不同秸稈覆蓋水平對砂姜黑土生物學(xué)性狀的影響

張向前，陳歡，趙竹，李瑋，杜世州，喬玉強，曹承富*

1. 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，安徽 合肥 230031；2. 安徽省農(nóng)作物品質(zhì)改良重點實驗室，安徽 合肥 230031

不同秸稈覆蓋水平對砂姜黑土生物學(xué)性狀的影響

張向前1,2，陳歡1,2，趙竹1,2，李瑋1,2，杜世州1,2，喬玉強1,2，曹承富1,2*

1. 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，安徽 合肥 230031；2. 安徽省農(nóng)作物品質(zhì)改良重點實驗室，安徽 合肥 230031

為明確秸稈覆蓋對土壤生物學(xué)特性的影響，篩選出安徽淮北砂姜黑土區(qū)適宜的秸稈覆蓋量，采用大田試驗研究了 7種秸稈覆蓋水平M0（0 kg·hm-2）、M1（3000 kg·hm-2）、M2（6 000 kg·hm-2）、M3（9 000 kg·hm-2）、M4（12 000 kg·hm-2）、M5（15 000 kg·hm-2）和M6（18 000 kg·hm-2）對玉米根際土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響。結(jié)果表明，單位質(zhì)量的土壤硝化細菌、氨化細菌和溶磷菌數(shù)量隨秸稈覆蓋量的增加呈先增加后下降的趨勢，霉菌的數(shù)量隨秸稈覆蓋量的增加而增加。秸稈覆蓋可顯著增加土壤中的微生物數(shù)量，且不同種類微生物對應(yīng)的最佳秸稈覆蓋量存在一定的差異，其中吐絲期和灌漿中期單位質(zhì)量的土壤溶磷菌數(shù)量和硝化細菌數(shù)量都以M4處理最高，氨化細菌數(shù)量以M3處理最高，霉菌數(shù)量以M6處理最高。土壤酶活性受秸稈覆蓋的顯著影響，但當(dāng)秸稈覆蓋量增加到一定程度，秸稈覆蓋量的變化對土壤酶活性的影響不再明顯。吐絲期和灌漿中期土壤中蔗糖酶、淀粉酶和磷酸酶活性以M4最高，過氧化氫酶活性以M3處理最高。土壤中硝化細菌、氨化細菌、溶磷菌、霉菌和總微生物數(shù)量與磷酸酶、過氧化氫酶、蔗糖酶和淀粉酶活性皆呈正相關(guān)關(guān)系。研究得出，秸稈覆蓋在改善土壤生物學(xué)特性方面發(fā)揮著重要作用，但秸稈覆蓋量過高則不利于土壤微生物數(shù)量和酶活性的增加，且不同種類微生物和酶對應(yīng)的最佳秸稈覆蓋量存在一定差異，秸稈覆蓋量為9 000～12 000 kg·hm-2時最有利于淮北砂姜黑土生物學(xué)特性的改善。關(guān)鍵詞：秸稈覆蓋；根際土壤；微生物數(shù)量；酶活性

秸稈覆蓋有助于改善土壤理化性狀和生物學(xué)特性，是土壤管理的有效農(nóng)業(yè)技術(shù)措施之一，目前已被世界上許多國家和地區(qū)廣泛采用（Qin等，2006；Rahman等，2005）。秸稈覆蓋相對于不覆蓋可以明顯提高土壤全量養(yǎng)分、速效養(yǎng)分以及有機質(zhì)含量（曹繼華等，2012）。稻草秸稈覆蓋在減少土壤中無機態(tài)氮含量，降低土壤有機態(tài)氮向無機態(tài)氮的轉(zhuǎn)化速率，減少水土流失造成的養(yǎng)分損失方面發(fā)揮著重要作用（徐法偉等，2011）。土壤微生物亦受秸稈覆蓋的明顯影響，研究證實秸稈覆蓋能增加小麥根際土壤中的細菌、硅酸鹽細菌、真菌和固氮菌數(shù)量，改變土壤中的微生物組成，利于土壤肥力的改善和恢復(fù)（張紅娟和薛泉宏，2010）。秸稈覆蓋能有效提高土壤表層0～5和5～10 cm土壤酶活性及土壤肥力，且秸稈留茬全量覆蓋優(yōu)于半量覆蓋（崔鳳娟等，2011）。相關(guān)研究證實土壤微生物和土壤酶活性對環(huán)境和土壤管理因素引起的變化較為敏感，秸稈覆蓋能不同程度增加土壤多種酶活性，提高土壤中微生物生物量和各微生物類群的數(shù)量（Lin等，2012；溫曉霞等，2012；Zhang等，2013）。

土壤中微生物的種群數(shù)量與土壤中有機質(zhì)的分解和礦質(zhì)元素的轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，影響著作物對養(yǎng)分的吸收和利用（張向前等，2012）。土壤酶參與土壤生物化學(xué)過程，是土壤的重要組分，表征土壤中物質(zhì)、能量代謝旺盛程度（王改玲等，2012）。土壤微生物和土壤酶活性對環(huán)境或土壤管理措施引起的變化較為敏感，并參與許多重要的生物化學(xué)反應(yīng)過程，反映著土壤中物質(zhì)代謝的旺盛程度，是評價土壤肥力和質(zhì)量的一個重要生物指標(biāo)（Zhang等，2013；Franchini等，2007）。為此本文研究了不同秸稈覆蓋水平對安徽淮北砂姜黑土（旱、澇、姜、瘦）玉米根際土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響，以期在闡明秸稈覆蓋對砂姜黑土生物學(xué)性狀影響潛在機理的基礎(chǔ)上為該區(qū)土壤改良和秸稈覆蓋技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論幫助和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2014年6月─2014年10月在安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所濉溪縣楊柳試驗站進行，試驗地土壤為砂姜黑土，0～20 cm土層的土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為12.12 g·kg-1，全氮0.63 g·kg-1，堿解氮53.10mg·kg-1，全磷0.49 g·kg-1，有效磷10.70 mg·kg-1，速效鉀130.31 mg·kg-1；pH值為7.6。

試驗采用大田隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置 M0（0 kg·hm-2）、M1（3000 kg·hm-2）、M2（6000 kg·hm-2）、M3（9000 kg·hm-2）、M4（12000 kg·hm-2）、M5（15000 kg·hm-2）和M6（18000 kg·hm-2）7種秸稈覆蓋水平，每處理3次重復(fù)，共計21個小區(qū)，小區(qū)面積為24 m2（3 m×8 m）。覆蓋秸稈為自然風(fēng)干粉碎的小麥秸稈，于玉米苗期開始覆蓋，秸稈長度為10～15 cm。種植玉米品種為鄭單958，種植株距為30 cm，行距為40 cm，于2014年6月5日播種，并于10月7日收獲?；视昧繛槭┘兊?00 kg·hm-2，磷肥（P2O5）200 kg·hm-2，鉀肥（K2O）150 kg·hm-2。氮肥以尿素計，磷肥和鉀肥全部基施，于玉米大喇叭口期追施純氮150 kg·hm-2，其它田間管理措施同一般大田高產(chǎn)栽培要求。

1.2 樣品采集與測定

于玉米吐絲期和灌漿中期采集植株根部 0～20 cm深的土壤，剔除樣品石礫和植物殘根等雜物，置陰涼處風(fēng)干后過1 mm篩，并置于4 ℃冰箱中保存。硝化細菌、氨化細菌、溶磷菌和霉菌計數(shù)采用平板稀釋涂布法，具體測定方法參考文獻（中國科學(xué)院南京土壤所微生物室，1985）。文中微生物總量是指細菌、真菌和放線菌數(shù)量之和，測定方法參考文獻（中國科學(xué)院南京土壤所微生物室，1985）。土壤磷酸酶活性（以phenol計，μg·g-1·h-1）測定采用磷酸苯二鈉比色法；過氧化氫酶測定采用高錳酸鉀滴定法，活性單位為mL·g-1干土（20 min，25 ℃）；蔗糖酶活性測定采用Na2S2O3滴定法，活性單位為mL·g-1干土（24 h，37 ℃）；土壤淀粉酶活性測定采用二硝基水楊酸比色法，淀粉酶活性以24 h后1 g土壤中麥芽糖的毫克數(shù)表示（24 h，37 ℃），以上酶活性的測定方法參考文獻（關(guān)松蔭，1983）。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進行處理和作圖，采用DPS7.05軟件和LSD最小顯著差數(shù)法進行方差分析。

表1 秸稈覆蓋對玉米根際土壤微生物數(shù)量的影響Table 1 Effects of straw mulching on microbial quantity in maize rhizosphere soil

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈覆蓋對土壤微生物數(shù)量的影響

2.1.1 土壤硝化細菌數(shù)量

硝化細菌在作物對氮素的吸收利用及氮素在環(huán)境中的循環(huán)發(fā)揮著重要的作用。玉米吐絲期和灌漿中期根際土壤中硝化細菌的數(shù)量隨秸稈覆蓋量的增加呈先增加后下降的趨勢（表1），并皆以 M4覆蓋處理（分別為18.60×106、12.96×106CFU·g-1）的最高，分別比 M0和 M6在吐絲期增加了125.7%和18.0%，在灌漿中期分別增加了69.6%和22.0%，且M4與M0間的差異皆顯著。M2、M3、M4、M5、M6與M0間的差異皆顯著，表明了秸稈覆蓋相對于不覆蓋可以顯著增加玉米根際硝化細菌的數(shù)量。從表1中亦可看出，M3、M4、M5處理間的差異皆不顯著，表明了當(dāng)秸稈覆蓋量增加到一定程度，秸稈覆蓋量在一定范圍內(nèi)的變化對玉米根際硝化細菌數(shù)量的影響不再明顯。

2.1.2 土壤氨化細菌數(shù)量

土壤氨化細菌主要參與土壤的氨化作用，其數(shù)量的多少反映了土壤氨化作用的強弱。玉米吐絲期和灌漿中期覆蓋處理M0根際單位質(zhì)量的氨化細菌數(shù)量最低（分別為5.20×106、3.74×106CFU·g-1，表1），覆蓋處理M3最高（分別為9.36×106、8.48×106CFU·g-1），且M0與M3差異顯著；M3處理吐絲期和灌漿中期的氨化細菌數(shù)量比 M0分別增加了80.0%和126.7%。覆蓋處理M1、M2、M3、M4、M5、M6的氨化細菌數(shù)量顯著高于M0，表明了秸稈覆蓋相對于不覆蓋可以顯著增加土壤中氨化細菌的數(shù)量。從表中亦可看出，土壤中氨化細菌的數(shù)量隨秸稈覆量的增加呈先增加后下降的趨勢，且M2、M3、M4、M5、M6彼此間的差異皆不顯著。

2.1.3 土壤溶磷菌數(shù)量

溶磷菌可通過改善植物根際土壤微環(huán)境，活化土壤中的難溶性磷，進而改善作物磷營養(yǎng)狀況。吐絲期和灌漿中期單位質(zhì)量的土壤溶磷菌數(shù)量隨秸稈覆蓋量的增加呈先增加后下降的趨勢，并以覆蓋處理 M4最高（分別為 25.40×105、21.72×105CFU·g-1），不覆蓋處理M0最低（分別為18.06×105、14.74×105CFU·g-1）；M4比M0在吐絲期和灌漿中期分別顯著增加了40.1%和47.4%。覆蓋處理M1、M2、M3、M4、M5、M6土壤中的溶磷菌數(shù)量顯著高于M0，在吐絲期和灌漿中期分別增加了18.5%、30.9%、36.7%、40.6%、28.6%、22.7%和 20.6%、34.1%、41.8%、47.4%、38.9%、33.0%。從表中亦可看出，M4與M6的差異顯著，表明了秸稈覆蓋量過高會導(dǎo)致溶磷菌數(shù)量的顯著降低。

2.1.4 土壤霉菌數(shù)量

土壤中霉菌數(shù)量過多不僅會導(dǎo)致土壤環(huán)境的惡化，而且不利于作物根系的健康生長發(fā)育。從表 1可以看出，玉米根際土壤中霉菌的數(shù)量隨秸稈覆蓋量的增加呈逐漸增加的趨勢，并以未覆蓋處理 M0最低（分別為1.44×105、8.48×105CFU·g-1）、M6最高（分別為7.84×105、16.62×105CFU·g-1）。覆蓋處理M1、M2、M3、M4、M5、M6土壤中的霉菌數(shù)量顯著高于 M0，在吐絲期和灌漿中期分別增加了134.7%、252.8%、340.3%、391.7%、426.4%、444.4%和36.1%、58.7%、75.5%、86.1%、93.2%、96.0%。從表中亦可看出，M4、M5、M6彼此間的差異皆不顯著，表明了當(dāng)秸稈覆蓋量增加到一定程度，秸稈覆蓋量在一定范圍內(nèi)的變化對土壤中霉菌數(shù)量的影響不再明顯。

2.2 秸稈覆蓋對土壤酶活性的影響

2.2.1 土壤磷酸酶活性

磷酸酶在催化磷酸酐和磷酸脂類的水解中發(fā)揮著重要作用，其活性的高低直接影響著土壤中有機磷的分解、轉(zhuǎn)化及其生物有效性。玉米吐絲期和灌漿中期根際土壤磷酸酶活性隨秸稈覆蓋量的增加呈先增加后下降的趨勢（圖1），并以M4處理最高（分別為88.23、97.47 μg·g-1·h-1），M0處理最低（分別為 72.67、78.73 μg·g-1·h-1）。覆蓋處理 M1、M2、M3、M4、M5、M6的磷酸酶活性皆顯著高于不覆蓋處理 M0，在吐絲期和灌漿中期分別增加了7.3%、13.2%、17.5%、21.4%、17.7%、15.7%和10.3%、16.1%、20.8%、23.8%、21.4%、13.6%，表明秸稈覆蓋相對于不覆蓋可以顯著提高土壤磷酸酶活性。從圖中亦可看出M3、M4、M5處理間的差異皆不顯著，證明了當(dāng)秸稈覆蓋量增加到一定的程度，秸稈覆蓋量在一定范圍內(nèi)的變化對玉米根際磷酸酶活性的影響不再顯著。

圖1 秸稈覆蓋對玉米吐絲期和灌漿中期根際土壤磷酸酶活性的影響Fig.1 Effects of straw mulching on the activity of phosphatase in maize rhizosphere soil at silking and middle of filling stages

2.2.2 土壤過氧化氫酶活性

過氧化氫酶是土壤生物呼吸、生物代謝過程，及動植物殘體和根系分泌物分解中的重要酶類，可破壞對生物體有毒的過氧化氫。M3覆蓋處理（圖2）土壤中的過氧化氫酶活性最高，在吐絲期和灌漿中期分別為0.79和0.74 mL·g-1，未覆蓋處理M0最低，分別為0.59和0.49 mL·g-1。覆蓋處理M2、M3、M4、M5、M6的過氧化氫酶活性皆顯著高于M0，在吐絲期和灌漿中期分別增加了 27.1%、33.4%、28.3%、23.7%、19.8%和 41.4%、51.0%、48.4%、40.2%、35.3%。從圖中亦可看出，M4、M5、M6的過氧化氫酶活性皆低于 M3，表明過高的秸稈覆蓋量并不利于提高土壤過氧化氫酶活性。

圖2 秸稈覆蓋對玉米吐絲期和灌漿中期根際土壤過氧化氫酶活性的影響Fig. 2 Effects of straw mulching on the activity of catalase in maize rhizosphere soil at silking and middle of filling stages

2.2.3 土壤蔗糖酶活性

土壤蔗糖酶直接參與土壤中有機質(zhì)的代謝過程，能夠表征土壤生物學(xué)活性強度。從圖3可以看出，未覆蓋處理M0土壤蔗糖酶活性最低，在吐絲期和灌漿中期分別為2.90和3.37 mL·g-1，覆蓋處理M4最高，分別為 4.59和 4.53 mL·g-1。覆蓋處理M1、M2、M3、M4、M5、M6的土壤蔗糖酶活性顯著高于 M0，在吐絲期和灌漿中期分別增加了33.1%、45.5%、53.4%、58.3%、50.0%、43.1%和18.4%、24.9%、30.0%、34.4%、28.5%、26.4%。覆蓋處理M2、M3、M4、M5、M6間的差異皆不顯著，表明了當(dāng)秸稈覆蓋量增加到一定程度，秸稈覆蓋量的變化對土壤蔗糖酶活性的影響不再明顯。

圖3 秸稈覆蓋對玉米吐絲期和灌漿中期根際土壤蔗糖酶活性的影響Fig. 3 Effects of straw mulching on the activity of invertase in maize rhizosphere soil at silking and middle of filling stages

2.2.4 土壤淀粉酶活性

土壤淀粉酶能把淀粉水解成麥芽糖和糊精，并隨土壤有機質(zhì)含量的增加而增加，是參與自然界碳素循環(huán)的一種重要酶。從圖4可以看出，吐絲期和灌漿中期土壤淀粉酶活性隨秸稈覆蓋量的增加呈先增加后下降的趨勢，并以M4處理（0.69和0.75 mg·g-1）最高，未覆蓋處理M0（0.39和0.46 mg·g-1）最低。覆蓋處理M1、M2、M3、M4、M5、M6的淀粉酶活性顯著高于 M0，在吐絲期和灌漿中期分別增加了34.4%、56.8%、68.0%、78.3%、73.9%、65.4%和 33.3%、49.0%、59.2%、62.0%、56.2%、50.5%，表明了秸稈覆蓋相對于不覆蓋可以顯著增加土壤淀粉酶活性。覆蓋處理M5和M6的淀粉酶活性皆低于 M4，表明過高的秸稈覆蓋量并不利于增加土壤淀粉酶活性。

圖4 秸稈覆蓋對玉米吐絲期和灌漿中期根際土壤淀粉酶活性的影響Fig. 4 Effects of straw mulching on the activity of amylase in maize rhizosphere soil at silking and middle of filling stages

2.3 相關(guān)性分析

2.3.1 不同種類土壤微生物數(shù)量和酶活性的相關(guān)性分析

從表2可以看出，土壤中硝化細菌數(shù)量、氨化細菌數(shù)量、溶磷菌數(shù)量、霉菌數(shù)量與磷酸酶活性、過氧化氫酶活性、蔗糖酶活性、淀粉酶活性皆呈正相關(guān)關(guān)系，且部分之間呈顯著正相關(guān)。上述4種酶中，除磷酸酶與過氧化氫酶相關(guān)不顯著外，其余皆顯著正相關(guān)。土壤中的霉菌與硝化細菌和溶磷菌呈負相關(guān)關(guān)系，硝化細菌、氨化細菌和溶磷菌三者間皆呈顯著正相關(guān)關(guān)系。

表2 土壤微生物數(shù)量和酶活性的相關(guān)性分析Table 2 Correlation matrix between the quantity of soil microorganisms and enzyme activities

2.3.2 微生物總量與酶活性的相關(guān)性分析

從圖5可以看出，在吐絲期和灌漿中期土壤微生物總量（細菌、真菌和放線菌數(shù)量之和）與土壤中的磷酸酶活性、過氧化氫酶活性、蔗糖酶活性和淀粉酶活性皆呈直線正相關(guān)關(guān)系，且決定系數(shù)r2皆大于0.75，表明了土壤微生物總量與土壤酶活性之間存在著極為密切的關(guān)系，增加土壤微生物總量對提高土壤酶活性具有重要的作用。

圖5 土壤微生物總量與酶活性的相關(guān)性分析Fig. 5 Correlation matrix between soil total microbial quantity and enzyme activities

3 討論

土壤微生物數(shù)量和種類與土壤肥力、作物養(yǎng)分吸收利用及產(chǎn)量形成密切相關(guān)，并受農(nóng)業(yè)措施的明顯影響（Anderson等，2011；Jin等，2009）?？弟幍龋?010）在研究中發(fā)現(xiàn)，稻草覆蓋能明顯提高0～20 cm土層的稻田土壤細菌、真菌和放線菌的數(shù)量，并指出其主要原因是由于稻草覆蓋在一定程度上可明顯改善土壤微生物生存環(huán)境。張林森等（2013）研究不同覆蓋方式對黃土高原區(qū)蘋果園土壤微生物的影響，發(fā)現(xiàn)秸稈覆蓋處理的土壤中微生物群落Shannon指數(shù)和微生物群落豐富度指數(shù)均明顯高于對照（不覆蓋）。雖然稻草秸稈覆蓋對土壤中微生物數(shù)量具有明顯影響，但覆蓋量過高會導(dǎo)致部分微生物數(shù)量減少（王淑彬等，2011）。本研究不僅發(fā)現(xiàn)安徽沿淮淮北砂姜黑土土壤中的硝化細菌、氨化細菌和溶磷菌的數(shù)量隨秸稈覆蓋量的增加呈先增加后下降的趨勢，霉菌的數(shù)量隨秸稈覆蓋量的增加而逐漸增加，而且發(fā)現(xiàn)當(dāng)秸稈覆蓋量增加到一定程度，秸稈覆蓋量的變化對玉米根際微生物數(shù)量的影響不再明顯。此外，本研究亦證明不同種類的微生物對應(yīng)的最適秸稈覆蓋量存在一定的差異。適量的秸稈覆蓋能增加土壤中的微生物數(shù)量，一方面可能是由于秸稈覆蓋避免了土壤溫度和濕度的劇烈變化（Ghosh等，2006；Tu等，2006），另一方面可能是由于秸稈覆蓋改善了作物的生長發(fā)育，增加了作物根系分泌物的種類和數(shù)量，而良好的根系和更多的根系分泌物可為土壤微生物提供更多的碳源和能量（Zhang等，2013；Richardson等，2009）。

土壤酶是土壤的主要組成部分之一，主要來自土壤微生物、活體動植物分泌物及動植物殘體，它是具有催化物質(zhì)生物化學(xué)反應(yīng)功能的一類活性物質(zhì)（Tan等，2008）。與不覆蓋相比，覆蓋能不同程度地提高土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性，并以秸稈覆蓋的效果最佳（溫曉霞等，2012）。崔新等（2014）在研究中發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈粉碎覆蓋可明顯提高黑龍江省西部松嫩平原退化鹽堿草地土壤蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶和纖維素酶活性，改善土壤微生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)分。Deng和Tabatabai（1996）在研究中同樣指出，適宜的秸稈覆蓋量在提高土壤酶活性方面具有明顯的效果。本研究發(fā)現(xiàn)，適量的秸稈覆蓋比不覆蓋可顯著提高安徽沿淮淮北砂姜黑土磷酸酶、過氧化氫酶、蔗糖酶和淀粉酶活性，而秸稈覆蓋量過低和過高皆不利于土壤酶活性的提高。此外，本研究亦證明不同土壤酶活性的最大值對應(yīng)的最佳秸稈覆蓋量存在一定的差異。李倩等（2009）通過玉米旱作栽培條件下秸稈覆蓋栽培定位試驗研究，同樣證明土壤酶活性受秸稈覆蓋量變化的明顯影響，9000 kg·hm-2覆蓋量下堿性磷酸酶和蔗糖酶活性最高，13500 kg·hm-2覆蓋量下脲酶活性最高。秸稈覆蓋能增加玉米根際土壤的酶活性，其主要原因可能是覆蓋既改善了土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性（張桂玲，2011；Jin等，2009），又使土壤微生物大量繁殖，同時促使根系本身向土壤提供更多的酶(樊軍和郝明德，2003)。本研究通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，土壤微生物數(shù)量和酶活性之間存在正相關(guān)關(guān)系，其中有部分關(guān)系的相關(guān)性達顯著水平。這說明增加土壤微生物數(shù)量對提高土壤酶活性具有重要的作用。Zhang等（2013）在江西紅壤試驗研究中同樣證明了土壤微生物和酶活性之間存在密切的正相關(guān)關(guān)系，二者在反映土壤性質(zhì)方面具有一定的共性。

4 結(jié)論

（1）安徽淮北砂姜黑土區(qū)9000～12000 kg·hm-2的適宜秸稈覆蓋量可明顯增加土壤微生物（硝化細菌、氨化細菌和溶磷菌）數(shù)量和土壤酶（磷酸酶、過氧化氫酶、蔗糖酶和淀粉酶）活性，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，而秸稈覆蓋量過高和過低則會對上述土壤微生物數(shù)量和酶活性產(chǎn)生負面影響。

（2）不同種類的土壤微生物數(shù)量和酶活性對應(yīng)的最佳秸稈覆蓋量存在一定的差異，且當(dāng)秸稈覆蓋量增加到一定的程度，秸稈覆蓋量的變化不再明顯地影響土壤微生物數(shù)量和酶活性。

（3）土壤微生物數(shù)量和酶活性之間存在著密切的正相關(guān)關(guān)系?？梢酝ㄟ^增加土壤微生物數(shù)量的途徑來提高土壤酶活性。

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Effects of Different Straw Mulching Levels on Biological Characteristics of Lime Concretion Black Soil

ZHANG Xiangqian1,2, CHEN Huan1,2, ZHAO Zhu1,2, LI Wei1,2, DU Shizhou1,2, QIAO Yuqiang1,2, CAO Chengfu1,2*
1. Crops Research Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China; 2. Anhui Provincial Key Laboratory of Crops Quality Improvement, Hefei 230031, China

In order to clarify the effects of straw mulching on soil biological characteristics and screen out suitable straw mulch level in lime concretion black soil area of Huaibei in Anhui province, a field experiment with 7 straw mulching levels M0(0 kg·hm-2), M1(3 000 kg·hm-2), M2(6 000 kg·hm-2), M3(9 000 kg·hm-2), M4(12 000 kg·hm-2), M5( 15 000 kg·hm-2) and M6(18 000 kg·hm-2) was carried out to study the effects of straw mulching on maize rhizosphere soil microbial quantity and enzymes activities. The results indicated that the quantity of nitrobacteria, ammonifying bacteria and phosphate-solubilizing bacteria in soil had a change trend of first increased and then decreased with increasing straw mulching level, while the quantity of mould was increased with increasing straw mulching level. Straw mulching could significantly increase soil microbial quantity, and the most suitable straw mulching level for different kinds of soil microorganisms had some differences, the quantity of phosphate-solubilizing bacteria and nitrobacteria in M4 were the highest, the quantity of ammonifying bacteria in M3 was the highest, the quantity of mould in M6 was the highest, respectively at silking stage and middle of filling stage. Soil enzymes activities were significantly affected by straw mulching, while when the straw mulching level increased to a certain extent the effect of the change of straw mulching level on soil enzymes activities was no longer obvious. The activities of soil invertase, amylase and phosphatase in M4 treatment were the highest, and the activity of catalase in M3 treatment was the highest, respectively at silking stage and middle of filling stage. Correlation analyses indicated that the quantity of nitrobacteria, ammonifying bacteria, phosphate-solubilizing bacteria, mould and total soil microbial quantity were all positively correlated with the activities of phosphatase, catalase, invertase and amylase. All the findings suggest that suitable straw mulching level plays an important role in improving soil biological characteristics, while too high straw mulching level would bring some negative influences on increasing soil microbial quantity and enzymes activities, and the most suitable straw mulching level for different kinds of soil microbial quantities and enzyme activities have some differences，the quantity of 9 000～12 000 kg·hm-2is the best for improving lime concretion black soil biological characteristics in Huaibei area.

straw mulching; rhizosphere soil; microbial quantity; enzyme activities

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.04.010

S154

A

1674-5906（2015）04-0610-07

張向前，陳歡，趙竹，李瑋，杜世州，喬玉強，曹承富. 不同秸稈覆蓋水平對砂姜黑土生物學(xué)性狀的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2015, 24(4): 610-616.

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國家自然科學(xué)青年基金項目（31401328）；安徽省農(nóng)科院院長青年創(chuàng)新基金項目（14B0202）

張向前（1984年生），男，助理研究員，博士，主要從事小麥栽培研究。E-mail: xiangqian111@163.com *通信作者：曹承富（1963年生），男，研究員，主要從事小麥栽培研究。E-mail: caocfu@126.com

2014-12-31