【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 措施對(duì)土壤理化性質(zhì)、土壤生物區(qū)系和農(nóng)業(yè)植被均會(huì)產(chǎn)生明顯作用，對(duì)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(jìn)程和方向。能夠改善土壤物理性質(zhì)的耕作制度，可以增強(qiáng)土壤酶的活性。保護(hù)性耕作與傳統(tǒng)耕作方式相比，對(duì)土壤的干擾較小，表土中的土壤酶活性較高 [27]。耕作對(duì)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(duì)土壤的生物化學(xué)活性有較強(qiáng)的指示作用，免耕條件下土壤表層酶活性通常較高。作物殘?bào)w是土壤生物活動(dòng)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(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)是土壤酶活動(dòng)的良好基質(zhì)，有利于促進(jìn)土壤各類酶的活動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)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(shí)也為植物及土壤微生物提供了豐富的營養(yǎng)，促進(jìn)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(bào)道也比較多 [29]。輪作與連作對(duì)土壤酶活性的影響是不同的，研究表明，輪作時(shí)6 / 38的土壤酶活性比連作時(shí)高，這是因?yàn)樵谳喿鲿r(shí)土壤性質(zhì)向好的方向轉(zhuǎn)化，從而有利于酶的生成和進(jìn)入土壤。而連作通常會(huì)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(shì)，但是沒有大豆那么明顯 [30]。施肥增強(qiáng)了輪作和連作土壤的酶活性，在肥料的作用下，連作對(duì)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(duì)土壤酶活性影響不同，有機(jī)肥料具有較強(qiáng)的酶活性 [31,32]。與土壤有機(jī)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(duì)土壤肥力的影響。和文祥等 [33]對(duì)肥料長期定位試驗(yàn)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(jī)肥時(shí)，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(bào)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(jī)物料，對(duì)蛋白酶活性的影響為玉米秸稈 麥稈 草木樨：對(duì)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(duì)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(jìn)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(duì)水稻土的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)、無機(jī)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(duì)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(jī)質(zhì)含量，土壤磷酸酶的活性與土壤有機(jī)磷和有機(jī)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(jìn)行的施肥對(duì)土壤酶活性影響的研究表明，施肥處理土壤的酶活性與對(duì)照相比，均有不同程度地提高，尤其對(duì)脲酶和蔗糖酶的影響最大，綠肥對(duì)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(jī)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(jī)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(duì)棕壤土和潮棕壤土農(nóng)田的研究表明，施用有機(jī)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(jī)肥各處理增加幅度為40％～90％，化肥處理和對(duì)照減少2％～1 l％，脲酶活性變化最大，施用有機(jī)肥各處理增加140 ％～230％，化肥處理雖有增加趨勢(shì)(1％～ 5％)，但增幅很小，對(duì)照處理則有所下降，下降幅度為2％～18％，施有機(jī)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?？傊?，長期施用有機(jī)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(jī)肥、無機(jī)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(dòng)性和微生物的活動(dòng)等。Xasvlee(1982) 對(duì)淋溶黑鈣土的研究表明，在所有的耕作處理里，灌溉均增強(qiáng)了土壤的酶活性。灌溉后的土壤酶活性的增強(qiáng)是因?yàn)槲⑸锏纳顒?dòng)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(qiáng)度與植物生育的協(xié)調(diào)性；酶活性對(duì)植物根系的依賴性；土壤酶動(dòng)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(shí)酶活性作物不同生育時(shí)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(shì)為：小麥前期到成熟期，脲酶活性、蛋白酶活性變化趨勢(shì)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(qiáng)，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(gè)生育時(shí)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(qiáng)，至作物生育盛期達(dá)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(jī)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(jī)磷含量之間，馬鈴薯產(chǎn)量與有機(jī)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(rèn)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(biāo)之一。 土壤 CO2 排放研究進(jìn)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(rèn)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(dòng)對(duì)生物圈的影響已由區(qū)域擴(kuò)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(jì)人類面對(duì)的最大生態(tài)問題。全球氣候變暖不僅對(duì)全球生態(tài)環(huán)境造成巨大的影響，還對(duì)世界各國的經(jīng)濟(jì)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(shí)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(shí)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(duì)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(huì)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(qiáng)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(dòng)土壤呼吸，大量研究表明，溫度升高會(huì)促進(jìn)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(jī)質(zhì)分解等影響土壤呼吸。但也有學(xué)者認(rèn)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(yàn)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(duì)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(kuò)散速率、植物生長、微生物活性等，進(jìn)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(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)是土壤呼吸的碳源，對(duì)土壤溫室氣體排放有重要影響。土壤活性有機(jī)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(jī)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(dòng)、土壤有機(jī)質(zhì)及作物根系的生長等影響土壤呼吸。一般認(rèn)為，pH值為6～8時(shí)，土壤微生物活性最強(qiáng) [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(dòng)人類活動(dòng)對(duì)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(dú)立存在的，多個(gè)因子之間相互影響，共同作用。所以在研究土壤呼吸時(shí)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(diǎn)。 CO2 排放研究方法最早對(duì)土壤二氧化碳測(cè)定的報(bào)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(cè)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(jì)量測(cè)定，盡管在土壤化學(xué)和土壤生物化學(xué)方面進(jìn)行了努力，其靈敏度問題仍然無法解決。到20世紀(jì)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(cè)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(dòng)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(cè)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(cè)定方法，都有長足的進(jìn)展。在諸多的測(cè)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(cè)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(cè)定箱內(nèi)空氣中被測(cè)溫室氣體隨時(shí)間的變化，并據(jù)此計(jì)算得到該氣體的交換通量。箱法測(cè)定(chamber method)包括靜態(tài) (static)和動(dòng)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(gè)下端開口的樣品箱里，快速密封樣品箱，扣在待測(cè)樣地上，一段時(shí)間后拿出做酸堿滴定，計(jì)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(shí)驗(yàn)室用氣相色譜(GC)測(cè)定CO 2的濃度，進(jìn)而推算此時(shí)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(shí)驗(yàn)室用紅外線氣體分析儀測(cè)定CO 2的濃度或者直接在野外測(cè)定土壤 CO2通量。（4）動(dòng)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(cè)量其中氣體的CO 2含量，根據(jù)進(jìn)出箱體的CO 2濃度差，計(jì)算土壤CO 2通量。 微氣象法微氣象學(xué)測(cè)定方法(micrometeorological method)是建立在氣象學(xué)基礎(chǔ)上的微型化氣象測(cè)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(cè)站，包括觀測(cè)塔和相關(guān)的氣象觀測(cè)儀器和設(shè)備，代價(jià)昂貴，需要維護(hù)，適于大范圍、中長期定位觀測(cè)，對(duì)于土壤CO 2通量的測(cè)定相對(duì)比較間接。 試區(qū)概況 本試驗(yàn)于2022年在西北農(nóng)林科技大學(xué)標(biāo)本區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)田處于北緯34 o21’，東經(jīng)108o10’，海拔 525 m，年均日照時(shí)數(shù)2196 h，年均氣溫 12～14 ℃， mm，屬暖溫帶半濕潤氣候。試驗(yàn)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(yàn)試劑與器材 供試材料供試品種為巡天19號(hào)。 試驗(yàn)器材GXH3010E1型便攜式紅外CO 2氣體分析儀、分光光度計(jì)、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(yàn)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(yàn)設(shè)置 本試驗(yàn)地前茬作物為冬小麥，旋耕處理后設(shè)置9個(gè)處理，不施氮肥處理為對(duì)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