低溫冷害與季節性缺水是我國東北冷寒地區、北方缺水地區以及部分南方地區限制水稻生產的主要原因。水稻覆膜栽培具有增溫、節水、抑制雜草生長等效果，研究地膜覆蓋種植水稻具有一定的實踐指導意義。但水稻覆膜后同樣存在消耗地力、后期難以追肥等缺點，所以多一次性施入緩控釋肥或有機肥以滿足整個生育期的營養需求。有機肥的施用不僅可以解決后期缺肥問題，還可增加土壤養分含量、提高酶活性。

　　土壤養分的變化決定了稻田肥力的高低，而土壤酶活性代表了土壤生物活性的高低，是衡量土壤質量的重要指標。而覆膜栽培與有機肥施用均會對土壤養分與酶活性的變化產生影響。周翔等研究認為，覆膜對根系生長發育具有促進作用，進而對微生物存在正面效應，加速了對有機質的礦化與分解，致使稻田土壤中有機質含量降低;同時，微生物對有機氮的分解導致了土壤中全氮含量的降低。劉銘等研究結果也顯示，覆膜后土壤中有機質與全氮含量顯著降低。相關研究結果表明，覆膜后土壤全磷、全鉀含量也會隨之降低;同時，由于覆膜后溫度升高、土壤孔隙度增加，因而加強了氨化細菌、硝化細菌、磷細菌和鉀細菌等有益微生物的活動，分解有機質的同時促進了速效養分的轉化，是土壤中速效養分含量提高的原因之一;另外，有研究結果顯示，覆膜處理能夠提高土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫活性。李旺霞等關于不同覆膜栽培下馬鈴薯土壤酶活性的研究發現，壟上覆膜種植處理可以提高過氧化氫酶、蔗糖酶和脲酶的含量，促進土壤各種生物化學反應進程。

　　有機肥中含有豐富的有機質以及大量營養元素，施用有機肥能顯著增加有機質、各種形態的氮含量和土壤酶活性，其中土壤氮含量與生物有機肥含量的施用量呈正相關關系。馬力等研究發現，施用有機肥可使表層土壤含氮量明顯增加，顯著提高了土壤供氮能力;張昊青等研究表明，施用有機肥后速效磷與速效鉀含量均有顯著提高;周東興等關于土壤酶活性的研究表明，施肥可以提高土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶活性。

　　目前，關于水稻覆膜與有機肥施用對稻田土壤養分與酶的影響的研究結果并不一致，且關于兩者結合的研究較少，因此，本文以粳稻吉農大 738 為試材，在吉林省長春市進行了為期兩年的大田實驗，探討了覆膜與有機肥復合栽培對稻田土壤養分與酶活性的影響，以為水稻優質高產高效栽培提供科學依據。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗地概況

　　試驗在長春市九臺區前聶家屯 (44°09′N,125°78′E) 進行，該地區年均降雨量 577mm，年均氣溫 4.7℃，無霜期 140~150d。試驗地土壤類型為黑鈣土，試驗前耕層土壤 (0~20cm) 的基本性狀為 pH=5.8，有機質含量 21.56g/kg，全氮含量 1.15g/kg，全磷含量 0.82g/kg，堿解氮含量 61.25mg/kg，速效磷含量 15.28mg/kg，速效鉀含量 167.07mg/kg。

　　1.2 試驗設計

　　試驗采用隨機區組設計，設 4 個處理，即：常規栽培施有機肥 (O)、覆膜栽培施有機肥 (MO)、常規栽培施化肥 (F)、覆膜栽培施化肥 (MF)。以粳稻吉農大 738 為供試材料。選用有機肥氮、磷、鉀含量分別為 5%(N)，3%(P₂O₅)，3%(K₂O)，施用量以 150kg/hm²(N) 為標準?；侍幚砭┤?N 150kg/hm²，P₂O₅ 100kg/hm²，K₂O 90kg/hm²。覆膜處理均作底肥一次性施入。O 處理中，有機肥按 m (底肥)∶m (分蘗肥)∶m (穗肥)=4:3:3 施入;F 處理中，化肥 N 按 m (底肥)∶m (分蘗肥)∶m (穗肥)=4∶3∶3 施人，P₂O₅作底肥施入，K₂O 按 m (底肥)∶m (穗肥)=1:1 施入。試驗區面積為 550m²。水稻于 5 月中下旬移栽，行距 30cm、株距 16.5cm，10 月上旬收獲。覆膜選用黑色生物可降解薄膜，寬 2m、厚 0.01mm。覆膜處理達到膜上無水層、膜下濕潤飽和狀態，其他栽培措施與大田一致。

　　1.3 樣品采集與測定

　　插秧覆膜后，使用曲管溫度計分別測定耕層 5,10,15,20cm 處土壤溫度，并于每日 0:00,6:00,12:00,18:00 記錄，取平均值為每日溫度。收獲后，采用五點取樣法于耕層 0~20cm 取土樣后去除根系等雜物，均勻混合后送回實驗室，過 2mm 篩后陰干，磨碎過篩待測。采用常規方法測定土壤化學性質：電位法測定土壤 pH，重鉻酸鉀容量法測定有機質含量，半微量開氏法測定全氮含量，HClO₄-H₂SO₄法測定全磷含量，NaOH 熔融 - 火焰光度法測定全鉀含量，堿解擴散法測定堿解氮含量，NaHCO₃浸提 - 鉬銻抗比色法測定有效磷含量，NH₄OAc 浸提 - 火焰光度法測定有效鉀含量;3,5— 二硝基水楊酸比色法測定蔗糖酶活性，檸檬酸鹽緩沖液比色法測定脲酶活性，高錳酸鉀滴定法測定過氧化氫酶活性。

　　1.4 數據統計分析

　　使用 Excel 2019 軟件進行數據處理，使用 SPSS 25.0 軟件進行方差分析與交互分析，使用 Origin 2019 軟件進行圖表處理。

　　2 結果與分析

　　2.1 地膜覆蓋對稻田土壤溫度的影響

　　地膜覆蓋顯著提高了 0~20cm 土層溫度。覆膜后 5,10,15,20cm 耕層的土壤溫度均有不同程度升高，其中 5cm 處升溫效果最為明顯，隨著深度增加，升溫效果越低。耕層 5cm 處升溫 1℃~3℃，10cm 處升溫 0~2℃，15cm 與 20cm 處僅升溫 0.5℃左右。

　　2.2 地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤有機質與 pH 的影響

　　地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤有機質含量的影響達到了顯著水平，且存在顯著的互作效應，表現為 O 處理 > F 處理 > MO 處理 > MF 處理，且兩年間趨勢基本一致。地膜覆蓋顯著降低了土壤有機質含量，不同肥料條件下，兩年間 MF 處理有機質含量較 F 處理平均降低 21.1%，MO 處理較 O 處理平均降低 13.9%;有機肥施用相較化肥顯著提高了土壤有機質含量，O 處理比 F 處理提高了 11.7%，MO 處理比 MF 處理提高了 17.4%。

　　地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤 pH 的影響也達到了顯著水平，且存在顯著的互作效應，兩年間均表現出 O 處理 > F 處理 > MO 處理 > MF 處理的趨勢。覆膜后，不同肥料施用條件下 MO 處理的 pH 比 O 處理平均降低 7.1%，MF 處理比 F 處理平均降低 5.4%;有機肥施用后，O 處理比 F 處理 pH 平均提高了 4.3%，MO 處理比 MF 處理 pH 平均提高了 13.2%。

　　2.3 地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤全量養分的影響

　　地膜覆蓋與有機肥施用對土壤全氮、全磷含量的影響達到了顯著水平，對全鉀含量影響不顯著。

　　覆膜后，不同肥料施用下兩年間全氮與全磷含量均表現為 MF 處理 < F 處理，MO 處理 < O 處理，且均達到了顯著水平。其中兩年間全氮含量 MF 處理較 F 處理平均降低 15.5%，MO 處理較 O 處理平均降低 10.2%;全磷含量 MF 處理較 F 處理平均降低 9.5%，MO 處理較 O 處理平均降低 28.3%。

　　施用有機肥后，兩年間全氮含量表現為 O 處理 > F 處理，MO 處理 > MF 處理;全磷含量表現為 O 處理 > F 處理，MF 處理 > MO 處理，且均達到了顯著水平。其中 2020 年全氮含量 O 處理較 F 處理提高 24.1%，MO 處理兩年間較 MF 處理平均提高 19.1%;兩年間全磷含量 O 處理較 F 處理平均提高 16.5%，但 MO 處理較 MF 處理平均降低 20.4%。

　　覆膜后土壤全氮與全磷含量顯著降低，有機肥可提高土壤中全量養分含量，其中以處理 O 為最佳。

　　2.4 地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤速效養分的影響

　　地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤中堿解氮、速效磷與速效鉀含量的影響均達到了顯著水平，且存在顯著的交互作用。覆膜后稻田土壤堿解氮、速效磷與速效鉀含量均得到顯著提高。兩年間堿解氮含量 MF 處理較 F 處理平均提高 16.8%，MO 處理較 O 處理平均提高 10.9%;速效磷含量 MF 處理較 F 處理平均提高 15.1%，MO 處理較 O 處理平均提高 40.7%;速效鉀含量 MF 處理較 F 處理平均提高 49.8%，MO 處理較 O 處理平均提高 37.8%。

　　施用有機肥顯著提高了土壤堿解氮與速效磷的含量。其中，兩年間堿解氮含量 O 處理較 F 處理平均提高 27.7%，MO 處理較 MF 處理平均提高 21.3%;速效磷含量 O 處理較 F 處理平均提高 14.2%，MO 處理較 MF 處理平均提高 39.5%;有機肥相較于化肥處理速效鉀含量略有降低，MO 處理較 MF 處理降低 8.7%。

　　2.5 地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤酶活性的影響

　　地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤中過氧化氫酶、蔗糖酶活性的影響均達到了顯著水平，且交互作用顯著。

　　覆膜后土壤中過氧化氫酶、蔗糖酶活性均顯著降低。其中過氧化氫酶活性 MF 處理較 F 處理降低 14.7%，MO 處理較 O 處理降低 15.5%;蔗糖酶活性 MF 處理較 F 處理降低 21.6%，MO 處理較 O 處理降低 16.8%。地膜覆蓋對脲酶活性并無顯著影響。

　　施用有機肥顯著提高了土壤氧化氫酶、蔗糖酶與脲酶活性。其中過氧化氫酶活性 O 處理較 F 處理提高 19.1%，MO 處理較 MF 處理提高 18.3%;蔗糖酶活性 O 處理較 F 處理提高 26.1%，MO 處理較 MF 處理提高 31.3%;脲酶活性 O 處理較 F 處理提高 20.2%，MO 處理較 MF 處理提高 19.3%。

　　3 討論

　　3.1 地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤養分的影響的討論

　　土壤有機質影響土壤中動植物與微生物的生存環境及生命活力，反映土壤肥力及土壤質量的好壞，因此，有機質的變化對土壤研究具有重要意義。本文的研究結果顯示，與常規淹水栽培相比，地膜覆蓋均顯著降低了稻田土壤中有機質含量。覆膜后土壤水熱條件改變，必然會對有機質的分解與轉化造成影響。有研究指出，覆膜后溫度的升高改善了微生物的生存環境，提高了土壤微生物活性與新陳代謝，加速了有機質的分解與轉化;李麗麗等研究發現，覆膜后土壤氨化細菌顯著降低，可能是土壤有機質減少的原因之一。本文的研究還發現，相較于化肥，有機肥的施入能顯著提高土壤有機質含量。相關研究表明，有機肥除本身含有大量的有機質外，長期施用可提高土壤腐殖質的積累，而腐殖質是有機質的重要組成部分，是有機肥施用提高土壤有機質的原因之一。

　　本文的研究結果表明，覆膜與有機肥復合栽培顯著降低了土壤全氮與全磷的含量，但地膜覆蓋對全鉀含量的影響并不顯著，而有機肥施用顯著提高了土壤全鉀含量。有研究表明，地膜覆蓋改善了土壤水熱條件，提高了微生物活性，加速了對土壤中有機氮的分解，是覆膜降低土壤全氮含量的原因;王麗琴等研究顯示，覆膜后全氮含量顯著降低，而施用有機肥與施用化肥相比顯著提高了土壤中全氮含量。有機肥的施入，提高了土壤中易礦化有機氮的比例，可維持高而穩定的土壤供氮能力，氮肥的施入促進了根系生長并且產生更多的分泌物質，提高了土壤全氮含量;孫繼海等的研究結果也表明，有機肥可顯著提高土壤全氮的含量。

　　土壤全磷含量往往與有機質含量呈正相關，這也解釋了為何在本研究中全磷含量在覆膜后顯著降低的原因。相關研究顯示，有機肥的施用相較于化肥能顯著提高土壤全磷含量。本研究中，有機肥的施入顯著提高了土壤中全鉀含量，這可能是因為有機肥本身含有大量的鉀元素，有機肥分解后產生有機酸與土壤中的礦物鉀反應，使緩效鉀增加;而有機酸的產生，改變了土壤的 pH 值及局部的氧化還原條件，增加了土壤中微生物的活性，分解土壤礦物的活性也增強，從而使土壤中的緩效鉀增加。因此，有機肥的施入能緩解地膜覆蓋造成的全量養分的缺失。

　　本文的研究結果顯示，覆膜與有機肥復合栽培均可顯著提高土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀含量。覆膜后，由于土壤水熱條件改善，土壤微生物活性提高，促進了有機質分解，加速了土壤中氮、磷的礦化作用，轉化為堿解氮和速效磷;同時微生物活動將土壤中礦物質破壞，使得一些固定鉀得到了釋放。秦舒浩等的研究也表明，與無膜處理相比，地膜覆蓋對土壤中堿解氮、速效磷與速效鉀含量均有顯著提升作用。也有研究結果顯示，覆膜后顯著降低了雨水對土壤的沖刷，減少了土壤中堿解氮、速效磷與速效鉀含量的流失;同時，高飛等的研究顯示，與單施化肥相比，有機肥的施入顯著提高了土壤中堿解氮、速效磷與速效鉀含量，這與本研究的結果相似。劉世亮等的研究也證明，隨著有機肥施用量的增加，土壤堿解氮、速效鉀和速效磷質量分數顯著增加。因此，覆膜與有機肥復合栽培可提高土壤中堿解氮、速效磷與速效鉀含量。

　　3.2 地膜覆蓋與有機肥施用對稻田土壤酶活性的影響的討論

　　過氧化氫酶是參與土壤物質和能量轉化的一種重要的氧化還原酶，在一定程度上可以表示土壤生物氧化過程的強弱。蔗糖酶參與土壤有機碳循環，對增加土壤中易溶性營養物質起著重要作用。脲酶是催化尿素水解的唯一酶，對土壤和肥料的氮素轉化起著重要作用，與土壤肥力關系密切，可加速土壤中潛在養分的有效化，因而土壤中脲酶活性可作為衡量土壤肥力的指標之一。

　　本文的研究結果表明，覆膜降低了土壤過氧化氫酶與蔗糖酶活性。汪景寬等的研究表明，覆膜降低了過氧化氫酶活性;而蔡昆爭等與楊青華等的研究結果表明，地膜覆蓋提高了土壤過氧化氫酶與蔗糖酶活性。與朱利霞等和吳宏亮等的研究結果一致，本研究的結果表明，地膜覆蓋對脲酶活性無顯著影響。地膜覆蓋對土壤酶活性影響的相關研究結果并不一致，這可能與土壤類型、肥料類型或水肥管理有關。

　　有研究表明，有機肥可以提高土壤酶活性。但宋以玲等的研究結果表明，有機肥替代化肥會造成脲酶活性降低，因為化肥中存在大量酰胺態氮，對脲酶活性具有刺激作用。本文的研究結果表明，有機肥能顯著提高過氧化氫酶、蔗糖酶與脲酶活性，這與相關的研究結果一致。有機肥施入后，土壤中有機質含量增加，為土壤酶活動提供了底物，同時微生物活性的增強也對酶活性起到了一定的促進作用。

　　4 結論

　　覆膜條件下，土壤 pH、有機質含量、全量養分含量與酶活性均顯著降低，速效養分含量顯著提高;施用有機肥能顯著提高土壤養分與酶活性?？傮w來看，與化肥相比，施用有機肥能有效緩解地膜覆蓋造成的土壤養分消耗與酶活性的降低，提高土壤可持續生產力。

劉寶龍;付旭坤;孟祥宇;邵璽文;郭麗穎;程兆偉;盧思霏;耿艷秋,吉林農業大學農學院;吉林省農業技術推廣總站,202403