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user: 3. 结果与分析 3.1. 秸秆还田对小麦-玉米产量的影响 不同秸秆还田量可显著影响小麦、玉米产量(表3)。对于小麦来说，与秸秆不还田的对照处理相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的2013~2014年小麦产量分别增加5.3%、10.7%、10.6%， Table 1 Basic properties of soi 有机质g/kg organic matter 容重g/cm 3 Bulk density 碱解氮mg/kg available nitrogen 有效磷mg/kg Available phosphorus 速效钾mg/kg available potassium pH 13.4 1.42 65.1 23.4 156.0 8.47 表1. 土壤基本理化性质 Table 2 Experiment desig 编号 number 试验处理 experiment design 秸秆还田量 returned-straw amount CK 秸秆不还田 0 kg/hm 2 秸秆还田 50%ST 50%小麦、玉米秸秆还田 3375 kg/ hm 2 (干重)玉米秸秆，4125 kg/ hm 2 (干重)小麦秸秆 100%ST 100%小麦、玉米秸秆还田 6750 kg/ hm 2 (干重)玉米秸秆，8250 kg/ hm 2 (干重)小麦秸秆 150%ST 150%小麦、玉米秸秆还田 10，125 kg/ hm 2 (干重)玉米秸秆，12，375 kg/ hm 2 (干重)小麦秸秆 表2. 试验设计 Table 3 Effect of returned-straw on maize-wheat’s yiel 处理 treatment 2013~2014年小麦季产量(kg/hm 2 ) wheat yield 2014年玉米季产量(kg/hm 2 ) maize yield 2014~2015年小麦季产量(kg/hm 2 ) wheat yield 2015年玉米季产量(kg/hm 2 ) maize yield CK 7156.5 ± 20.0 c 8124.9 ± 132.8 b 7600.3 ± 54.5 c 8320.5 ± 46.9 c 50%ST 7536.9 ± 49.9 b 9449.1 ± 112.1 a 8175.3 ± 75.8 b 9638.7 ± 66.5 b 100%ST 7921.7 ± 76.4 a 10241.9 ± 203.1 a 8600.4 ± 49.9 a 10456.1 ± 86.1 a 150%ST 7914.0 ± 50.7 a 10068.8 ± 128.3 a 8294.1 ± 81.1 a 10291.5 ± 82.4 a 表3. 秸秆还田对玉米-小麦产量的影响 注：表中不同小写字母表示差异达5%显著水平。 处理的2014~2015年小麦产量分别增加19.4%、25.0%、21.0%，100%秸秆还田与150%秸秆还田处理间差异不显著。对于玉米来说，与秸秆不还田的对照处理相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的2014年玉米产量分别增加16.3%、26.1%、23.9%，处理的2015年玉米产量分别增加15.8%、25.7%、23.7%。但当秸秆还田量达到150%时，玉米、小麦产量出现下降的趋势，分析原因可能是因为秸秆还田量过大，土壤微生物活动消耗而与作物竞争养分，而给玉米幼苗返青、分蘖生长带来负面影响，从而影响作物生长及产量的形成。具体原因还需要进一步验证分析。 3.2. 秸秆还田对0~20 cm土层土壤有机质含量的影响 土壤有机质含量是衡量土壤肥力高低的决定因素。作物秸秆由于本身含有大量碳，是重要的有机肥源。由图1可以看出，秸秆还田能增加土壤有机质含量。与对照相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的耕层土壤有机质分别增加0.02、0.04、0.03 g/kg。分析原因，应该是秸秆还田促进了土壤微生物活动，加速了微生物对秸秆中有机态养分的分解释放，因此提高了土壤有机质含量 [ 19 ] 。本试验中秸秆还田连续处理了两年，从结果能看出秸秆还田能增加土壤有机质，但增幅不明显，这与土壤有机质的提高是一个长期的积累过程有关。 3.3. 秸秆还田对0~20 cm土层土壤养分的影响 由表4看出，秸秆还田能增加土壤养分。与对照相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的土壤碱解氮分别增加6.43 mg/kg、9.00 mg/kg、6.80 mg/kg，处理的土壤有效磷分别增加3.50 图1. 秸秆还田对0~20 cm土层土壤有机质含量的影响 Table 4 Effect of returned-straw on soil nutrient 处理 treatment 碱解氮(mg/kg) available nitrogen 有效磷(mg/kg) available phosphorus 速效钾(mg/kg) available potassium 0ST 71.17 ± 1.35 c 28.33 ± 2.51 b 104.67 ± 2.31 d 50%ST 77.60 ± 2.21 b 31.83 ± 2.12 a 117.00 ± 4.36 b 100%ST 80.17 ± 1.25 a 32.40 ± 0.53 a 123.67 ± 6.66 a 150%ST 77.97 ± 3.02 b 31.70 ± 1.35 a 110.00 ± 9.54 c 表4. 秸秆还田对土壤养分的影响 mg/kg、4.07 mg/kg、3.37 mg/kg，处理的土壤速效钾分别增加12.33 mg/kg、19.00 mg/kg、10.33 mg/kg。尤其在土壤钾素方面，秸秆还田向土壤中贡献的钾与氮、磷相比更多，这与秸秆中含有较多的钾元素有关。150%秸秆还田的土壤养分出现了一个下降趋势，分析原因可能是因为过大的秸秆还田量在腐解时需要的更多的微生物活动消耗掉了部分土壤养分。 3.4. 秸秆还田对0~20 cm土壤微生物数量的影响 由表5看出，与秸秆不还田的对照处理相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的土壤细菌数量分别增加3.1 × 10 8 个/g、2.5 × 10 8 个/g、2.2 × 10 8 个/g，处理的土壤真菌数量分别增加2.0 × 10 6 个/g、3.5 × 10 6 个/g、0.5 × 10 6 个/g，处理的土壤放线菌数量分别增加1.3 × 10 7 个/g、1.9 × 10 7 个/g、1.7 × 10 7 个/g。因此，秸秆还田能增加了土壤微生物数量，原因是随着秸秆的腐解，向土壤中输送大量的碳源，为土壤微生物繁殖提供营养，使土壤微生物群落结构得到改善 [ 20 ] 。 由本结果也可以看出，土壤微生物数量亦受秸秆还田量的影响。并非秸秆还田量越多，土壤微生物数量越多，150%秸秆还田处理的土壤微生物数量有下降趋势。分析原因可能是因为，秸秆中的养分大部分以分解速度慢的有机态存在，短期内向土壤中释放的养分效果不明显，因此在同一施肥水平下，秸秆还田量过多(150%秸秆还田)会导致土壤C/N比升高，土壤C/N比失衡，土壤中没有足够的氮素供应微生物活动，因此导致土壤微生物数量出现下降的趋势。 3.5. 秸秆还田对0~20 cm土壤酶活性的影响 土壤脱氢酶活性可作为指示土壤微生物活性的指标。由表6看出，秸秆还田后，土壤脱氢酶活性增 Table 5 Effect of returned-straw on 0 - 20 cm soil microorganism amoun 处理 experiment design 细菌/(×10 8 个/g) bacteria 真菌/(×10 6 个/g) fungi 放线菌/(×10 7 个/g) actinomycetes 0ST 9.5 ± 0.3 a 5.9 ± 0.5 a 10.4 ± 1.3 a 50%ST 12.6 ± 1.2 b 7.9 ± 1.0 ab 11.7 ± 2.0 b 100%ST 12.0 ± 0.5 b 9.4 ± 0.5 b 12.3 ± 1.6 b 150%ST 11.7 ± 0.9 b 6.4 ± 0.7 a 12.1 ± 0.8 b 表5. 秸秆还田对耕层土壤微生物数量的影响 注：表中不同小写字母表示差异达5%显著水平。 Table 6 Effect of returned-straw on 0 - 20 cm soil enzyme activit 处理 experiment design 土壤脱氢酶 ug∙(g∙h) −1 soil dehydrogenase 土壤脲酶 mgNH 3 -N∙g −1 ∙(24h) −1 soil urease 土壤酸性磷酸酶 mg∙g −1 (24 h) −1 soil acid phosphatase 0ST 1.31 ± 0.2 a 0.25 ± 0.05 a 2.54 ± 0.10 a 50%ST 1.36 ± 0.5 a 0.34 ± 0.02 b 2.89 ± 0.15 b 100%ST 1.48 ± 0.5 b 0.45 ± 0.04 c 3.46 ± 0.09 c 150%ST 1.46 ± 0.7 b 0.43 ± 0.06 c 3.50 ± 0.14 c 表6. 秸秆还田对0~20 cm土壤酶活的影响 注：表中不同小写字母表示差异达5%显著水平。 强，与秸秆不还田的对照相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的土壤脱氢酶活性分别增加3.82%、12.98%、11.45%。秸秆还田有效提高了土壤脱氢酶活性，究其原因可能是因为秸秆还田能增加土壤有机质含量(见图1结果)，为微生物的生长提供了充足的碳源，增加了脱氢酶的来源 [ 8 ] 。 脲酶与土壤供氮能力有着密切的关系。由表6看出，秸秆还田增加了土壤脲酶活性，与秸秆不还田相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的土壤脲酶活性分别增加0.09 mg NH4 + -N∙g −1 ∙24 h −1 、0.20 mgNH4 + -N∙g −1 ∙24 h −1 、0.18 mgNH4 + -N∙g −1 ∙24 h −1 ，其中，以100%秸秆还田处理的土壤脲酶活性最高。 酸性磷酸酶活性的高低直接影响土壤中有机磷的分解转化和生物有效性，秸秆还田有利于提高土壤酸性磷酸酶活性，增加土壤磷素的有效性。与秸秆不还田相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的土壤磷酸酶活性分别增加12.99%、36.22%、37.80%。