http：//hljnykx.haasep.cnDOI：10.11942/j.issn1002-2767.2024.06.0019

馬星竹，郝小雨，趙月，等.不同耕作方式對東北旱地土壤養(yǎng)分和生物學(xué)性質(zhì)的影響

［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024（6）：19-24.

摘要：為提高黑土區(qū)土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量，并促進區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，進行了4年田間定位試驗，設(shè)置了深松、免耕以及傳統(tǒng)耕作3種耕作方式，研究了不同耕作方式對土壤速效養(yǎng)分、土壤微生物數(shù)量以及土壤酶活性的影響。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)耕作相比，深松能夠顯著提高上層土壤（0～20 cm）堿解氮、有效磷以及速效鉀含量（分別提高23.6%、49.6%和63.3%），同時，顯著提高了下層土壤（20～40 cm）有效磷含量（86.2%）；深松處理上層土壤pH顯著提高，下層土壤各處理間pH變化較小；深松和免耕能夠顯著增加上層土壤細菌和真菌的數(shù)量，深松顯著增加放線菌數(shù)量；下層土壤各處理間微生物數(shù)量差別較小，表現(xiàn)為深松gt;免耕gt;傳統(tǒng)耕作；深松處理上層土壤蔗糖酶和過氧化氫酶活性最高，免耕增加了土壤脲酶和磷酸酶活性；除過氧化氫酶外，其他3種酶活性均為上層土壤高于下層。深松和免耕處理能增加土壤速效養(yǎng)分含量、微生物數(shù)量及酶活性，有助于改善土壤化學(xué)和生物學(xué)性狀，進而提高土壤質(zhì)量，其中，深松方式效果最為顯著，對于培肥土壤和維護土壤生物的生存環(huán)境等方面具有重要作用。

關(guān)鍵詞：耕作方式；黑土區(qū)；土壤養(yǎng)分；微生物數(shù)量；酶活性

收稿日期：2023-12-13

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（2022YFD1500804-6）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程（CX23JC02，CX23YQ22）；黑龍江省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新體系項目。

第一作者：馬星竹（1980-），女，博士，研究員，從事作物營養(yǎng)與高效施肥研究。E-mail：maxingzhu@163.com。

通信作者：

健康、高質(zhì)量的農(nóng)田土壤是農(nóng)業(yè)可持續(xù)、高效發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，耕作方式與土壤質(zhì)量、土壤肥力等關(guān)系密切。耕作方式是影響土壤環(huán)境和質(zhì)量的重要因素，通過改變土壤環(huán)境因子，進而影響土壤物理、化學(xué)性質(zhì)以及土壤生物學(xué)特性［1-3］。合理的耕作方式對于改善土壤特性，提高養(yǎng)分利用效率等均具有重要作用，是實現(xiàn)糧食增產(chǎn)和促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)支撐［4-5］。不同學(xué)者開展了免耕、旋耕、深松、深翻以及秸稈還田方式等耕作方式對土壤物理、化學(xué)、生物特性以及作物生長等影響的研究［2-3， 6-7］，相關(guān)研究表明土壤養(yǎng)分是植物生活所必需的營養(yǎng)元素，其含量與作物產(chǎn)量形成和生長發(fā)育等密切相關(guān)；土壤酶活性通常被作為土壤的生物活性指標和土壤肥力的評價指標［8-10］，其與土壤微生物數(shù)量以及土壤其他營養(yǎng)元素緊密相關(guān)，是土壤健康和質(zhì)量變化的主要敏感指標［11］。

東北黑土以肥沃著稱，黑土地是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地，在保障國家糧食安全中具有重要作用［12］。目前，東北大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的耕作方式是傳統(tǒng)壟作，長期耕作后出現(xiàn)了土壤犁底層加厚變硬、耕作層變淺以及土壤養(yǎng)分有效性差等問題，限制了作物獲得高產(chǎn)。因此，探討不同耕作方式對東北旱地土壤化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)的影響，明確耕作方式與土壤肥力質(zhì)量和生物健康的關(guān)系，對保障糧食安全具有重要意義。本研究探索不同耕作方式對土壤養(yǎng)分和生物學(xué)性質(zhì)的影響，以期創(chuàng)制黑土區(qū)玉米可持續(xù)的耕作方法、提高土壤質(zhì)量以及增加作物產(chǎn)量，為實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及保障國家糧食安全提供理論與技術(shù)支撐。

1" 材料與方法

1.1" 試驗地概況

自2016年開始，連續(xù)4年在黑龍江省綏化市青岡縣柞崗鎮(zhèn) （46°41′N，126°6′E）進行了不同耕作措施的田間試驗，青岡縣隸屬于黑龍江省綏化市，位于黑龍江省中南部，松嫩平原腹地，屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，全年降水量477 mm，無霜期130 d左右。試驗地土壤類型為黑土，試驗前土壤速效養(yǎng)分含量分別為：堿解氮177 mg·kg-1，速效磷90 mg·kg-1，速效鉀201 mg·kg-1 ［13］。

1.2" 材料

供試玉米品種為德美亞2號（生育日數(shù)108 d左右，需≥10 ℃活動積溫約2 000 ℃，保苗密度為6 000～6 700株·（667 m2）-1，施用肥料為施可豐增效緩釋復(fù)合肥料（24-12-12），含N24％、P2O5 12％、K2O 12％。

1.3" 方法

1.3.1" 試驗設(shè)計

試驗采用大區(qū)對比的方式，在秸稈還田基礎(chǔ)上共設(shè)置了3個不同的耕作處理，分別為（1）傳統(tǒng)耕作：秋季收獲后不進行任何土壤耕作處理，第二年春季進行旋耕滅茬起壟，壟上施肥播種鎮(zhèn)壓；（2）免耕-原壟卡種：秋季收獲后不進行任何操作，第二年春季在原茬上進行玉米播種；（3）深松：在當(dāng)季作物收獲后進行深松處理，深度為 35 cm，第二年春季在壟上施肥播種鎮(zhèn)壓。其中每個處理面積為650 m2（寬6.5 m×長100.0 m）。各處理肥料用量為50 kg·（667 m2）-1，作為基肥一次性施入；其他田間管理措施均與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)方式相同；四年的耕作、施肥以及田間管理等生產(chǎn)方式均保持一致［13］。

1.3.2" 測定項目及方法

取樣及樣品處理：2019年秋季玉米收獲后進行田間土壤樣品的采集工作，小區(qū)“S”形5點采集0～20 cm和20～40 cm土層土壤樣品同小區(qū)同土層樣品混合并剔去沙石、根系等雜質(zhì)后，樣品分為兩部分，一部分樣品直接裝入塑料塑封袋用于土壤酶活性和微生物測定，分別置于4 ℃和-80 ℃冰箱保存，另一部分在實驗室進行自然風(fēng)干，用于土壤化學(xué)性質(zhì)的測定。

土壤養(yǎng)分和生物學(xué)性質(zhì)測定：土壤堿解氮、速效磷、速效鉀分別采用堿解擴散法、Olsen法和醋酸銨-火焰光度法測定，土壤pH采用電位法測定［14］。細菌、真菌放線菌數(shù)量采用平板計數(shù)法測定；土壤脲酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶以及過氧化氫酶活性分別采用靛酚藍比色法、磷酸苯二鈉比色法、硫代硫酸鈉滴定法以及高錳酸鉀滴定法測定［15］。

1.3.3" 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019 軟件作圖，所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進行分析（One-way ANOVA）。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 不同耕作方式對土壤速效養(yǎng)分含量的影響

由表1可知，傳統(tǒng)耕作、免耕以及深松處理的上層土壤（0～20 cm）堿解氮、有效磷以及速效鉀含量高于下層土壤（20～40 cm），其中上層土壤堿解氮含量為143.3～187.1 mg·kg-1，下層為120.3～151.8 mg·kg-1，上層土壤有效磷含量為74.1～110.8 mg·kg-1，下層為12.2～35.0 ·kg-1，上層土壤速效鉀含量為181.0～295.5 mg·kg-1，下層土壤速效鉀含量的為158.5 ～170.7 mg·kg-1，基本處于同一含量水平。

與上層土壤相比，下層土壤速效養(yǎng)分含量減少，傳統(tǒng)耕作、免耕以及深松處理的下層土壤堿解氮含量分別較上層土壤下降31.1，15.3 和35.3 mg·kg-1，土壤有效磷含量分別較上層土壤下降55.3，70.6 和75.8 mg·kg-1，土壤速效鉀含量分別較上層土壤下降20.3，90.6和137.0 mg·kg-1；養(yǎng)分含量下降幅度大小為土壤速效鉀gt;土壤有效磷gt;土壤堿解氮。上層土壤與傳統(tǒng)耕作相比，深松處理堿解氮、有效磷以及速效鉀含量顯著增加，免耕土壤速效鉀含量顯著增加；下層土壤各處理間堿解氮和速效鉀含量差異不顯著，與傳統(tǒng)耕作相比，深松土壤有效磷含量顯著增加，高低順序依次為深松gt;傳統(tǒng)耕作gt;免耕。

同時，由表1可知，上層土壤pH均低于下層土壤，下層土壤pH較上層增加幅度分別是1.15，0.43和0.23；深松處理上層土壤pH顯著高于免耕和傳統(tǒng)耕作；下層土壤中，各處理間差異不顯著。

各處理對不同土層土壤化學(xué)性質(zhì)影響不同，其中，與下層土壤相比，深松能夠顯著增加上層土壤的堿解氮、有效磷以及速效鉀含量，免耕能夠顯著增加上層土壤有效磷和速效鉀含量，傳統(tǒng)耕作能夠顯著增加上層土壤的堿解氮和有效磷含量，同時顯著降低上層土壤pH。

2.2" 不同耕作方式對土壤微生物數(shù)量的影響

由圖1可知，不同耕作方式下不同土層土壤細菌、真菌以及放線菌的數(shù)量不同，其變化趨勢基本一致，微生物種群中的細菌、放線菌和真菌三大類中，細菌數(shù)量處于絕對優(yōu)勢地位，細菌數(shù)量gt;放線菌數(shù)量gt;真菌數(shù)量。0～20 cm土層中，土壤細菌數(shù)量為4.24×106～1.418×107 CFU·g-1，平均值為8.41×106 CFU·g-1，土壤真菌數(shù)量變化范圍為6.4×104～1.08×105 CFU·g-1，平均值為9.0×104 CFU·g-1，土壤放菌數(shù)量變化范圍為2.02×106～3.70×106 CFU·g-1，平均值為2.62×106CFU·g-1；與傳統(tǒng)耕作相比，深松和免耕能夠顯著增加土壤細菌和真菌數(shù)量，深松能夠顯著增加放線菌的數(shù)量，總體趨勢為深松＞免耕＞傳統(tǒng)耕作；20～40 cm土層中，土壤細菌、真菌以及放線菌的數(shù)量變化較小，其中深松處理土壤細菌、真菌以及放線菌的數(shù)量最高，免耕次之，土壤微生物數(shù)量差異沒有達到顯著水平。下層土壤除常規(guī)耕作處理細菌數(shù)量高于上層土壤外，其他各處理的微生物數(shù)量均小于上層土壤。深松處理能夠顯著增加上層土壤的細菌、真菌以及放線菌數(shù)量；傳統(tǒng)耕作和免耕處理能夠顯著增加上層土壤的真菌數(shù)量，對于細菌和放線菌數(shù)量作用不顯著。

2.3" 不同耕作方式對土壤酶活性的影響

由表2可知，除過氧化氫酶和深松處理土壤脲酶外，土壤蔗糖酶、脲酶以及磷酸酶活性隨著土層的加深呈現(xiàn)下降趨勢，分別平均下降20.45 mg·g-1、0.57 mg·g-1以及2.24 mg·（g·d）-1，其中，深松處理土壤蔗糖酶活性下降幅度最大（40.85 mg·g-1），深松處理上層土壤蔗糖酶和磷酸酶活性顯著高于下層，免耕處理上層土壤脲酶和磷酸酶活性顯著高于下層。然而，隨著土層的加深，土壤過氧化氫

酶活性增加，平均增加了0.51 mg·g-1，免耕處理下層土壤過氧化氫酶活性顯著高于上層。上層土壤蔗糖酶活性大小依次為深松gt;免耕gt;傳統(tǒng)耕作，下層蔗糖酶活性變化趨勢為免耕gt;深松gt;傳統(tǒng)耕作；免耕處理土壤脲酶活性，變化在上下層土壤中均高于另兩個耕作處理；上層土壤各耕作處理磷酸酶活性差異不顯著，活性大小依次為免耕gt;傳統(tǒng)耕作gt;深松；下層土壤中免耕處理土壤磷酸酶活性最低，傳統(tǒng)耕作處理最高。上層土壤過氧化氫酶活性大小為深松gt;免耕gt;傳統(tǒng)耕作，深松能夠顯著增加土壤過氧化氫酶活性，下層土壤各耕作處理過氧化氫酶活性差異不顯著。不同土層中，深松處理能夠顯著增加上層土壤的蔗糖酶，免耕處理能夠顯著增加上層土壤脲酶和磷酸酶活性，同時顯著降低土壤過氧化氫酶活性。

3" 討論

不同耕作措施會影響土壤物理性質(zhì)，如容重、孔隙度、三相比以及含水量等［13，16］，一些不適合的耕作措施會破壞土壤結(jié)構(gòu)，使得土壤團聚體減少，導(dǎo)致水分和養(yǎng)分有效性降低，保水保肥能力下降，造成土壤養(yǎng)分嚴重流失，進而影響土壤化學(xué)性質(zhì)［17-18］；土壤有效態(tài)氮是作物可以直接利用的氮素，例如堿解氮、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮等，本研究中深松處理下耕層土壤堿解氮含量顯著高于傳統(tǒng)耕作，與深松措施能夠促進有效態(tài)氮素的形成和利用有關(guān)，例如張文菊等［19］研究發(fā)現(xiàn)，與免耕相比，翻耕處理能夠促進銨態(tài)氮的分解，并加速硝態(tài)氮的淋溶，在作物生長和微生物活動的共同作用下硝態(tài)氮和銨態(tài)氮能夠被有效吸收利用，可見，深松處理有助于增加土壤有效態(tài)氮素的含量。耕層土壤有效磷、速效鉀受不同耕作方式影響較大，本研究中，與傳統(tǒng)耕作相比，深松處理土壤有效磷和速效鉀含量顯著增加，不同的耕作方式通過改變土壤物理結(jié)構(gòu)及氧化還原電位，從而影響磷在土壤中的含量及轉(zhuǎn)移變化［20］，另外，免耕中上層土壤磷素的增加可以解釋為免耕土壤中顆粒態(tài)磷的極限向下移動和養(yǎng)分通過根系吸收從深層向上移動［21］；本研究中，與免耕處理相比深松能夠提供更多的土壤養(yǎng)分含量，這與深松、深耕等對土壤性質(zhì)的直接和間接影響有關(guān)，深松處理能夠增加土壤孔隙度，直接進行土質(zhì)疏松，從而利于微生物富集，在綜合作用使水溶性養(yǎng)分不斷增加，這種情況下，微生物作用能夠促進養(yǎng)分快速礦化而被作物高效吸收［22-23］。不同耕作處理對上層土壤pH存在顯著影響，證明了耕作對土壤養(yǎng)分的影響。然而，下層土壤不同耕作處理下pH差異不顯著，且僅有傳統(tǒng)耕作處理pH表現(xiàn)為下層顯著高于上層，其他處理差異不顯著，尤其是深松措施下上下層土壤pH差異最小，與已有研究結(jié)果一致［24］，表明耕作使土壤翻動、重新分配使得不同土層土壤 pH差異較小。

細菌、真菌、放線菌是構(gòu)成土壤微生物的主要組成部分，它們的類群組成和數(shù)量變化通常能反映出土壤生物活性水平，顯示土壤中生命物質(zhì)的旺盛程度。本研究發(fā)現(xiàn)，雖然不同耕作處理對下層土壤微生物數(shù)量的影響沒有達到顯著水平，但是深松處理下層土壤微生物數(shù)量高于免耕和傳統(tǒng)耕作處理，深松處理下土壤微生物數(shù)量較高的原因主要是由于深松能夠疏松土質(zhì)，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，使得土壤通透性好，保溫性強，水、熱、氣均衡，有利于土壤微生物的繁育，提高細菌、真菌放線菌和微生物總體數(shù)量，改善深層土壤的微生態(tài)環(huán)境，使其活性得到提高［25］，與他人研究結(jié)果一致［26-27］。土壤微生物數(shù)量，除傳統(tǒng)耕作下的土壤細菌外，整體呈現(xiàn)上層土壤高于下層土壤的趨勢；與傳統(tǒng)耕作方式相比，免耕和深松能夠提升土壤微生物數(shù)量，土壤微生物數(shù)量隨著土壤深度的增加而下降，下降幅度因不同耕作方式而有所差異，但總體表現(xiàn)為下降趨勢。上層土壤微生物數(shù)量較高的原因可能是因為土壤中的微生物大多數(shù)屬于好氧性微生物，上層土壤孔隙度大，利于進行氣體交換，能夠為微生物的活動提供充足的氧氣，進而促進其繁殖和對礦物質(zhì)的分解，增加了土壤微生物總體含量。由此可見，耕作方式對土壤微生物數(shù)量的影響較大，與其他學(xué)者研究結(jié)果一致［28］。此外，與常規(guī)處理相比，免耕能夠影響微生物生物量，主要是由于免耕處理的微生物生長條件較穩(wěn)定，季節(jié)性不明顯，各種微生物之間能夠相互促進，而且有研究表明免耕與秸稈覆蓋措施相結(jié)合，可以更好地改變土壤微生物組成，增加微生物數(shù)量［29］。

土壤酶活性反映了土壤中各種生物化學(xué)過程的強度和方向，土壤酶的影響因素很多，耕作方式為其中一種重要因素，有助于從土壤生物化學(xué)過程中來探討能量代謝和養(yǎng)分循環(huán)等，對于土壤肥力和環(huán)境變化等方面的研究具有的重要意義。已有研究表明，以免耕為核心的保護性耕作能提高土壤脲酶和磷酸酶等土壤酶活性［30］，與本研究結(jié)果一致，主要原因是少免耕條件下較少擾動土壤，使得不同土層的水熱條件等更加適宜動植物及微生物的生存，同時耕層作物根系密集且根系分泌物和殘留物均較多，以上條件均有利于提高各類土壤酶活性［31］。土壤酶活性與秸稈還田關(guān)系也較密切，因為秸稈還田可以促進土壤微生物數(shù)量的增加，進而提高了包括土壤酶在內(nèi)的內(nèi)分泌物數(shù)量，增強了土壤酶活性［32］。多名學(xué)者研究表明，深翻耕作可通過增加土壤微生物的數(shù)量，進而使土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性提高［33-34］。本研究中與常規(guī)和免耕處理相比，深松處理下耕層土壤（0～40 cm）的土壤蔗糖酶、過氧化氫酶活性處于較高水平，其中0～20 cm土層蔗糖酶和過氧化氫酶活性顯著高于其他兩個處理，下層土壤變化較小，原因可能是由于深松土壤，孔隙度和保水保墑能力得到改善和增強，這些變化改善了微生物的生存環(huán)境，同時為其提供了可利用的營養(yǎng)物質(zhì)，使其數(shù)量增加、活動增強，從而增加了土壤酶活性［5］。本研究0～40 cm土層中過氧化酶活性的變化趨勢與土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性不同，隨著土層加深土壤過氧化氫酶活性增強，深松處理的上下層土壤過氧化氫酶活性沒有變化，其他兩個處理均為下層土壤過氧化氫酶活性高于上層土壤，這一結(jié)果與其他已有研究結(jié)果不一致，原因可能與過氧化氫酶種類有關(guān)系，其屬于氧化還原酶類，參與過氧化氫的分解，廣泛存在于土壤中和生物體內(nèi)，過氧化氫酶的活性受到許多因素的影響，例如溫度、pH、微生物群落等，其中pH過高或過低，都會抑制土壤過氧化氫酶的活性，本研究結(jié)果中上層土壤pH偏酸性且低于下層土壤，對土壤過氧化氫酶的活性可能起到了一定的抑制作用。

4" 結(jié)論

本研究表明，深松和免耕處理相對于傳統(tǒng)耕作顯著提高了上層土壤速效養(yǎng)分含量、土壤微生物數(shù)量以及參與主要養(yǎng)分循環(huán)過程的土壤酶活性，在改善土壤化學(xué)和生物學(xué)性狀等方面起到重要作用。其中深松處理效果最顯著，與傳統(tǒng)耕作相比，深松處理上層土壤堿解氮、有效磷以及速效鉀含量分別增加23.6%、49.6%和63.3%，微生物數(shù)量平均增加幅度超過一倍，土壤蔗糖酶活性增加46.5%。對于培肥土壤和維護土壤生物的生存環(huán)境等具有重要作用。然而，通過本研究也發(fā)現(xiàn)長期實施單一的耕作措施會對土壤物理、化學(xué)等性質(zhì)產(chǎn)生一定程度的影響，不利于作物生長發(fā)育，進而影響糧食安全。因此，建立合理的土壤輪耕制度，例如隔年深松或者深松與深翻結(jié)合等，根據(jù)不同區(qū)域土壤類型和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點等因素，采用適宜的耕作方法和技術(shù)，是符合實際生產(chǎn)且應(yīng)大力推廣的技術(shù)體系。

參考文獻：

［1］" BARDGETT R D， LOVELL R D， HOBBS P J， et al. Seasonal changes in soil microbial communities along a fertility gradient of temperate grasslands［J］. Soil Biology and Biochemistry， 1999， 31（7）： 1021-1030.

［2］" 徐瑩瑩，孫士明，靳曉燕，等.不同耕作措施對土壤質(zhì)構(gòu)和玉米產(chǎn)量的影響［J］.玉米科學(xué)，2022，30（4）：97-106.

［3］" 王玉鳳，陳天宇，付健，等.不同耕作方式對松嫩平原半干旱區(qū)玉米土壤生物特性影響［J］.玉米科學(xué)，2023，31（3）：95-103.

［4］" 李玉潔，王慧，趙建寧，等.耕作方式對農(nóng)田土壤理化因子和生物學(xué)特性的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2015，26（3）：939-948.

［5］" 曹雪楓，王麗群，王鴻斌.不同耕作方式對黑土化學(xué)性質(zhì)及酶活性的影響［J/OL］.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2022：1-12.（2022-11-15）［2023-11-10］.https：//kns.cnki.net/kcms/detail/22.1100.s.20221114.0953.002.html.

［6］" 陳昭旭，高聚林，于曉芳.不同耕作及秸稈還田方式對土壤物理性質(zhì)及作物產(chǎn)量的影響［J］.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2022，43（6）：21-27．

［7］" 安思危，付健，楊克軍，等.不同耕作和秸稈還田方式對根際土壤養(yǎng)分及玉米產(chǎn)量的影響［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021（8）：1-7.

［8］" WAHSHA M， NADIMI-GOKI M， FORNASIER F， et al. Microbial enzymes as an early warning management tool for monitoring mining site soils［J］. CATENA， 2017， 148： 40-45.

［9］" NADIMI-GOKI M， BINI C， WAHSHA M， et al. Enzyme dynamics in contaminated paddy soils under different cropping patterns （NE Italy）［J］. Journal of Soils and Sediments， 2018， 18（6）： 2157-2171.

［10］" 陳婉華，袁偉，王子陽，等.不同耕作方式與秸稈還田對土壤酶活性及水稻產(chǎn)量的影響［J］.中國土壤與肥料，2022（7）：162-169.

［11］" 張詠梅，周國逸，吳寧.土壤酶學(xué)的研究進展［J］.熱帶亞熱帶植物學(xué)報，2004，12（1）：83-90.

［12］" 鄒文秀，韓曉增，陸欣春，等.肥沃耕層構(gòu)建對東北黑土區(qū)旱地土壤肥力和玉米產(chǎn)量的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2020，31（12）：4134-4146.

［13］" 馬星竹，邊道林，郝小雨，等.不同耕作措施對東北玉米農(nóng)田土壤物理性質(zhì)的影響［J］.土壤與作物，2022，11（1）：54-61.

［14］" 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

［15］" 關(guān)松蔭.土壤酶及其研究法［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986.

［16］" 張佳倩，李福，孫峰成，等.秸稈還田條件下不同耕作方式對玉米田土壤物理性狀的影響［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2022，44（3）：759-772.

［17］ "秦紅靈，高旺盛，馬月存，等.免耕對農(nóng)牧交錯帶農(nóng)田休閑期土壤風(fēng)蝕及其相關(guān)土壤理化性狀的影響［J］.生態(tài)學(xué)報，2007，27（9）：3778-3784.

［18］" 張洋，王鴻斌.不同耕作模式對黑土區(qū)土壤理化性質(zhì)及玉米生長發(fā)育的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（18）：58-64.

［19］" 張文菊，童成立，楊鈣仁，等.水分對濕地沉積物有機碳礦化的影響［J］.生態(tài)學(xué)報，2005，25（2）：249-253.

［20］" 賈夢圓，黃蘭媚，李琦聰，等.耕作方式對農(nóng)田土壤理化性質(zhì)、微生物學(xué)特性及小麥營養(yǎng)品質(zhì)的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2022，28（11）：1964-1976.

［21］" URIOSTE A M， HEVIA G G， HEPPER E N， et al. Cultivation effects on the distribution of organic carbon， total nitrogen and phosphorus in soils of the semiarid region of Argentinian Pampas［J］. Geoderma， 2006， 136（3/4）： 621-630.

［22］" 陳濤，郝曉暉，杜麗君，等.長期施肥對水稻土土壤有機碳礦化的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2008，19（7）：1494-1500.

［23］" 鄔建紅，潘劍君，葛序娟，等.不同土地利用方式下土壤有機碳礦化及其溫度敏感性［J］.水土保持學(xué)報，2015，29（3）：130-135.

［24］" 黃尚書，鐘義軍，黃欠如，等.耕作深度及培肥方式對紅壤坡耕地土壤理化性質(zhì)及作物產(chǎn)量的影響［J］.中國土壤與肥料，2020（4）：72-83.

［25］" 趙亞麗，郭海斌，薛志偉，等.耕作方式與秸稈還田對土壤微生物數(shù)量、酶活性及作物產(chǎn)量的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2015，26（6）：1785-1792.

［26］" 黃召存，陳嬌，熊瑛，等.保護性耕作對蠶豆根際土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2018，36（3）：79-85.

［27］" 賈鳳梅，張淑花，魏雅冬.不同耕作方式下玉米農(nóng)田土壤養(yǎng)分及土壤微生物活性變化［J］.水土保持研究，2018，25（5）：112-117.

［28］" 李桂喜，董存元，陳希元，等.不同耕作方式對土壤微生物數(shù)量的影響［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，51（17）：3713-3715.

［29］" 陳蓓，張仁陟.免耕與覆蓋對土壤微生物數(shù)量及組成的影響［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，39（6）：634-638.

［30］" 高明，周保同，魏朝富，等.不同耕作方式對稻田土壤動物、微生物及酶活性的影響研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2004，15（7）：1177-1181.

［31］" 張英英.不同耕作措施下旱作農(nóng)田土壤活性有機碳組分與酶活性關(guān)系研究［D］.蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

［32］" 路怡青，朱安寧，張佳寶，等.免耕和秸稈還田對土壤酶活性和微生物群落的影響［J］.土壤通報，2014，45（1）：85-90.

［33］" 高旭梅，劉娟，張前兵，等.耕作措施對新疆綠洲長期連作棉田土壤微生物、酶活性的影響［J］.石河子大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，29（2）：145-152.

［34］" 劉紅杰，習(xí)向銀，劉朝科，等.深翻耕和連作對植煙土壤養(yǎng)分及其生物活性的影響［J］.福建農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，26（2）：298-303.

Effects of Different Tillage Methods on Soil Nutrients and Biological Properties of Dry Land in Northeast China

MA Xingzhu1，2，HAO Xiaoyu2，ZHAO Yue2，ZHENG Yu2，XING Zhanqiang1，YU Lei1，JI Jinghong2， LIU Shuangquan2

（1.Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Harbin 150086，China； 2.Heilongjiang Academy of Black Soil Conservation and Utilization，Harbin 150086，China）

Abstract：In order to improve soil quality and crop yield in the black soil region and promote the sustainable development of regional agriculture. A field experiment for four consecutive years under three tillage treatments， including subsoiling tillage （ST）， no tillage （NT） and conventional tillage （CT） were set up to investigate the effects of tillage methods on soil available nutrients，soil microbial quantity and enzyme activities. Results showed that， compared with CT， ST could significantly increase the contents of alkaline nitrogen， available phosphorus and available potassium in the upper soil layer （0-20 cm） （by 23.6%， 49.6%， and 63.3%， respectively）， also for content of available phosphorus in the lower soil layer （20-40 cm） （86.2%）.The pH of ST in the upper soil layer significantly increased， while the pH changed less among different treatments of in the lower soil layer; ST and NT treatments could significantly increase the number of bacteria and fungi in the upper soil layer， while ST significantly increased the number of actinomycetes; the differences of microbial quantities among in the lower soil layer were relatively small， decreased in the order： STgt;NTgt;CT.There were highest activities of sucrase and catalase in the upper soil layer under ST， while NT increased soil urease and phosphatase activities. Except for catalase， the activities of other enzymes were higher in the upper soil than in the lower soil. ST and NT could increase the content of soil available nutrients， the number of microorganisms and enzyme activities， which helps to improve soil chemical and biological properties， thereby improving soil quality. Among them， subsoiling tillage played an important role in fertilizing soil and maintaining the living environment of soil organisms.

Keywords：tillage methods; black soil region; soil nutrient; microbial quantity; enzyme activity