劉蘭清，楊晨璐，王維鈺，孔德杰，KASHIF Akhtar，任廣鑫，馮永忠，楊改河

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省循環(huán)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，陜西 楊凌 712100)

土壤養(yǎng)分提供植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，是土壤中能直接或經(jīng)轉(zhuǎn)化后被植物根系吸收的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分,土壤養(yǎng)分與土壤酶活性大小具有一定的關(guān)系[1-3]。土壤酶是土壤中產(chǎn)生的專(zhuān)一生物催化劑，參與土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分的釋放和固定[4-5]。研究土壤養(yǎng)分和土壤酶活性可以了解兩者之間的相互關(guān)系，為通過(guò)土壤養(yǎng)分和土壤酶活性來(lái)反映土壤肥力狀況提供一定的科學(xué)依據(jù)。

作物秸稈還田可以改善土壤肥力狀況[6-7]，我國(guó)每年產(chǎn)生的各類(lèi)作物秸稈近7億t[8-10]，人們對(duì)于秸稈主要是在田間進(jìn)行焚燒，這樣不僅浪費(fèi)了資源同時(shí)還造成了環(huán)境污染[11]。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)作物秸稈還田進(jìn)行了大量研究，徐蔣來(lái)等[12]研究認(rèn)為，對(duì)稻麥輪作農(nóng)田連續(xù)3年秸稈還田后土壤有機(jī)碳含量、全氮、速效磷和速效鉀均顯著提高；馬永良等[13]研究認(rèn)為，玉米秸稈還田比沒(méi)有秸稈還田顯著提高了0～30 cm耕層土層土壤有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)含量，并且連續(xù)3年秸稈還田有機(jī)質(zhì)含量增加了0.1%左右,年均遞增 0.033%。秸稈還田同時(shí)還影響著土壤酶活性，王倩倩等[14]研究表明，冬閑期冬季還田條件下配施氮肥處理酶活性高于春季還田，各個(gè)酶與土壤養(yǎng)分之間關(guān)系密切，其中多酚氧化酶與全磷、有效磷和速效鉀之間存在正相關(guān)，過(guò)氧化物酶與速效鉀、蔗糖酶與堿解氮存在正相關(guān)。楊濱娟等[15]研究表明，秸稈還田配施化肥能顯著提高根際土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶的活性。Georgieva等[16]研究同樣也表明，秸稈還田能夠增加微生物的量和活性。目前，這些關(guān)于秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的研究主要是秸稈還田量、秸稈還田施肥以及不同耕作措施下秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的影響比較多，這些研究也多是對(duì)一種作物的不同生育時(shí)期進(jìn)行測(cè)定比較，而對(duì)于不同秸稈還田配施化肥條件下兩季不同作物收獲后土壤養(yǎng)分和酶活性的研究相對(duì)比較少。本試驗(yàn)基于長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，在小麥-玉米輪作模式下，研究秸稈還田配施化肥對(duì)兩季不同作物收獲期土壤0～40 cm土層土壤養(yǎng)分含量和酶活性的影響，對(duì)比秸稈還田與施肥對(duì)兩季不同作物土壤養(yǎng)分和酶活性的影響，以期篩選出最優(yōu)的秸稈還田和施肥組合，為連作條件下小麥-玉米秸稈還田提供可靠的理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)校內(nèi)試驗(yàn)地進(jìn)行，位于陜西省關(guān)中平原西部楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)(E108°7′，N34°12′)，海拔 520 m，為大陸性暖溫帶季風(fēng)區(qū)氣候，年平均氣溫 12.9 ℃，年降水量約為 660 mm，主要集中在7-9月，屬典型的一年兩熟農(nóng)業(yè)區(qū)。試驗(yàn)土壤為塿土，試驗(yàn)地土壤基本理化性狀見(jiàn)表 1。試驗(yàn)期間當(dāng)?shù)貧鉁嘏c降雨情況見(jiàn)圖1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)屬于長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，開(kāi)始于2010年，此次試驗(yàn)在2015年10月-2016年10月的冬小麥-夏玉米輪作周期內(nèi)進(jìn)行。冬小麥于10月上旬播種，第2年6月中旬收獲，夏玉米在冬小麥?zhǔn)斋@后立即播種，每年10月初收獲。冬小麥供試品種為西農(nóng)889，夏玉米供試品種為漯單9號(hào)。

試驗(yàn)在免耕條件下共設(shè)置 6 個(gè)處理：秸稈全量還田+施肥(SF)、秸稈全量還田+不施肥(S)、秸稈半量還田+施肥(HSF)、秸稈半量還田+不施肥(HS)、秸稈不還田+施肥(NSF)、秸稈不還田+不施肥(NS)，其中 NS 處理作為對(duì)照。每個(gè)處理的面積均為 68.8 m2，相互間隔 0.5 m，每個(gè)處理共設(shè)3個(gè)重復(fù)，秸稈還田處理在前茬作物收獲后，利用秸稈粉碎機(jī)直接將作物秸稈粉碎后還田，秸稈全量還田量(玉米秸稈每個(gè)小區(qū)為61.92 kg；小麥秸稈每個(gè)小區(qū)為34.4 kg),秸稈半量還田量(玉米秸稈每個(gè)小區(qū)為30.96 kg；小麥秸稈每個(gè)小區(qū)為17.2 kg),秸稈不還田處理在前茬作物收獲后，人工拔出所有根茬。冬小麥(基肥)：375 kg/hm2尿素+375 kg/hm2磷酸二銨；夏玉米(追肥)：375 kg/hm2尿素。冬小麥冬灌一次，夏玉米根據(jù)當(dāng)年天氣情況至多灌溉一次，其余時(shí)間依靠外界降水維持作物正常生長(zhǎng)所需。

表 1 試驗(yàn)地耕作層土壤(0～40 cm)養(yǎng)分特性Tab.1 Soil chemical properties of the tested field(0-40 cm)

注：試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分特性于2011年冬小麥播種前測(cè)定，小寫(xiě)字母表示不同土層深度間差異顯著性(P<0.05)。

Note： The soil nutrient in experimental field had been measured before winter wheat sowing in 2011，lowercase indicates significant difference during different soil depth (P<0.05).

圖1 試驗(yàn)區(qū)氣溫與降雨量變化Fig.1 Variation of air temperature and precipitation in the study area

1.3 取樣與測(cè)定

每年前茬作物收獲后至下茬作物播種前的時(shí)段內(nèi)采集0～20 cm和20～40 cm土壤樣品用于測(cè)定土壤養(yǎng)分及酶活性變化。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 土壤有機(jī)碳的測(cè)定 采用重鉻酸鉀外加熱法。

1.4.2 土壤養(yǎng)分含量測(cè)定 土壤氮測(cè)定全氮采用半微量凱氏法；堿解氮(有效氮)采用堿解擴(kuò)散法；土壤磷測(cè)定：全磷采用HClO4-H2SO4法；速效磷采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；土壤鉀測(cè)定：速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度計(jì)法。

1.4.3 土壤酶活性測(cè)定 過(guò)氧化氫酶活性：高錳酸鉀滴定法；蔗糖酶活性：3，5-二硝基水楊酸比色法；脲酶活性：苯酚-次氯酸鈉比色法；堿性磷酸酶活性：磷酸苯二鈉比色法。

1.5 統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)及圖表均采用 Excel 2010、SPSS 20.0、Origin 9.1 軟件進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈還田與施肥對(duì)冬小麥和夏玉米收獲期土壤有機(jī)碳和速效養(yǎng)分含量的影響

2.1.1 秸稈還田與施肥對(duì)冬小麥和夏玉米收獲期土壤有機(jī)碳含量的影響 由圖2可見(jiàn)， 0～20 cm土層各處理下冬小麥?zhǔn)斋@后土壤有機(jī)碳含量大小為HSF>SF>NSF>S>HS>NS，其中有機(jī)碳含量最高的HSF處理下可達(dá)到19.10 g/kg，其次SF和NSF處理下的含量分別為18.75，18.30 g/kg，這3種處理與其他3種處理差異顯著，與有機(jī)碳含量最低的NS(13.14 g/kg)處理相比分別高出45.36%，42.69%，39.27%。顯然，秸稈半量還田+施肥下冬小麥?zhǔn)斋@后土壤有機(jī)質(zhì)含量較其他處理而言相對(duì)較高。對(duì)于夏玉米而言，各處理下土壤有機(jī)碳含量大小為HSF>SF>NSF>S>HS>NS，其中有機(jī)碳含量最高的HSF處理為19.20 g/kg，其次SF和NSF處理下的含量分別為18.86，18.29 g/kg，與有機(jī)碳含量最低的NS(12.16 g/kg)處理相比分別高出57.89%，55.10%，50.90%，并且與處理NS差異顯著。此外，除了NS處理外該土層同一處理間冬小麥?zhǔn)斋@期的土壤有機(jī)碳含量與夏玉米收獲期的土壤有機(jī)碳含量之間差異不顯著。20～40 cm土層各處理下冬小麥和夏玉米收獲后土壤有機(jī)碳含量大小均表現(xiàn)為SF>HSF>S>HS>NSF>NS，其中冬小麥?zhǔn)斋@后有機(jī)碳含量最高的SF處理為15.38 g/kg，其次是HSF處理下的15.18 g/kg，兩處理相比于其他處理差異顯著，與有機(jī)碳含量最低的NS(9.38 g/kg)相比分別高出63.97%，61.83%；而夏玉米收獲后土壤有機(jī)碳含量最高的為15.49 g/kg，其次是15.31 g/kg，與其他處理相比差異顯著，分別比NS處理高出65.14%，63.22%。此外，該土層同一處理下冬小麥?zhǔn)斋@期的土壤有機(jī)碳含量與夏玉米收獲期的土壤有機(jī)碳含量之間差異不顯著。

大寫(xiě)字母表示不同作物間差異極顯著(P<0.01)；小寫(xiě)字母表示同種作物下不同處理間差異顯著(P<0.05)。圖3-9同。Capital letter indicates significant difference during different crops(P<0.01);Lowercase letters indicates significant difference duringdifferent treatments in same crop (P<0.05).The same as Tab.3-9.

2.1.2 秸稈還田與施肥對(duì)冬小麥和夏玉米收獲期土壤堿解氮含量的影響 由圖3可見(jiàn)，0～20 cm土層冬小麥和夏玉米收獲期土壤堿解氮含量大小都表現(xiàn)為SF>HSF>NSF>S>HS>NS，其中冬小麥?zhǔn)斋@期堿解氮含量最高可達(dá)39.84 mg/kg，其次是38.49，36.18 mg/kg，與秸稈不還田+不施肥的土壤差異顯著，分別比處理NS高出了58.22%，52.86%，43.69%；夏玉米收獲期堿解氮含量最高為40.33 mg/kg，其次是38.42，36.82 mg/kg，分別比處理NS高出58.91%，52.34%，46.00%，差異顯著。此外除HS和S處理外其他處理下冬小麥?zhǔn)斋@期土壤堿解氮含量和夏玉米收獲期土壤堿解氮含量差異不顯著。20～40 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤中堿解氮含量大小表現(xiàn)為SF>NSF>HSF>S>HS>NS，含量最高的處理SF為19.75 mg/kg，其次是處理NSF 19.40 mg/kg和處理HSF 19.37 mg/kg，分別比含量最低的處理NS高出了70.11%，67.10%，66.84%，差異顯著；夏玉米收獲期土壤中堿解氮含量大小變化為NSF>SF>HSF>S>HS>NS，含量最高的NSF處理為20.95 mg/kg，其次是20.94，20.92 mg/kg，分別比含量最低的NS處理高出87.05%，86.96%，86.79%，差異顯著。0～20 cm土層處理HS和處理S下冬小麥?zhǔn)斋@期土壤與夏玉米收獲期土壤堿解氮含量差異顯著；20～40 cm土層下除處理NS外，其他處理下冬小麥?zhǔn)斋@期土壤與夏玉米收獲期土壤堿解氮含量差異顯著。由此可以看出，秸稈還田+施氮肥比秸稈還田+不施肥的土壤堿解氮含量高，說(shuō)明秸稈還田與施肥可以補(bǔ)充土壤中氮素的流失。

圖3 不同處理對(duì)堿解氮含量的影響Fig.3 Effects of different treatments on contents of alkali-hydro nitrogen

2.1.3 秸稈還田與施肥對(duì)冬小麥和夏玉米收獲期土壤速效鉀含量的影響 由圖4可見(jiàn)，0～20 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤速效鉀含量大小表現(xiàn)為HSF>NSF>SF>S>HS>NS，含量最高的HSF處理為153.62 mg/kg，其次是152.38，151.19 mg/kg，秸稈不還田+不施肥的土壤含量為136.67 mg/kg，含量較高的前3組處理分別比處理NS高出了12.40%，11.49%，10.62%，處理HSF與處理NS間差異顯著；夏玉米收獲期土壤速效鉀含量大小為HSF > SF > NSF >S>HS>NS，含量最高的HSF處理為158.67 mg/kg，其次是154.15，149.26 mg/kg，分別比處理NS高出17.45%，14.10%，10.48%，處理HSF與處理NS間差異顯著。20～40 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤中速效鉀含量大小表現(xiàn)為HSF>SF>NSF>S>HS>NS，含量最高的處理HSF為72.83 mg/kg，其次是67.08，65.61 mg/kg，分別比含量最低的處理NS高出了23.73%，13.97%，11.47%，處理HSF與處理NS間差異顯著；夏玉米收獲期土壤中速效鉀含量大小為SF>HSF>NSF>HS>S>NS，含量最高的SF處理為78.11 mg/kg，其次是76.70，66.06 mg/kg，分別比含量最低的NS處理高出39.93%，37.41%，18.34%，差異顯著。

圖4 不同處理對(duì)速效鉀含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on contents of available potassium

2.1.4 秸稈還田與施肥對(duì)冬小麥和夏玉米收獲期土壤速效磷含量的影響 由圖5可見(jiàn)，0～20 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤中速效磷含量大小為SF>HSF>NSF>S>HS>NS，含量最高的SF處理為12.99 mg/kg，其次是12.91，11.97 mg/kg，與含量最低的NS處理相比分別高出21.74%，20.99%，12.18%，處理SF與NS間差異顯著；夏玉米收獲期土壤中速效磷含量大小為HSF>SF>NSF>S>HS>NS，含量最高的HSF處理為12.85 mg/kg，其次是12.30，11.82 mg/kg，與含量最低的NS處理相比分別高出了19.76%，14.63%，10.16%，HSF處理與NS處理差異顯著。20～40 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤速效磷含量大小為HSF>NSF>SF>S>HS>NS，含量最高的HSF處理為4.60 mg/kg，其次是4.22，4.10 mg/kg，分別比含量最低的NS處理高出84.74%，69.48%，64.66%，差異顯著；夏玉米收獲期土壤速效磷含量大小為HSF>SF>NSF>S>HS>NS，含量最高的HSF處理為3.34 mg/kg，其次是2.99，2.52 mg/kg，分別比含量最低的NS處理高出142.03%，116.67%，82.61%，差異顯著。此外，20～40 cm土層同一處理下冬小麥?zhǔn)斋@期土壤速效磷含量與夏玉米收獲期土壤速效磷含量差異顯著，均表現(xiàn)為冬小麥高于夏玉米。

圖5 不同處理對(duì)速效磷含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on contents of available phosphorus

2.2 秸稈還田與施肥對(duì)冬小麥和夏玉米收獲期土壤酶活性的影響

2.2.1 秸稈還田與施肥對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響 過(guò)氧化氫酶能夠促進(jìn)過(guò)氧化氫分解，進(jìn)而解除過(guò)氧化氫對(duì)土壤和生物的毒害作用。過(guò)氧化氫酶活性測(cè)定結(jié)果如圖6所示，由圖可以看出，0～20 cm土層各處理下冬小麥?zhǔn)斋@期土壤過(guò)氧化氫酶活性大小表現(xiàn)為SF>HS>NSF>HSF>NS>S，活性最高的是SF處理為3.907 mL/(h·g)，活性最低的S處理為3.683 mL/(h·g)，處理SF與處理S間差異不顯著；處理NS為3.723 mL/(h·g)，處理SF相對(duì)于處理NS土壤過(guò)氧化氫酶活性提高了4.94%。各處理下夏玉米收獲期土壤過(guò)氧化氫酶活性的變化為NSF>SF>HSF>S>NS>HS，活性最高的NSF處理為4.177 mL/(h·g)，活性最低的HS處理為3.423 mL/(h·g)，差異顯著。處理SF為4.040 mL/(h·g)，處理NS為3.660 mL/(h·g)，處理SF相對(duì)于處理NS土壤過(guò)氧化氫酶活性提高了10.38%。

圖6 不同處理對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響Fig.6 Effects of different treatments on activities of catalase

20～40 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤過(guò)氧化氫酶活性變化為HS>SF>HSF>S>NSF>NS，活性最高的HS處理為2.587 mL/(h·g)，活性最低的NS處理為2.170 mL/(h·g)，差異顯著；夏玉米收獲期土壤過(guò)氧化氫酶活性變化為SF>HSF>NS>NSF>S>HS，活性最高的SF處理為2.737 mL/(h·g)，活性最低的HS處理為2.153 mL/(h·g)，差異顯著，綜合比較，SF處理下的土壤過(guò)氧化氫酶活性相對(duì)比較高，這也說(shuō)明秸稈還田與施肥在一定程度上會(huì)增加冬小麥和夏玉米收獲期的土壤過(guò)氧化氫酶活性。

2.2.2 秸稈還田與施肥對(duì)脲酶活性的影響 由圖7可見(jiàn)，0～20 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤脲酶活性大小為SF>HSF>NSF>S>HS>NS，活性最高的SF處理為2.083 mg/g，活性最低的NS處理為1.083 mg/g，差異顯著；處理SF相對(duì)于處理NS土壤脲酶活性提高了92.34%。夏玉米收獲期土壤脲酶活性大小為SF>HSF>NSF>HS>S>NS，活性最高的SF處理為1.977 mg/g，活性最低的NS處理為1.173 mg/g，差異顯著；處理SF相對(duì)于處理NS土壤脲酶活性提高了68.54%。20～40 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤脲酶活性大小為HSF>SF>NSF>S>HS>NS，活性最高的HSF處理為1.170 mg/g，活性最低的NS處理為0.770 mg/g，差異顯著；夏玉米收獲期土壤脲酶活性大小為SF>HSF>NSF>S>HS>NS，活性最高的SF處理為1.137 mg/g，活性最低NS處理為0.883 mg/g，差異顯著。脲酶影響尿素的轉(zhuǎn)化，秸稈還田配施化肥的情況下土壤脲酶的活性相對(duì)秸稈不還田和不施化肥的處理土壤脲酶活性高。

圖7 不同處理對(duì)脲酶活性的影響Fig.7 Effects of different treatments on activities of urease

2.2.3 秸稈還田與施肥對(duì)堿性磷酸酶活性的影響 由圖8可見(jiàn)，0～20 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤堿性磷酸酶活性大小為SF>HSF>NSF>S>HS>NS，活性最高的SF處理為8.550 mg/g，活性最低的NS處理為4.550 mg/g，差異顯著；處理SF相對(duì)于處理NS土壤堿性磷酸酶活性提高了87.91%。夏玉米收獲期土壤堿性磷酸酶活性大小為SF>HSF>NSF>S>HS>NS，活性最高的SF處理為6.267 mg/g，活性最低的NS處理為4.203 mg/g，差異顯著；處理SF相對(duì)于處理NS土壤堿性磷酸酶活性提高了49.11%。20～40 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤堿性磷酸酶活性大小為SF>HSF>NSF>S >HS>NS，活性最高的SF處理為3.677 mg/g，活性最低的NS處理為1.683 mg/g，差異顯著；夏玉米收獲期土壤堿性磷酸酶活性大小變化為HSF>SF>NSF>S>HS>NS，活性最高的HSF處理為2.347 mg/g，活性最低的NS處理為1.353 mg/g，差異顯著。此外，不論是0～20 cm土層還是20～40 cm土層同一處理下冬小麥?zhǔn)斋@期土壤堿性磷酸酶活性與夏玉米收獲期土壤堿性磷酸酶活性差異顯著，均表現(xiàn)為冬小麥高于夏玉米。

圖8 不同處理對(duì)堿性磷酸酶活性的影響Fig.8 Effects of different treatments on activities of alkaline phosphatase

2.2.4 秸稈還田與施肥對(duì)蔗糖酶活性的影響 由圖9可見(jiàn)，0～20 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤蔗糖酶活性大小為SF>HSF>S>HS>NSF>NS，活性最高的SF處理為88.873 mg/g，活性最低的NS處理為54.720 mg/g，差異顯著；處理SF相對(duì)于處理NS土壤蔗糖酶活性提高了62.41%。夏玉米收獲期土壤蔗糖酶活性大小為SF>HSF>HS>S>NSF>NS，活性最高的SF處理為60.420 mg/g，活性最低的NS處理為24.183 mg/g，差異顯著；處理SF相對(duì)于處理NS土壤蔗糖酶活性提高了149.84%。20～40 cm土層冬小麥?zhǔn)斋@期土壤蔗糖酶活性大小為SF>S>HSF>NS >NSF>HS，活性最高的SF處理為58.147 7 mg/g，活性最低的HS處理為32.263 mg/g，差異顯著；夏玉米收獲期土壤蔗糖酶活性大小為SF>S>HSF>NSF>HS>NS，活性最高的SF處理為44.827 mg/g，活性最低NS處理為15.000 mg/g，差異顯著。此外，不論是0～20 cm土層還是20～40 cm土層同一處理下冬小麥?zhǔn)斋@期土壤蔗糖酶活性與夏玉米收獲期土壤蔗糖酶活性差異顯著，均表現(xiàn)為冬小麥高于夏玉米。

圖9 不同處理對(duì)蔗糖酶活性的影響Fig.9 Effects of different treatments on activities of invertase

2.3 土壤養(yǎng)分含量與土壤酶活性的關(guān)系

土壤酶來(lái)自土壤微生物、植物和動(dòng)物，在一定程度上可以反映土壤肥力大小。土壤養(yǎng)分在一定程度上也會(huì)影響土壤酶活性。由圖10可以看出，冬小麥?zhǔn)斋@期土壤養(yǎng)分對(duì)土壤酶活性有一定的影響，其中與脲酶相關(guān)性最高的是全氮，其次是堿解氮，有機(jī)碳和速效鉀與脲酶的相關(guān)性最低，這說(shuō)明脲酶影響土壤中的氮素轉(zhuǎn)化；和堿性磷酸酶相關(guān)性最高的是全氮，其次是堿解氮和全磷，相關(guān)性最低的是速效鉀和有機(jī)碳；與過(guò)氧化氫酶相關(guān)性最高的是速效鉀，其次是速效磷，相關(guān)性最低的是有機(jī)碳；與蔗糖酶相關(guān)性最高的是有機(jī)碳，相關(guān)性最低的是速效鉀；累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到(PC1和PC2分別解釋88.00%，1.92%)。由圖11可以看出，夏玉米收獲期土壤養(yǎng)分對(duì)土壤酶活性也有一定的影響，其中，與脲酶相關(guān)性最高的是全氮，其次是堿解氮，有機(jī)碳和速效磷與脲酶的相關(guān)性最低；和堿性磷酸酶相關(guān)性最高的是速效鉀，其次是速效磷，相關(guān)性最低的是有機(jī)碳；與過(guò)氧化氫酶相關(guān)性最高的是速效磷，其次是速效鉀，相關(guān)性最低的是有機(jī)碳；與蔗糖酶相關(guān)性最高的是有機(jī)碳，相關(guān)性最低的是速效磷；累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到(PC1和PC2分別解釋74.68%，5.87%)。

圖10 冬小麥土壤養(yǎng)分含量與土壤酶活性的關(guān)系Fig.10 Correlations between soil nutrient contents and soil enzyme activities in winter wheat

圖11 夏玉米土壤養(yǎng)分含量與土壤酶活性的關(guān)系Fig.11 Correlations between soil nutrient contents and soil enzyme activities in summer maize

3 討論與結(jié)論

長(zhǎng)期秸稈還田能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，對(duì)土壤速效養(yǎng)分的影響比較大[12-13，17-18]；同時(shí)秸稈覆蓋后的土壤生物數(shù)量和土壤酶活性也增加了[19-20]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于冬小麥和夏玉米而言，不論是0～20 cm還是20～40 cm土層，秸稈全量還田施肥和秸稈半量還田施肥處理比秸稈不還田不施肥均能增加土壤有機(jī)碳、堿解氮、速效磷和速效鉀的含量，并且高于秸稈還田不施肥處理，這說(shuō)明秸稈還田能夠增加土壤有機(jī)碳和速效養(yǎng)分含量，但是秸稈自身還田后會(huì)與作物爭(zhēng)氮，引起作物氮供應(yīng)不足造成作物減產(chǎn)，因此在秸稈還田的過(guò)程中需要配施一定量的氮肥來(lái)調(diào)節(jié)土壤C/N比，來(lái)滿(mǎn)足秸稈分解過(guò)程中所需的氮素[21-24]；此外，秸稈全量還田配施氮肥提高了作物收獲期的土壤速效養(yǎng)分，這也為下季作物生長(zhǎng)提供了很好的養(yǎng)分保障。

秸稈還田與施肥還會(huì)影響土壤酶活性。本試驗(yàn)結(jié)果表明：與秸稈不還田+不施肥處理相比，秸稈全量還田+施肥處理下的冬小麥土壤脲酶、堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶的活性均提高了，并且，0～20 cm土層比20～40 cm土層的效果更顯著。其中就0～20 cm土層而言土壤脲酶、堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性分別提高了92.34%，87.91%，4.94%，62.41%；對(duì)于夏玉米，0～20 cm土層秸稈全量還田施肥相比秸稈不還田不施肥提高了土壤脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶，分別提高了68.54%，49.11%，149.84%，10.38%。這說(shuō)明秸稈還田與施肥在一定程度上影響土壤酶活性，尤其是對(duì)土壤脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性的影響比較大。路文濤等[25]研究表明，秸稈還田顯著提高了土壤脲酶、堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性，并且增高程度與秸稈還田量的多少相關(guān)；籍增順等[26]研究顯示，秸稈覆蓋后土壤脲酶和磷酸酶會(huì)增加，這均與本試驗(yàn)的結(jié)果一致。此外，不論是冬小麥?zhǔn)斋@期還是夏玉米收獲期土壤酶活性均與土壤養(yǎng)分含量呈正相關(guān)。其中，影響土壤脲酶活性最高的是全氮和堿解氮；影響堿性磷酸酶活性最高的是全氮、速效磷和速效鉀；影響過(guò)氧化氫酶活性最高的是速效鉀和速效磷；影響蔗糖酶活性最高的是有機(jī)碳，這說(shuō)明隨著土壤養(yǎng)分含量的變化土壤酶活性也會(huì)隨之變化。

綜上所述，隨著秸稈還田量的增加土壤有機(jī)碳、速效養(yǎng)分含量和土壤酶活性都呈增加的趨勢(shì)，但是單一的秸稈還田的效果沒(méi)有秸稈全量還田配施氮肥的效果顯著，這說(shuō)明秸稈還田的過(guò)程中通過(guò)增施氮肥可以減輕秸稈在還田過(guò)程中與作物爭(zhēng)氮的現(xiàn)象，在一定程度上可以提高土壤質(zhì)量。因此，最適宜本區(qū)的秸稈還田和施肥組合是秸稈全量還田+施肥，即玉米秸稈每個(gè)小區(qū)為61.92 kg；小麥秸稈每個(gè)小區(qū)為34.4 kg；此外，秸稈全量還田+施肥處理下土壤酶活性與土壤養(yǎng)分含量有一定的相關(guān)性，這說(shuō)明土壤養(yǎng)分含量和土壤酶活性作為土壤肥力評(píng)價(jià)的指標(biāo)會(huì)更靈敏，可靠，這也為小麥-玉米秸稈還田提供了可靠的理論指導(dǎo)。

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