覆膜種植對(duì)高寒區(qū)土壤水熱、養(yǎng)分和苜蓿越冬的影響

周洋洋, 景媛媛, 徐長(zhǎng)林, 魚(yú)小軍

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院， 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心， 甘肅省草業(yè)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070)

青藏高原草地面積約占我國(guó)草地總面積的63.9%[1]，是我國(guó)傳統(tǒng)牧區(qū)之一，具有重要的經(jīng)濟(jì)地位和生態(tài)地位[2-3]。該區(qū)域冷季漫長(zhǎng)，暖季短暫，家畜“夏壯”、“秋肥”、“冬瘦”和“春死”現(xiàn)象較為普遍[4-6]，“常年放牧、靠天養(yǎng)畜”的傳統(tǒng)放牧模式制約著草地生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和畜牧業(yè)的發(fā)展。此外，該區(qū)域高蛋白飼草極度匱乏，草原牧草無(wú)法滿(mǎn)足家畜生長(zhǎng)和健康的要求，栽培粗蛋白質(zhì)含量高的優(yōu)質(zhì)豆科牧草十分必要。

覆膜可改變土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)及水熱狀況來(lái)影響土壤微生物及土壤酶活性，從而影響土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運(yùn)效果[10]。覆膜處理使土壤水熱條件良好，作物根系生長(zhǎng)旺盛，為微生物的生長(zhǎng)提供了有利條件，這使得土壤有機(jī)質(zhì)礦化加速[11]、土壤速效養(yǎng)分的含量增加[12-14]、土壤酶活性增加[15-16]。對(duì)半干旱區(qū)平地、坡耕地[12,17]、北溫帶季風(fēng)區(qū)[18]的研究均發(fā)現(xiàn)，地表覆蓋可以顯著提高土壤中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、全氮和堿解氮含量，增加土壤肥力。但目前的一些研究認(rèn)為，長(zhǎng)期覆膜會(huì)使土壤養(yǎng)分過(guò)度消耗[19]，降低土壤肥力；還有學(xué)者認(rèn)為地膜覆蓋阻礙了土壤與大氣間氣體交換，致使膜下氣壓增大，不利于土壤中植物、動(dòng)物和微生物活動(dòng)產(chǎn)物的積累，使土壤酶活性降低[20]。可見(jiàn)，覆膜對(duì)土壤養(yǎng)分和酶活性的影響結(jié)論不一致，這主要是土壤養(yǎng)分變化是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)過(guò)程，受到多方面因素的影響，如初始含量、施肥用量、耕作方式、種植制度、土壤質(zhì)地、作物類(lèi)型、氣候環(huán)境等因素[21]。

受限于寒冷、干旱以及栽培技術(shù)的影響，采用普通種植方式在高寒地區(qū)種植苜蓿，苜蓿生長(zhǎng)緩慢。目前，覆膜技術(shù)發(fā)展成熟，已在干旱半干旱區(qū)域廣泛應(yīng)用[7-8]，但在高寒區(qū)利用覆膜種植苜蓿并沒(méi)有大面積推廣示范。關(guān)于覆膜對(duì)高寒區(qū)苜蓿草地的研究主要集中在苜蓿形態(tài)特征、越冬率、土壤水分和溫度變化、膜下雜草的研究[9]。關(guān)于覆膜對(duì)高寒區(qū)苜蓿地土壤水熱影響下的氮素特征及酶活性的影響并沒(méi)有涉及。

本試驗(yàn)在青藏高原東北緣的甘肅省武威市天祝高寒區(qū)設(shè)置壟溝覆膜(FMRF)、平膜(MPG)和壟溝(RF)3種種植方式，研究膜覆蓋方式對(duì)苜蓿地土壤水熱、氮素含量和酶活性影響。在高寒區(qū)，這3種種植模式下苜蓿所受的溫度和水分變化不盡相同，通過(guò)對(duì)溫度和水分變化的響應(yīng)，苜蓿地的氮素含量及土壤酶活性也發(fā)生變化。理論上，在水熱條件良好，根系生長(zhǎng)旺盛的情況下，土壤養(yǎng)分循環(huán)和土壤酶活性都會(huì)得到正面提升。但高寒區(qū)氣候溫度較低，覆膜對(duì)土壤養(yǎng)分和酶活性的影響還有待探索。本研究將覆膜種植方式應(yīng)用于高寒地區(qū)，研究分析青藏高原高寒區(qū)旱作條件下3種種植模式對(duì)促進(jìn)苜蓿地土壤養(yǎng)分和酶活性的影響機(jī)制，為高寒地區(qū)或類(lèi)似區(qū)域牧草栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試苜蓿品種為‘甘農(nóng)1號(hào)’雜花苜蓿(MedicagovariaMartin.(M.sativaL.×M.falcataL.)‘Gannong NO.1’)，是由曹致中等[22]選育的抗寒性良好的苜蓿品種。種子購(gòu)買(mǎi)于甘肅創(chuàng)綠草業(yè)科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)天祝高山草原試驗(yàn)站。該站位于青藏高原東北緣的甘肅省武威市天祝藏族自治縣抓喜秀龍鎮(zhèn)轄區(qū)(37°40 ′ N，102°32 ′ E)，海拔2 960 m，氣候濕潤(rùn)，空氣稀薄且輻射強(qiáng)，無(wú)絕對(duì)無(wú)霜期，一年僅分兩季(冷季和暖季)，7月份平均氣溫12.7℃，1月份平均氣溫-10.3℃，年平均氣溫-0.1℃，年均積溫為1 380.0℃；年平均降水量為416 mm，多為地形雨，雨期大多集中于3個(gè)月份(7，8和9月份)(圖1)[23]。試驗(yàn)地土壤主要為亞高山草甸土和亞高山黑鈣土，土壤pH在7.0～8.2之間。土壤全氮1.51 g·kg-1、全磷0.62 g·kg-1、全鉀18.42 g·kg-1、堿解氮62.41 mg·kg-1、速效磷7.02 mg·kg-1、速效鉀324.22 mg·kg-1、土壤有機(jī)質(zhì)含量100.30 g·kg-1。

圖1 天祝高寒區(qū)月均氣溫和降水量Fig.1 Monthly average temperature and precipitation in Tianzhu alpine region

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共3個(gè)處理，基于高寒區(qū)傳統(tǒng)的種植模式壟溝種植[24](Ridge and furrow，RF)為對(duì)照，設(shè)壟溝覆膜(Film mulching on ridge and furrow，F(xiàn)MRF)和平膜全覆(Film mulching parallel to the ground,MPG)為試驗(yàn)組。壟溝和壟溝覆膜處理中，壟為集雨區(qū)，溝為種植區(qū)；壟寬30 cm，壟高15 cm，壟坡45°(圖2)。試驗(yàn)所用地膜為幅寬1.2 m，厚度0.008 mm的白色地膜。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)小區(qū)3 m ×5 m，小區(qū)間隔0.5 m，重復(fù)3次，壟溝處理為對(duì)照組。2017年5月1日進(jìn)行種植，穴播，每穴10粒，播種深度2～3 cm，株距10 cm，行距30 cm，出苗后酌情補(bǔ)苗和減苗，確保每穴3～5株成活。

圖2 種植示意圖Fig.2 Schematic diagram of planting

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

地上生物量：于2017年10月25日在種植苜蓿的各小區(qū)內(nèi)選擇3個(gè)0.5 m×0.5 m的樣方，將地上部分用剪刀剪下裝入信封袋內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室，在105℃下殺青15 min，然后置于65℃下烘24 h，稱(chēng)重。

越冬率：春季返青時(shí)統(tǒng)計(jì)苜蓿總植株數(shù)和存活植株數(shù)，越冬率(%)=存活數(shù)/總數(shù)×100%。

土壤溫度：于苜蓿生長(zhǎng)中后期(2017年8月份)，在晴天上午8時(shí)開(kāi)始測(cè)定0～25 cm(5 cm為1個(gè)土層深度)土層的溫度，每隔3 h測(cè)定1次，分別測(cè)量8∶00，11∶00，14∶00，17∶00和20∶00各土層的溫度。由于高寒區(qū)氣候不穩(wěn)定，本試驗(yàn)地土壤溫度數(shù)據(jù)由2017年8月份試驗(yàn)地的3個(gè)不連續(xù)晴天數(shù)據(jù)平均而得。

土壤水分：于2017年5，6，7和8月份中旬，用直徑為3.5 cm的土鉆在每個(gè)小區(qū)采集0～10 cm，10～20 cm，20～30 cm，采用“五鉆合一”法在苜蓿株間鉆取土樣，混合均勻，剔除石塊根系四分法分樣，采用烘干法測(cè)定，重復(fù)3次。

土壤養(yǎng)分及土壤酶活性的測(cè)定：于2017年8月15日對(duì)試驗(yàn)地各小區(qū)用直徑為3.5 cm的土鉆在每個(gè)小區(qū)采集0～10 cm，10～20 cm，20～30 cm，采用“五鉆合一”法在苜蓿株間鉆取土樣，混合均勻，四分法分樣。每處理每土層3次重復(fù)。RF和FMRF處理，在壟溝和壟背分別進(jìn)行分層取樣，平膜處理按0～10 cm，10～20 cm和20～30 cm直接取樣。土樣剔除雜質(zhì)分為2份，1份4℃保存帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，另1份自然風(fēng)干后分別過(guò)0.25 mm和1 mm篩，用于堿解氮、全氮、有機(jī)質(zhì)、過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶和脲酶的測(cè)定。土壤養(yǎng)分測(cè)定參考鮑士旦的《土壤農(nóng)化分析》[25]。銨態(tài)氮和硝態(tài)氮：KCl浸提-靛酚藍(lán)比色法；硝態(tài)氮：酚二磺酸比色法；堿解氮：堿解擴(kuò)散法；全氮：用凱氏定氮法；有機(jī)質(zhì):重鉻酸鉀容量法—稀釋熱法。土壤酶活性測(cè)定參考關(guān)松蔭的《土壤酶及其研究法》[26]。過(guò)氧化氫酶：高錳酸鉀滴定法；蔗糖酶：3,5-二硝基水楊酸比色法；脲酶：苯酚鈉-次氯酸鈉比色法。銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、堿解氮、蔗糖酶和脲酶含量用每kg土樣干重所含mg數(shù)表示，全氮和有機(jī)質(zhì)含量用每kg土樣干重所含g數(shù)表示，過(guò)氧化氫酶活性以每g干土1 h內(nèi)消耗的0.1 mol·L-1KMnO4體積數(shù)表示(以mL計(jì))。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0中Compare Means對(duì)不同處理下土壤溫度、土壤水分、氮素含量和酶活性進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著性采用Duncan法進(jìn)行多重比較(P=0.05)，圖表所有數(shù)值均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，采用Excel 2010制圖。土壤氮素與土壤脲酶間相關(guān)性分析采用SPSS 19.0中Bivariate correlation分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植方式對(duì)苜蓿種植當(dāng)年地上生物量和越冬率的影響

由表1可知，RF，MPG和FMRF處理下苜蓿地上生物量和越冬率數(shù)值從小到大均為RF

表1 種植方式對(duì)苜蓿種植當(dāng)年地上生物量和越冬率的影響Table 1 Effects of planting methods on aboveground biomass and overwintering rate of alfalfa

2.2 種植方式對(duì)土壤溫度和水分的影響

由表2可知，與RF處理相比，MPG和FMRF處理顯著增加了晴天各時(shí)間點(diǎn)不同土壤層溫度(P<0.05)，為苜蓿生長(zhǎng)提供了有利條件。覆膜對(duì)表層土壤的溫度影響較大，尤其是0～15 cm。15～25 cm深層土壤的增溫表現(xiàn)出一定的時(shí)間滯后性。2種覆膜處理對(duì)土壤溫度的日增溫效果均顯著高于不覆膜處理(P<0.05)，MPG在白天氣溫較高的時(shí)間點(diǎn)(14：00)對(duì)5～15 cm土壤的增溫效果顯著大于FMRF處理(P<0.05)，而在17：00時(shí)2處理間的土壤溫度差異不顯著。這說(shuō)明MPG處理可以快速地增加土壤溫度，并向土壤深處傳遞熱量。而FMRF處理增溫緩慢，傳遞速度也較慢。

表2 種植方式對(duì)土壤溫度日變化的影響Table 2 Effect of planting method on daily variation of soil temperature 單位：℃

由表3可知，各月份中，土壤含水量在RF和MPG處理下均隨土層的加深呈增加的趨勢(shì)，而FMRF處理下土壤含水量隨土層的加深呈先降后升的變化趨勢(shì)，且RF和MPG下0～10 cm土壤含水量低于30～40 cm。6，7，8月份各土層中，土壤水分含量變化表現(xiàn)為：FMRF>MPG>RF，且差異顯著(P<0.05)?？梢?jiàn)，覆膜能夠極大提高土壤水分含量，F(xiàn)MRF處理對(duì)水分的攔截作用大于MPG，使得土壤水分更高。

表3 種植方式對(duì)土壤水分的影響Table 3 Effect of planting method on soil moisture 單位：%

2.3 種植方式對(duì)土壤氮素特征的影響

由表4可知，隨著土層增加，土壤全氮含量逐漸降低。0～10 cm，10～20 cm及 20～30 cm的土壤全氮各處理間差異不顯著。處理組和對(duì)照組的壟上全氮含量均高于溝下。

由表4可知，各處理間堿解氮含量為：FMRF>MPG>RF，3種處理的壟上(-R)的堿解氮含量均高于溝下(-F)。且0～20 cm土層，2種覆膜處理下的堿解氮含量顯著高于RF處理，F(xiàn)MRF處理也顯著高于MPG。隨著土層增加，覆膜處理下的堿解氮含量降低，不覆膜處理的增加。

由表4可知，2種覆膜處理的銨態(tài)氮含量高于不覆膜處理，且在表層土壤差異性大，20～30 cm土層各處理間無(wú)顯著性差異。不論覆膜與否，壟上的銨態(tài)氮含量高于溝下。

由表4可知，各處理間硝態(tài)氮含量變化：FMRF>MPG>RF。同樣是壟上的硝態(tài)氮含量高于溝下的，RF處理下各土層的壟和溝差異不顯著，但FMRF-R在各土層的硝態(tài)氮顯著高于FMRF-F(P<0.05)。除了FMRF-R外，其余處理的硝態(tài)氮含量隨著土壤深度的增加而增加。

表4 種植方式對(duì)土壤氮含量的影響Table 4 Effect of planting on soil nitrogen content

2.4 種植方式對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的影響

土壤有機(jī)質(zhì)含量變化為：FMRF>MPG>RF，且隨著土層深度增加，有機(jī)質(zhì)含量降低，壟溝處理中，壟上的有機(jī)質(zhì)含量高于溝內(nèi)的。各處理間土壤有機(jī)質(zhì)含量差異均不顯著(P<0.05)。

表5 種植方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響Table 5 Effects of planting methods on soil organic matter content

2.5 種植方式對(duì)土壤酶活性影響

由表6可知，蔗糖酶、脲酶、過(guò)氧化氫酶的變化趨勢(shì)均為：FMRF>MPG>RF，且壟上酶活高于溝下。2種覆膜處理下的3種酶在各土層的含量高于不覆膜處理，且FMRF處理的土壤酶活性更高一些。在0～10 cm表層土壤中，覆膜處理的3種土壤酶活性均顯著高于不覆膜處理(P<0.05)。無(wú)論覆膜與否，壟上的土壤酶含量高于溝下的。隨著土層增加，各處理的土壤酶含量降低。

表6 種植方式對(duì)土壤酶活性的影響Table 6 Effects of planting methods on soil enzyme activities

3 討論

3.1 種植方式對(duì)苜蓿種植當(dāng)年地上生物量和越冬率的影響

在氣候寒冷的地區(qū)，受限于寒冷、干旱以及缺乏適宜的栽培技術(shù)，普通種植方式下苜蓿在種植當(dāng)年生長(zhǎng)慢、越冬率低，但二年齡以上的苜蓿在不加任何越冬保護(hù)措施下，基本可以自然越冬[27]。壟作種植具有易于排澇、灌溉和可依據(jù)降水量分配情況將作物種植在壟側(cè)或壟上種植以達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)效果等優(yōu)勢(shì)，此耕作方式已被應(yīng)用于作物(土豆Solanumtuberosum,油菜BrassicanapusL.,玉米ZeamaysL.,小麥TriticumaestivumL.,水稻OryzasativaL.,花生ArachishypogaeaL.,煙草NicotianatabacumL.等)生產(chǎn)[28]。而覆膜作為干旱區(qū)半干旱區(qū)成熟的耕作技術(shù)，可以提高作物產(chǎn)量。在高寒區(qū)采用覆膜方式能夠促進(jìn)苜蓿生長(zhǎng)，使苜蓿在進(jìn)入冬季之前植株生長(zhǎng)健壯，更能抵抗寒冷，增加越冬率[9]。本試驗(yàn)采用覆膜種植苜蓿顯著促進(jìn)了苜蓿當(dāng)年的生長(zhǎng)和越冬，比傳統(tǒng)種植方式RF[24]相比，F(xiàn)MRF和MPG處理下苜蓿越冬率提高了25.76%和23.79%。

3.2 種植方式對(duì)苜蓿草地土壤溫度和水分的影響

塑料薄膜對(duì)熱能的吸收能夠顯著增加，且往下層傳導(dǎo)，這使得覆膜種植技術(shù)可以有效提高高寒地區(qū)土壤水分含量和土壤溫度，改變農(nóng)田外部小環(huán)境。FMRF起壟及苜蓿的生長(zhǎng)使溝下陽(yáng)光照射面積減小[9]，導(dǎo)致FMRF處理的增溫效果弱于MPG處理。由于地膜的不透氣性可以有效保持土壤白天吸收的熱量，在夜間和清晨溫度較低的時(shí)間段，覆膜可以更有效防止土壤熱量流逝；同時(shí)，土壤深層的溫度上傳至淺層土壤，以此在膜下形成一個(gè)熱循環(huán)，減小溫差，對(duì)作物的生長(zhǎng)提供有力條件[29]。有研究表明覆膜對(duì)不同深度土層的溫度日變化不同[30]。本研究的結(jié)果也顯示覆膜對(duì)表層土壤的溫度影響較大，尤其是0～15 cm，15～25 cm深層土壤的增溫幅度減小，且表現(xiàn)出一定的時(shí)間滯后性，這是由于熱量在土壤土層間傳遞所引起的，與郭升[31]的研究結(jié)論相一致。雖然MPG處理對(duì)溫度的貢獻(xiàn)大于FMRF，但FMRF處理對(duì)水分的積累卻是高于MPG。

FMRF的種植方式可以更好地集水，尤其是在降雨時(shí)，F(xiàn)MRF可增強(qiáng)土壤截留雨水的能力，提高土壤含水量，而MPG不易于降水的截留。Li等[32]和Gu等[33]也認(rèn)為壟溝集雨是可以減少干旱風(fēng)險(xiǎn)、控制水土流失的一種成功耕作方式。本試驗(yàn)中，F(xiàn)MRF土壤含水量隨土層的加深呈先降后升的變化趨勢(shì)，說(shuō)明該處理通過(guò)覆膜這一物理阻隔減少了水分的散失，并且增溫效應(yīng)使土壤深層水分向上移動(dòng)，增加表層土壤的含水量；此外，膜內(nèi)的水汽液化滴入土壤表層，進(jìn)一步增加土壤表層的含水量[34]。由于FMRF膜下水分含量較高，導(dǎo)致該現(xiàn)象較為明顯[19,35]。在青藏高原高寒地區(qū)，降雨主要集中于7，8和9月份，5，6月份降雨較少。但各月份土壤水分的含量均可以顯示：FMRF處理能夠更有效地減少蒸發(fā)，提高土壤的含水量。

3.3 種植方式對(duì)苜蓿草地土壤氮含量的影響

堿解氮包括無(wú)機(jī)態(tài)氮和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能為作物直接吸收利用的有機(jī)態(tài)氮，它可供作物快速吸收利用，故又稱(chēng)速效氮。本研究覆膜處理下的堿解氮含量高于不覆膜處理，且壟上高于溝下。MPG處理和FMRF壟上和溝下的堿解氮含量隨土層深度增加而降低，RF壟土和溝土的堿解氮均隨土層深度增加而增加。這主要是由于堿解氮在土壤中的含量不夠穩(wěn)定，易受土壤水熱和生物活動(dòng)的影響而發(fā)生變化。覆膜提高了土壤溫度，使微生物活動(dòng)加劇，促進(jìn)養(yǎng)分釋放[41]，使堿解氮的含量增加，并且覆膜提高表層溫度的效果高于深層，使表層的堿解氮含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于深層。

土壤全氮是土壤中各種形態(tài)的氮素之和，包括有機(jī)態(tài)的氮和無(wú)機(jī)態(tài)的氮[40]。本研究各處理土壤全氮含量均為0～10 cm>10～20 cm>20～30 cm，但在相同的土層各處理間差異不顯著。出現(xiàn)此結(jié)果的原因可能是因?yàn)橥寥乐械牡靥幱趧?dòng)態(tài)平衡中[42]。覆膜能夠在促進(jìn)氮素的積累轉(zhuǎn)換的同時(shí)，增加土壤氮庫(kù)積累效率，天祝高寒地區(qū)中土壤呈堿性，土壤中的無(wú)機(jī)氮以硝態(tài)氮為主，硝化效率較高，有利于無(wú)機(jī)氮的保持[43]。

3.4 種植方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量和酶活性的影響

土壤酶主要來(lái)源于土壤微生物和植物根系的分泌物，是一種具有高度催化作用的蛋白質(zhì)[44]，能夠快速地響應(yīng)土壤養(yǎng)分和水熱等條件。土壤脲酶活性與土壤中氮素代謝相關(guān)，是土壤中有機(jī)氮與無(wú)機(jī)氮之間轉(zhuǎn)換能力強(qiáng)弱的指標(biāo)，反映土壤中無(wú)機(jī)態(tài)氮的供應(yīng)能力，蔗糖酶活性的高低是衡量土壤中碳素轉(zhuǎn)化效率及土壤呼吸強(qiáng)度高低的指標(biāo)，過(guò)氧化氫酶與土壤中腐殖質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化速率密切相關(guān)[26]。本研究發(fā)現(xiàn)，各土層土壤蔗糖酶、脲酶和過(guò)氧化氫酶含量均為FMRF-R>FMRF-F>MPG>RF-R>RF-F，且FMRF壟土和溝土蔗糖酶和脲酶含量顯著高于RF壟土和溝土?？赡苁歉材ぬ幚硖岣吡送寥乐械臏囟群秃?，提升了微生物活動(dòng)，活化了酶活性，這與李旺霞等[45]的研究結(jié)果一致。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，隨土層的加深，各處理土壤酶活性降低，說(shuō)明酶活性在空間分布上來(lái)說(shuō)，具有明顯的分層現(xiàn)象，即隨土壤深度的增加，酶活性越小，這與溫曉霞等[44]的研究結(jié)果一致。

土壤肥力的基礎(chǔ)和土壤主要碳庫(kù)的代表物質(zhì)均是有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)含量的高低不僅對(duì)土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)有巨大影響，還對(duì)植物生長(zhǎng)及土壤微生物活性有重要作用。本試驗(yàn)各土層土壤有機(jī)質(zhì)含量均為FMRF>MPG>RF，且壟上高于溝土。FMRF和MPG有效的提高了土壤溫度和水分，增加了微生物活動(dòng)和土壤酶活性，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的分解，但同時(shí)也加速了轉(zhuǎn)化。RF處理在相對(duì)較低的土壤溫度和土壤含水量下，雖然有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化較慢，但也具有較慢的分解速度。這使得處理間的有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著。但從酶活性的角度分析，覆膜的確促進(jìn)了微生物的活動(dòng)，使各種酶活性增強(qiáng)，加速了養(yǎng)分的循環(huán)，這也證實(shí)了本試驗(yàn)中，覆膜對(duì)土壤氮素的的影響，即加快對(duì)有效氮的利用和形態(tài)氮素的轉(zhuǎn)化。無(wú)論覆膜與否，壟土的有機(jī)質(zhì)含量高于溝土，是由于起壟減少了風(fēng)蝕和水蝕，抑制了土壤中有機(jī)質(zhì)的分解作用，而FMRF處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的抑制作用高于RF處理，與寇江濤等[47]的結(jié)論相一致。各處理有機(jī)質(zhì)的含量均為0～10 cm>10～20 cm>20～30 cm，這是因?yàn)楸韺油寥浪疅釛l件較好，微生物和酶活性較好，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化[48]。

4 結(jié)論

本研究表明2種覆膜方式可以顯著提高苜蓿生長(zhǎng)和建植當(dāng)年的越冬率，平作覆膜具有較強(qiáng)的增溫作用，壟溝覆膜處理具有較強(qiáng)的集雨作用。本試驗(yàn)0～30 cm的各土層下的土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、堿解氮、全氮、有機(jī)質(zhì)、蔗糖酶、脲酶和過(guò)氧化氫酶含量均表現(xiàn)為：壟溝覆膜>平作覆膜>壟溝。覆膜處理可以通過(guò)提升土壤溫度和水分，促進(jìn)微生物活動(dòng)，使土壤酶活性增加，進(jìn)而促進(jìn)土壤氮素的循環(huán)，促進(jìn)苜蓿種植當(dāng)年生長(zhǎng)和越冬，為高寒區(qū)苜蓿建植提供了理論依據(jù)。