秸稈還田對(duì)棉田土壤微生物和土壤呼吸速率的影響

李金埔+王雙磊+張美玲+聶君君+劉艷惠+宋憲亮+孫學(xué)振

摘要：通過基質(zhì)誘導(dǎo)呼吸法和CO2釋放量法研究了棉花秸稈還田對(duì)棉田土壤微生物生物量碳、土壤微生物活性和土壤呼吸速率的影響。結(jié)果表明，棉花秸稈還田提高了土壤微生物生物量碳含量，不同年份和土層土壤微生物生物量碳含量的變化趨勢(shì)有所不同，兩年試驗(yàn)結(jié)果0～20 cm土層除2012年8月和9月份外其它時(shí)期和20～40 cm土層除2013年8月份外其余時(shí)期土壤微生物生物量碳的含量均是秸稈還田顯著高于秸稈未還田，而40～60 cm土層差異均未達(dá)顯著水平。土壤微生物活性在不同年份和不同土層，除20～40 cm 2013年4月和9月份以及40～60 cm土層的2013年5月和8月份差異未達(dá)顯著水平外，其它時(shí)期秸稈還田均顯著高于未還田處理。秸稈還田提高了土壤呼吸速率，不同年份和不同土層，除20～40 cm的2012年9月份和2013年6月份以及40～60 cm土層的2012年6月份、2013年5月份差異未達(dá)顯著水平外，其它時(shí)期秸稈還田均顯著高于未還田處理。

關(guān)鍵詞：棉花；秸稈還田；土壤微生物；生物量碳；土壤呼吸速率

中圖分類號(hào)：S158.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）09-0069-05

秸稈還田能改變土壤的水分、溫度和空氣等環(huán)境條件，從而導(dǎo)致土壤物理化學(xué)和生物學(xué)性狀的變化。秸稈還田是最普遍采用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式之一， 其對(duì)土壤呼吸有著重要的影響，是現(xiàn)在和今后秸稈資源利用的主要途徑[1，2]。土壤微生物在有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)以及植物養(yǎng)分利用的過程中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用[3，4]。微生物生長(zhǎng)和死亡的交替過程也就是土壤養(yǎng)分固定和釋放的過程，微生物生物量的大小可以表明微生物代謝活動(dòng)的強(qiáng)弱[5]。土壤微生物生物量是植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分和土壤養(yǎng)分貯存庫(kù)的重要來源[6，16]， 同時(shí)是反映土壤變化的重要指標(biāo)，受種植方式和農(nóng)業(yè)管理措施的影響很大[7，8]。土壤結(jié)構(gòu)和有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化也影響土壤微生物活性[17]。但現(xiàn)在應(yīng)用微生物指標(biāo)的主要困難在于不了解土壤與土壤生物群落特性和結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，對(duì)具體指標(biāo)好壞的標(biāo)準(zhǔn)也并不特別清楚[9]。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)土壤微生物的研究主要集中于耕作方式、培肥措施等方面[10，11]，不同耕作方式對(duì)土壤改變程度不同，形成了各不相同的土壤環(huán)境，可能會(huì)造成土壤呼吸和微生物量的不同。目前對(duì)小麥、水稻、玉米等作物秸稈還田的研究較多，并且推廣面積大，而棉花作為主要的經(jīng)濟(jì)作物，秸稈還田的推廣應(yīng)用面積還很有限，特別是關(guān)于棉花秸稈還田對(duì)棉田土壤微生物影響的研究更少。因此，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)秸稈還田和秸稈不還田兩個(gè)處理，來探討秸稈還田對(duì)棉田土壤微生物的影響，從而為棉花秸稈還田大面積推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012～2013年在德州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)進(jìn)行。供試棉花品種為德農(nóng)09068，自2010年棉花收獲后開始秸稈還田，選擇總面積6 300 m2地力水平一致的地塊，一半進(jìn)行秸稈還田（秸稈粉碎后旋耕），一半拔除棉柴，其它田間管理操作一致，次年棉花收獲后重復(fù)上年田間操作。分別于2012、2013年春季開始，每處理設(shè)3次重復(fù)進(jìn)行田間取樣。

1.2取樣方法

在棉花不同生育期（4、5、6、7、8、9月）取行間土樣，分0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm三個(gè)層次。每小區(qū)取三點(diǎn)，取樣時(shí)去掉表層雜質(zhì)，立即放入冰盒帶回，在實(shí)驗(yàn)室分類別混勻后，用四分法取樣，按不同試驗(yàn)要求處理土樣。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1基質(zhì)誘導(dǎo)呼吸法測(cè)定土壤微生物生物量碳取2 g鮮土加入0.025 g滑石粉和10 mmol/g葡萄糖溶液5 mL，在22℃下培養(yǎng)2 h測(cè)定CO2呼吸量[7]。

1.3.2CO2釋放量法測(cè)定土壤微生物活性取3 g鮮土放入280 mL試劑瓶中，22℃下培養(yǎng)24 h后測(cè)定CO2呼吸量[12]。

1.3.3CO2釋放量法測(cè)定土壤呼吸速率取3 g鮮土放入280 mL試劑瓶中，在28℃下培養(yǎng)24 h后測(cè)定CO2呼吸量[12]。

以上均用北京分析儀器廠生產(chǎn)的GXH-3051型便攜式紅外線分析儀測(cè)定CO2的產(chǎn)生量，土壤均以干重計(jì)算。

2結(jié)果與分析

2.1秸稈還田對(duì)棉田土壤微生物生物量碳的影響

土壤微生物生物量碳和氮是反映土壤干擾的靈敏的生物學(xué)指標(biāo)，其數(shù)量受施肥、耕作等技術(shù)措施的影響。因此經(jīng)常作為土壤對(duì)環(huán)境響應(yīng)的指標(biāo)。從圖1可以得出，土壤微生物生物量碳的含量在不同年份均是秸稈還田高于未還田，但不同年份不同土層土壤微生物生物量碳含量的變化趨勢(shì)不完全一致。0～20 cm土層，2012年8月、9月秸稈還田處理土壤微生物生物量碳與未還田處理比較差異未達(dá)顯著水平，其余時(shí)期秸稈還田處理土壤微生物生物量碳顯著高于秸稈未還田處理；2013年各時(shí)期秸稈還田處理的土壤微生物生物量碳均顯著高于秸稈未還田處理。20～40 cm土層，除2013年8月外其余時(shí)期的秸稈還田處理的土壤微生物生物量碳的含量均顯著高于秸稈未還田處理。40～60 cm土層，2012年和2013年在棉花所有生育時(shí)期土壤微生物生物量碳的含量，秸稈還田處理和未還田處理之間差異不顯著。

2.2秸稈還田對(duì)棉田土壤微生物活性的影響

土壤微生物活性可以表明土壤中一些特殊種群或整個(gè)微生物群落的狀況，相同數(shù)量的微生物的活性在不同條件下表現(xiàn)出很大差異。由圖2可以看出，在不同年份土壤微生物活性均是秸稈還

田高于未還田處理，但不同年份的土壤微生物活性變化趨勢(shì)不完全一致。0～20 cm土層， 2012年和2013年各個(gè)生育時(shí)期，秸稈還田土壤微生物活性與秸稈未還田比較差異達(dá)顯著水平；20～40 cm土層，除2013年4月和9月秸稈還田土壤微生物活性和未還田之間差異未達(dá)顯著水平外，其余時(shí)期，兩處理間差異均達(dá)顯著水平；40～60 cm土層，除在2013年5月和8月兩處理間差異未達(dá)顯著水平外，其余時(shí)期秸稈還田處理土壤微生物活性均顯著高于未還田處理。endprint

2.3秸稈還田對(duì)棉田土壤呼吸速率的影響

土壤呼吸是表征土壤肥力和質(zhì)量的重要生物學(xué)指標(biāo)，在一定程度上反映了土壤養(yǎng)分的供應(yīng)和轉(zhuǎn)化能力。由圖3可知，土壤呼吸速率在不同年份均是秸稈還田處理高于未還田處理，但不同年份土壤呼吸速率的變化趨勢(shì)不完全一致。0～20 cm土層，兩年的各個(gè)生育時(shí)期，秸稈還田土壤呼吸速率均顯著高于未還田處理； 20～40 cm土層，除2012年9月份和2013年6月份秸稈還田土壤呼吸速率和未還田間差異未達(dá)顯著水平外，其余生育時(shí)期秸稈還田土壤呼吸速率均顯著高于未還田處理； 40～60 cm土層，除2012年6月份和2013年5月份秸稈還田土壤呼吸速率和未還田間差異未達(dá)顯著水平，其余各時(shí)期，秸稈還田處理土壤呼吸速率均顯著高于秸稈未還田。

3討論與結(jié)論

3.1土壤微生物生物量碳是土壤養(yǎng)分很重要的來源，微生物對(duì)有機(jī)碳的利用率越高，維持相同微生物量所需的能量就越少，說明土壤環(huán)境有利于生物和作物的生長(zhǎng)[13]。無論是小麥秸稈還是玉米秸稈還田后都可以提高土壤微生物生物量碳的含量， 因?yàn)榻斩掃€田改善土壤理化性質(zhì)的同時(shí)增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量， 為土壤微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了良好的環(huán)境[14]。本研究結(jié)果表明，秸稈還田提高了土壤微生物生物量碳的含量，2012年和2013年土壤微生物生物量碳的含量變化趨勢(shì)有所不同，主要原因可能是土壤微生物生物量碳的含量除主要受土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響，還受氣候條件的影響，兩年試驗(yàn)的8月份土壤微生物生物量碳含量的降低可能與該時(shí)期有機(jī)質(zhì)含量降低有關(guān)，也與該時(shí)期降水增多導(dǎo)致土壤含水量升高而不利于土壤微生物量碳的轉(zhuǎn)化有關(guān)。

3.2秸稈還田提高了土壤微生物活性。2012年土壤微生物活性在7月份達(dá)到最大值，8月份達(dá)到最小值；2013年土壤微生物活性在6月份達(dá)到最大值，8月份達(dá)到最小值。其原因可能在于2012年降水主要集中在8月份，而2013年7月和8月份降水均較多，降水導(dǎo)致的土壤環(huán)境變化而不利于土壤微生物的繁殖。

3.3陳錫時(shí)等[15]研究表明，土壤空氣中CO2濃度隨植株生育階段呈規(guī)律性變化。本研究表明，秸稈還田顯著提高了土壤呼吸速率，但是土壤呼吸速率的變化趨勢(shì)與植株生育變化趨勢(shì)并不一致，這說明對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響條件與對(duì)土壤呼吸速率的影響條件并不完全一致。土壤呼吸包括土壤中含碳物質(zhì)化學(xué)氧化過程和土壤無脊椎動(dòng)物呼吸、土壤微生物呼吸以及植物根系呼吸，秸稈還田引起的土壤呼吸改變的時(shí)間效應(yīng)仍需要更深入的研究，而關(guān)于土壤呼吸的影響因素也有待于進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]Doran J W， Parkin T B. Defining soil quality for a sustainable environment[J].Soil Biology and Biochemistry， 2001，35：3-22.

[2]Liu X H ， Gao W S ， Zhu W S. Mchanism and Technological pattern of Straw Returning[M]. Beijing： China Agriculture Press，2001（in Chinese）.

[3]Jennifer L K，Lee A B，Miranda H，et al. Methods of studying soil microbial diversity[J].Journal of Microbiological Methods，2004，58（2）：169-188.

[4]Steenwerth K L，Jackson L E，Calderón F J，et al. Soil microbial community composition and land use history in cultivated and grassland ecosystems of coastal California[J]. Soil Biology and Biochemistry，2002，34（11）：1599-1611.

[5]王志明，朱培立，黃東邁，等. 秸稈碳的田間原位分解和微生物量碳的周轉(zhuǎn)特征[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2003，40（3）：446-453.

[6]徐陽(yáng)春，沈其榮，冉煒，等. 長(zhǎng)期免耕與施用有機(jī)肥對(duì)土壤微生物生物量碳、氮、磷的影響[J].土壤學(xué)報(bào)，2002，39（1）：89-96.

[7]王蕓，李增嘉，韓賓，等. 保護(hù)性耕作對(duì)土壤微生物量及活性的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（8）：3384-3390.

[8]劉文娜，吳文良，王秀斌，等. 不同土壤類型和農(nóng)業(yè)用地方式對(duì)土壤微生物量碳的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2006，12（3）：406-411.

[9]任天志， Stefano G. 持續(xù)農(nóng)業(yè)中的土壤微生物指標(biāo)[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2000，33（1）：68-75.

[10]孫瑞蓮，朱魯生，趙秉強(qiáng)，等.長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤微生物的影響及其在養(yǎng)分調(diào)控中的作用[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（10）：1907-1910.

[11]張娟，沈其榮，蔡相魯，等. 預(yù)處理秸稈與氮肥配施對(duì)兩種土壤微生物量碳、氮?jiǎng)討B(tài)變化的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（6）： 82-85，108.

[12]高云超，朱文珊，陳文新. 秸稈覆蓋免覆耕土壤細(xì)菌和真菌生物量與活性的研究[J]. 生態(tài)學(xué)雜志， 2001（2）：30-36.

[13]趙慶龍，張美玲，李宗泰，等.蒜棉麥棉套作對(duì)棉田土壤微生物生物量碳及活性的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（10）：51-53，69.

[14]孟凡喬， 吳文良， 辛德惠. 高產(chǎn)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分的變化規(guī)律與作物產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2000，6（4）：370-374.

[15]陳錫時(shí)，郭樹凡，汪景寬，等.地膜覆蓋栽培對(duì)土壤微生物種群和生物活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1998，9（4）：435-439.

[16]Spedding T A，Hamel C，Mehuys G R，et al. Soil microbial dynamics in maize-growing soil under different tillage and residue management systems[J]. Soil Biology and Biochemistry，2004，36（3）：499-512.

[17]Garcia C， Hemandez T， Costa F. Microbial activity in soil under Mediterranean environmental conditions[J]. Soil Biology and Biochemistry，1994，26（9）：1185-1191.endprint

2.3秸稈還田對(duì)棉田土壤呼吸速率的影響

土壤呼吸是表征土壤肥力和質(zhì)量的重要生物學(xué)指標(biāo)，在一定程度上反映了土壤養(yǎng)分的供應(yīng)和轉(zhuǎn)化能力。由圖3可知，土壤呼吸速率在不同年份均是秸稈還田處理高于未還田處理，但不同年份土壤呼吸速率的變化趨勢(shì)不完全一致。0～20 cm土層，兩年的各個(gè)生育時(shí)期，秸稈還田土壤呼吸速率均顯著高于未還田處理； 20～40 cm土層，除2012年9月份和2013年6月份秸稈還田土壤呼吸速率和未還田間差異未達(dá)顯著水平外，其余生育時(shí)期秸稈還田土壤呼吸速率均顯著高于未還田處理； 40～60 cm土層，除2012年6月份和2013年5月份秸稈還田土壤呼吸速率和未還田間差異未達(dá)顯著水平，其余各時(shí)期，秸稈還田處理土壤呼吸速率均顯著高于秸稈未還田。

3討論與結(jié)論

3.1土壤微生物生物量碳是土壤養(yǎng)分很重要的來源，微生物對(duì)有機(jī)碳的利用率越高，維持相同微生物量所需的能量就越少，說明土壤環(huán)境有利于生物和作物的生長(zhǎng)[13]。無論是小麥秸稈還是玉米秸稈還田后都可以提高土壤微生物生物量碳的含量， 因?yàn)榻斩掃€田改善土壤理化性質(zhì)的同時(shí)增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量， 為土壤微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了良好的環(huán)境[14]。本研究結(jié)果表明，秸稈還田提高了土壤微生物生物量碳的含量，2012年和2013年土壤微生物生物量碳的含量變化趨勢(shì)有所不同，主要原因可能是土壤微生物生物量碳的含量除主要受土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響，還受氣候條件的影響，兩年試驗(yàn)的8月份土壤微生物生物量碳含量的降低可能與該時(shí)期有機(jī)質(zhì)含量降低有關(guān)，也與該時(shí)期降水增多導(dǎo)致土壤含水量升高而不利于土壤微生物量碳的轉(zhuǎn)化有關(guān)。

3.2秸稈還田提高了土壤微生物活性。2012年土壤微生物活性在7月份達(dá)到最大值，8月份達(dá)到最小值；2013年土壤微生物活性在6月份達(dá)到最大值，8月份達(dá)到最小值。其原因可能在于2012年降水主要集中在8月份，而2013年7月和8月份降水均較多，降水導(dǎo)致的土壤環(huán)境變化而不利于土壤微生物的繁殖。

3.3陳錫時(shí)等[15]研究表明，土壤空氣中CO2濃度隨植株生育階段呈規(guī)律性變化。本研究表明，秸稈還田顯著提高了土壤呼吸速率，但是土壤呼吸速率的變化趨勢(shì)與植株生育變化趨勢(shì)并不一致，這說明對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響條件與對(duì)土壤呼吸速率的影響條件并不完全一致。土壤呼吸包括土壤中含碳物質(zhì)化學(xué)氧化過程和土壤無脊椎動(dòng)物呼吸、土壤微生物呼吸以及植物根系呼吸，秸稈還田引起的土壤呼吸改變的時(shí)間效應(yīng)仍需要更深入的研究，而關(guān)于土壤呼吸的影響因素也有待于進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]Doran J W， Parkin T B. Defining soil quality for a sustainable environment[J].Soil Biology and Biochemistry， 2001，35：3-22.

[2]Liu X H ， Gao W S ， Zhu W S. Mchanism and Technological pattern of Straw Returning[M]. Beijing： China Agriculture Press，2001（in Chinese）.

[3]Jennifer L K，Lee A B，Miranda H，et al. Methods of studying soil microbial diversity[J].Journal of Microbiological Methods，2004，58（2）：169-188.

[4]Steenwerth K L，Jackson L E，Calderón F J，et al. Soil microbial community composition and land use history in cultivated and grassland ecosystems of coastal California[J]. Soil Biology and Biochemistry，2002，34（11）：1599-1611.

[5]王志明，朱培立，黃東邁，等. 秸稈碳的田間原位分解和微生物量碳的周轉(zhuǎn)特征[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2003，40（3）：446-453.

[6]徐陽(yáng)春，沈其榮，冉煒，等. 長(zhǎng)期免耕與施用有機(jī)肥對(duì)土壤微生物生物量碳、氮、磷的影響[J].土壤學(xué)報(bào)，2002，39（1）：89-96.

[7]王蕓，李增嘉，韓賓，等. 保護(hù)性耕作對(duì)土壤微生物量及活性的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（8）：3384-3390.

[8]劉文娜，吳文良，王秀斌，等. 不同土壤類型和農(nóng)業(yè)用地方式對(duì)土壤微生物量碳的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2006，12（3）：406-411.

[9]任天志， Stefano G. 持續(xù)農(nóng)業(yè)中的土壤微生物指標(biāo)[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2000，33（1）：68-75.

[10]孫瑞蓮，朱魯生，趙秉強(qiáng)，等.長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤微生物的影響及其在養(yǎng)分調(diào)控中的作用[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（10）：1907-1910.

[11]張娟，沈其榮，蔡相魯，等. 預(yù)處理秸稈與氮肥配施對(duì)兩種土壤微生物量碳、氮?jiǎng)討B(tài)變化的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（6）： 82-85，108.

[12]高云超，朱文珊，陳文新. 秸稈覆蓋免覆耕土壤細(xì)菌和真菌生物量與活性的研究[J]. 生態(tài)學(xué)雜志， 2001（2）：30-36.

[13]趙慶龍，張美玲，李宗泰，等.蒜棉麥棉套作對(duì)棉田土壤微生物生物量碳及活性的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（10）：51-53，69.

[14]孟凡喬， 吳文良， 辛德惠. 高產(chǎn)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分的變化規(guī)律與作物產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2000，6（4）：370-374.

[15]陳錫時(shí)，郭樹凡，汪景寬，等.地膜覆蓋栽培對(duì)土壤微生物種群和生物活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1998，9（4）：435-439.

[16]Spedding T A，Hamel C，Mehuys G R，et al. Soil microbial dynamics in maize-growing soil under different tillage and residue management systems[J]. Soil Biology and Biochemistry，2004，36（3）：499-512.

[17]Garcia C， Hemandez T， Costa F. Microbial activity in soil under Mediterranean environmental conditions[J]. Soil Biology and Biochemistry，1994，26（9）：1185-1191.endprint

2.3秸稈還田對(duì)棉田土壤呼吸速率的影響

土壤呼吸是表征土壤肥力和質(zhì)量的重要生物學(xué)指標(biāo)，在一定程度上反映了土壤養(yǎng)分的供應(yīng)和轉(zhuǎn)化能力。由圖3可知，土壤呼吸速率在不同年份均是秸稈還田處理高于未還田處理，但不同年份土壤呼吸速率的變化趨勢(shì)不完全一致。0～20 cm土層，兩年的各個(gè)生育時(shí)期，秸稈還田土壤呼吸速率均顯著高于未還田處理； 20～40 cm土層，除2012年9月份和2013年6月份秸稈還田土壤呼吸速率和未還田間差異未達(dá)顯著水平外，其余生育時(shí)期秸稈還田土壤呼吸速率均顯著高于未還田處理； 40～60 cm土層，除2012年6月份和2013年5月份秸稈還田土壤呼吸速率和未還田間差異未達(dá)顯著水平，其余各時(shí)期，秸稈還田處理土壤呼吸速率均顯著高于秸稈未還田。

3討論與結(jié)論

3.1土壤微生物生物量碳是土壤養(yǎng)分很重要的來源，微生物對(duì)有機(jī)碳的利用率越高，維持相同微生物量所需的能量就越少，說明土壤環(huán)境有利于生物和作物的生長(zhǎng)[13]。無論是小麥秸稈還是玉米秸稈還田后都可以提高土壤微生物生物量碳的含量， 因?yàn)榻斩掃€田改善土壤理化性質(zhì)的同時(shí)增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量， 為土壤微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了良好的環(huán)境[14]。本研究結(jié)果表明，秸稈還田提高了土壤微生物生物量碳的含量，2012年和2013年土壤微生物生物量碳的含量變化趨勢(shì)有所不同，主要原因可能是土壤微生物生物量碳的含量除主要受土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響，還受氣候條件的影響，兩年試驗(yàn)的8月份土壤微生物生物量碳含量的降低可能與該時(shí)期有機(jī)質(zhì)含量降低有關(guān)，也與該時(shí)期降水增多導(dǎo)致土壤含水量升高而不利于土壤微生物量碳的轉(zhuǎn)化有關(guān)。

3.2秸稈還田提高了土壤微生物活性。2012年土壤微生物活性在7月份達(dá)到最大值，8月份達(dá)到最小值；2013年土壤微生物活性在6月份達(dá)到最大值，8月份達(dá)到最小值。其原因可能在于2012年降水主要集中在8月份，而2013年7月和8月份降水均較多，降水導(dǎo)致的土壤環(huán)境變化而不利于土壤微生物的繁殖。

3.3陳錫時(shí)等[15]研究表明，土壤空氣中CO2濃度隨植株生育階段呈規(guī)律性變化。本研究表明，秸稈還田顯著提高了土壤呼吸速率，但是土壤呼吸速率的變化趨勢(shì)與植株生育變化趨勢(shì)并不一致，這說明對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響條件與對(duì)土壤呼吸速率的影響條件并不完全一致。土壤呼吸包括土壤中含碳物質(zhì)化學(xué)氧化過程和土壤無脊椎動(dòng)物呼吸、土壤微生物呼吸以及植物根系呼吸，秸稈還田引起的土壤呼吸改變的時(shí)間效應(yīng)仍需要更深入的研究，而關(guān)于土壤呼吸的影響因素也有待于進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]Doran J W， Parkin T B. Defining soil quality for a sustainable environment[J].Soil Biology and Biochemistry， 2001，35：3-22.

[2]Liu X H ， Gao W S ， Zhu W S. Mchanism and Technological pattern of Straw Returning[M]. Beijing： China Agriculture Press，2001（in Chinese）.

[3]Jennifer L K，Lee A B，Miranda H，et al. Methods of studying soil microbial diversity[J].Journal of Microbiological Methods，2004，58（2）：169-188.

[4]Steenwerth K L，Jackson L E，Calderón F J，et al. Soil microbial community composition and land use history in cultivated and grassland ecosystems of coastal California[J]. Soil Biology and Biochemistry，2002，34（11）：1599-1611.

[5]王志明，朱培立，黃東邁，等. 秸稈碳的田間原位分解和微生物量碳的周轉(zhuǎn)特征[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2003，40（3）：446-453.

[6]徐陽(yáng)春，沈其榮，冉煒，等. 長(zhǎng)期免耕與施用有機(jī)肥對(duì)土壤微生物生物量碳、氮、磷的影響[J].土壤學(xué)報(bào)，2002，39（1）：89-96.

[7]王蕓，李增嘉，韓賓，等. 保護(hù)性耕作對(duì)土壤微生物量及活性的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（8）：3384-3390.

[8]劉文娜，吳文良，王秀斌，等. 不同土壤類型和農(nóng)業(yè)用地方式對(duì)土壤微生物量碳的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2006，12（3）：406-411.

[9]任天志， Stefano G. 持續(xù)農(nóng)業(yè)中的土壤微生物指標(biāo)[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2000，33（1）：68-75.

[10]孫瑞蓮，朱魯生，趙秉強(qiáng)，等.長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤微生物的影響及其在養(yǎng)分調(diào)控中的作用[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（10）：1907-1910.

[11]張娟，沈其榮，蔡相魯，等. 預(yù)處理秸稈與氮肥配施對(duì)兩種土壤微生物量碳、氮?jiǎng)討B(tài)變化的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（6）： 82-85，108.

[12]高云超，朱文珊，陳文新. 秸稈覆蓋免覆耕土壤細(xì)菌和真菌生物量與活性的研究[J]. 生態(tài)學(xué)雜志， 2001（2）：30-36.

[13]趙慶龍，張美玲，李宗泰，等.蒜棉麥棉套作對(duì)棉田土壤微生物生物量碳及活性的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（10）：51-53，69.

[14]孟凡喬， 吳文良， 辛德惠. 高產(chǎn)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分的變化規(guī)律與作物產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 2000，6（4）：370-374.

[15]陳錫時(shí)，郭樹凡，汪景寬，等.地膜覆蓋栽培對(duì)土壤微生物種群和生物活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1998，9（4）：435-439.

[16]Spedding T A，Hamel C，Mehuys G R，et al. Soil microbial dynamics in maize-growing soil under different tillage and residue management systems[J]. Soil Biology and Biochemistry，2004，36（3）：499-512.

[17]Garcia C， Hemandez T， Costa F. Microbial activity in soil under Mediterranean environmental conditions[J]. Soil Biology and Biochemistry，1994，26（9）：1185-1191.endprint