中圖分類號 S512.1;S142 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1007-7731（2025）12-0023-04

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.12.006

Effects of green manure tillage on soil enzyme activity and wheat yield composition in wheat fields

YANG Jian1LUO Dan1ZHANG Jianfang1OU Huan1JIANG Lihuang1LUO Xinning2 （1Aksu Agricultural Technology Extension Center，Aksu 843Ooo， China; 2College of Agriculture，Tarim University，Aral 843300， China）

AbstractTo elucidate the role of green manure in ameliorating production conditions in wheat fields，a field experiment wasconductedfrom2018 to2O2O inthe Southern Xinjiang region.High-fertilityand low-fertility wheat fields were selected，and 4 cropping paterns were established： post-wheat relay-cropped maize （CK），summer fallow （BK）， post-wheat planted and incorporatedrapeseed （YC），and post-wheat plantedand incorporatedsunflower（YK）.The impacts of green manureonsoilenzyme activityandwheat yieldunderdiferentfertilitylevels were analyzed.Theresults showed that incorporating green manure enhanced the activity of certain soil enzymes，while summer fallow had no significant efectonimproving soil tilage conditions.Forhigh-fertilitywheat fields，theYCtreatment increased soil urease and invertase activity by 69.6% and 52.6% ，respectively，compared to the CK treatment. The YK treatment increased soil alkaline phosphatase and catalase activity by 72.7% and 82.9% ，respectively，compared to the CK treatment.For low-fertility wheat fields，the YC treatment increased alkaline phosphatase activity by 148.4% compared to the CK treatment， while the YK treatment increased soil urease，catalase，and invertase activity by 97.2% ， 124.3% ， and 84.7% ，respectively，compared to the CK treatment.Regardingyield and yield components，nostatistically significant diferences in wheat yield were observed among the treatments in high-fertility wheat fields （ P gt;0.05）. In lowfertilitywheat fields，the yieldsof the BK，YC，and YKtreatmentswereincreased by 4.5% ， 24.1% ，and 28.6% respectively，compared to the CK treatment.The numberof grains perspikeandthousand-grain weightwere significantly higherintheYC and YK treatments thanintheCK treatment （Plt;0.05） .Overall， post-wheat planted and incorporated reen manure was beneficialfor improving soil tillge quality inlow-fertilitywheat fields and enhancing wheatyield. Keywordsgreen manure; wheat field experiment; soil enzyme activity; wheat yield

長期不當(dāng)施肥或耕作會導(dǎo)致土壤有機(jī)碳含量降低、土壤酸化和營養(yǎng)元素失衡，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量]。研究栽植翻壓綠肥替代化肥，有利于改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，降低不當(dāng)施肥帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)2。綠肥可利用其生長過程中所產(chǎn)生的全部或部分植物鮮體，通過直接或間接翻壓到土壤中作為肥料，其能給土壤提供大量的新鮮有機(jī)質(zhì)和多種有效的礦質(zhì)養(yǎng)分[3。陳子英等4研究認(rèn)為，綠肥還田在改善耕作土壤微環(huán)境方面的作用較突出。周靈芝等研究表明，綠肥還田可以改善連作甘蔗地的土壤養(yǎng)分、土壤酶活性，提高甘蔗產(chǎn)量。發(fā)展綠肥是實(shí)現(xiàn)農(nóng)田有機(jī)無機(jī)配合的重要手段之一，且其作為農(nóng)事生產(chǎn)中清潔的有機(jī)肥源之一，可滿足綠色農(nóng)產(chǎn)品的市場需要。本試驗(yàn)探索了綠肥對南疆地區(qū)不同田塊土壤中酶活性及小麥產(chǎn)量的影響，為合理利用綠肥改善生產(chǎn)條件，實(shí)現(xiàn)耕地質(zhì)量提升提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)在新疆阿克蘇市托普魯克鄉(xiāng)木日開旦母村（78^°03^′-84^°07^′E，39^°30^′-42^°41^′N） 進(jìn)行。該地氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶詺夂?，氣候干燥，降水量少，日照長，年日照時(shí)數(shù) 750～3029h 。太陽總輻射量5340～6220MJ/m² ，平均溫度在 9.9～11.5°C ，年降水量 42.4～94.4mm ，氣候特點(diǎn)為冬季干冷、夏季干熱。

供試土壤類型為灌淤土，小麥品種為新冬22。小麥等行距播種，大田行距 15cm ，基本苗數(shù)量30萬株 /666.7m² 。小麥?zhǔn)斋@后復(fù)播玉米，每年10月初玉米收獲后繼續(xù)種植小麥。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選擇高肥力（小麥產(chǎn)量高于 6000kg/hm² ）和低肥力（小麥產(chǎn)量低于 4500kg/hm² 麥田，設(shè)4個(gè)處理，分別為休耕處理BK（小麥?zhǔn)斋@后休耕，到10月種植冬麥）麥后復(fù)播油菜處理YC（小麥采收結(jié)束后，于7月種植油菜，播量 15kg/hm² 和麥后復(fù)播油葵處理YK（小麥采收結(jié)束后，于7月種植油葵，播量15kg/hm²; ，麥后復(fù)播玉米為 CK YC和YK處理于10月8日種植冬麥前進(jìn)行綠肥翻壓，高肥力田平均翻壓油菜鮮重 21520kg/hm² ，翻壓油葵鮮重 34100kg/hm² 低肥力田平均翻壓油菜鮮重 17 593kghm² ，翻壓油葵鮮重 25600kg/hm² 。2018—2020年連續(xù)進(jìn)行，田間管理與施肥與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)措施一致。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1土壤酶活性測定 小麥?zhǔn)斋@后用土鉆采樣，采集 0～20cm 土樣。各小區(qū)隨機(jī)取5個(gè)樣點(diǎn)，同層混合，作為1次重復(fù)，每個(gè)處理3次重復(fù)，剔除土樣中的石塊和動植物殘?bào)w等雜質(zhì)，冷藏備用。土壤脲酶活性測定采用比色法，堿性磷酸酶活性測定采用磷酸苯二鈉比色法，過氧化氫酶活性測定采用KMnO₄ 滴定法，蔗糖酶活性測定采用3，5-二硝基水楊酸比色法[7]

1.3.2小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 2019—2021年，于小麥?zhǔn)斋@期分小區(qū)單收測產(chǎn)。在小麥成熟期，采用五點(diǎn)取樣法，隨機(jī)選取20株進(jìn)行室內(nèi)考種，測定穗粒數(shù)、千粒重，選擇3個(gè)點(diǎn)位，測定每點(diǎn)位 1m² 的穗數(shù)。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)和整理分析。利用DPS9.01統(tǒng)計(jì)分析軟件最小顯著差異法（LSD）對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1 對土壤酶活性的影響

2.1.1脲酶 土壤脲酶活性的強(qiáng)弱可以直接反映土壤氮素的供應(yīng)狀況[8]。由圖1可知，栽植翻壓綠肥在不同肥力麥田中對土壤中脲酶活性的影響均較為明顯。BK、YC、YK處理的土壤脲酶活性較CK均有所提高，在高肥力麥田中依次增長為 15.2%.69.6% 、60.9% ;在低肥力麥田中，依次增長為 13.9%.86.1% 、97.2% 。高肥力田塊中，以YC、YK處理的土壤脲酶活性較高，明顯高于CK、BK（ Plt;0.05） ；低肥力田塊中，YC、YK處理的土壤脲酶活性明顯高于CK、BK中 （Plt;0.05） ，BK與CK處理間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Pgt; 0.05）。說明翻壓綠肥對提高土壤脲酶活性具有促進(jìn)作用，而在低肥力田塊中，受地塊自身肥力條件約束，休耕對提高土壤中脲酶活性的作用不明顯。

2.1.2堿性磷酸酶 堿性磷酸酶在土壤中直接參與有機(jī)磷的分解和轉(zhuǎn)化。由圖2可知，翻壓綠肥對不同肥力田塊王壤中的堿性磷酸酶活性存在一定影響。高肥力麥田中，BK、YC、YK處理的堿性磷酸酶活性分別較CK提高 18.2%.61.4%.72.7% ，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Plt;0.05 ）。低肥力麥田中，YC、YK處理的堿性磷酸酶活性分別較CK提高 148.4% ！119.4% ，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ （Plt;0.05） ；BK處理較CK降低 12.9% ，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Pgt;0.05 ）。說明翻壓綠肥可以提高土壤堿性磷酸酶活性，對低肥力麥田的提升效果較明顯。

2.1.3過氧化氫酶 不同處理下土壤中過氧化氫酶活性如圖3所示，高肥力麥田中，BK處理的過氧化氫酶活性較CK降低 5.8% ，YC、YK處理的過氧化氫酶活性較CK分別升高 53.5%.82.9% 。低肥力麥田中，YC、YK處理的過氧化氫酶活性較CK分別提高87.6%.124.3% 。在不同肥力麥田中，BK與CK處理的過氧化氫酶活性差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ （Pgt;0.05） ，YC與YK處理的過氧化氫酶活性差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 Plt;0.05. 。說明翻壓綠肥可以明顯提高土壤過氧化氫酶活性，以YK處理效果較佳。

2.1.4蔗糖酶 由圖4可知，高、低肥力麥田中，YC、YK處理間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ （Pgt;0.05） ，均與CK和BK處理具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ _Plt;0.05） 。高肥力麥田中，YC、YK處理的土壤蔗糖酶活性分別較CK提高了 52.6%.29.4% ；低肥力麥田中，YC、YK處理的土壤蔗糖酶活性分別較CK提高了 78.4%.84.7% 。說明不同肥力麥田翻壓綠肥可以提升土壤蔗糖酶活性。

2.2對小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

小麥的產(chǎn)量構(gòu)成因素主要是穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重。由表1可知，翻壓綠肥對于不同肥力田塊小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響不同，均以翻壓綠肥處理的產(chǎn)量較高。在高肥力麥田中，BK、YC、YK處理較CK的產(chǎn)量分別提高了 0.9%，11.7%，4.9% ，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ ）。低肥力麥田中，BK、YC、YK處理較CK的產(chǎn)量分別提高了 4.5%，24.1% 、28.6% ，其中YC、YK處理間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Pgt; 0.05），均與BK、CK處理差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Plt; 0.05）。高肥力麥田中，各處理的穗數(shù)、穗粒數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Pgt;0.05 ；低肥力麥田中，CK、BK處理間的各項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成因素指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義0 Pgt;0.05） ，均與YC、YK處理的穗粒數(shù)、千粒重差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （Plt;0.05） 。表明翻壓綠肥能夠有效提高低肥力麥田的小麥產(chǎn)量。

3結(jié)論與討論

本研究表明，翻耕綠肥后，麥田土壤中脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶等活性明顯提升，與曹衛(wèi)東等、高嵩涓等的研究結(jié)果一致，綠肥翻壓還田措施可以提高土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分含量，提高土壤微生物活性和土壤酶活性。高桂娟等研究發(fā)現(xiàn)，在綠肥翻壓還田過程中，綠肥的種類、翻壓量和連續(xù)翻壓年限等均會影響土壤酶活性的提升幅度。孫穎等[12研究表明，翻壓綠肥對土壤的蔗糖酶具有明顯的激活作用，在不同的施氮水平處理下，綠肥對土壤中蔗糖酶活性的影響存在差異。本研究的結(jié)果與上述研究結(jié)果基本相符，在相同施肥水平下，對照正常復(fù)播模式，麥田翻壓綠肥對土壤酶活性的提升效果較好。

夏季休閑期栽植翻壓綠肥可提高冬小麥的千粒重與收獲指數(shù)[13]。本試驗(yàn)研究了綠肥對冬小麥產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，翻壓綠肥處理的小麥產(chǎn)量得到了不同程度的提升，在低肥力麥田中，翻壓綠肥模式對比休耕模式、正常復(fù)播模式的穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量明顯提高。其原因是翻壓綠肥提高了作物的養(yǎng)分利用率，從而提高作物的產(chǎn)量[14-17]。向小[18]研究指出，小麥和玉米在翻壓綠肥后的產(chǎn)量和氮磷鉀養(yǎng)分積累量高于單施化肥。本研究發(fā)現(xiàn)，不同類型綠肥翻耕處理對小麥產(chǎn)量的影響也存在差異，在高肥力麥田中，種植綠肥油菜的產(chǎn)量提升效果優(yōu)于油葵；而在低肥力麥田中，種植綠肥油葵的效果優(yōu)于油菜，其影響機(jī)制可能和麥田土壤自身肥力有關(guān)；在同一施肥水平下，綠肥還田量對作物產(chǎn)量的影響有待進(jìn)一步研究。

綜上，通過2018—2020年的大田試驗(yàn)，表明栽植翻壓綠肥油菜和油葵均有利于提升土壤中酶活性，提高低肥力麥田的小麥產(chǎn)量；夏季休耕對于麥田土壤耕作環(huán)境有一定的改善作用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳金，龐黨偉，韓明明，等.耕作模式對土壤生物活性與養(yǎng)分有效性及冬小麥產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2017，43（8）：1245-1253.

[2]孫穎.綠肥對土壤生物學(xué)特征的影響[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2011.

[3]張久東，包興國，胡志橋，等.綠肥與化肥配施對小麥產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2011，29

[4]陳子英，孫小鳳，韓梅，等.國內(nèi)外綠肥研究進(jìn)展[J].青海農(nóng)林科技，2020（3）：54-58.

[5]周靈芝，黃渝嵐，周佳，等.粉壟耕作與綠肥還田對土壤酶活性和甘蔗產(chǎn)量的影響[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2024，39（4） ：409-417.

[6]曹衛(wèi)東，黃鴻翔.關(guān)于我國恢復(fù)和發(fā)展綠肥若干問題的思考[J].中國土壤與肥料，2009（4）：1-3.

[7]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].3版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[8]李佳旺，徐嘉，于航，等.土壤脲酶酶促反應(yīng)對3種有機(jī)氮肥施用的響應(yīng)[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)（中英文），2024，32（6）：1033-1042.

[9]曹衛(wèi)東，包興國，徐昌旭，等.中國綠肥科研60年回顧與未來展望[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2017，23（6）：1450-1461.

[10]高嵩涓，曹衛(wèi)東，白金順，等.長期冬種綠肥改變紅壤稻田土壤微生物生物量特性[J].土壤學(xué)報(bào)，2015，52（4）：902-910.

[11]高桂娟，李志丹，韓瑞宏，等.3種南方綠肥腐解特征及其對淹水土壤養(yǎng)分和酶活性的影響[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2016，37（8）：1476-1483.

[12]孫穎，趙曉會，和文祥，等.綠肥對土壤酶活性的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（3）：115-119.

[13]趙娜，趙護(hù)兵，魚昌為，等.夏閑期種植翻壓綠肥和施氮量對冬小麥生長的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19（12）：41-47.

[14]劉蕊，常單娜，高嵩涓，等.西北小麥與豆科綠肥間作體系箭筈豌豆和毛葉苕子生物固氮效率及氮素轉(zhuǎn)移特性[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2020，26（12）：2184-2194.

[15]錢晨晨，王淑彬，楊濱娟，等.紫云英與氮肥配施對早稻干物質(zhì)生產(chǎn)及氮素吸收利用的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，25（4）：563-571.

[16]趙姣.氮磷施肥對玉米一綠肥輪作下有益微生物群落結(jié)構(gòu)和作物養(yǎng)分利用率的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020.

[17]殷熙悅，殷文，樊志龍，等.綠肥還田及減施氮肥對綠洲灌區(qū)小麥產(chǎn)量和土壤 CO₂，N₂O 排放的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，57（1）：48-55.

[18]向小.翻壓綠肥和減施化肥對小麥/玉米體系作物產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤特性的影響[D].雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

（責(zé)任編輯：李媛）