【文章內(nèi)容簡介】 措施對土壤理化性質(zhì)、土壤生物區(qū)系和農(nóng)業(yè)植被均會產(chǎn)生明顯作用，對土壤酶活性也將產(chǎn)生直接間接的影響。（1）耕作方式土壤耕作能在很大程度上改變土壤生物學(xué)過程的進程和方向。能夠改善土壤物理性質(zhì)的耕作制度，可以增強土壤酶的活性。保護性耕作與傳統(tǒng)耕作方式相比，對土壤的干擾較小，表土中的土壤酶活性較高 [27]。耕作對土壤中脲酶、谷氨酰胺酶、芳基硫酸酯酶、223。 葡萄糖苷酶、磷酸酶、脫氫酶等均產(chǎn)生較大影響，尤其是脫氫酶對土壤的生物化學(xué)活性有較強的指示作用，免耕條件下土壤表層酶活性通常較高。作物殘體是土壤生物活動的主要能源，秸桿還田能激發(fā)各種酶的活性，并留給土壤有機質(zhì)，這些有機質(zhì)是土壤酶活動的良好基質(zhì)，有利于促進土壤各類酶的活動，進而促進土壤各類養(yǎng)分的有效化。（2）培肥方式長期施肥可以改善土壤的物化學(xué)性狀，同時也為植物及土壤微生物提供了豐富的營養(yǎng)，促進其生長發(fā)育 [28]，提高了土壤微生物活性，從而提高酶活性，而且在這一方面的報道也比較多 [29]。輪作與連作對土壤酶活性的影響是不同的，研究表明，輪作時6 / 38的土壤酶活性比連作時高，這是因為在輪作時土壤性質(zhì)向好的方向轉(zhuǎn)化，從而有利于酶的生成和進入土壤。而連作通常會使土壤的上述性質(zhì)向壞的方向變化，從而導(dǎo)致土壤酶活性的減弱。大豆連作可以導(dǎo)致多種土壤酶活性的降低，其中轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性降低的幅度最大，草木樨連作、玉米連作與輪作相比，酶活性有下降趨勢，但是沒有大豆那么明顯 [30]。施肥增強了輪作和連作土壤的酶活性，在肥料的作用下，連作對土壤酶活性的不利影響有所減小，但是連作影響仍然存在。不同培肥方式對土壤酶活性影響不同，有機肥料具有較強的酶活性 [31,32]。與土壤有機質(zhì)相比，土壤酶活性能夠更迅速地反映管理與培肥措施對土壤肥力的影響。和文祥等 [33]對肥料長期定位試驗的研究發(fā)現(xiàn)，培肥模式中廄肥處理能顯著提高土壤總體酶活性；施用廄肥酶活性增幅最高，化肥則較小，無肥反而降低。有研究表明，以牲畜糞作有機肥時，施用豬糞的土壤脲酶活性較高，而綠肥能提高脫氫酶的活性 [34]。另有報道指出，在黑鈣土中分別添加5％的玉米秸稈、草木樨、麥稈3種有機物料，對蛋白酶活性的影響為玉米秸稈 麥稈 草木樨：對脲酶活性和磷酸酶活性的影響為草木樨 玉米秸稈 麥秸。與對照相比，化肥的施用也提高了土壤酶活性，但幅度較小。而施用化肥提高土壤酶活性的原因，是由于化肥能促進作物根系代謝，使根系分泌物增多，微生物繁殖加快，從而提高土壤酶活性。袁玲等對水稻土的研究發(fā)現(xiàn)，有機、無機肥配合施用能提高土壤中轉(zhuǎn)化酶、磷酸酶、蛋白酶、脲酶的活性，而對過氧化氫酶的影響較小，其中土壤蛋白酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶的活性與土壤NH 4N和有機質(zhì)含量，土壤磷酸酶的活性與土壤有機磷和有機質(zhì)含量呈極顯著或顯著正相關(guān)。李科江等在半干旱區(qū)進行的施肥對土壤酶活性影響的研究表明，施肥處理土壤的酶活性與對照相比，均有不同程度地提高，尤其對脲酶和蔗糖酶的影響最大，綠肥對土壤酶活性的影響最大 [35]。馮銳的研究結(jié)果表明，施肥、尤其是有機肥+化肥與不施肥相比，能夠極顯著或顯著地提高土壤中堿性磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶的活性，有機肥+化肥比單施化肥更顯著地提高了酶的活性 [36]。關(guān)連珠對棕壤土和潮棕壤土農(nóng)田的研究表明，施用有機肥的各處理，過氧化氫酶活性可提高10％～15％，施用化肥處理則降低3％～6％，轉(zhuǎn)化酶的效果也較明顯，施用有機肥各處理增加幅度為40％～90％，化肥處理和對照減少2％～1 l％，脲酶活性變化最大，施用有機肥各處理增加140 ％～230％，化肥處理雖有增加趨勢(1％～ 5％)，但增幅很小，對照處理則有所下降，下降幅度為2％～18％，施有機肥各處理的磷酸酶活性亦有所增加，但與化肥相比增加不甚明顯。總之，長期施用有機肥或化肥均可提高土壤中各種酶的活性，其中脲酶、過氧化氫酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶等增加較多，而且有機肥、無機肥配施的效果最佳 [37]。（3）灌溉灌溉能改善土壤的水分狀況，也能改善土壤的其他性質(zhì)，如營養(yǎng)物質(zhì)的移動性和微生物的活動等。Xasvlee(1982) 對淋溶黑鈣土的研究表明，在所有的耕作處理里，灌溉均增強了土壤的酶活性。灌溉后的土壤酶活性的增強是因為微生物的生命活動得到7 / 38了改善。在O 2的吸收和CO 2的泌出速率間存在著顯著的相關(guān)。 植物生長與土壤酶活性植物的生活以葉的光合作用和根的養(yǎng)分吸收為基礎(chǔ)，而土壤養(yǎng)分變化與酶促作用有關(guān)。所以，土壤酶與植物生長之間存在密切聯(lián)系。主要表現(xiàn)為土壤有效養(yǎng)外的釋放與植物干物質(zhì)積累的聯(lián)系；不同溫、濕度條件下，土壤生化過程強度與植物生育的協(xié)調(diào)性；酶活性對植物根系的依賴性；土壤酶動態(tài)變化與土壤生產(chǎn)力的關(guān)系等方面。（1）作物生育期時酶活性作物不同生育時期氣候條件有異，土壤酶活性變化較大，但它們之間存在一定的關(guān)系。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所的研究結(jié)果表明，種植冬小麥的褐土酶活性變化趨勢為：小麥前期到成熟期，脲酶活性、蛋白酶活性變化趨勢基本一致，越冬期與收獲后期酶活性最低，幼苗期活性稍高。尿酶、蛋白酶活性迅速增強，最高都在三月內(nèi)，從拔節(jié)到開花期均逐漸下降。蔗糖酶活性自幼苗期迅速上升后，從越冬到開花均處在較高活性水平，成熟期下降，以后稍有回升。表明冬小麥整個生育時期與土壤酶活性密切相關(guān)。陳恩風(fēng)等的研究結(jié)果表明，蔗糖酶活性隨作物生長而增強，至作物生育盛期達最大值，而后趨于減弱。關(guān)松蔭研究潮土過氧化氫酶活性發(fā)現(xiàn)，在冬小麥生育旺盛階段酶活性最高。曾路生等 [38]研究表明：水稻不同生育期土壤脲酶活性表現(xiàn)出先升后降，而酸性磷酸酶和脫氫酶活性則表現(xiàn)出先降后升再降的變化規(guī)律。脲酶及酸性磷酸酶活性在水稻移栽后30d左右形成峰值，而脫氫酶活性則在50d左右形成峰值，且在水稻不同生育階段差異顯著。（2）土壤酶活性與作物生產(chǎn)力關(guān)系土壤酶活性與作物生育有很好的協(xié)調(diào)性，那么酶活性與土壤生產(chǎn)力之間存在的聯(lián)系是怎樣的呢? 多數(shù)研究者指出，土壤酶活性的變化與土壤生產(chǎn)力存在較好的相關(guān)性。酶活性狀況較好的土壤生化過程較活躍，生產(chǎn)性能也較好。一些研究者發(fā)現(xiàn)，土壤磷酸酶與作物產(chǎn)量之間存在正相關(guān)關(guān)系。土壤磷酸酶活性、有機磷含量與馬鈴薯產(chǎn)量之間的相關(guān)分析指出，土壤磷酸酶活性和有機磷含量之間，馬鈴薯產(chǎn)量與有機磷之間，馬鈴薯產(chǎn)量與磷酸酶活性之間均具有很好的相關(guān)性。認為土壤磷酸酶可做為衡量土壤有效肥力水平及土壤生產(chǎn)性能的指標之一。 土壤 CO2 排放研究進展太陽輻射被大氣層中的溫室氣體吸收，很大一部分輻射能又返回到地球表面，從而導(dǎo)致全球溫度上升，這稱為溫室效應(yīng)。大多數(shù)學(xué)者認為溫室效應(yīng)是造成全球變暖的重要原因。工業(yè)革命以來，人類活動對生物圈的影響已由區(qū)域擴展到全球。人口的增加、土地利用和覆蓋的變化、化石燃料的燃燒、環(huán)境污染的加劇，導(dǎo)致大氣中8 / 38CON2O和CH4等溫室氣體的濃度逐年增加。大氣中不斷增多的CO2是導(dǎo)致全球變暖的主要原因。工業(yè)革命以來，溫室效應(yīng)引起的全球氣候變暖問題是21世紀人類面對的最大生態(tài)問題。全球氣候變暖不僅對全球生態(tài)環(huán)境造成巨大的影響，還對世界各國的經(jīng)濟發(fā)展甚至人類的生存環(huán)境產(chǎn)生了一系列不利影響，而且這種影響是全球性的，同時也將是長期性的。中國是目前世界上最大的發(fā)展中國家，同時也是世界上僅次于美國的第二大CO 2排放國家。因此研究中國的CO 2排放問題，不僅有利于中國的可持續(xù)發(fā)展，而且對緩和全球氣候變暖也有重要意義。影響土壤二氧化碳排放的因素有：（1）土壤微生物土壤微生物直接或間接影響著土壤CO2的排放。有研究表明土壤微生物呼吸約占土壤總呼吸的50％。土壤微生物量與土壤呼吸速率有明顯的正相關(guān)關(guān)系 [39]。溫度和降水等氣候因素通過控制土壤的養(yǎng)分供給、數(shù)量等影響土壤微生物呼吸作用；土壤環(huán)境、水分、重金屬、農(nóng)藥也直接或間接影響微生物呼吸。（2）植物植物根系呼吸在土壤呼吸中占很大比例，根系生物量大的土壤，其土壤呼吸速率也較大。土壤因子、氣候因子、人為干擾等都會通過影響根系呼吸而影響土壤呼吸。在作物不同的生長階段，干系呼吸的強度也不同：在生長旺盛的階段，根系生物量也相應(yīng)增加，根系呼吸在土壤呼吸中的比重也較高 [40]；葉面積也影響了土壤呼吸，它是通過影響植物覆蓋下的土壤濕度、溫度而直接影響土壤呼吸。Raich等發(fā)現(xiàn)，近熟林土壤呼吸與凋落物呈正比例。在德國東部斐克特高原的挪威云杉林中，移除凋落物層后土壤呼吸明顯減弱 [42]。（3）土壤溫度土壤溫度可以驅(qū)動土壤呼吸，大量研究表明，溫度升高會促進土壤CO2的排放 [43,44]。土壤溫度通過影響微生物活性、植物生長、有機質(zhì)分解等影響土壤呼吸。但也有學(xué)者認為CO 2的通量與溫度的關(guān)系不大，而是受到光照的影響較大 [45]。（4）土壤水分野外試驗證明農(nóng)田土壤CO2的排放不能單一的用土壤溫度的影響來解釋，土壤含水量對土壤呼吸同樣存在很大影響。土壤水分主要影響土壤氧化還原電位(Eh)、pH 、土壤空隙度、溫室氣體的擴散速率、植物生長、微生物活性等，進而影響土壤呼吸。Subke等的研究發(fā)現(xiàn)，濕度是影響土壤CO 2排放的重要非生物因素之一 [46]。Chimner 等人發(fā)現(xiàn)在一定水分含量范圍內(nèi)，CO2排放量與水分呈極顯著相關(guān)。（5）土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)是土壤呼吸的碳源，對土壤溫室氣體排放有重要影響。土壤活性有機碳是微生物生長的速效基質(zhì)，其含量高低直接影響土壤微生物活性，從而影響溫室氣體的排放。張金波等的研究證明，土壤有機碳的結(jié)構(gòu)和數(shù)量是影響土壤呼吸溫度敏感9 / 38性的重要因素 [47]。（6）土壤pH土壤pH通過影響土壤微生物的活動、土壤有機質(zhì)及作物根系的生長等影響土壤呼吸。一般認為，pH值為6～8時，土壤微生物活性最強 [48]。土壤pH 是通過酸化累積過程導(dǎo)致土壤養(yǎng)分元素含量的差異影響CO2的排放，所以 pH并不是直接影響土壤呼吸的因素 [49,50]。（7）人類活動人類活動對農(nóng)田土壤呼吸有巨大的影響，主要包括化肥的施用、耕作方式、土地利用方式、灌溉等。他們通過影響土壤的非生物及生物因子而影響土壤呼吸。這些影響因子之間不是獨立存在的，多個因子之間相互影響，共同作用。所以在研究土壤呼吸時應(yīng)考慮因子的綜合作用，這也是研究土壤呼吸過程中的難點。 CO2 排放研究方法最早對土壤二氧化碳測定的報道可追溯到Boussingault和Lewy于1853年所發(fā)表的文章，他們采用了氫氧化鋇溶液吸收土壤空氣中的二氧化碳。在其后的100多年，測定方法主要依靠在此基礎(chǔ)上的化學(xué)吸收和物理氣壓計量測定，盡管在土壤化學(xué)和土壤生物化學(xué)方面進行了努力，其靈敏度問題仍然無法解決。到20世紀50年代末，氣相色譜(GC)方法的發(fā)明以及在土壤學(xué)方面的廣泛應(yīng)用，極大地提高了土壤CO2測定的靈敏度，相繼發(fā)明了以渦度相關(guān)技術(shù)為核心的微氣象學(xué)方法、靜態(tài)和動態(tài)箱法等方法。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，土壤二氧化碳測定從單一化學(xué)方法，到化學(xué)一物理一生態(tài)學(xué)的多方位、多角度的測定方法，都有長足的進展。在諸多的測定方法和設(shè)備、裝置中，應(yīng)用比較廣泛的土壤二氧化碳通量原位測定方法有微氣象學(xué)方法和箱法。 箱法箱法的工作原理是用特制采樣箱罩在一定面積的土壤及其植物上方，并隔絕箱內(nèi)外氣體的自由交換，測定箱內(nèi)空氣中被測溫室氣體隨時間的變化，并據(jù)此計算得到該氣體的交換通量。箱法測定(chamber method)包括靜態(tài) (static)和動態(tài)(dynamic)箱法。（1）靜態(tài)箱一堿液吸收法是一種應(yīng)用最早的化學(xué)方法。把盛有堿溶液的容器敞口置于一個下端開口的樣品箱里，快速密封樣品箱，扣在待測樣地上，一段時間后拿出做酸堿滴定，計算土壤CO 2通量。（2）靜態(tài)箱一氣相色譜法即用密封的箱子在野外收集二氧化碳，用注射器采集氣體樣品，拿回到實驗室用氣相色譜(GC)測定CO 2的濃度，進而推算此時此地的土壤二氧化碳通量。10 / 38（3）靜態(tài)箱一紅外線法即用密封的箱子在野外收集CO 2，用注射器采集氣體樣品，拿回到實驗室用紅外線氣體分析儀測定CO 2的濃度或者直接在野外測定土壤 CO2通量。（4）動態(tài)箱法又稱開放箱法，其工作原理是用不含CO 2或已知CO 2，以一定的速率從覆蓋在土壤表面的箱體，經(jīng)過紅外線氣體分析儀測量其中氣體的CO 2含量，根據(jù)進出箱體的CO 2濃度差，計算土壤CO 2通量。 微氣象法微氣象學(xué)測定方法(micrometeorological method)是建立在氣象學(xué)基礎(chǔ)上的微型化氣象測定方法。它根據(jù)氣溫、地溫、風(fēng)向、風(fēng)速、太陽輻射、降雨量等氣象因子來推算CO2通量，要求建立觀測站，包括觀測塔和相關(guān)的氣象觀測儀器和設(shè)備，代價昂貴，需要維護，適于大范圍、中長期定位觀測，對于土壤CO 2通量的測定相對比較間接。 試區(qū)概況 本試驗于2022年在西北農(nóng)林科技大學(xué)標本區(qū)進行。試驗田處于北緯34 o21’，東經(jīng)108o10’，海拔 525 m，年均日照時數(shù)2196 h，年均氣溫 12～14 ℃， mm，屬暖溫帶半濕潤氣候。試驗田土壤為壤土，pH ，土層深厚，通氣良好，0～20 g/kg、 g/kg、 mg/kg、速效鉀 mg/kg。 試驗試劑與器材 供試材料供試品種為巡天19號。 試驗器材GXH3010E1型便攜式紅外CO 2氣體分析儀、分光光度計、水浴鍋、土鉆、土壤篩、天平、試管、分液漏斗、移液管、三角瓶、滴定管等。 試驗試劑檸檬酸鹽緩沖液、苯酚鈉溶液、次氯酸鈉顯色劑、磷酸緩沖液、甲苯、堿性硫酸11 / 38銅溶液、Na 2S2O3溶液、。 試驗設(shè)置 本試驗地前茬作物為冬小麥，旋耕處理后設(shè)置9個處理，不施氮肥處理為對照（CK）；緩釋氮肥由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)胡樹文教授提供，緩釋氮肥 (ω（N）=%)，施肥量分別為80 kg/hm 2（SR1 ）、1