不同水稻栽培模式下小麥秸稈腐解特征及對土壤生物學特性和養分狀況的影響

武 際，郭熙盛，魯劍巍，萬水霞，王允青，許征宇，張曉玲

(1．安徽省農業科學院土壤肥料研究所，合肥 230031;2．華中農業大學資源與環境學院，武漢 430070;3．安徽養分循環與資源環境省級實驗室，合肥 230031)

近年來，國內外科學家在秸稈還田對培肥土壤及提高作物產量等方面做了大量研究，基本明確了秸稈還田對提高作物產量和土壤有機碳含量、培肥地力和維持土壤持久生產力的重要作用［1-5］。據估算，我國每年生產的秸稈在6—7億t之間［6］，在集約化生產條件下，單位面積上還會有更大數量的作物秸稈產生，秸稈還田后的腐解速度和養分釋放特點是秸稈還田能否發揮重要作用的關鍵。秸稈直接還田進入土壤后，將在土壤微生物和酶的作用下進行腐解。其腐解速率一方面受限于土壤微生物和酶活性的高低，另一方面又必然對土壤生物學特性產生重大作用，通過復雜的生物學效應影響到土壤內部的物質和能量運轉［2，7］。土壤酶活性是土壤生物活性和土壤肥力的重要指標，其中土壤蔗糖酶、磷酸酶、脲酶等水解酶的總體活性對評價土壤肥力水平更具有重要意義［8-10］。土壤微生物直接參與有機質的分解、腐殖質的形成、養分的轉化和循環的各個生化過程［11］，是植物養料轉化、有機碳代謝及污染物降解的驅動力，在土壤肥力和生態系統中具有重要的作用［12-13］。國內外研究表明，秸稈還田作為一種能夠使秸稈變廢為寶的土壤培肥措施，它能夠改善土壤物理和化學性質，為微生物和土壤酶活性的增強提供良好環境［14-15］。因此，在研究秸稈還田培肥土壤的效應時，探明由此引起的土壤微生物和酶活性的動態變化，對評價秸稈還田的效應具有重要意義。

以前對秸稈還田的研究多集中在淹水稻田或旱作土壤上進行，且大多局限于秸稈還田后對作物產量、品質以及對農田土壤理化性質的影響。當前，無水層節水灌溉栽培技術作為一種既可高效利用水資源又可提高水稻產量的重要措施，在水稻主產區得到了大面積的推廣應用。無水層灌溉下的土壤養分狀況、理化性質以及生物學性質既不同于淹水稻田土壤，也不同于灌溉的旱地土壤，這勢必影響到秸稈還田后的養分釋放規律、土壤的生物學特性以及對地力的培肥效應。為此，筆者以小麥秸稈為研究對象，同步研究了不同水稻栽培模式下小麥秸稈腐解特征、養分釋放規律及對土壤養分含量和生物學特性的影響，以期為秸稈資源的合理利用和農田養分的科學管理提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1．1 試驗地點與材料

試驗于2007—2008年連續兩年在安徽省天長市進行。供試土壤為水稻土。2007、2008年兩個試驗田塊0—20cm土層基礎養分、微生物數量以及土壤酶活性分別為:有機質11．0 g/kg和11．1 g/kg，全氮1．2 g/kg和1．2 g/kg，堿解氮 116．5 mg/kg 和107．2 mg/kg，全磷0．3 g/kg 和0．4 g/kg，速效磷11．1 mg/kg 和11．2 mg/kg，緩效鉀412．2 mg/kg和 465．8 mg/kg，速效鉀 98．5 mg/kg 和 112．3 mg/kg，pH 值 6．1 和 6．8，土壤細菌數量123．2×104CFU/g 和106．6×104CFU/g，真菌數量 22．8×103CFU/g 和23．8×103CFU/g，放線菌數量 93．4×103CFU/g 和 85．8×103CFU/g，土壤脲酶活性 289．8 μg NH4-N/(g 24 h)和324．6μg NH4-N/(g 24 h)，堿性磷酸酶活性 36．9 μg/(g h)和 32．7μg/(g h)，蔗糖酶活性 16．8 μg/(g 24 h)和 19．6 μg/(g 24 h)，纖維素酶活性8．3 μg/(g 72 h)和11．0 μg/(g 72 h)。2007、2008 年供試小麥秸稈基本養分含量分別為:全碳 48．7% 和47．3%，全氮0．5%和0．5%，全磷0．1%和0．1%，全鉀1．0%和1．1%。水稻供試品種為揚兩優6號。

1．2 試驗設計

試驗采用尼龍網袋研究方法［16］。網袋長30 cm，寬20 cm，孔徑為0．12 mm。設2種水稻種植模式:常規栽培(C)和節水灌溉栽培(S);3個秸稈用量:20 g/網袋(Ⅰ)，40 g/網袋(Ⅱ)，60 g/網袋(Ⅲ)。完全方案設計，重復3次，隨機區組排列。供試小麥秸稈風干后，剪切至5cm左右放入尼龍網袋中，扎實袋口。水稻常規栽培是指除“烤田期”外，其余生長階段土壤表層均保持淺水層狀態。而水稻節水灌溉栽培是指采用無水層灌溉技術，即在水稻返青后的各個生育階段，田面不再建立水層。根據水稻生理生態需水特點，以根層土壤含水量作為控制指標，確定灌水時間和灌水定額，土壤含水量低于田間持水量的80%時即開始灌水，以田間持水量的100%做上限［17］。水稻于6月16日移栽，5d后將裝滿秸稈的尼龍網袋埋入稻田行間10—15 cm土層。施N 210 kg/hm2，P2O590 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2。氮肥分別做基肥、分蘗肥和穗肥3次施用，施用比例為4∶3∶3，全部磷鉀肥作基肥施用。基肥于耙田前撒施。肥料種類:尿素，過磷酸鈣，氯化鉀。

1．3 采樣方法與測定項目

施入秸稈后，各處理每30 d取樣1次，整個生育期共取3次。取樣后樣品經洗凈、80℃烘干，利用失重法測定秸稈腐解率。秸稈腐解率(%)=(原秸稈重-秸稈殘留量)/原秸稈重×100。分別測定小麥秸稈原始樣的全C、全N、全P、全K養分含量。每次取樣后測定秸稈的全C、全N、全P、全K含量，計算秸稈養分釋放率。養分釋放率(%)=(原始秸稈某養分含量-剩余秸稈養分含量)/原始秸稈養分含量×100。取樣秸稈以H2SO4-H2O2消煮后，重鉻酸鉀容量法-外加熱法測含碳量，凱氏定氮法測定含氮量，鉬銻抗比色法測含磷量，火焰光度法測含鉀量［18］。

從稻田中取出尼龍網袋之前，采集網袋正上方土壤樣品，截取與網袋接觸面約7 cm土壤樣品待分析測試用。過2 mm篩并置于4℃條件下冷藏。分別測定土壤微生物數量(細菌、真菌、放線菌)、土壤酶活性(脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶、纖維素酶)和土壤養分含量(有機碳、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀)。

土壤微生物測定:采用稀釋平板法測定土壤微生物總數。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基、真菌采用馬丁氏(Martin)培養基、放線菌采用改良高氏一號培養基［19］，結果以每克鮮土所含數量表示。土壤酶測定:土壤脲酶、蔗糖酶分別采用靛酚藍比色法、3，5-二硝基水楊酸比色法測定［20］，堿性磷酸酶、纖維素酶分別采用對硝基苯磷酸鈉法、3，5-二硝基水楊酸比色法測定［21］。

土壤養分測定:K2Cr2O7-外加熱法測有機質，半微量凱氏法測全氮，堿解擴散法測堿解氮，0．5 mol/LNaHCO3浸提-鉬銻抗比色測速效磷，1 mol/L熱HNO3浸提-火焰光度法測緩效鉀，1 mol/LNH4OAc浸提-火焰光度法測速效鉀［18］。

1．4 數據分析方法

本文數據均采用SAS9．0軟件和Excel2010軟件進行統計分析。采用LSD法對試驗數據進行方差分析和顯著性測驗。

2 結果與分析

2．1 不同栽培模式和秸稈還田量對小麥秸稈腐解率的影響

連續兩年的試驗結果顯示(表1)，小麥秸稈的腐解率表現為前期快，后期慢的特點:0—30 d為快速腐解期，2007和2008年的秸稈平均腐解速率分別達到了0．4 g/d和0．5 g/d;30 d之后，小麥秸稈的腐解速率逐漸放緩，2007、2008兩年的秸稈平均腐解速率均只有0．1 g/d。90 d時小麥秸稈累計腐解率達到了48．9%—59．3%(2007)和48．9%—61．3%(2008)。不同栽培模式對小麥秸稈的腐解率有顯著影響。在相同秸稈還田用量情況下，節水栽培模式與常規栽培模式相比(90 d)，2007年小麥秸稈腐解率提高了15．7%—18．6%，2008年提高幅度為14．8%—17．3%，處理間差異顯著(P＜0．05)。相同栽培模式下，隨著秸稈用量的增加，小麥秸稈腐解率有降低的趨勢。用量間秸稈腐解率的差異僅在30 d時達到顯著水平，隨著秸稈腐解時間的延長，這種差異逐漸減小，60 d和90 d時，用量間秸稈腐解率的差異均不顯著。兩年的試驗結果規律相同。

表1 不同栽培模式和秸稈還田量對小麥秸稈腐解率的影響/%Table 1 Effect of different treatments on decomposing rates of the wheat straws

不同的小寫字母表示同一列數據LSD(P＜0．05)水平差異顯著性;C:常規栽培;S:節水灌溉栽培;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表秸稈3個用量20 g/網袋、40 g/網袋和 60 g/網袋

2．2 不同栽培模式和秸稈還田量對小麥秸稈養分釋放規律的影響

不同處理對小麥秸稈養分釋放規律的影響見表2、表3。試驗結束時，2007年小麥秸稈中48．2%—65．8%的碳、40．4%—54．2%的氮和62．7%—74．7%的磷被釋放。2008年小麥秸稈的養分釋放率略高于2007年，但是差異不明顯，約有47．1%—66．0%的碳、42．3%—59．3%的氮和60．4%—76．7%的磷被釋放。全部處理中，均是以節水栽培模式下20 g/網袋處理(CI、SI)碳、氮、磷養分釋放率最大。連續兩年的試驗結果均顯示節水栽培模式下小麥秸稈碳、氮、磷養分釋放率顯著高于常規栽培(P＜0．05)。與秸稈腐解率相似，小

表2 2007年不同栽培模式和秸稈還田量對小麥秸稈養分釋放率的影響Table 2 Effect of different treatments on nutrient release rates of the wheat straws in 2007

表3 2008年不同栽培模式和秸稈還田量對小麥秸稈養分釋放率的影響Table 3 Effect of different treatments on nutrient release rates of the wheat straws in 2008

麥秸稈碳、氮、磷養分釋放率隨著秸稈用量的提高而降低;而小麥秸稈碳、氮、磷養分釋放量則隨著秸稈用量的提高而增加，均是以處理60 g/網袋達到最高，且處理間差異顯著(P＜0．05)。秸稈中鉀的釋放主要分兩個時期:0—30 d為快速釋放期。在此階段，秸稈中已經有超過90%的鉀被釋放出來;30—90 d為腐解停滯期，各處理間鉀的釋放率無明顯差異。

2．3 不同栽培模式和秸稈還田量對土壤微生物數量的影響

表4、表5的結果顯示，無論是在常規栽培還是在節水栽培模式下，與未施秸稈處理相比，土壤微生物數量在秸稈還田后得到了顯著提高。其總的變化趨勢為:0—30 d期間微生物數量不斷增加，至30 d時達到最高值。然后在30—60 d期間急劇下降，60—90 d下降幅度放緩，這與秸稈腐解的趨勢相一致。2007和2008年表現出相同的趨勢。未施秸稈兩對照處理(CK1、CK2)細菌和放線菌數量也是在30 d時達到峰值，這可能和水稻生長正處于分蘗盛期，代謝活動旺盛有關。由表4和表5還可以看出，不施秸稈處理土壤放線菌數量變化趨勢與細菌和真菌不同，在整個試驗期間土壤放線菌數量均呈現下降趨勢。至試驗結束時，比基礎土壤放線菌數量降低了47．2%—52．0%(常規栽培)和39．8%—43．2%(節水栽培)。其原因有待于進一步研究。

表4 2007年不同栽培模式和秸稈還田量對土壤微生物數量的影響Table 4 Effect of different treatments on the quantity of soil microbe in 2007

表5 2008年不同栽培模式和秸稈還田量對土壤微生物數量的影響Table 5 Effect of different treatments on the quantity of soil microbe in 2008

整個水稻生育期，節水栽培模式下秸稈還田后土壤微生物數量顯著高于常規栽培(表4、表5)。試驗90 d時，節水栽培比常規栽培土壤細菌數量增加了7．9%—42．1%，真菌數量增加了43．1%—91．5%，放線菌數量增加了23．7%—69．8%。說明在節水栽培模式下，秸稈還田更能夠顯著刺激水稻生長期間土壤微生物的大量繁殖，并且隨著秸稈還田用量的增加，這種刺激作用也隨之增強。土壤真菌數量隨著還田秸稈用量的提高表現出增加的趨勢，3個秸稈用量間真菌數量的差異均達到顯著水平。而土壤細菌和放線菌數量是在秸稈中用量水平(CII、SII)時達到最大，繼續提高秸稈用量，細菌和放線菌數量有降低的趨勢。這可能與秸稈用量過大，導致氧化還原電位下降及產生一些不利于細菌和放線菌生長的有毒物質有關。

2．4 不同栽培模式和秸稈還田量對土壤酶活性的影響

由兩年的試驗結果可以看出(表6、表7)，秸稈還田可以顯著提高土壤酶活性。土壤脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性在秸稈還田后開始上升，至30 d形成峰值，30 d時以節水栽培模式下小麥秸稈還田量60 g/網袋處理(CIII、SIII)土壤酶活性最高。30—60d期間土壤酶活性急劇下降，60—90 d呈現出緩慢降低的趨勢。土壤纖維素酶活性的變化規律與前3種酶略有不同(表8)，呈現“前期劇升(30 d)、中期緩增(60 d)、后期驟降(90 d)”的變化趨勢，這可能與秸稈纖維素比蛋白質、淀粉、脂肪和半纖維素等分解難度更大有關。

表6 2007年不同栽培模式和秸稈還田量對土壤脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性的影響Table 6 Effect of different treatments on activity of Urease、Alkaline Phosphatase and Sucrase in 2007

表7 2008年不同栽培模式和秸稈還田量對土壤脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性的影響Table 7 Effect of different treatments on activity of Urease、Alkaline Phosphatase and Sucrase in 2008

表8 不同栽培模式和秸稈還田量對土壤纖維素酶活性的影響/(μg g-172 h-1)Table 8 Effect of different treatments on activity of Cellulase

不同水稻栽培模式下秸稈還田對土壤酶活性也有明顯影響。小麥秸稈腐解90 d時，節水栽培比常規栽培土壤脲酶活性提高了7．6%—13．4%，堿性磷酸酶活性提高了6．0%—13．2%，蔗糖酶活性提高了6．6%—21．8%，纖維素酶活性提高了1．4%—10．8%。差異均達到了顯著水平。說明節水栽培模式下的土壤環境更有利于土壤酶活性的提高。3個秸稈用量處理間土壤堿性磷酸酶、蔗糖酶和纖維素酶活性的差異均達到顯著水平。而土壤脲酶活性在高秸稈用量水平(CIII、SIII)與低秸稈用量水平(CI、SI)之間差異也達到了顯著水平，表明適當提高秸稈還田用量，可以為土壤酶提供更多的能源和營養物質，進而促進了土壤酶活性的增強。

2．5 不同栽培模式和秸稈還田量對土壤有機碳和養分狀況的影響

連續兩年的試驗結果表明(表9—表12)，秸稈還田可顯著提高土壤有機碳和養分含量。90 d試驗結束時，以節水栽培模式下小麥秸稈還田量60 g/網袋處理(CIII、SIII)有機碳和養分含量最高。整個試驗期間，土壤有機碳、全氮、堿解氮和速效磷含量呈增加趨勢，提高幅度與秸稈腐解速率的變化趨勢相一致。0—30 d為秸稈快速腐解期，30 d時秸稈養分釋放率達到最高值，土壤有機碳、全氮、堿解氮和速效磷含量增加的幅度也相應達到最大值。30 d后，還田秸稈養分釋放速度減緩，土壤有機碳、全氮、堿解氮和速效磷含量增幅也相應的降低。由于秸稈中90%的鉀在30 d時就被釋放出來，土壤速效鉀含量在秸稈還田30 d時達到最高后，呈現逐漸降低的趨勢。

表9 2007年不同栽培模式和秸稈還田量對土壤有機碳和全氮含量的影響Table 9 Effect of different treatments on organic carbon and total N contents of the soil in 2007

表10 2008年不同栽培模式和秸稈還田量對土壤有機碳和全氮含量的影響Table 10 Effect of different treatments on organic carbon and total N contents of the soil in 2008

在秸稈還田量相同情況下，不同水稻栽培模式對秸稈還田后土壤有機碳、堿解氮和速效磷含量的變化有顯著效應，而對土壤全氮、速效鉀含量變化影響不明顯。2007、2008兩年的試驗結果基本一致。節水栽培模式與常規栽培模式相比，試驗結束時土壤有機碳含量增加了7．5%—8．2%;堿解氮含量增加了5．4%—8．8%;速效磷含量增加了5．4%—12．4%，差異顯著(P＜0．05)。這可能和節水栽培模式下小麥秸稈腐解能釋放出更多的碳、氮、磷養分有關。在相同水稻栽培模式下，隨著秸稈用量的提高，土壤有機碳和養分含量也隨之增加，均是以節水栽培模式下秸稈最高用量處理(SIII)有機碳和養分含量達到最高。90 d時，處理60 g/網袋與20 g/網袋土壤的有機碳和堿解氮含量差異達到了顯著水平;而對于土壤全氮、速效磷和速效鉀含量來說，處理60 g/網袋、40 g/網袋與20 g/網袋差異均達到了顯著水平，而60 g/網袋與40 g/網袋處理間差異不顯著。

表11 2007年不同栽培模式和秸稈還田量對土壤速效養分含量的影響Table 11 Effect of different treatments on soil available nutrient contents in 2007

表12 2008年不同栽培模式和秸稈還田量對土壤速效養分含量的影響Table12 Effect of different treatments on soil available nutrient contents in 2008

進一步分析土壤有機碳和養分含量與土壤脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶活性的相關性表明，除速效鉀含量與脲酶相關性達到顯著水平外(r=0．678。r0．05=0．576，r0．01=0．708。)，土壤有機碳、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量與脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶活性的相關性均達到極顯著水平(r=0．843—0．992)。

3 討論

連續兩年的研究結果表明小麥秸稈腐解總的特征是前期快，后期慢，秸稈中養分釋放主要集中在前30d。秸稈養分釋放率表現為K＞P＞N≈C。90 d時，小麥秸稈累計腐解率為48．9%—61．3%。89．3%—97．2%的鉀、60．4%—76．7%的磷、40．4%—59．3%的氮和47．1%—66．0%的碳被釋放出來。這一結果表明經過90 d的腐解，秸稈中纖維素等物質在秸稈還田初期基本就腐解完畢，剩余部分主要為難分解的有機物質如木質素等［22-24］。

微生物作為產生纖維素酶類的主要來源，在秸稈的腐解過程中發揮了巨大作用［25］。陳冬林等在水稻常規栽培模式下研究發現秸稈還田可以使土壤真菌和嫌氣性細菌數量減少，放線菌和好氣性細菌數量增加［26］。而本試驗結果則顯示，不同水稻栽培模式下秸稈還田對土壤微生物數量的影響存在明顯差異，節水栽培模式下土壤細菌、真菌和放線菌數量均顯著高于常規栽培模式，究其原因主要是與兩種水稻栽培模式下土壤環境的不同有關。一方面節水栽培模式下稻田處于干濕交替過程中，土壤由長期淹水的還原狀態(常規栽培)變為類似于旱地的氧化狀態(節水栽培)，通氣、透水狀況明顯改善。土壤中的生物化學過程也隨之發生了一系列的變化，養分元素的還原過程受到抑制;另一方面節水栽培模式下，由于灌溉用水量的減少和田面淹水層的消失，氮、磷等可溶性營養元素的滲漏損失會隨之顯著降低。同時節水栽培下稻田水分和氧化還原狀態的直接改變在很大程度上也影響了有機質的分解轉化以及土壤容重、土壤孔隙等物理性狀，從而對稻田微生物的數量和活性產生顯著影響。以上這些因素均可為微生物生長提供穩定和均勻的條件，進而促進微生物在秸稈表面的大量富集并不斷的分解新鮮秸稈，加速了秸稈的腐解和養分釋放。

眾多學者研究表明，在水稻常規栽培模式下秸稈還田可以提高土壤養分含量，是土壤養分平衡和耕地土壤持續利用的重要措施［27-28］。本研究結果也證實了前人的結論，秸稈腐解釋放出來的豐富的C、N、P、K養分可以作為土壤中植物所需營養元素的有效補充，對土壤有機碳和養分含量的增加產生了顯著正效應。本試驗進一步研究發現節水栽培模式下秸稈還田后土壤有機碳和養分含量增加的更為顯著。與常規栽培相比，節水栽培模式不但顯著提高了土壤微生物數量，而且對土壤酶活性的上升也有明顯的正效應。進一步分析結果顯示土壤脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性與土壤有機碳、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量呈顯著或極顯著正相關。因此，節水栽培模式下土壤肥力狀況顯著高于常規栽培，不僅僅是由于節水栽培模式下秸稈能夠釋放出更多的營養元素，更深層次的原因在于節水栽培模式下的土壤環境更加有利于刺激微生物和酶活性的提高，使土壤的生化過程活躍起來。眾所周知，土壤微生物和酶是土壤中有機質和土壤養分循環和轉化的主要動力，對土壤養分供應起著重要作用［29］。土壤微生物一方面是作為有機殘體降解和腐殖化過程的直接參與者，對土壤有機碳等元素在各庫之間的轉移起直接作用;另一方面微生物體及其分泌物中的N、P、S及其它營養元素是植物可直接利用的速效養分［30-31］。而土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶在土壤碳、氮、磷循環中起著重要作用。綜上所述，正是由于適宜的土壤環境使土壤微生物和酶的綜合活力在節水栽培模式下比常規栽培模式下更強，導致土壤物質轉化和循環速度比常規栽培模式下更快，促進了土壤的代謝作用，從而顯著提高了土壤肥力。

本試驗將水稻栽培模式與秸稈還田結合在一起研究，揭示出節水栽培模式下秸稈還田養分釋放率更高、對土壤的培肥和生物學效應更強的規律，這是在前人研究基礎上的更進一步，取得的研究結果能夠為秸稈還田后水稻施肥和水分管理提供一定的科學依據。常規水稻栽培模式下，插秧約30 d后經常采取排水曬田的措施來保持農田土壤的通透性，而此階段正好是秸稈中養分釋放的高峰期。這樣勢必會導致稻田水溶液中大量的養分隨著水流進入環境，產生嚴重的環境污染。因此，我們建議秸稈還田與水稻栽培模式相結合，在實行秸稈還田后，水稻栽培模式宜采用節水灌溉栽培，其田間水分管理的原則是根據水稻不同生育期對水分的需要，進行淺水灌溉，這樣一則可以提高土壤微生物和酶活性，促進秸稈腐解和養分釋放，進而提高秸稈還田的土壤培肥效應;二則減少稻田養分流失，防止農田面源污染;再則可以提高水分利用效率，為國家節約水資源。

4 結論

4．1 小麥秸稈還田后，在0—30 d腐解較快，后期腐解速率逐漸變慢。90 d時累計腐解率達到了48．9%—61．3%。秸稈中養分釋放速率表現為K＞P＞N≈C。節水栽培模式下小麥秸稈腐解率和養分釋放率均顯著高于常規栽培。

4．2 小麥秸稈還田后，土壤微生物數量呈現“前期迅速增加，中期急劇減少，后期緩慢減少”的變化特征。土壤脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性的變化規律與微生物相似，而纖維素酶活性呈現“前期劇升、中期緩增、后期驟降”的變化趨勢。節水栽培模式下土壤微生物數量和酶活性均顯著高于常規栽培。適當增加秸稈用量可以提高微生物數量和酶活性，用量過高對細菌和放線菌數量有負效應。

4．3 小麥秸稈還田可顯著提高土壤有機碳和養分含量。節水栽培模式下秸稈還田后土壤有機碳和養分含量的提高效應較常規栽培更顯著。提高秸稈用量對土壤養分含量有顯著的正效應。

［1］ Henriksen T M，Breland T A．Carbon mineralization，fungal and bacterial growth，and enzyme activities as affected by contact between crop residues and soil．Biology Fertility of Soils，2002，35(1):41-48．

［2］ Lao X R，Sun W H，Wang Z，Hao Y R，Zhang C A．Effect of mulching use of straw and chemical fertilizer on soil fertility．Acta Pedologica Sinica，2003，40(4):619-623．

［3］ Tan J S，Jin J Y，Huang S W，Li S T，He P．Effect of long-term application of k fertilizer and wheat straw to soil on crop yield and soil k under different planting systems．Scientia Agricultura Sinica，2007，40(1):133-139．

［4］ Blanco-Canqui H，Lal R，Post W M，Owens L B．Changes in long-term no-till corn growth and yield under different rates of stover mulch．Agronomy Journal，2006，98(4):1128-1136．

［5］ Yadvinder S，Bijay S，Ladha J K，Khind C S，Khera T S，Bueno C S．Effects of residue decomposition on productivity and soil fertility in ricewheat rotation．Soil Science Society of America，2004，68(3):854-864．

［6］ Han L J，Yan Q J，Liu X Y，Hu J Y．Straw resources and their utilization in China．Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2002，18(3):87-91．

［7］ Zhang D X，Han Z Q，Liu W，Gao S G，Hou D J，Li G H，Chang L S．Biological effect of maize stalk return to field directly under different accretion decay conditions．Plant Nutrition and Fertilizer Science，2005，11(6):742-749．

［8］ Miller M，Dick R P．Thermal stability and activities of soil C enzymes as influenced by crop rotations．Soil Biology and Biochemistry，1995，27(9):1l61-1166．

［9］ Eagle A J，Bird J A，Horwath W R．Rice yield and nitrogen efficiency under alternative straw management practices．Agronomy Journal，2000，92(6):1096-1103．

［10］ Zhou L K，Zhang Z M，Cao C M．On the role of the totality of soil enzyme activities in the evaluation of the level of soil fertility．Acta Pedologica Sinica，1983，20(4):413-418．

［11］ Chen W X．Soil and environment microbiology．Beijing:Beijing Agriculture University Press，1990．

［12］ Xu Y C，Shen Q R，Ran W．Effects of zero-tillage and application of manure on soil microbial biomass C，N，and P after sixteen years of cropping．Acta Pedologica Sinica，2002，39(1):89-96．

［13］ Smith J L，Paul E A．The significance of soil microbial biomass estimations．Soil Biochemistry，1991，23:359-396．

［14］ Marschner P，Kandelerb E，Marschner B．Structure and function of the soil microbial community in a long-term fertilizer experiment．Soil Biology and Biochemistry，2003，35(3):453-461．

［15］ Kautz T，López Fandob C，Ellmer F．Abundance and biodiversity of soil microarthropods as influenced by different types of organic manure in a long-term field experiment in Central Spain．Applied Soil Ecology，2006，33(3):278-285．

［16］ Ocio J A，Brookes P C，Jenkinson D S．Field incorporation of straw and its effects on soil microbial biomass and soil inorganic N．Soil Biology and Biochemistry，1991，23(2):171-176．

［17］ Liu B F，Lu M，Liu S W．Studies on no-water layer irrigating technique in rice．Water Conservancy Science and Technology and Economy，2004，10(6):370-370．

［18］ Li Y K．Conventional Soil Chemical Nutrient Analysis Techniques．Beijing:Science Press，1983．

［19］ Yao H Y，Huang C Y．Edaphon Ecology and Experiment Technology．Beijing:Science Press，2006．

［20］ Guan S Y．Soil Enzyme and Research Method．Beijing:China Agricultural Press，1986．

［21］ Wu J S，Lin Q M，Huang Q Y，Xiao H A．Application and the determination method of soil microbial biomass．Beijing:Meteorological Press，2006．

［22］ Christensen BT．Barley straw decomposition under field conditions:effect of placement and initial nitrogen content on weight loss and nitrogen dynamics．Soil Biology and Biochemistry，1986，18(5):523-529．

［23］ Li F Y，Sun X F，Feng W Q，Qin Y S，Wang C Q，Tu S H．Nutrient release characteristic of different crop straws manure．Plant Nutrition and Fertilizer Science，2009，15(2):374-380．

［24］ Dai Z G，Lu J W，Li X K，Lu M X，Yang W B，Gao X Z．Nutrient release characteristics of different crop straws manure Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2010，26(6):272-276．

［25］ Shi Y，Jiang A Q，Dai C C，Lu L．Advanced in microbiological mechanism and application of straw degradation．Journal of Microbiology，2002，22(1):47-50．

［26］ Chen D L，Yi Z X，Zhou W X，Tu N M．Effects of straw return on soil nutrients and microorganisms in late rice under different soil tillage systems．Acta Scientiae Circumstantiae，2010，30(8):1722-1728．

［27］ Xuo G W，Duan H，Wang Z Q，Liu L J，Yang J C．Effect of wheat residue application on physical and chemical characters and enzymatic activities in soil．Scientia Agricultura Sinica，2009，2(3):934-942．

［28］ Ren W J，Liu D Y，Wu J X，Wu J X，Chen D C，Yang W Y．Effects of returning straw to soil and different tillage methods on paddy field soil fertility and microbial population．Chinese Journal of Applied Ecology，2009，20(4):817-822．

［29］ Kandeler E，Tscherko D，Spiegel H．Long-term monitoring of a microbial biomass，N mineralization and enzyme activities of a Chernozem under different tillage management．Biology and Fertility of Soils，1999，28(4):343-351．

［30］ Gregorich E G，Monreal C M，Carter M R，Angers D A，Ellert B H．Towards a minimum data set to assess soil organic matter quality in agricultural soils．Journal of Soil Science，1994，74(4):367-385．

［31］ Gregorich E G，Carter M R，Doran J W，Pankhurst C E，Dwyer L M．Biological attributers of soil quality//Gregorich E G，Carter M R，eds．Soil Quality for Crop Production and Ecosystem Health．The Netherlands:Elsevier，1997:81-113．

參考文獻:

［2］ 勞秀榮，孫偉紅，王真，郝艷如，張昌愛．秸稈還田與化肥配合施用對土壤肥力的影響．土壤學報，2003，40(4):619-623．

［3］ 譚德水，金繼運，黃紹文，李書田，何萍．不同種植制度下長期施鉀與秸稈還田對作物產量和土壤鉀素的影響．中國農業科學，2007，40(1):133-139．

［6］ 韓魯佳，閆巧娟，劉向陽，胡金有．中國農作物秸稈資源及其利用現狀．農業工程學報，2002，18(3):87-91．

［7］ 張電學，韓志卿，劉微，高書國，候東軍，李國舫，常連生．不同促腐條件下玉米秸稈直接還田的生物學效應研究．植物營養與肥料學報，2005，11(6):742-749．

［10］ 周禮愷，張志明，曹承綿．土壤酶活性的總體在評價土壤肥力水平中的作用．土壤學報，1983，20(4):413-418．

［11］ 陳文新．土壤和環境微生物學．北京:北京農業大學出版社，1990．

［12］ 徐陽春，沈其榮，冉煒．長期免耕與施用有機肥對土壤微生物生物量碳、氮、磷的影響．土壤學報，2002，39(1):89-96．

［17］ 劉佰方，陸敏，劉樹文．節水高產水稻無水層灌溉技術．水利科技與經濟，2004，10(6):370-370．

［18］ 李酉開．土壤農業化學常規分析方法．北京:科學出版社，1983．

［19］ 姚槐應，黃昌勇．土壤微生物生態學及其實驗技術．北京:科學出版社，2006．

［20］ 關松蔭．土壤酶學研究方法．北京:農業出版社，1986．

［21］ 吳金水，林啟美，黃巧云，肖和艾．土壤微生物生物量測定方法及其應用．北京:氣象出版社，2006．

［23］ 李逢雨，孫錫發，馮文強，秦魚生，王昌全，涂仕華．麥稈、油菜稈還田腐解速率及養分釋放規律研究．植物營養與肥料學報，2009，15(2):374-380．

［24］ 戴志剛，魯劍巍，李小坤，魯明星，楊文兵，高祥照．不同作物還田秸稈的養分釋放特征試驗．農業工程學報，2010，26(6):272-276．

［25］ 史央，蔣愛芹，戴傳超，陸玲．秸稈降解的微生物學機理研究及應用進展．微生物學雜志，2002，22(1):47-50．

［26］ 陳冬林，易鎮邪，周文新，屠乃美．不同土壤耕作方式下秸稈還田量對晚稻土壤養分與微生物的影響．環境科學學報，2010，30(8):1721-1728．

［27］ 徐國偉，段驊，王志琴，劉立軍，楊建昌．麥秸還田對土壤理化性質及酶活性的影響．中國農業科學，2009，42(3):934-942．

［28］ 任萬軍，劉代銀，吳錦秀，伍菊仙，陳德春，楊文鈺．免耕高留茬拋秧對稻田土壤肥力和微生物群落的影響．應用生態學報，2009，20(4):817-822．