玉米秸秆还田配施氮肥对豫西旱地小麦土壤酶活性和氮肥利用效率的影响.pdf

第 32 卷 第 6 期Vol.32，No.6120-1332023 年 6 月草业学报ACTA PRATACULTURAE SINICA马嵩科，霍克，张冬霞，等.玉米秸秆还田配施氮肥对豫西旱地小麦土壤酶活性和氮肥利用效率的影响.草业学报，2023，32（6）：120133.MA Song-ke，HUO Ke，ZHANG Dong-xia，et al.Effects of maize straw return combined with nitrogen on soil enzyme activity and nitrogen fertilizer use efficiency in western dryland wheat fields of Henan Province.Acta Prataculturae Sinica，2023，32（6）：120133.玉米秸秆还田配施氮肥对豫西旱地小麦土壤酶活性和氮肥利用效率的影响马嵩科1，霍克2，张冬霞1，张静1，张俊豪1，柴雪茹1，王贺正1*（1.河南科技大学农学院，河南 洛阳 471000；2.永城市农业农村局，河南 永城 476600）摘要：为阐明玉米秸秆还田配施氮肥条件下土壤酶活性、氮肥利用效率及产量的变化规律，本试验选用洛旱 22为材料，采用裂区试验设计，主区为玉米秸秆还田处理，分别为秸秆不还田（S0）、秸秆全量还田（S1），副区为施氮量处理，分别为 0（N0）、120（N1）、180（N2）、240（N3）和 300 kg hm-2（N4），测定了小麦各生育期 020 cm 和 2040 cm 土层土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶及蛋白酶活性，并分析计算小麦产量、氮肥农学利用率、氮肥表观回收率、氮肥偏生产力和氮素吸收效率。结果表明：1）秸秆还田配施氮肥处理较单施氮肥处理提高了土壤酶活性、氮肥利用效率和小麦产量，小麦产量以秸秆还田配施氮肥 240 kg hm-2处理最高，较无秸秆还田不施氮处理增产 36.92%。2）土壤酶活性均随施氮量的增加呈先上升后下降的趋势，除拔节期脲酶和蔗糖酶以施氮量 180 kg hm-2时活性最高，其他生育期土壤酶均以施氮量 240 kg hm-2时活性最高。此外，随着土层深度的增加，土壤酶活性逐渐下降。3）随着施氮量的增加，氮肥农学利用率和氮肥表观回收率先上升后下降，以施氮量 180 kg hm-2最高，氮肥偏生产力和氮素吸收效率则表现为逐渐降低。4）土壤酶活性与小麦产量呈显著正相关，与氮肥农学利用率和氮肥表观回收率呈正相关。各生育期，除脲酶活性在拔节期与氮素吸收效率和氮肥偏生产力呈正相关，其他土壤酶活性与之均呈负相关。在豫西旱作区小麦生产中，秸秆还田配施 180240 kg hm-2氮肥可减少氮肥过量损失、改善土壤环境、实现氮素资源高效利用。关键词：秸秆还田；氮肥；土壤酶活性；氮肥利用效率；小麦产量Effects of maize straw return combined with nitrogen on soil enzyme activity and nitrogen fertilizer use efficiency in western dryland wheat fields of Henan ProvinceMA Song-ke1，HUO Ke2，ZHANG Dong-xia1，ZHANG Jing1，ZHANG Jun-hao1，CHAI Xue-ru1，WANG He-zheng1*1.College of Agriculture，Henan University of Science and Technology，Luoyang 471000，China；2.Agriculture and Rural Affairs Bureau，Yongcheng 476600，ChinaAbstract：This experiment studied the effects on soil enzyme activities，nitrogen fertilizer use efficiency and wheat yield of straw return with nitrogen，in the wheat cultivar Luohan 22.A split field trial design was used with two factors，straw and nitrogen fertilizer.The main plot treatments were：Straw fully cleared（S0）and straw return（S1）.The split-plot treatments consisted of differing nitrogen fertilizer application rates：0（N0），120（N1），180（N2），240（N3）and 300 kg ha1（N4）.Soil urease，sucrase，catalase and protease activities of 0-20 cm and 20-DOI：10.11686/cyxb2022269http：/收稿日期：2022-06-21；改回日期：2022-09-19基金项目：国家重点研发项目（2016YFD0300400）和河南省科技攻关项目（2121102110309）资助。作者简介：马嵩科（1998-），男，河南信阳人，在读硕士。E-mail： 通信作者 Corresponding author.E-mail：第 32 卷第 6 期草业学报 2023 年40 cm horizons were determined and the wheat yield，the nitrogen fertilizer agricultural utilization rate，nitrogen fertilizer apparent recovery rate，nitrogen fertilizer partial productivity and nitrogen absorption efficiency were measured.It was found that：1）Compared with nitrogen fertilization treatment alone，the soil enzyme activities，nitrogen fertilizer use efficiency and wheat yield were increased by straw return.The wheat yield under S1N3 was the highest，and was 36.92%greater than S0N0.2）Soil enzyme activity showed a trend of initial increase and then decrease with increasing rate of nitrogen application.Urease and sucrase had the highest activities in N2，while all other soil enzymes had the highest activity at N3.The soil enzyme activities gradually decreased with increasing soil depth.3）The agronomic efficiency and apparent recovery of nitrogen fertilizer initially increased and then decreased with successive increases in nitrogen application rate，with the highest values observed in N2，while the partial nitrogen productivity and nitrogen absorption efficiency decreased gradually with increasing nitrogen application rate.4）The soil enzyme activities were positively correlated with the wheat yield and the apparent recovery of nitrogen fertilizer.In each reproductive period，urease activity was positively correlated with nitrogen absorption efficiency and nitrogen fertilizer partial productivity during the jointing period，while activities of all other soil enzymes were negatively correlated.Straw return combined with 180-240 kg ha1 nitrogen fertilizer was shown to reduce excess nitrogen loss，improve the soil environment and result in efficient utilization of nitrogen resources in rainfed wheat fields of western Henan Province.Key words：straw returning；nitrogen fertilizer；soil enzyme activity；nitrogen fertilizer utilization rate；wheat yield氮素营养是土壤养分的主要构成因素之一，生产上常以施加氮肥的方式来提高土壤地力。但长时间过量施氮会降低氮肥利用效率，造成肥料资源的严重浪费，且多余的氮素以淋溶、硝化、反硝化等方式造成土壤结构发生改变、耕地质量严重退化、生物多样性丧失等严重的生态环境问题1-2。有研究发现3，在特定的氮素水平范围内，随着施氮量的增加，氮肥利用效率呈上升趋势；当施氮超过一定量时，氮肥农学利用率、氮肥表观回收率均开始下降。因此，合理施肥，控制氮肥用量、提高氮肥利用效率是解决好土肥资源利用、保持土地耕作质量、实现我国农业可持续生产的重大举措4-5。秸秆中富含的氮、磷、钾等营养元素及其他养分资源可提高土壤肥力，可为作物生长提供良好的土壤环境6。研究表明，秸秆还田可增加土壤氮盈余，对土壤氮含量的维持有缓冲作用，亦可替代部分氮源的使用，避免资源浪费，提高氮肥利用效率，实现产投比最大化7-8。土壤酶是衡量土壤肥力的一项重要指标，土壤酶活性与土壤养分密切相关，反映土壤养分转化的强弱，表征土壤肥力。张鑫等9研究发现，秸秆还田与施肥对土壤酶活性有显著影响。还田后秸秆的腐解进程受纤维素等碳水化合物分解速率的影响较大，配合外源氮素可促进分解，提高相关土壤酶活性，促进秸秆养分释放10-11。秸秆还田导致土壤碳氮比升高，直接影响土壤酶活性和微生物活动12-13。适量施加氮肥能有效地调节土壤 pH，增加土壤有机碳与全氮含量，提高土壤微生物量，有利于保育土壤生物化学环境14-16。秸秆还田配施氮肥明显提高了土壤肥力，改善了土壤养分占比；同时也能提高土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性，加快土壤内养分循环17-18。综上表明，秸秆还田配施适量氮肥可改变土壤酶活性及氮肥利用效率，提高土壤肥力，改善土壤环境及养分结构，实现作物增产。虽然前人对秸秆还田、施氮量等影响小麦（Triticum aestivum）土壤酶、氮肥利用效率及产量的栽培技术有较多研究，但多集中在秸秆还田或施氮量单一因素下，研究结果也因地域或方法不同而存在差异，特别是在豫西旱地生态条件下对秸秆还田配施氮肥的栽培技术研究更为鲜见。本试验设置了秸秆还田和不还田条件下配施不同含量氮肥处理，旨在探究不同处理小麦各生育期土壤酶活性及氮肥利用效率的变化机理，以期为豫西地区旱地小麦生产提供理论依据。1材料与方法1.1试验地概况试验于 2020-2021年在河南科技大学试验农场（3335-3505 N，11108-11259 E）进行。试验区地处温带，属于半湿润、半干旱大陆性气候。试验地土壤为黄潮土，质地为壤土，种植制度为夏玉米（Zea mays）-冬小麦轮作。试验前土壤基本理化性质为：碱解氮 33.86 mg kg-1、有效磷 6.84 mg kg-1、速效钾 223.82 mg kg-1、有121Vol.32，No.6ACTA PRATACULTURAE SINICA（2023）机质 10.72 g kg-1。1.2试验设计以洛旱 22 为试验材料，采用裂区试验设计，主区为玉米秸秆还田处理，分别为秸秆不还田（S0）、秸秆全量还田（S1），还田量为 9000 kg hm-2，副区为施氮量处理，根据当地推荐施氮肥用量 180 kg hm-2设置 5个氮水平，分别为纯氮 0（N0）、120（N1）、180（N2）、240（N3）和 300 kg hm-2（N4）。其中秸秆还田是将玉米秸秆机械粉碎后全量还田，播种前深翻（30 cm）入土，然后撒施肥料，用旋耕机旋耕后播种小麦；秸秆不还田是将玉米秸秆移出田块，其他耕作措施同秸秆还田处理。小区面积 3 m4 m，重复 3次。各处理磷肥用量均为 75 kg hm-2、钾肥用量为 150 kg hm-2。氮肥为尿素（N46%），磷肥为过磷酸钙（P2O512%），钾肥为氯化钾，所有肥料均在小麦播前作底肥一次施入。统一播种，播种量均为 150 kg hm-2。2020年 10月 18日播种，田间管理方法与当地生产实际相同。1.3测定项目与方法1.3.1土壤酶 分别于拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期分别取 020 cm 和 2040 cm 土层土样，每小区随机取 5次，同土层样品混合，自然风干后过 1 mm 筛，用于测定各土层土壤酶活性。采用苯酚-次氯酸钠比色法测定脲酶活性（以 24 h后 1 g土壤中 NH4-N 质量表示），高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性（以 20 min后 1 g土壤消耗的 0.1 mol L-1 KMnO4毫升数表示），3，5-二硝基水杨酸比色法测定土壤蔗糖酶活性（以 24 h后 1 g土壤中葡萄糖质量表示），茚三酮比色法测定蛋白酶活性（以 24 h 后 1 g 土壤酶解蛋白质释放的 NH3-N 质量表示）19。1.3.2植株氮含量 于成熟期收获小麦植株，将植株分为茎、叶、颖壳和籽粒 4 个部分，105 杀青 30 min、75 烘干至恒重后测定各器官干物质量，粉碎后采用 H2SO4-H2O2法消煮得到消解液，用 AA3连续流动分析仪（SEAL，德国）测定小麦各器官消解液中氮浓度20，计算氮素积累量。氮素积累量（kg hm-2）=（茎氮含量茎生物量+叶氮含量叶生物量+颖壳氮含量颖壳生物量+籽粒氮含量籽粒产量）/1000。1.3.3产量及其构成因素 于成熟期各小区取 1 m 双行调查单位面积总穗数，收获后脱粒称重，折算产量。每小区随机取 20穗小麦，调查每穗粒数、千粒重。1.3.4氮肥利用效率 氮肥农学利用率（N fertilizer agronomic efficiency，NAE，kg kg-1）=（施氮小麦产量-不施氮小麦产量）/施氮量氮肥表观回收率（apparent recovery of N fertilizer，NRE，%）=（施氮植株吸氮量-不施氮植株吸氮量）/施氮量100氮素吸收效率（N uptake efficiency，NUE，kg kg-1）=植株氮素吸收量/施氮量氮肥偏生产力（partial productivity of N fertilizer，PFPN，kg kg-1）=籽粒产量/施氮量1.4数据统计与分析采用 Excel 2019进行数据处理，Origin 2018绘图，DPS 7.05进行方差分析，不同处理间差异性用 Duncan新复极差法分析，SPSS 2019进行相关性分析。2结果与分析2.1秸秆还田配施氮肥对小麦产量及其构成因素的影响秸秆还田配施氮肥对小麦产量及其构成因素（表 1）有着一定的影响。随着施氮量的增加，小麦的穗粒数、穗数、产量及 S1处理下的千粒重都呈先升后降的趋势，均以施氮量 240 kg hm-2最高，而 S0处理下的千粒重则随着施氮量的增加而增加，在施氮量 300 kg hm-2处达到峰值。产量变化与籽粒氮素积累量变化规律一致，当施氮量未达到 180 kg hm-2时，小麦产量显著提升；当施肥量超过 180 kg hm-2时，小麦产量增幅并不明显。相比于 S0处理，S1处理提高了小麦的穗粒数、穗数、千粒重和产量，同比增加 1.53%、3.15%、2.95%和 8.44%。方差分析表明，秸秆还田和施氮对小麦穗粒数、穗数、千粒重和产量均有显著影响，二者互作对小麦穗粒数有显著影响，但对穗数、千粒重和产量无显著影响。2.2秸秆还田配施氮肥对小麦各器官氮素积累量的影响表 2 表明，无论秸秆还田与否，随着施氮量的增加，小麦各器官氮素积累量显著上升，均在 N4处理（300 kg hm-2）下达到峰值。S1N4处理下籽粒、茎、叶、颖壳的氮素积累量分别比 S1N0处理增加了 43.84%、76.32%、122第 32 卷第 6 期草业学报 2023 年278.53%、18.27%；S0N4处理下籽粒、茎、叶、颖壳的氮 素 积 累 量 分 别 比 S0N0处 理 增 加 了 57.68%、55.72%、222.13%、16.10%。秸秆还田后，小麦各器官组分氮素积累量增加，籽粒、茎、叶、颖壳分别较秸秆不还田处理平均高出 18.51%、19.61%、26.98%、6.66%。方差分析表明，秸秆还田和施氮对小麦各器官氮素积累量有显著影响，二者互作对小麦茎、叶的氮素积累量均有显著影响，但对小麦籽粒和颖壳的氮素积累量无显著影响。2.3秸秆还田配施氮肥对小麦氮肥利用效率的影响由图 1a、b 可知，无论秸秆是否还田，随着施氮量的增加，氮肥农学利用率和氮肥表观回收率均呈先增加后降低的趋势，均在 N2处理下达到最大值，N4处理下 为 最 小 值，后 者 较 前 者 分 别 降 低 45.05%和13.26%。N4处理下氮肥表观回收率与 N2、N3处理无显著差异，表现为：S0处理S1处理，而其他施肥处理下均表现为：S1处理S0处理。秸秆还田配施氮肥下氮肥农学利用率和氮肥表观回收率分别较单施氮肥增加 17.66%和 26.72%。秸秆还田与施氮对氮肥偏生产力和氮素吸收效率（图 1c，d）有显著影响，均随着施氮量的增加显著下降，在 N4处理下降至最低。相同施肥处理间，S1处理下氮肥偏生产力较 S0处理平均增表 1秸秆还田配施氮肥对小麦产量及构成因素的影响Table 1 Effects of straw return combined with nitrogen fertilizer on wheat yield and components处理TreatmentS0N0S0N1S0N2S0N3S0N4S1N0S1N1S1N2S1N3S1N4SNSN穗数Number of panicles（104hm-2）491.67b514.67b521.33b540.33a525.00b504.67b529.00ab537.00ab567.67a536.33ab7.67*9.23*0.23穗粒数Number of spikes31.63c32.60bc33.53ab34.70a32.57bc32.16bc33.59ab34.03a35.39a34.70a28.33*31.62*2.76*千粒重1000 grain weight（g）43.74c44.13c44.60b45.61a46.00a44.70b45.01b45.69b46.65a45.49b39.41*25.33*2.88产量Yield（kg hm-2）5155.84c5647.79b6315.53a6638.48a6231.36a5564.39c6352.74b6857.22a7059.33a6731.35ab41.49*46.38*0.48注：不同小写字母表示同一秸秆处理下不同氮肥处理间差异显著（P0.05）。*：P0.05；*：P0.01。S：秸秆还田，N：施氮，SN：秸秆还田与施氮互作。下同。Note：Different lowercase letters indicate significant differences at the P0.05 level between different nitrogen fertilizer treatments under the same straw returning.*：P0.05；*：P0.01.S：Straw returning，N：Nitrogen fertilizer，SN：Straw returningnitrogen fertilizer.The same below.表 2秸秆还田配施氮肥对小麦各器官氮素积累量的影响Table 2Effects of straw return combined with nitrogen fertilizer on nitrogen accumulation of wheat organs处理TreatmentS0N0S0N1S0N2S0N3S0N4S1N0S1N1S1N2S1N3S1N4SNSN籽粒 Grain积累量Accumulation（kg hm-2）86.77d102.22c121.31b127.68b136.82a107.00d128.66c143.21b148.42ab153.91a238.12*159.64*1.21积累占比Accumulationratio（%）76.71c77.38b78.30a77.57ab77.89ab80.17a78.36b79.02ab78.73b78.64b29.61*1.043.94*茎 Stem积累量Accumulation（kg hm-2）14.50d17.04c19.87b21.60ab22.58a13.60b21.36a22.67a23.15a23.98a23.18*42.54*7.34*积累占比Accumulationratio（%）12.82b12.90b12.83b13.12a12.85b10.19c13.01a12.51ab12.28b12.25b11.81*4.14*3.46*叶 Leaf积累量Accumulation（kg hm-2）1.22e1.69d2.20c3.23b3.93a1.63e2.33d2.90c4.18b4.54a423.83*553.81*7.11*积累占比Accumulationratio（%）1.08e1.28d1.42c1.96b2.24a1.22d1.42c1.60b2.22a2.32a46.20*330.73*1.16颖壳 Shell积累量Accumulation（kg hm-2）10.62e11.14d11.53c12.08b12.33a11.22e11.84d12.44c12.77b13.27a323.82*138.59*2.55积累占比Accumulationratio（%）9.39a8.43b7.44c7.34c7.02cd8.41a7.21b6.87bc6.79bc6.78bc96.43*101.64*5.58*123Vol.32，No.6ACTA PRATACULTURAE SINICA（2023）加 9.44%。无论秸秆是否还田，氮素吸收效率均以 N1处理最高，N4处理最低，相同施肥处理间，S1处理下氮素吸收效率较 S0处理平均增加 17.06%。方差分析表明，施氮对氮肥农学利用率、氮肥表观回收率、氮肥偏生产力和氮素吸收效率有显著影响，秸秆还田对氮肥农学利用率、氮素吸收效率和氮肥偏生产力有显著影响，但对氮肥表观回收率无显著影响。二者互作对氮素吸收效率有显著影响，对氮肥农学利用率、氮肥表观回收率和氮肥偏生产力无显著影响。2.4秸秆还田配施氮肥对土壤脲酶活性的影响土壤脲酶是反映土壤氮素供应能力的重要因素，其活性大小直接影响土壤内部氮素平衡。由表 3可看出，随着小麦生育期的推进，不同处理间土壤脲酶活性呈先降低后增加再降低的趋势，以灌浆期最高，孕穗期最低。各生育期不同秸秆还田处理间比较，秸秆还田（S1）处理下土壤脲酶活性较秸秆不还田（S0）处理平均提高 11.74%。无论秸秆还田与否，随着施氮量的增加，土壤脲酶活性均呈先增加后降低的趋势，继续施氮酶活性受到抑制。在拔节期的脲酶活性以 S1N2（180 kg hm-2）处理下最高，其他生育期的脲酶活性均以 S1N3（240 kg hm-2）处理下最高。各生育期相同秸秆还田处理间，随着土壤深度的增加，土壤脲酶活性出现下降的趋势。020 cm 土层脲酶活性较 2040 cm 土层平均高出 21.08%。方差分析结果表明，秸秆还田和施氮效应对土壤脲酶活性有显著影响。二者互作条件下，以成熟期 020 cm 土层的脲酶活性达到显著水平，其他处理均未达到显著性水平。2.5秸秆还田配施氮肥对土壤蔗糖酶活性的影响土壤蔗糖酶可将土壤中的蔗糖分解成小分子的单糖，促进蔗糖的转化，其活性是表征土壤碳素循环的关键因素之一。由表 4可知，从拔节期到成熟期，各处理土壤蔗糖酶活性表现为先增加后降低的趋势，在灌浆期达到最高，拔节期最低。各生育期不同秸秆还田处理间比较，S1处理下土壤蔗糖酶活性比 S0处理平均提高 14.67%。无论秸秆是否还田，随着施氮量的增加，蔗糖酶活性均呈先增加后降低的趋势。拔节期的蔗糖酶活性在 S1N2处理下最高，其他生育期的酶活性均以 S1N3处理下最高，与其他处理均达到显著性差异。土层深度对土壤蔗糖酶活性有显著影响，各生育期相同秸秆还田处理间比较，随着土层深度的增加，土壤蔗糖酶活性出现下降的趋势。0图 1秸秆还田配施氮肥对小麦氮肥利用效率的影响Fig.1Effects of straw return combined with nitrogen fertilizer on nitrogen use efficiency of wheat不同小写字母表示处理间在 0.05 水平上差异显著。*：P0.05：*：P0.05。S：秸秆还田，N：施氮，SN：秸秆还田与施氮互作。Different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level between treatments.*：P0.05；*：P0.05.S：Straw returning，N：Nitrogen fertilizer，SN：Straw returningnitrogen fertilizer.124第 32 卷第 6 期草业学报 2023 年20 cm 土层蔗糖酶活性较 2040 cm 土层平均高出 27.78%。方差分析表明，秸秆还田和施氮对土壤蔗糖酶活性有极显著影响。二者互作条件下，以拔节期和开花期 020 cm 土层下各处理间土壤蔗糖酶活性达到显著水平，在开花期 2040 cm 土层下达到极显著水平。2.6秸秆还田配施氮肥对土壤过氧化氢酶的影响土壤过氧化氢酶对旱地作物研究具有重要意义，可通过酶促反应将过氧化氢分解为水和氢气，减少其对生物体的毒害作用，提高作物的抗逆性。表 5表明，随着小麦生育期的推进，过氧化氢酶活性总体呈先增加后降低的趋势，在灌浆期达到峰值后下降。各生育期不同秸秆还田处理间比较，S1处理的土壤过氧化氢酶活性较 S0处理平均高出 9.18%。无论秸秆是否还田，随着施氮量的增加，过氧化氢酶活性均呈先增加后降低的趋势，在施氮 240 kg hm-2下达到最大值。不同土层间比较，各施肥处理均随着土层深度的增加而下降，总体表现为 020 cm 土层过氧化氢酶活性较 2040 cm 土层平均增加 6.63%。方差分析结果表明，秸秆还田和施氮对土壤过氧化氢酶活性的影响都达到了极显著水平，但二者互作对土壤过氧化氢酶活性的影响未达到显著性水平，过氧化氢酶活性对秸秆还田和施氮的响应程度表现为秸秆还田或施氮大于二者互作。表 3秸秆还田配施氮肥对土壤脲酶活性的影响Table 3Effects of straw return combined with nitrogen fertilizer on soil urease activity（NH4+-N mgg-1d-1）土层Soil depth020 cm方差分析和 F值Variance analysisand F value2040 cm方差分析和 F值Variance analysisand F value处理TreatmentS0N0S0N1S0N2S0N3S0N4S1N0S1N1S1N2S1N3S1N4SNSNS0N0S0N1S0N2S0N3S0N4S1N0S1N1S1N2S1N3S1N4SNSN拔节期Jointing 1.05d1.26bc1.43a1.28b1.14c1.09d1.42bc1.60a1.53b1.36c51.08*67.44*0.950.95b1.10a1.25a1.19a1.11a0.98c1.21b1.45a1.26b1.16b23.32*14.83*0.77孕穗期Booting0.80b0.93ab1.02ab1.20a1.13a0.93c1.02b1.14a1.30ab1.22d10.58*6.21*0.040.72d0.82c0.89bc1.01a0.95ab0.83d0.91c1.00b1.16a1.02b53.86*53.92*0.71开花期Anthesis1.88c1.99bc2.06b2.34a2.13b2.02d2.22c2.40ab2.56a2.32bc26.44*49.91*0.981.56c1.69bc1.85b2.08a1.76b1.80c1.94c2.10b2.40a2.17b33.81*86.27*1.06灌浆期Filling3.08d3.41c3.51bc3.78a3.63ab3.61c3.79b3.89b4.21a4.06a62.17*235.72*0.752.40d2.54c2.61bc2.95a2.69b2.86c3.00b3.04b3.27a3.10b31.51*216.33*0.89成熟期Maturity1.95e2.02d2.13c2.28a2.22b2.10e2.18d2.26c2.37a2.29b156.20*584.62*3.40*1.54e1.62d1.69c1.81a1.76b1.71e1.80c1.87b1.97a1.88b222.47*1442.57*1.54125Vol.32，No.6ACTA PRATACULTURAE SINICA（2023）2.7秸秆还田配施氮肥对土壤蛋白酶活性的影响土壤蛋白酶参与土壤中氨基酸、蛋白质以及其他含氮有机化合物的转化，其水解产物是植物的氮源之一。由表 6可以看出，随着生育期的推进，土壤蛋白酶活性呈先降低后增加再降低的趋势，以灌浆期最高，开花期最低。秸秆还田配施氮肥相比于单施肥显著提高了土壤蛋白酶的活性。各生育期不同秸秆还田处理间比较，S1处理下土壤蛋白酶活性较 S0处理平均高出 18.56%。无论秸秆是否还田，随着施氮量的增加，各生育期土壤蛋白酶活性均呈先增加后降低的趋势，在施氮 240 kg hm-2下达到最大值，继续施加氮肥，蛋白酶活性下降。不同土层间比较，土壤蛋白酶活性随土层深度的增加而降低，具体表现为 020 cm 土层酶活性较 2040 cm 土层平均增加12.43%。方差分析表明，秸秆还田和施氮对土壤蛋白酶活性有显著影响，除拔节期 2040 cm 和孕穗期 020 cm 土层下的施氮处理未达到极显著水平，其他处理均达到极显著水平。二者互作条件下，成熟期 2040 cm 土层未达到显著水平。从影响程度上看，相比于单一秸秆还田或者施氮，秸秆还田和施氮互作对土壤蛋白酶活性的影响较小。2.8土壤酶活性与氮肥利用效率及产量之间的相关性分析不同生育期土壤酶活性与产量和氮肥利用效率及产量之间的相关性存在差异。由表 7和表 8可知，在 S0处理下，除过氧化氢酶在成熟期与小麦产量无显著性相关外，其他土壤酶在各时期与小麦产量均显著正相关。各时期，土壤酶与氮肥农学利用率和氮肥表观回收率均呈正相关，少数呈显著正相关。在 S0和 S1处理下，除土壤脲酶表 4秸秆还田配施氮肥对土壤蔗糖酶活性的影响Table 4Effects of straw return combined with nitrogen fertilizer on soil invertase activity（mgg-1d-1）土层Soil depth020 cm方差分析和 F值Variance analysisand F value2040 cm方差分析和 F值Variance analysisand F value处理TreatmentS0N0S0N1S0N2S0N3S0N4S1N0S1N1S1N2S1N3S1N4SNSNS0N0S0N1S0N2S0N3S0N4S1N0S1N1S1N2S1N3S1N4SNSN拔节期Jointing25.64d33.59b40.35a34.01b30.07c31.00d38.83b46.84a39.27b32.99c382.08*417.03*5.30*21.40d27.71b34.31a29.19b25.00c25.53c33.26b38.47a33.03b30.58b110.60*133.18*0.87孕穗期Booting30.92d39.22c46.17b52.58a46.03b33.25e43.97d49.84c55.84a52.50b167.10*187.59*2.6722.18d27.89c30.99b35.64a31.58b23.14d30.54c35.96b39.12a35.08b39.54*55.06*1.13开花期Anthesis41.11d46.76bc52.72a47.43b43.90cd52.47b55.36ab55.41ab56.75a53.78ab205.96*120.95*4.45*31.92d34.24c43.49ab44.01a43.13b43.24d45.88b46.08b49.08a44.48bcd117.54*146.16*62.49*灌浆期Filling56.13d60.82c70.07b82.18a71.50b62.84c64.60c75.31b88.72a76.65b157.09*441.42*1.4837.74d44.22c50.42b61.25a52.33b45.48d51.52c57.91b66.64a60.86b178.44*163.51*0.83成熟期Maturity50.82c56.56b59.58b69.74a60.15b57.58d64.46c69.30b75.31a64.64c138.75*103.19*2.1837.32e41.71d49.01c55.60a50.88b44.29e50.03d55.53c63.14a58.34b292.02*369.64*0.63126第 32 卷第 6 期草业学报 2023 年和蔗糖酶在拔节期与氮素吸收效率、氮肥偏生产力呈正相关外，在其他生育期均呈显著负相关；S0处理下，过氧化氢酶在开花期与氮素吸收效率、氮肥偏生产力呈显著负