全 文 ：第 26卷第 6期
2006年6月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vo1．26．No．6
Jun．，2006
水稻覆膜旱作对根叶性状、土壤养分和
土壤微生物活性的影响
蔡昆争 ，骆世明 ，方 祥
(1．华南农业大学热带亚热带生态研究所，广州 510642；2．华南农业大学食品学院，广州 510642)
摘要：研究了水稻覆膜旱作、裸地旱作、常规水作处理对根系形态 、叶片水势、土壤养分 、土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。
结果表明，覆膜旱作能改善水稻田间的生态环境，提高早季土壤温度 1～3~C。与裸地旱作相比，覆膜旱作能增加抽穗期水稻根
系的总根长、比根长，而这些指标与常规水作差别不大。在水稻抽穗期 ，无论是剑叶还是倒 2叶的水势 ，均有如下趋势：水作 >
覆膜旱作 >裸地旱作，但均未达到显著水平。不同处理对叶片叶绿素含量的影响在分蘖期差异不大，中后期覆膜旱作明显高于
裸地旱作和常规水作，抽穗期分别增加 29．44％和 15．15％，成熟期则为 74．4％、38．9％。覆膜旱作能显著增加水稻的有效穗数，
早季和晚季产量比裸地旱作增产 10．6％和12．5％，而与常规水作差别不大。与裸地旱作和常规水作相比，覆膜旱作土壤养分含
量在分蘖期除了全磷、速效氮显著增加外，其他指标差异不大。而抽穗期则由于覆膜后作物对养分的消耗加大从而使土壤养分
含量下降，特别是总磷 、速效磷、速效钾与常规水作相比显著下降，分别降低 25．9％，31．9％，16．2％。而成熟期则大多指标与常
规水作相比有所下降，但未达到显著水平。与常规水作栽培相比，覆膜旱作能增加土壤微生物细菌、真菌、放线菌 2 5倍，显著
增加土壤过氧化氢酶和蔗糖酶的活性 ，而土壤脲酶活性则差异不大。土壤过氧化氢酶活性在分蘖期、抽穗期 、成熟期分别增加
13．8％，81．3％，17．4％，蔗糖酶活性则分别增加42．8％，28．8％和69．9％。
关键词：水稻；覆膜旱作 ；根系；土壤养分 ；土壤微生物活性
文章编号 ：1000．0933(2006)06-1903—09 中图分类号：S314，S511．2，S154 文献标识 码：A
Efects of mm mulching of upland rice on root and leaf traits．soil nutrient content
and soil microbial activity
CAI Kun—Zheng ，LUO Shi—Ming ，FANG Xiang2 (1
． 0，n叩池z口柑 Su6 fc ，s。u M Ag 以￡ “ ，
Guangzhou 510642，China；2．Colege ofFood Sconce，South China Agricultural University，Gnangzhou 510642，China)．Acta Ecologica Sinica，2006，2,6(6)：
1903— 1911．
Abstract：Rice is a heavy consumer of fresh water and approximately 60％ of the fresh water is used for rice production
．
Traditional lowland rice with continuous flooding requires relatively high water inputs and its sustainability is threatened by the
increase of water shoaage．In recent years，water-saving rice production techniques have been developed in China and in other
water-limited environments，including alternating wetting and drying(AWD)，aerobic rice，and ground—cover rice production
systems(GCRPS)，also called“plastic film mulched dryland rice”．GCRPS is a promising new production technology to grow rice
using less water，it has been reposed to save up to 60％ of the water usualy needed growing paddy rice without causing any
significant reduction in grain yields．
Field experiments with three treatments，upland rice cultivation without mulching(UC)，upland cuhivation with film
mulching(FM)，traditional paddy rice cultivation(CK) in two seasons were caried out to study the efiects of rice mu1ching
基金项目：国家 自然科学基金资助项目(30100107)；国家教育部博士点基金资助项目(2000065402)；广东省自然科学基金资助项目(20000636)
收稿 El期：2005．O1．25；修订El期：2005．11-06
作者简介：蔡昆争(1970一)，男，云南曲靖人，博士，副教授。主要从事农业生态、作物逆境生理生态研究 ．E-mail：kzcai@scau
．edu．。
Foundation item：The project was supported by National Natural Science Foundation of China(No．30100107)，Doctoral Fund of the Ministrv of Education of
China(No．2000065402)and Guangdong Natural Science Foundation(No．20000636)
Received date：2005一O1-25；Accepted date：2005-11一o6
Biography：CAI Kun—Zheng，Ph．D·Associate professor。mainly engaged in agroecology and crop stress eco
． physiology．E-mail：kzcai@scau．edu．cn
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cultivation on r0ot and leaf traits，soil nutrient content and microbial activities．Al plots were enclosed by isolating dams of 50 am
width and 15 cm height to assure independent hydrological conditions．Except traditional paddy rice production(CK)，the rice
field were irrigated only at the time when the rice was sensitive to water stress i．e．one week after transplanting， panicle
ilumination and heading．Dynamic changes of soil chemi cal prope rties and soil enzyme activities were monitored at tilering，
heading and ripening stage by collecting soil samples from rhizosphere．
The results indicated that film mulching(FM)could increase soil temperature by 1-3 oC than UC and CK treatments，total
root length and specific root length at heading stage were also increased compared to UC treatment．Water potential of flag leaf and
the second lower leaf of the rice plant was in the decreasing order；CK > FM > UC．Th ere was no signifcant diference in
chlorophyl content of leaf at tilering stage among the three treatments．However，film mulching treatment(FM)significantly
increased chlorophyll contents of leaf by 29．4％ and 15．2％ at heading stage and 74．4％ and 38．9％ at ripe ning stage compared
to UC and CK treatment respectively．In comparison with UC treatment，FM treatment led to an increase in grain yield by 10．6％
and 12．5％ respectively at early and late season， there was no signifcant yield diference between FM treatment and CK
treatment．Film mulching did not cause changes in soil nutrient content except that total P，available N occasionally increased at
tilering stage．However，soil fertility index espe cially total P，available P and available K were decreased by 25．9％ ，31．9％ ，
16．2％ respe ctively than CK treatment at heading stage，there was no obvious difference of soil fertility among UC，FM and CK
treatments except for efective N content at ripe ning．Compared to CK treatment，，FM treatment could increase the amount of soil
bacteria，fungi and actinomycetes by 2 to 5 folds，increase soil enzyme activity at tillering，heading and ripe ning stage，espe cially
sucrase activity by 42．8％ ，28．8％ and 69．9％ ，catalase activity by 13．8％ ，81．3％ ，17．4％ respectively．
Th e above results suggest that film mulching could improve the water utilization eficiency in rice production．It could also
enhance the release of soil nutrient and increase decomposition of soil organic matter through increasing the amount of soil microbe s
and soil enzyme activity，which increased the availability of nutrient elements for rice plants．However，soil nutrient deficiency in
the late stage of rice growth may be a problem for upland rice cultivation under film mulching treatment(FM)．
Key words：rice；film mulching；root system；soil nutrient；soil microbial activity
我国是一个人均淡水资源严重短缺的国家 ，水资源总量为 28120亿 m ，而人均只有 2310m ，是世界 13个
贫水国之一，水资源短缺已成为我国经济发展面l缶的最严重问题之一⋯。我国又是一个农业大国，农业用水
占总用水量的 80％，农业生产不断受干旱缺水的困扰，我国水稻栽培面积为3．27×10 hm ，占农业用水 65％，
是用水的第一大户 ]。传统的水稻栽培是淹水栽培，其耗水量惊人，达 6000～9000m ／hm ，水资源浪费严重。
因此稻田是农业节水的重点，研究节水型稻作，显得非常必要。
水稻覆膜旱作是生产实践和理论证明的一项新型节水栽培技术。前人研究表明它能增加土壤温度和湿
度，抑制棵间蒸发，降低水分渗漏，提高水分和肥料的利用率，具有明显的保墒作用，大大减轻了旱作水稻的水
分胁迫程度 ，同时覆膜旱作对施肥造成的稻田地下水水质非点源污染也能起到良好的控制效果 。但是
目前大多数研究仍集中在栽培技术及覆膜后的节水和对地上部的生长发育与产量的效应研究上 ，部分涉
及到覆膜栽培对土壤养分转化和肥力变化的影响¨¨ ” ，但结果不完全一致。土壤微生物对于土壤养分的吸
收和转化起着非常重要的推动作用，目前仅有少量报道集中在旱地作物覆膜后的土壤微生物变化情况。n 。
而水稻覆膜旱作后的土壤微生物类群数量及土壤酶活性的变化如何，国内外很少报道，仅有廖敏等 试验表
明覆膜旱作有利于提高土壤微生物生态质量。本文在研究覆膜旱作条件下水稻根叶生理特性、土壤养分转化
的基础上 ，重点揭示覆膜对土壤微生物类群组成和土壤酶活性的变化规律 。
1 材料与方法
1．1 试验设计
试验在华南农业大学试验农场进行。供试水稻品种为广东省生产上大面积推广的品种粤香占。设 3个
处理，分别是裸地旱作(UC)、覆膜旱作(FM)和常规水作(CK)，3个重复，随机排列，种植密度株行距为20 cm×
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6期 蔡昆争 等：水稻覆膜旱作对根叶性状、土壤养分和土壤微生物活性的影响
33．3 cm，小区面积为 32 rIl2。早稻播种时间为 3月 10日，插秧时间为4月 8日，晚稻播种时间为7月25日，插
秧时间为 8月 12日，每穴插两苗。试验地为水稻土，土壤有机质含量为 16．30 g／kg，速效氮含量为 112．32 mg／
kg，速效磷含量为48．32 mg／kg，速效钾含量为 123．65 mg／kg。旱作和覆膜旱作是在保证水稻关键生育时期(返
青期、孕穗抽穗期等)需水的前提下将田问水分排干，保持旱作状态。在移栽后一个星期左右(返青期)保持
1cm浅水层，然后将水排干，依靠天然降雨；在孕穗期由于土壤严重干旱，为了不明显影响作物生长，补充灌溉
50 mm一次。水稻在全生育期间(8～11月份)的降雨量为775．1 ml／1。各小区起畦独立排灌和施肥，施肥量为
1hrIl2纯 N 180 kg，P2O5 75 kg，K 0 150 kg，75％的N及全部 P、K肥作基肥施入，分蘖期和孕穗期追施25％氮肥 ，
田间管理同一般大 田。
1．2 测定项 目及方法
1．2．1 土壤温度 将曲管温度计埋入不同层次的土壤，测定各种处理在 0～5、5～10、10～15、15～20cm土壤
层次的温度变化，取8：o0、12：o0、18：0o的 3次平均值。
1．2．2 根系形态指标 在水稻的分蘖期、抽穗期每小区随机取样 3穴，测定根系形态性状，包括根长、根数、
根表面积、根体积、根直径，所用仪器为加拿大 Regent公司生产的 Win／Mac STD 1600根系扫描仪。
1．2．3 叶片水势 在抽穗后 7、14、21、28、35d，将各处理的植株剑叶和倒 2叶取回实验室进行叶片水势测定，
所用仪器为美国产 wP4水势仪。
1．2．4 产量及构成因素 成熟期每个处理小区随机取样 3穴，3个重复进行产量及穗粒结构的考种，得到理
论产量，并对每个成熟小区进行实测得到实际产量。
1．2．5 土壤养分 在水稻的分蘖期、抽穗期、成熟期每小区取耕作层 0～20cm根区土样测定土壤养分含量，
每小区取两个点作为一个混合样，每个处理共 3个重复小区。所测指标包括土壤 pH值、全氮、全磷、全钾、速
效氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量等，测试方法见参考文献 。
1．2．6 土壤微生物数量及土壤酶活性 在不同生育时期取根区土壤样品测定土壤微生物数量及土壤酶活性
测定，每个处理 3个重复样品。土壤细菌、放线菌 、真菌分别用牛肉汁蛋白胨、淀粉铵盐、马丁氏培养基稀释平
板法测定 。
土壤过氧化氢酶 、蔗糖酶 、脲酶活性参考有关文献进行测定 ，其中土壤过氧化氢酶活性测定用高锰酸
钾滴定法，酶活以 1g土壤、1h消耗 0．1N高锰酸钾 ml数表示；土壤蔗糖酶活性测定用 3，5一二硝基水杨酸比色
法 ，酶活以 1g土壤在 37~C下 ，24h分解蔗糖产生的葡萄糖 mg数表示 ；土壤脲酶活性测定用奈 氏比色法，酶活
以1g土壤在37℃下培养 24h分解尿素产生的 NH 一N的 mg数表示。
2 结果与分析
2．1 覆膜旱作对早季土壤温度的影响
从表 1可看出，地膜覆盖能增加早季土壤表层温度 2～3~C，特别是 0～5cm土层增温效应特别显著 。随着
土层的加深，增温效果下降。覆膜后在0～5cm、5～10cm、10～15cm、15～20cm土层温度分别比旱地或淹水增
加2～3℃、1～2~C、0～1℃、0～1℃。而旱作与淹水之间几乎没有明显的差别。同一时间不同处理土壤温度的
大小主要取决于作物的郁闭度，郁闭度越小，增温效果越大。王树森等。’ 研究认为，地膜的增温机制主要为：
(1)地膜隔绝了土壤与外界的水分交换，抑制了潜热交换；(2)地膜减弱了土壤与外界的显热交换；(3)地膜及
其表面附着的水层对长波反辐射有削弱作用，使夜间温度下降减缓。
2．2 覆膜旱作对水稻根系性状的影响
从表 2可看出，几种不同处理对抽穗期水稻根系表面积、根直径、根体积的影响较小，而对根长、比根长、
根数的影响有明显差异。覆膜旱作(FM)和常规水作(CK)处理的水稻根总长分别比裸地旱作处理(uC)增加
11．5％，26．O％，比根长分别增加 11．8％，27．6％。与常规水作相比，覆膜旱作和裸地旱作水稻根系的数量显
著下降，分别减少 19．6％和 19．O％，而根直径则有增粗的趋势，分别增加 6．7％和 13．3％，根体积则差异不大。
覆膜旱作与常规水作根系生长发育状况比裸地旱作好，表现为根系多，根系长度和比表面积增加，有利于吸收
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水分和营养物质。
成熟期则各处理的总根长、根体积、根直径和比根长存在明显差异。覆膜旱作、裸地旱作根系总长分别比
水作减少 14．3％和 6．9％，达显著水平；而根直径则分别增加 33．3％和 26．7％；比根长分别减少 15．4％和
7．9％。其它指标也有所差异，但未达到显著水平。
表1 覆膜旱作对早季不同土层平均温度的影响(℃)
Table1 Efects offilm mulching 帆 soiltemperaturein early rice sea son
uc：裸地旱作 upland rice，FM：覆膜旱作 mulching on upland rice，CK：常规水作 paddy rice cultivation，下同，the same below P表2 覆膜旱作对根系特性的影响(每穴)
Table 2 Efects offilm mulching 帆 morphology of root syaem (per hil1)
l司一 时期同一列数据 中字母不 同者表不差异性显著(P<0 05) Data with diferentleters are signifcantly diferent(P<0．05)inthe same column at
the same growth stage
2．3 对水稻叶片水势的影响
叶片水势是干旱逆境的敏感指标，可以在一定程度上反应作物体内的水分状况。从表 3可看出，在水稻
抽穗期，不同时间剑叶和倒 2叶叶片水势的总体趋势均为：常规水作(CK)> 覆膜旱作(FM)>裸地旱作
(UC)，但大多未达到显著水平。相比较而言，无论是剑叶还是倒 2叶，覆膜旱作与常规水作叶片水势差异较
小，而裸地旱作则明显低于常规水作。抽穗后7d，14d，21d，28d，35d剑叶中，常规水作叶片水势比裸地旱作分
别高8．6％，24．3％，10．2％，9．4％，6．2％，而倒 2叶则分别增加 8．9％，20．6％，14．5％，5．5％，一2．9％。覆膜
旱作与常规水作相比叶片水势下降幅度较小，说明覆膜处理有增强保水能力的趋势。
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6期 蔡昆争 等：水稻覆膜旱作对根叶性状、土壤养分和土壤微生物活性的影响 1907
同一行数据中字母不同者表示差异性显著(P2．4 对水稻叶片叶绿素含量的影响
叶绿素是光合作用的物质基础，开花后叶片内叶绿
素含量的高低在一定程度上影响着叶片光合速率的高
低 ]。从图1可知，在分蘖期3个处理在叶绿素含量的
测定上表现一致，差别不显著。而在抽穗期，覆膜旱作
与常规水作相 比差异不大，但分别比裸地旱作增加
29．4％和 14．3％。到了成熟期，覆膜旱作的叶绿素含量
明显高于裸地旱作和常规水作，叶绿素 a分别比裸地旱
作和常规水作 高出 73．5％、40．4％，叶绿素 b高 出
77．7％、33．3％，总叶绿素含量高 出 74．4％、38．9％。这
薹藿
蕤
旨6
3．0
2．5
O
分蘖期 抽穗期 成熟期
Tillering Heading Ripening
图 1 覆膜旱作对植株叶片叶绿素含量的影响
说明水稻覆膜可以起到延缓叶片衰老 ，延长功能叶的光 Fig．1 Efects ofmulching on chlorophyl content offunctionalleaves
合作用。出现这种现象的原因是由于覆膜可以起到保肥保水的作用，而充足的水肥正是延缓叶片衰老的一个
重要原因。从图中可看到，裸地旱作叶绿素含量最低，这跟后期田间缺水缺肥有很到关系。
2．5 对水稻产量及产量构成的影响
无论是早季还是晚季 ，覆膜旱作产量 明显高于裸地旱作 ，而与常规水作差异不大(表 4)。覆膜旱作增产
主要通过有效穗、结实率的增加来达到。早季覆膜旱作平均穗数为 291．7×104ind．／hm2，比裸地旱作增加了
15．3×104ind．／hrn2，总粒数 21．2％，结实率 6．7％，理论产量增加25．9％，实际产量增加 10．6％。而晚季覆膜旱
作则主要通过单位面积有效穗数来增加产量，实际产量比裸地旱作增加 12．47％。裸地旱作由于在整个生育
过程受到水分的严重胁迫，限制了产量的提高。而覆膜旱作则能在明显节水的前提下达到与常规水作相近的
产量 。
表 4 水稻覆膜旱作对产量及其产量构成的影响
Table 4 Efects offilmmulching on yield andyield components
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1908 生 态 学 报 26卷
一 2．6 对土壤养分含量的影响
覆膜旱作后对土壤养分的影响见表 5，从表中可看出，在分蘖期，与裸地旱作和常规水作相比，覆膜后土
壤的养分尽管有一定程度的提高，比如在全氮、全磷、速效氮、阳离子交换量方面，其中全磷、速效氮达到显著
水平。而速效磷和速效钾含量则比裸地旱作与常规水作轻微降低，但以上这些变化趋势大多没有达到显著水
平，因此总体上来说分蘖期各处理的土壤养分差异不大。而抽穗期则由于覆膜后作物对养分的消耗加大从而
使土壤养分含量下降，特别是总磷、速效磷、速效钾下降幅度较大，与常规水作相比，分别降低 25．9％，31．9％，
16．2％。达到显著水平。而成熟期则大多指标与常规水作相比有所下降，但未达到显著水平。总的来说，覆膜
后土壤温度上升，加速了微生物的代谢活性，促进了作物的养分的吸收，从而使土壤的肥力在中后期有下降的
趋势。
表5 覆膜旱作对土壤养分变化的影响
Table 5 Efects offilm mulching on soil nutrient at diferent growth stages
①TN：总氮 Total nitrogen；TP：总磷 Total phosphorous；TK：总钾 Total potassium；AN：有效氮 Available nitrogen；AP：有效磷 Available phosphorous；AK：
有效钾 Available potasium；CEC：阳离子交换量 Cation exchange capacity；②同一时期同一列数据中字母不同者表示差异性显著(Pdifferent leRers are significantly diferent(p2．7 对土壤微生物数量及活性的影响
细菌、放线菌和真菌是土壤中的三大类微生物，它们对土壤中有机物的分解、氮和磷等营养元素及其化合
物的转化具有重要作用。从表 6中可看出，覆膜旱作与裸地旱作在分蘖期土壤细菌数量显著高于常规水作处
理，分别增加76．7％和 104．7％，而抽穗期则显著低于 表6覆膜旱作对土壤微生物数量的影响
常规水作处理，而到成熟期又显著高于常规水作处
理，相当于2．62～2．78倍。分蘖期在真菌数量方面覆
膜旱作与常规水作相比差异很小，而裸地旱作则相当
于它们的2倍 ，这种趋势与细菌数量类似，而抽穗期
则裸地旱作显著低于常规水作处理，而到成熟期又显
著高于水作处理，相当于 4～5倍左右。放线菌数量
在分蘖期裸地旱作相对较低，而在抽穗期与成熟期，
覆膜旱作和裸地旱作显著高于常规水作处理，相当于
2～3倍。
土壤酶来 自土壤微生物、植物和动物活体或残
体，是土壤生化过程的产物。土壤酶活性是土壤中生
物学活性的总体现，它表征了土壤的综合肥力特征及
土壤养分转化进程，所以土壤酶活性可以作为衡量土
壤肥力水平高低的较好指标。通常可用蔗糖酶、脲
Table 6 Efects offilm mulching on number ofsoil IIIicro0q；anisms
同一时期同一列数据中字母不同者表示差异性显著(PData with diferent leters ale signifcantly diferent(Pcolumn atthe same growth stage
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6期 蔡昆争 等：水稻覆膜旱作对根叶性状 、土壤养分和土壤微生物活性的影响
酶、过氧化氢酶、磷酸酶等来评价土壤肥力。土壤酶活性强弱是表征土壤熟化和肥力水平高低的一项重要指
标。因此可以利用酶活性来评价土壤营养物质转化、循环情况及保肥、供肥能力。本研究从土壤酶的活性看，
不同处理对土壤酶活性的影响程度有所不同(图 2)。总的趋势为覆膜旱作处理酶活性与对照(常规水作)相
比，均有不同程度的增加，尤以对过氧化氢酶、蔗糖酶的影响最大。
过氧化氢酶活性与土壤有机质的转化速度有密切
关系。从图2中可看出，H 0 酶活性分蘖期裸地旱作
较高，分别比覆膜旱作与常规水作高 18．9％和 13．8％，
抽穗期和成熟期则覆膜旱作与裸地旱作差异不大，而显
著高于常规水作，分别增加 71．7％和 33．8％。
蔗糖酶的活性可以反映土壤中碳的转化和呼吸强
度，从蔗糖酶活性来看，在分蘖期和抽穗期都呈现如下
趋势变化：裸地旱作 >覆膜旱作 >常规水作，而在成熟
期则裸地旱作与覆膜旱作接近，但均大于常规水作。而
与传统水作相比，在整个生育期覆膜旱作和裸地旱作处
理均显著高于常规水作处理，分蘖期分别增加 42．8％，
80．6％，抽 穗 期 增 加 28．8％，57．6％，成 熟 期 增 加
63．9％ ，62．7％ 。
脲酶是土壤中广泛存在的酶。大量研究证实，脲酶
活性不仅与表征土壤理化性质和肥力水平的多项因素
显著相关，而且与土壤中各类微生物数量的相关等比较
密切，可以反映土壤微生物的活性状况 J。从脲酶活
性来看，除抽穗期裸地旱作处理脲酶活性显著降低外，
比覆膜旱作和常规水作降低 36．5％和 38．9％，其它生
育期水分处理差异不大。
3 讨论
分蘖期 抽穗期 成熟期
Tillcring Heading Ripening
图 2 覆膜旱作对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性的影响
Fig．2 Efects of film mulching on catalase，sucrase and urease activity of soil
水稻覆膜旱作作为节水农业的一项关键技术 ，在适
宜的栽培管理条件下能协调土、肥、气等生态因子，在显著提高水肥利用效率的前提下能取得明显比裸地旱作
高的产量，而与传统灌溉相比并未明显减产甚至增产，具有较大的应用潜力。本试验及相关研究表明，覆膜后
明显改善了土壤的水、温、气、养分的供给条件，有利于保持植株的良好群体发育，从而促进了水稻前期的稳健
生长，使根系发达，根系生理活性增加，分蘖发生多，有效穗数和产量比旱作要明显增加，并能达到与常规水作
相近的植株生育特性和产量 。
对于水稻覆膜旱作后的土壤养分吸收及转化，本研究表明，覆膜处理对在生育前期土壤养分影响不大，与
旱作、常规水作差异不大，但在中期(抽穗期)则由于覆膜后作物对养分的消耗加大从而使土壤养分含量有下
降的趋势，特别是总磷 、速效磷 、速效钾与常规水作相比显著下降，从而将影响土壤肥力。有研究证实
，覆膜栽
培后由于提高了对养分的吸收从而影响了土壤 N、P、K的养分平衡 。Cheng等 研究表明，覆膜后在拔节
期提高了土壤 N的积累，抽穗期和成熟期则降低了 N、P和 K的积累。与传统水作相比，覆膜旱作后由于土壤
温度和湿度的显著提高，使土壤好气性微生物活性增强，有机质分解加快 ，氮肥利用效率提高，从而造成土壤
有机质和全氮呈下降趋势，而土壤的速效氮、速效 K显著提高n 。对于覆膜旱作后的土壤速效磷含量
，有
的认为覆膜旱作水稻由于对磷的较高吸收积累量而造成土壤速效磷含量降低⋯ ，有的则认为覆膜后土壤速
效磷含量略有增加 ¨。因此水稻覆膜旱作对土壤肥力的影响目前结果还不完全一致，原因可能是试验的周
期、不同的土壤类型、不同的肥水管理措施等都可能会影响试验的结果。但总体上来讲，覆膜旱作将会造成水
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l9l0 生 态 学 报 26卷
稻生育中后期土壤肥力呈下降的趋势。因此水稻生育后期甚至下一季年土壤肥力下降是一个注意值得的问
题，生产上可通过增施有机肥、秸秆还田等措施加以解决，或采用与其它豆科的作物间作等栽培方式维持土壤
肥力。
土壤生态系统中的微生物是土壤物质循环和能量流动的主要参与者，对于土壤养分的吸收和转化起着非
常重要的推动作用。地膜覆盖增加了土壤微生物活性，本研究表明，与传统淹水相比，水稻旱作和覆膜旱作后
能明显提高整个生育期的土壤细菌、真菌、放线菌的数量。其原因可能是旱作后增加土壤水分的通气性，好气
性微生物数量和活性增加，但这方面的详细情况还这有待于进一步研究。宋秋华等 研究表明，各类群微生
物数量和总数都与土壤温度呈极显著正相关，而与土壤湿度呈极显著(反硝化细菌为显著)负相关。同时覆膜
旱作还增加了土壤过氧化氢酶、蔗糖酶活性，特别是蔗糖酶的活性，与淹水栽培相比，覆膜后在分蘖期、抽穗
期、成熟期增加 28．8％～69．9％，而脲酶活性则无明显差异。说明覆膜旱作后提高了土壤微生物活性，增加了
土壤中有机养分的分解消耗和无机养分的转化 ，从而满足作物对养分的需求。廖敏等 ‘ 利用土壤微生物量、
土壤电子运输系统活度、土壤中总酚、土壤中蛋白质作为评价土壤微生物生态系统质量的指标，研究表明，覆
膜栽培方式下土壤微生物生物量相对较高；土壤电子运输系统活度更强；土壤蛋白质和土壤总酚含量更高，说
明覆膜旱作有利于改善土壤微生物生态质量，加速土壤物质周转和循环。有关研究表明，土壤微生物数量与
土壤有机碳含量、全氮、速效磷之间呈显著或极显著负相关 。因为微生物数量多和土壤酶活性提高后，促
进土壤养分的分解和释放，使作物吸收大量的土壤氮和磷，从而导致现存总氮和速效磷的减少。这也印证了
为什么土壤微生物数量增加和土壤酶活性提高后，而土壤养分则相对减少。
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