地面覆蓋對(duì)避雨葡萄園土壤水分、溫度及酶活性的影響

羅 玲 鐘 奇 劉 偉,* 潘宏兵

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，四川 成都 611130；2 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，四川 成都 610066；3 四川省攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院，四川 攀枝花 617061)

土壤酶是土壤中具有催化功能的活性物質(zhì)，直接或間接參與土壤養(yǎng)分循環(huán)[1]，其活性大小是表征土壤肥力大小的重要指標(biāo)[2]。土壤脲酶可催化有機(jī)質(zhì)分子中肽鍵的水解，生成CO2和NH3，其活性與土壤中全氮含量呈極顯著正相關(guān)[3]；土壤蛋白酶能水解各種蛋白質(zhì)及肽類等化合物為氨基酸，將有機(jī)氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锟衫玫男问絒4]；土壤蔗糖酶能把土壤中蔗糖分子分解成能夠被植物和土壤微生物吸收利用的葡萄糖和果糖，其活性反映了土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化和呼吸強(qiáng)度[4]；土壤磷酸酶可催化土壤有機(jī)磷水解礦化，生成能被植物直接吸收利用的無(wú)機(jī)磷[5]；土壤過(guò)氧化氫酶為氧化還原酶，能將土壤中H2O2分解為分子氧和水，從而解除H2O2對(duì)生物體產(chǎn)生的毒害作用，且與土壤腐殖質(zhì)形成速度密切相關(guān)[5]。土壤酶活性與土壤理化性質(zhì)、地上部植物種類及施肥、耕作等土壤管理措施密切相關(guān)[6-7]。溫度和水分是影響土壤酶活性及植物生長(zhǎng)的重要因素，適宜的土壤溫度和水分含量有利于促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)，增加根系的養(yǎng)分吸收量。

避雨栽培通過(guò)覆蓋頂膜減少果實(shí)與雨水的接觸，從而阻斷了發(fā)病誘因[8]，可極大減少我國(guó)南方地區(qū)因夏季高溫多雨引起葡萄病害嚴(yán)重的問(wèn)題，該項(xiàng)措施已廣泛應(yīng)用于我國(guó)南方鮮食葡萄生產(chǎn)中。農(nóng)田地表覆蓋是國(guó)內(nèi)外一項(xiàng)重要的土壤管理技術(shù)，相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者普遍認(rèn)為地表覆蓋在改善土壤水熱狀況、活化土壤養(yǎng)分、調(diào)節(jié)微域生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)樹(shù)體生長(zhǎng)發(fā)育及提高產(chǎn)量等方面作用顯著[9-10]。將地表覆蓋技術(shù)引入到避雨葡萄園中，對(duì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益具有重要意義。但目前關(guān)于農(nóng)田地表覆蓋技術(shù)的研究多在露天環(huán)境進(jìn)行，而對(duì)避雨大棚內(nèi)不同地表覆蓋材料對(duì)土壤酶活性及小氣候變化影響的研究較少。因此，本研究通過(guò)田間試驗(yàn)系統(tǒng)地研究了避雨葡萄園內(nèi)秸稈、地布、透明地膜及反光膜覆蓋下近地表空氣溫度和相對(duì)濕度、土壤溫度、水分及酶活性的季節(jié)變化特征，比較不同材料的覆蓋效果，以期為避雨葡萄園覆蓋材料的選擇提供理論和實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于四川省成都市同安鎮(zhèn)現(xiàn)代葡萄科技示范園(30°61′N，104°32′E)進(jìn)行，平均氣溫16.5℃，年平均日照1 032.9 h，平均年降雨量895.6 mm。試驗(yàn)土壤為褐土，覆蓋前0～40 cm土層土壤含有機(jī)質(zhì)23.30 g·kg-1， 硝態(tài)N 19.43 mg·kg-1，速效P 23.56 mg·kg-1，速效K 118.77 mg·kg-1，pH值6.75，土壤容重1.65 g·cm-3。 供試葡萄品種為夏黑(Summer black)，樹(shù)齡4 a，南北行向栽植，株行距3 m×6 m，H型架。供試避雨大棚為覆蓋天膜，四面不覆膜，葡萄園采用滴灌實(shí)行水肥一體化。表1為試驗(yàn)區(qū)2019年3—10月各月平均氣溫及降水量數(shù)據(jù)。

表1 試驗(yàn)區(qū)2019年3—10月各月平均氣溫及降水量Table 1 Monthly mean air temperature and precipitation in the test area from March to October 2019

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置秸稈覆蓋(SM)、地布覆蓋(CM)、透明地膜覆蓋(WM)、反光膜覆蓋(RM)處理，并以地表裸露作為對(duì)照(CK)。每行20株葡萄樹(shù)為一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，重復(fù)3次，完全隨機(jī)排列。秸稈覆蓋為水稻秸稈，秸稈切成5～10 cm碎段覆蓋于葡萄行間，厚度為15 cm，大約900 kg·667 m-2；地布覆蓋選用90 g·m-2的聚丙烯黑色地布；透明地膜和反光膜覆蓋均選用厚度為1.2絲(0.012 mm)的聚乙烯地膜，其中反光膜為銀黑雙色地膜，覆蓋時(shí)間為2017年11月至2018年10月。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤水分和溫度及地上小氣候 水分測(cè)定：于5月中旬果實(shí)膨大期取土，每個(gè)小區(qū)在葡萄根系主要分布區(qū)-離主干40 cm處按S形布設(shè)5個(gè)點(diǎn)，鏟除表土(厚度約1 cm)，用土鉆采集0～60 cm土層土壤樣品，5 cm一層，共12層，烘干法測(cè)定。

地溫測(cè)定：溫度計(jì)安置在小區(qū)中心點(diǎn)，沿行向在同一水平線上由北向南依次插入5支直插式曲管溫度計(jì)(精度0.5℃)，間距5 cm，分別測(cè)定地表下5、10、15、20、25 cm土層溫度。在3—10月每月的5、10、15、20、25、30日測(cè)定，共6 d，測(cè)定時(shí)間為8:00-18:00(因試驗(yàn)條件限制，以白天溫度代替日均溫)，每2 h測(cè)定一次，每天測(cè)定6次。各土層的日均溫以每天6次測(cè)量溫度的均值計(jì)，各土層的月均溫以每月6 d的日均溫的均值計(jì)，并以各土層3—10月月均溫最大值與最小值之差為各土層生長(zhǎng)期地溫變幅；各土層地溫日變幅為一天中的最大值與最小值之差，各月以6 d的均值計(jì)算。

地上小氣候測(cè)定：在小區(qū)中心懸掛TH702干濕溫度計(jì)(歐達(dá)時(shí)公司，廣東)，距離地面50 cm，測(cè)定時(shí)間同地溫。以每日6次的均值代表當(dāng)日的氣溫和相對(duì)濕度，各月以6 d的均值比較。

1.3.2 土壤酶活性 于葡萄主要生育期(萌芽至落葉前1個(gè)月)3—9月每月中旬采集土樣，每個(gè)小區(qū)在葡萄根系主要分布區(qū)-離主干40 cm土層處按S形布設(shè)5個(gè)點(diǎn)，采集0～40 cm土壤樣品，過(guò)2 mm篩后放于-20℃冰箱內(nèi)保存，用于測(cè)定土壤酶活性，每份土壤樣品在測(cè)定時(shí)設(shè)3次重復(fù)。

土壤酶活性的測(cè)定參照關(guān)松蔭[11]的方法。蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定；酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定；過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定容量法測(cè)定；脲酶活性采用苯酚鈉比色法測(cè)定；蛋白酶活性采用茚三酮比色法測(cè)定。

采用加權(quán)和法計(jì)算土壤酶指數(shù)[12]，具體方法如下：土壤酶綜合評(píng)價(jià)可分為3個(gè)步驟：因子的選擇、權(quán)重的確定以及綜合指標(biāo)的獲得。由于土壤酶活性的變化具有連續(xù)性，故各評(píng)價(jià)指標(biāo)采用連續(xù)性質(zhì)的隸屬度函數(shù)，并根據(jù)主成分因子負(fù)荷量值的正負(fù)性來(lái)確定隸屬度函數(shù)分布的升降。主成分因子負(fù)荷量值為正值，采用升型分布函數(shù)，反之則采用降型分布函數(shù)。根據(jù)結(jié)果，土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶均采用升型分布函數(shù)。

土壤酶指數(shù)計(jì)算公式為：

(1)

式中，SEI為土壤酶指數(shù)，SEI(χi)表示土壤酶隸屬度值，wi表示土壤酶(i)的權(quán)重。

升型分布函數(shù)的計(jì)算公式為：

SEI(χi)=(χij-χimin)/(χimax-χimin)

(2)

式中，χij表示土壤酶活性值，χimax和χimin分別表示土壤酶(i)活性的最大值和最小值。

由于土壤性質(zhì)各因子的狀況和重要性不同，所以通常采用權(quán)重系數(shù)來(lái)表征各因子的重要程度。權(quán)重系數(shù)的確定有多種方法，本研究利用主成分分析因子負(fù)荷量以及方差貢獻(xiàn)率大小來(lái)計(jì)算各因子作用的大小，確定其權(quán)重(Wi)。計(jì)算公下式如下：

Wi=Ci/C

(3)

式中，Ci為公因子方差，C為公因子方差之和。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理和作圖，采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行方差分析、主成分分析，其中方差分析選用Duncan多重比較確定數(shù)據(jù)間的差異，顯著水平為α=0.05。

圖1 不同覆蓋處理避雨葡萄園葡萄生長(zhǎng)期5～25 cm各土層深度土壤日均溫動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of daily average temperature of different layers of 5 to 25 cm soil of sheltered vineyard under different mulching models during grape growth season

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤溫度

2.1.1 3—10月地溫的動(dòng)態(tài)趨勢(shì) 由圖1可知，不同覆蓋處理各深度地溫3—10月動(dòng)態(tài)趨勢(shì)總體相似，3—6月地溫逐漸升高，7月降雨較多導(dǎo)致地溫下降，至8月又有所回升，9—10月逐漸降低。CK、CM和WM的5個(gè)土層深度地溫峰值均出現(xiàn)在6月(除25 cm地溫峰值出現(xiàn)在8月外)，RM和SM的峰值在8月。3—9月各土層深度地溫均表現(xiàn)為WM>CK>CM>RM>SM，WM的5～15 cm土層地溫總體高于CK(P<0.05)；CM的5 cm土層地溫總體低于CK(P<0.05)；RM和SM的5～25cm土層地溫總體低于CK(P<0.05)。10月各土層深度地溫均表現(xiàn)為WM>CM>RM>SM>CK(除25 cm土層地溫為SM>RM)，其中僅WM的5～15 cm土層地溫顯著高于CK(P<0.05)。

隨著土層深度增加，各處理之間的地溫差異逐漸減小。在不同月份，各處理之間的地溫差異不同，3—6月差異逐漸增大，隨后逐漸減小，其原因可能是6月以后葡萄枝葉繁密，郁閉，棚內(nèi)透光度差，使地面接受太陽(yáng)輻射減少，而9—10月大幅降溫，導(dǎo)致各覆蓋處理之間的地溫差異不斷降低。

各處理5～25 cm土層地溫在葡萄生長(zhǎng)期3—10月變幅大小均為WM>CK>CM>RM>SM。3—9月每月不同土層之間地溫溫差均表現(xiàn)為WM>CM>CK>RM>SM，10月表現(xiàn)為CK>WM>CM>RM>SM。表明WM、CM可加劇3—9月的地溫時(shí)間和空間上的變化，降低10月5～25 cm土層的地溫；SM和RM可平緩3—10月地溫時(shí)間和空間上的變化，其中SM土壤溫度最穩(wěn)定。

2.1.2 5～25 cm土層地溫日變幅動(dòng)態(tài) 由表2可知，3—10月各處理地溫日變幅(8：00—18:00)均隨土層深度增加逐漸降低；3—7月各處理土層地溫日變幅又隨時(shí)間進(jìn)程呈降低的趨勢(shì)(除3—6月份25 cm地溫日變幅無(wú)明顯變化規(guī)律)；而8—10月有所升高。3—9月，各處理每月各土層地溫日變幅大小總體為WM>CM>CK>RM>SM，10月分總體表現(xiàn)為CK>WM>CM>RM>SM。

表2 不同覆蓋處理避雨葡萄園葡萄生長(zhǎng)期5～25 cm各土層深度地溫日變幅動(dòng)態(tài)Fig.2 Dynamic changes of temperature daily amplitudes of different layers of 5 to 25 cm soil of sheltered vineyard under different mulching models during grape growth season

表2(續(xù))

2.2 土壤水分

圖2為5月中旬土壤含水量的垂直變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，不同覆蓋處理的土壤水分垂直變化趨勢(shì)不同。就0～10 cm表層土壤而言，各處理土壤含水量大小順序依次為WM>CM>RM>SM>CK，前4個(gè)處理分別較CK顯著增加7.35、5.43、4.08和2.06個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05)。各處理0～60 cm土層土壤含水量的平均值表現(xiàn)為RM>SM>CM>WM>CK，前4個(gè)處理分別較CK顯著增加5.60、4.24、4.06和2.77個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05)。

圖2 不同覆蓋處理避雨葡萄園0～60 cm各土壤深度水分含量Fig.2 Soil moisture of different layers of 0 to 60 cm soil of sheltered vineyard under different mulching treatments

2.3 近地表氣溫及空氣相對(duì)濕度

由圖3可知，各覆蓋處理近地表50 cm處氣溫均表現(xiàn)為3—6月逐漸升高，7月略降低后8月回升，9—10月大幅降低；而近地表空氣相對(duì)濕度變化規(guī)律則與氣溫相反。可能是由于試驗(yàn)期間，7月降雨較多，故7月氣溫降低，空氣相對(duì)濕度增大。除9月CK氣溫低于CM外，3—10月各處理近地表氣溫基本表現(xiàn)為RM>WM>CK>CM>SM，相差0.01～2.07℃。3—10月各處理近地表空氣相對(duì)濕度大小依次均為SM>CM>CK>RM、WM，其中SM在5、6、8月近地表空氣相對(duì)濕度顯著高于其余處理(P<0.05)，CM在5—6月空氣相對(duì)濕度顯著高于CK、RM和WM(P<0.05)。

圖3 不同覆蓋處理避雨葡萄園葡萄生長(zhǎng)期近地表氣溫及相對(duì)濕度動(dòng)態(tài)Fig.3 Dynamic changes of near-surface temperature and relative humidity under different mulching treatments during grape growth season

2.4 土壤酶活性

2.4.1 各處理3—9月土壤酶活性的動(dòng)態(tài)趨勢(shì) 由圖4可知，除過(guò)氧化氫酶外，3—9月不同覆蓋處理同一種土壤酶活性動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)基本一致。3—9月脲酶和蛋白酶活性變化趨勢(shì)基本相同，即3—5月逐漸降低，6—7月升高，8—9月降低；蔗糖酶和酸性磷酸酶活性月動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)基本一致，均呈雙峰曲線，即5月出現(xiàn)一個(gè)較低的峰值，8月達(dá)到最高峰。不同處理的過(guò)氧化氫酶活性趨勢(shì)不同，SM的過(guò)氧化氫酶活性在3—5月逐漸降低，6—8月呈上升趨勢(shì)，隨后下降，其余處理過(guò)氧化氫酶活性則在3—6月逐漸降低，之后趨于穩(wěn)定。

3—4月各處理5種土壤酶活性大小順序均表現(xiàn)為：WM>SM>CK>RM>CM(除蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶為CM>RM)；6—8月各處理各土壤酶活性大小順序總體為SM>CM>RM>WM、CK(WM和CK的土壤酶活性差異不大)；9月SM的5種土壤酶活性均最高，其次是WM。

2.4.2 各處理土壤平均酶活性 表3為各土壤酶活性3—9月的平均值，SM的5個(gè)土壤酶活性均顯著高于其他處理。SM和CM的蔗糖酶活性分別較CK顯著提高22.22%、11.11%(P<0.05)；SM、CM、WM和RM的酸性磷酸酶活性分別較CK顯著提高38.25%、16.59%、14.75%和13.825(P<0.05)；SM和WM的過(guò)氧化氫酶活性分別較CK顯著提高35.67%、11.11%(P<0.05)；SM的脲酶活性較CK顯著提高27.93%(P<0.05)；SM、CM、WM的蛋白酶活性分別較CK顯著增加37.50%、21.97%、19.70%(P<0.05)。

表3 不同覆蓋處理土壤酶活性Table 3 The soil enzyme activities under different covering materials

圖4 不同覆蓋處理避雨葡萄園葡萄生長(zhǎng)期土壤酶活性動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Chang rules of soil enzyme activities of sheltered vineyard under different mulchingmaterias during grape growth season

圖5 不同覆蓋處理避雨葡萄園葡萄生長(zhǎng)期土壤酶指數(shù)動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamic changes of soil enzyme index of sheltered vineyard under different mulching treatments during grape growth season

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)Note: Different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level.圖6 不同覆蓋處理的土壤酶指數(shù)季節(jié)變化均值Fig.6 Seasonal mean of soil enzyme index of different mulching treatments

注：不同小字字母表示同一處理不同酶之間的差異顯著(P<0.05)Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different enzyme in the same treatment.圖7 不同覆蓋處理的土壤酶活性季節(jié)變異系數(shù)Fig.7 Seasonal variation coefficient of soil enzyme activities of different mulching treatments

2.4.3 土壤酶指數(shù) 圖5為3—9月各處理土壤酶指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，3—6月期間，SM、CM和RM的土壤酶指數(shù)逐漸升高，而CK和WM的土壤酶指數(shù)則呈降低趨勢(shì)；隨后各處理土壤酶指數(shù)趨勢(shì)一致，均呈先升高后降低的趨勢(shì)。春秋季(3、4、9月)WM和SM的土壤酶指數(shù)顯著高于CK(P<0.05)；而春季RM和CM土壤酶指數(shù)顯著低于CK(P<0.05)，秋季(9月)RM、CM和CK土壤酶指數(shù)差異較小，夏季(6—8月)SM、CM和RM土壤酶活性顯著高于WM和CK(P<0.05)，WM和CK間差異不顯著(P>0.05)。

圖6為3—9月土壤酶指數(shù)的平均值，就葡萄整個(gè)生育期而言，土壤酶指數(shù)表現(xiàn)為SM>CM>WM>RM>CK，前4個(gè)處理分別較CK增加81.26%、27.91%、25.75%、14.55%，其中SM、CM和WM的土壤酶指數(shù)顯著高于CK(P<0.05)

2.4.4 土壤酶活性季節(jié)變異系數(shù) 圖7為不同覆蓋處理各土壤酶活性在3—9月的季節(jié)變異系數(shù)，不同覆蓋處理脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性變異系數(shù)大小不一，但均顯著高于蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶。除WM的過(guò)氧化氫和蔗糖酶酶活性變異系數(shù)差異不顯著外，其他處理的過(guò)氧化氫酶活性變異系數(shù)均顯著低于蔗糖酶；而WM的土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶及酸性磷酸酶活性變異系數(shù)均低于其他處理，但其過(guò)氧化氫酶活性變異系數(shù)較高。

3 討論

3.1 覆蓋材料與土壤理化性狀及地上小氣候

本研究中，在葡萄生長(zhǎng)期，透明地膜處理(WM)的地溫均高于CK；而地布處理(CM)、秸稈處理(SM)和反光膜處理(RM)在3—9月的地溫均低于CK，10月的則高于CK，且均表現(xiàn)為地布處理>反光膜處理>秸稈處理。前人研究也表明，透明地膜處理能有效提高土壤耕層溫度，地布處理和秸稈處理對(duì)土壤溫度具有雙重調(diào)節(jié)效應(yīng)，防止地溫過(guò)高或過(guò)低[13-15]。另外，本研究結(jié)果表明秸稈處理和反光膜處理均可以起到穩(wěn)定地溫，減緩時(shí)間和空間上土壤溫度變化的作用，其中秸稈處理效果最明顯，而透明地膜和地布處理在高溫時(shí)將加劇地溫變化，低溫時(shí)則能穩(wěn)定地溫。透明地膜處理、反光膜處理、秸稈處理和地布處理覆蓋具有較好的土壤水分保持功能，與前人研究結(jié)果一致[16]，其中反光膜處理的平均土壤水分含量最高，而透明地膜處理表層土壤水分含量較高，而深層土壤含水量較低，這可能是因?yàn)橥该鞯啬ぬ幚硗寥赖乇頊囟容^高，使深層土壤的水分上升到地表形成水汽，夜間溫度降低水汽則凝結(jié)滴落在地表[17]，導(dǎo)致地布處理0～10 cm表層土壤水分含量高于其他處理，但較高的地溫也導(dǎo)致樹(shù)面水分蒸發(fā)量提高，土壤耗水量增加[9]。與CK相比，反光膜處理和透明地膜處理提高了葡萄園近地表氣溫、降低了空氣相對(duì)濕度，而地布處理和秸稈處理則降低了葡萄園近地表氣溫、增加了空氣相對(duì)濕度，這可能是由地膜的不透氣性導(dǎo)致的，另外反光膜對(duì)光線的反射也能增加棚內(nèi)溫度；而由于秸稈和地布的隔斷作用，使地面有效輻射減少導(dǎo)致近地表氣溫降低、空氣相對(duì)濕度增加[18]，4種地表覆蓋模式均可避免棚內(nèi)出現(xiàn)高溫高濕現(xiàn)象，有利于降低葡萄發(fā)病率。

3.2 覆蓋材料與土壤酶活性

3.2.1 不同覆蓋材料對(duì)土壤酶活性季節(jié)變化規(guī)律的影響 前人關(guān)于季節(jié)對(duì)各種土壤酶的影響研究結(jié)果不一[19-23]。本研究中，各處理土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、酸性磷酸酶活性及土壤酶指數(shù)均呈現(xiàn)基本一致的季節(jié)變化規(guī)律，表明各覆蓋處理對(duì)脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、酸性磷酸酶活性季節(jié)變化規(guī)律無(wú)顯著影響。CK和地布處理、透明地膜處理、反光膜處理土壤過(guò)氧化氫酶活性3月最高，并逐漸降低，6—9月趨于穩(wěn)定，而秸稈處理過(guò)氧化氫酶活性在3—5月逐漸降低，后逐漸升高，9月再次降低，這可能是因?yàn)檫^(guò)氧化氫酶屬于氧化還原酶類，參與土壤腐殖質(zhì)的形成[21]，試驗(yàn)前一年晚秋施入的有機(jī)物沒(méi)有完全分解，早春氣溫回升，土壤中過(guò)氧化氫酶活性提高，促進(jìn)有機(jī)物分解形成腐殖質(zhì)，隨后地布處理、透明地膜處理、反光膜處理和CK隨著土壤中有機(jī)物的分解減少，過(guò)氧化氫酶活性逐漸降低并趨于穩(wěn)定，而隨氣溫升高秸稈處理的土壤微生物數(shù)量及活性提高，秸稈被微生物分解進(jìn)入土壤，促進(jìn)過(guò)氧化氫酶活性逐漸升高，9月隨著氣溫降低過(guò)氧化氫酶活性再次降低，但朱海強(qiáng)等[24]研究發(fā)現(xiàn)艾比湖濕地怪柳群萌芽期土壤過(guò)氧化氫酶活性高于生長(zhǎng)旺盛期，而蘆葦群萌芽期土壤過(guò)氧化氫酶活性卻低于生長(zhǎng)旺盛期，另外趙德英[4]研究發(fā)現(xiàn)秸稈和地膜覆蓋處理4—5月土壤過(guò)氧化氫酶活性逐漸降低，但6—8月活性卻逐漸升高，這可能是由土壤理化性質(zhì)和植物類型差異造成的，不同作物或同一作物在不同生育期階段，其根系分泌物的數(shù)量和種類不同[25]，根系系分泌物中含有大量土壤微生物和土壤酶類活動(dòng)所需的各種養(yǎng)分以及某些促進(jìn)微生物產(chǎn)生更多土壤酶的信號(hào)物質(zhì)，進(jìn)而改變土壤酶活性[26-28]。

3.2.2 不同覆蓋材料對(duì)土壤酶活性大小的影響 土壤酶指數(shù)可反映各土壤酶因子的綜合作用，即土壤酶綜合活性[29]。本研究中透明地膜處理有利于提高春、秋季(3—4月和9月)土壤酶綜合活性，而夏季(6—8月)土壤酶綜合活性與CK基本相同，地布處理和反光膜處理夏季土壤酶活性高于CK，春季低于CK，秋季與CK基本相同，而秸稈處理有利于提高春、夏、秋三季土壤酶綜合活性，其原因可能是透明地膜處理在冬春秋三季能顯著提高耕層的土壤溫度，但夏季會(huì)導(dǎo)致土壤溫度過(guò)高，不利于土壤酶活動(dòng)，地布處理和反光膜處理在夏季可防止地溫過(guò)高從而提高土壤酶活性，但春秋兩季，土壤溫度回升慢，不利于土壤酶活動(dòng)；秸稈處理可緩解夏季土壤高溫，減少土壤水分蒸發(fā)，且秸稈覆蓋透氣性優(yōu)于地膜覆蓋，并能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量[30-31]，從而為植物生長(zhǎng)提高穩(wěn)定的水肥氣熱條件，故秸稈覆蓋可提高春、夏、秋三季土壤酶綜合活性，且本研究中秸稈處理的土壤酶指數(shù)3—9月的平均值顯著高于其他處理。大量研究也表明秸稈和地膜覆蓋均可提高土壤酶活性，而秸稈覆蓋效果較佳[32-33]。

3.2.3 土壤酶活性季節(jié)變異系數(shù) 酶活性變異系數(shù)可以表示酶對(duì)環(huán)境介質(zhì)變化的敏感程度，朱海強(qiáng)等[24]對(duì)艾比濕湖土壤酶活性研究結(jié)果表明其變異系數(shù)大小為過(guò)氧化氫酶>磷酸酶>脲酶，而羅來(lái)超等[34]卻發(fā)現(xiàn)河南小麥田土壤酶活性變異系數(shù)大小為脲酶>脫氫酶>蛋白酶>蔗糖酶>過(guò)氧化氫酶，不同的結(jié)果可能與土壤類型、地上部作物及栽培管理技術(shù)有關(guān)。而本研究結(jié)果表明土壤脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶在葡萄不同生長(zhǎng)季節(jié)活性差異較大，即對(duì)因葡萄物候期不同引起生存環(huán)境的變化較敏感，而過(guò)氧化氫酶活性變異系數(shù)較小則相對(duì)較穩(wěn)定。因此，過(guò)氧化氫酶可作為避雨栽培葡萄園中各處理土壤酶活性差異的指示指標(biāo)。綜合來(lái)看，秸稈處理的過(guò)氧化氫酶活性顯著高于其他處理，地布處理和透明地膜處理二者間無(wú)顯著差異但顯著高于CK，而反光膜處理與CK無(wú)顯著差異，這與各處理間土壤酶指數(shù)差異表現(xiàn)基本一致。

4 結(jié)論

綜合4種地表覆蓋材料對(duì)避雨葡萄園微環(huán)境及土壤酶活性的影響來(lái)看，秸稈處理是避雨葡萄園較為適宜的土壤管理方式。秸稈處理具有明顯的保水作用以及夏季降低地溫的作用，可促進(jìn)大棚內(nèi)葡萄高溫季節(jié)的生長(zhǎng)，且其土壤溫度變幅最小，可為葡萄根系創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境；另外秸稈處理具有較高的土壤酶活性可加快土壤養(yǎng)分循環(huán)為植物提供充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)秸稈也可補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)。但秸稈處理不利于春季土壤回溫，所以春季可選擇鋪設(shè)透明地膜提高土壤溫度，促進(jìn)葡萄根系生長(zhǎng)并提早萌芽，而夏季和秋季覆蓋秸稈可為葡萄根系提供水熱平衡、高肥力的土壤環(huán)境。