一、有机肥对土壤微生物数量的影响
土壤微生物是维持土壤生物功能的基础,土壤微生物是各种土壤酶的主要来源,土壤酶控制调节着各种土壤的反应过程。土壤微生物碳、氮、磷分别与土壤有机碳、土壤全氮、速效磷存在显著正相关关系,可以作为指示肥力的重要指标,因而土壤微生物量是土壤生物重要指标之一。
有机肥输入对土壤微生物活力的影响远高于化肥,与传统施化肥处理相比,施用有机肥后,土壤有机碳含量上升,微生物碳(C)量显著增加,种植春小麦提高292%,种植甜菜提高285%。定期施用有机肥不但可为土壤增加新的微生物量,还可通过生物降解,变成易分解的有机质,作为微生物的反应底物,提高微生物活力、营养循环的背景值、微生物多样性等,提高养分的有效性和保水能力,改善土壤物理性状、刺激土壤微生物群落和活性,最终提高土壤微生物碳、氮并提升土壤的营养供应能力。
二、有机肥对土壤代谢熵的影响
代谢熵表征土壤微生物的活力，通常用来评估土壤群落的生理等级。施肥对土壤代谢熵的影响，目前主要有以下观点：①胁迫论。施用化肥后，土壤中低微生物生物量熵值与高代谢熵值总是相伴出现，说明在施用化肥的土壤中、微生物群落受到胁迫。可能是由于施用化肥后，土壤中有机质含量低，生长期内营养元素的矿化量较少，对微生物有效的营养物质会相应更少，植物和微生物之间的营养竞争被放大。另外，化肥中的氮量通常偏高，导致土壤营养不平衡。②多样性论。在施用有机肥的土壤中，随着生物多样性的提高，土壤微生物在较低的能量消耗下将生物残骸中的有机碳转化到微生物体内，形成更高的微生物量。在生物多样性和代谢熵之间存在较好的负相关性，土壤微生物的代谢熵随着多样性的上升而下降，生物动力耕种处理多样性指数最高，其代谢熵最低，可见土壤的高生物多样性水平会影响营养循环中的能量利用效率。另外，传统施有机肥处理对比传统施化肥处理而言，在多样性指数接近时，代谢熵也略低，可见有机肥处理可有效优化土壤微生物的生存环境。
三、施用有机肥对土壤酶的影响
土壤酶是代谢组学中表征土壤活性最常见、最直观的指标，是反映土壤质量的生物指标，土壤酶活力是土壤生物群落对于代谢需求和营养有效性的直观表达，它能够评估大尺度的土壤生物功能，可以对土壤营养循环的速率和土壤微生物多样性做出指示。
磷酸酶：由于植物只能吸收利用无机态磷，土壤中的有机磷必须经由植物根系、真菌和土壤微生物释放的磷酸酶，水解后才能为植物所利用。植物根系是酸性磷酸酶的主要生产者，碱性磷酸酶则主要由土壤细菌、真菌和动物产生，由于微生物的生物量巨大、新陈代谢活力强、生命周期短，它们能够释放出大量的胞外磷酸酶，施用无机肥通常会导致土壤酸化，低pH对碱性磷酸酶活性有抑制作用。有机肥的施用会提高土壤的酸碱缓冲性，使pH趋于中性，空白土壤中的碱性磷酸酶活性始终高于化肥处理，化肥磷对碱性磷酸酶存在抑制作用，施用化肥磷引起土壤酸化，使得土壤pH更适合酸性磷酸酶的存在。而通常施用有机肥可使土壤pH上升，因此施用有机肥后，碱性磷酸酶的活力增强。
脱氢酶：脱氢酶只存在于活性细胞内，并和微生物呼吸相关联，可反映土壤微生物群落的氧化能力，是指示土壤微生物活性的一项良好指标。脱氢酶活性和微生物量与添加的营养种类、用量呈正相关。施用有机肥能够改变作物根际土壤生物学特性，提高土壤中脲酶、蛋白酶、纤维素酶活性，提高根系活力、光合速率，促进叶片氮代谢和作物对营养物质的吸收，达到提高产量的目的，可能是因为微生物受到刺激，生物量上升，释放出的细胞外酶增多，随着土壤理化性质的改变，土壤环境质量得以改善，适宜微生物的生长。
