长期肥料定位试验定向培育了不同的土壤肥力条件，对研究长期施肥对土壤环境变化以及作物功能具有重要的意义。当前人们关注的多为长期施肥条件下定性培育的土壤养分含量的变化，以及土壤属性的变化。在能源日渐紧缺的今天，现阶段黑土的自然供肥能力就变得尤为重要。本实验利用长期施肥条件下形成的不同肥力属性的黑土进行土壤养分耗竭试验(自然矿化和生物耗竭试验)，模拟土壤退化过程，研究土壤养分元素的变化情况，以期为防止黑土退化和高效施肥提供科学依据。　　 17年无肥处理黑土有机碳含量、全氮、全磷、速效磷含量均显著降低，黑土肥力降低；施氮处理(NP和NK处理)能缓解土壤有机碳、土壤全氮含量降低的趋势；NPK配施对于维持土壤肥力作用更为明显，NPK配施基础上增施磷肥和钾肥能使土壤有机质和全氮含量在一定水平上得以保持和提高。施磷处理能使黑土全磷在土壤中积累，速效磷含量相应提高，二者有极显著的相关关系(P＜0.01)。　　 长期不同肥料处理下形成的黑土，其结合态腐殖质含量整体高于游离态腐殖质，游离态腐殖质的HA/FA比接近与1，而结合态腐殖质的HA/FA比在1.6-2.1间浮动。长期不同肥料处理并未使黑土胡敏酸产生类型上的转变，所有胡敏酸类型均为P型。　　 生物耗竭试验土壤结合态胡敏酸与游离态胡敏酸有相同的变化趋势，△LogK值有：化肥+有机肥＞化肥＞无肥对照土壤；土壤游离态胡敏酸RF值有无肥对照＞化肥处理＞化肥+有机肥处理的趋势。胡敏酸△LogK值试验后均小于供试前土壤，RF值均大于供试前土壤，结合态重复Ⅲ中CK、NK、NP2K三种处理胡敏酸类型发生改变，由P型转变为B型，表明黑土胡敏酸随养分耗竭发生退化。自然矿化游离态胡敏酸类型CK处理、NK、PK、NPK处理均由培养前的P型变为B型，其他处理RF值比培养前增加86％-165％，游离态胡敏酸已经很大程度上发生退化。结合态胡敏酸类型均由框栽培养前的P型变为A型，老化程度更为明显。　　 生物耗竭阶段，施肥处理和无肥对照土壤有机碳含量有极显著差异(P＜0.01)，化学肥料处理间差异不显著。CK处理有机碳含量降低最多(9.11％)，其次为化肥+有机肥处理(8.16％)。自然矿化处理施氮处理均比种玉米施氮处理有机碳降低幅度更大，表明长期施氮的土壤，无植被覆盖会加速土壤有机碳的损失。　　 黑土自然矿化和生物耗竭土壤全氮、全磷含量与供试前土壤全氮、全磷含量呈极显著正相关；养分耗竭试验前后土壤全氮、全磷含量与生物耗竭试验前后土壤有机碳减少量呈极显著正相关，表明土壤供氮能力与土壤全氮含量密切相关，土壤供磷能力受土壤全磷含量影响，并受土壤有机质矿化量调控。生物耗竭试验土壤全氮含量的降低幅度均大于自然矿化处理，增加的这部分土壤全氮损失，是生物驱动作用产生的。　　 养分耗竭阶段土壤脲酶活性、蔗糖酶活性和磷酸酶活性(中性磷酸酶、酸性磷酸酶)活性，均有生物耗竭培养土壤酶活性＞自然矿化土壤酶活性的趋势，生物耗竭培养脲酶活性比自然矿化土壤脲酶活性增加57.5％-106.1％；蔗糖酶活性增加33.5％-43.9％；中性磷酸酶活性和酸性磷酸酶活性增幅分别为1.3-10.22％和10.0-16.3％，表明植物根系生长及其对微生物的影响是导致土壤酶活性发生显著变化的重要原因。氮素的施用是影响中高肥力土壤酶活性的主要因子，施磷是使低肥力土壤磷酸酶活性发生改变的主要因子。