显著的正相关关系,与MBN、硝态氮有极显著的正相关关系,即土壤中的碳素含量与氮素含量有着密切的联系。土壤全磷与速效磷、MBP有极显著的正相关关系。本实验中土壤有关磷素的各指标与土壤碳、氮的各指标或有负相关关系或者相关性系数极小,故相较于土壤碳、氮,土壤中的磷素具有一定的相对独立性。5.在相似水平为0.97的OUT上,土壤细菌的多样性及丰富度受氮、磷添加的影响有所不同,土壤细菌的多样性为:N24>CK=P24>P12>N12P12>N12,而丰富度情况却为:N24>P24>CK>N12P12>N12>P12。较低浓度的氮、磷添加会降低土壤细菌的多样性,较高浓度的氮、磷添加能够促进土壤细菌的丰富度。6.土壤6个样本组合的总样本共得到33个门,362个属。但每个水平上各优势菌的比例因氮、磷添加方式不同而发生变化。在门水平上,本次试验土壤的主要优势门为变形菌门、酸杆菌门及放线菌门;随着单添加氮肥浓度水平的升高变形菌门的比例增大,但随着单添加磷肥浓度水平的升高变形菌门的比例下降;随着单添加无机氮肥的浓度水平的升高变酸杆菌门的比例减小,但随着单添加无机磷肥的浓度水平升高酸杆菌门的比例也会增大;在放线菌门上,除了较高浓度水平的氮肥添加(N24)时,其他各化肥添加都会使放线菌门的比例减小。7.在属水平上,本次试验土壤的主要优势属为Subgrop-6-norank、芽草胞菌属、RB41-norank 及硝化细菌属。磷肥(P24、P12、N12P12)对 Subgrop-6-norank 所占的比例有着促进作用,并且浓度水平越大作用越明显;除了单添加较高浓度水平的磷肥(P24)时,其他各添加化肥都使RB41-norank所占的比例减小;单添加氮肥的浓度水平越大硝化细菌属所占的比例就越大,但单添加无机磷肥的浓度水平升高会使硝化细菌属所占的比例下降。