长期施肥对褐土土壤微生物及酶活性变化规律影响的研究

褐土是我国半干旱、半湿润偏旱区的主要土壤类型之一。山西省的主要耕作土壤中有286.1万公顷是褐土,是山西省粮食、蔬菜、水果和肉蛋奶等农副产品生产的重要基地。由于自然环境和农业经营方式的弊端以及中低肥力耕地面积大,无法发挥褐土最大生产潜力。土壤微生物活动和酶活性是土壤有机质和养分转化的关键因子,同时它们受施肥等因素的影响可以迅速发生变化,常被用于评价土壤质量生物学性状。研究长期施肥对褐土土壤质量生物性状演变规律的影响,有助于探索明确褐土土壤质量生物性状维持和提高的有效途径和关键措施,促进农业的可持续发展。 在玉米生育期内,对位于山西省寿阳国家旱作农业试验区的两个定位长期试验田0～20cm和20～40cm的土壤进行了测定和分析,探讨了不同时期长期施肥下褐土微生物量及酶活性的演变规律,不同层次褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化,并且对微生物量和酶活性与土壤理化性状及土壤生产力进行了相关性分析。研究结果表明: 在玉米播种前、玉米小喇叭口期以及玉米收获后三个时期,长期施肥下0～20cm的耕作层土壤褐土微生物C、N量及酶活性的演变规律分别为: 不施肥、单施中量化肥、单施高量化肥,高量有机无机肥配施,高量有机肥、秸秆过腹还田秋施肥等6个处理的微生物碳量,在玉米播种期、玉米小喇叭口期以及玉米收获期等三个时期呈现先增大再减小的趋势。 单施低量化肥、单施高量化肥、春施肥中秸秆覆盖还田、秋施肥中除秸秆覆盖还田之外的处理,土壤微生物氮量呈现先增大再减小的趋势。 长期有机无机肥配施试验,所有处理0～20cm耕作层土壤脲酶呈先增大再减小。长期不同施肥培肥试验,仅有秸秆覆盖还田春施肥呈现先增大再减小的趋势。所有施肥处理0～20cm的耕作层土壤碱性磷酸酶都无先增大再减小的趋势。 长期施肥对不同处理的不同层次褐土微生物C、N量及酶活性的影响。 高量有机肥和有机无机肥合理配施使褐土微生物量C、N增加,随着有机肥施入量的提高可使MBC、MBN显著增加。单施不同用量化肥MBC、MBN没有显著增加。20～40cm土层微生物量C、N较0～20cm土层的降低。合理单施化肥和有机无机肥合理配施提高脲酶和碱性磷酸酶活性,高量有机肥使它们显著提高。脲酶、碱性磷酸酶活性从0～20cm土层到20～40cm土层呈减少趋势。 秸秆还田秋施肥和春施肥都使土壤微生物量C、N增加。0～20cm耕层上,秋施肥相比春施肥MBC减小,而MBN有增加有减小。20～40cm土层不同处理MBC、MBN的变化规律与0～20cm不完全一致。在0～20cm耕作层,秸秆还田秋施肥和春施肥都使脲酶、碱性磷酸酶增加。在20～40cm土层,秸秆还田秋施肥提高脲酶活性,秸秆还田春施肥脲酶活性减小。除秸秆直接还田春施肥外,秸秆还田春施肥和秸秆还田秋施肥其他处理的土壤碱性磷酸酶活性都有明显提高。 玉米籽粒产量与褐土微生物量C、N和脲酶及碱性磷酸酶活性都有显著或极显著的相关性。褐土微生物量C、N及酶活性与土壤养分含量呈显著性或极显著性相关。MBC与MBN及碱性磷酸酶呈极显著的相关性,MBC与脲酶呈显著性相关。MBN与脲酶及碱性磷酸酶呈极显著的相关性。