加入有机物质或含氮物质而使土壤中原有机质的分解速率改变的现象。使分解速率增加的称为正激发效应；使分解速率降低的称为负激发效应。因激发效应而使土壤中释出的二氧化碳-碳（或铵态氮）量增多的部分称为正激发量，减少的部分称为负激发量（图1）。

¹⁴C-标记的植物残体对土壤中原有的碳以CO₂态释出的影响

激发效应一词为宾加曼（C.W.Bingeman）等1953年提出。早在1926年洛内斯（F.Lohnis）在研究绿肥的作用时即已提出了这一概念。1946年布罗得本特（F.E.Broadbent）和诺曼（A.G.Norman）用¹³C示踪法研究土壤有机质平衡时首先证实了这一现象。原仅指加入有机物质可使土壤中原有机碳或有机氮的分解速率改变的现象。稍后，施用无机氮使土壤中有机氮分解速率改变的现象也称为激发效应。1984年詹金森（D.S.Jenkinson）等将加入含氮物质导致土壤中有机氮分解速率改变的现象称为“加入氮与土壤氮的交互作用”（缩写为ANI）。

根据导致其产生的原因，激发效应可分为真激发效应（下称激发效应）和表观激发效应两类。它们可以是单独出现，如，只有表观正激发效应，而没有正激发效应；也可以同时一起出现，即既有表观正激发效应，又有正激发效应。另外，有的激发效应实际上只是由于试验设计或数据处理不恰当，或施入的有机物料标记不均匀等技术上的原因所致。

有机碳的激发效应

产生正激发效应的原因有2：①由于有机物质、特别是新鲜、幼嫩的植物物质的加入，使土壤中的微生物大量繁殖，它们产生的大量的酶加速了土壤中原有机质的分解；②由于有机物质的加入使土壤的pH值、氧或水分状况等环境条件变为更有利于微生物的活动，从而促进了土壤中原有机质的分解。

产生负激发效应的原因有：①加入的有机物质对微生物有毒害作用，或对土壤中原有机质有保护作用，因而使后者的分解速率降低；②由于有机物质的加入，使土壤的pH值、氧或水分状况等发生了变化，不利于微生物的活动，从而抑制了土壤中原有机质的分解。

产生表观正激发效应的原因有：在石灰性土壤中，加入的有机物质分解时释出的CO₂-¹⁴C与土壤原有的非标记碳酸盐-¹²C之间发生了置换作用。

有机氮的激发效应

产生正激发效应的原因有：①在新近加有较大量C/N比值较宽的新鲜有机物质的土壤中，肥料氮的加入，消除了缺氮的矛盾，从而加速了土壤中原有机氮的矿化；②加入肥料氮促进根的生长，增大了根系摄取土壤中矿质态氮的活动范围或提高了根系摄取土壤氮的效能。上述引起有机碳负激发效应的两个原因均可导致有机氮负激发效应。此外，施用氮肥会降低土壤中的生物固氮作用，因而也将降低铵态氮的释放量。

产生表观正激发效应的原因有：①由于微生物吸收氮而引起的肥料氮与土壤中原有的矿质态氮的置换。这是产生表观正激发效应最主要的一种机制。在此情况下，表观激发氮量即等于通过微生物同化作用而变为有机态的肥料氮量。它随肥料铵施入量的增多而增大，施入的肥料铵量一定时，此激发氮量与土壤中原有的铵态氮和硝态氮量成反相关。通常培育试验中观察到的土壤中来自有机氮的矿质态氮量因施氮肥而增多就是这种表观正激发效应；②由于植物吸收氮而引起的肥料氮与土壤中原有的矿质态氮的置换；③由于反硝化作用而引起的肥料氮与土壤中原有的矿质态氮的置换；④由于肥料中的铵态氮与土壤中固定态铵之间的置换作用。

产生表观负激发作用的原因有：①作物因施肥量太高而遭受盐害、病害等，使其吸收氮的能力降低，而此时土壤有机氮的矿化速率并未降低；②由于较大量易分解的、C/N比值较宽的有机物质的加入，促进了微生物对土壤氮的利用，使作物吸收土壤原有的矿质态氮量减少。

激发效应与土壤碳、氮平衡以及氮肥利用率的确定等有密切关系。在土壤有机碳方面，若为正激发效应，则施入¹⁴C（或¹³C）标记的有机物质后，土壤中所逸出的CO₂-¹²C量反映了该条件下土壤中原有机碳分解的真实情况；同样，土壤中逸出的CO₂-¹⁴C（或¹³C）量也是加入的有机物质分解速率的真实反映。若为表观正激发作用，则根据土壤中逸出的CO₂-¹⁴C或残留的¹⁴C量，计算得加入的有机物质的分解速率将较实际值偏低，残留率较实际值偏高。一般来说，有机碳的激发效应历时较短，且正激发和负激发效应在加入的有机物质分解过程中常先后互见，而净激发量非常小，可以忽略不计。在有机氮方面，如为正激发效应，则¹⁵N示踪法测得的肥料氮利用率较差值法测得的为低，但它确切的反映了肥料氮的利用情况。如为表观正激发效应，则¹⁵N示踪法测得的肥料氮的利用率并不反映实际情况，而以差值法测得到的结果较为可信；同时，¹⁵N在土壤中的残留量并不反映肥料氮对土壤氮储量的真实贡献，而是较此值为低。