Effects of nitrogen application and irrigation treatment on soil organic carbon components and enzyme activities in wheat field
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摘要:
探讨不同水氮管理对麦田土壤有机碳（SOC）含量、SOC组分及土壤酶活性的影响，对促进SOC库提升和助力“双碳”目标实现具有重要作用。试验设置雨养和灌溉2个灌水处理及3个施氮水平（分别为0、180和360 kg/hm2，记为N0、N180和N360），共6个处理。于小麦收获期，测定0~40 cm土层SOC、易氧有机碳（EOC）、颗粒有机碳（POC）和矿质结合有机碳（MOC）含量，以及土壤脲酶（UA）、β-葡萄糖苷酶（β -BG）、蔗糖酶（IA）、过氧化氢酶（HPA）活性。结果表明：与雨养条件下相比，灌溉条件下会降低SOC含量，不利于维持SOC的稳定；N180处理下，与灌溉条件下相比，雨养条件SOC含量在0~20和20~40 cm土层中分别提高了6.3%和71.7%；并且在3个氮水平下，雨养条件下的EOC含量均高于灌溉条件。研究显示，施氮180 kg/hm2结合适宜的水分管理有利于促进SOC积累。适宜农田水氮管理不仅是实现作物单产提升的重要途径，在促进SOC库提升和助力实现“双碳”目标方面也发挥着重要作用。
Abstract:Exploring the effects of different water and nitrogen management practices on soil organic carbon (SOC), SOC components, and soil enzyme activities in wheat fields plays an important role in promoting SOC sequestration and contributing to the achievement of dual carbon goals. The experiment included two irrigation treatments, rainfed and irrigated, and three nitrogen application levels of 0, 180, and 360 kg/hm2 (marked as N0, N180 and N360), totaling six treatments. During the wheat harvesting period, soil samples from 0-40 cm depth were collected to measure the contents of SOC, easily oxidizable organic carbon (EOC), particulate organiccarbon (POC), and mineral-associated organic carbon (MOC), as well as the activities of soil urease (UA), β-glucosidase (β-BG), invertase (IA), and catalase (HPA). The results showed that compared to rain-fed conditions, irrigation conditions reduced SOC content, which was unfavorable for maintaining SOC stability. Under N180 treatment, compared to irrigation conditions, SOC content under rain-fed conditions increased by 6.3% and 71.7% in the 0-20 and 20-40 cm layers, respectively. Furthermore, at three nitrogen levels, EOC content under rain-fed conditions was higher than that under irrigation conditions.The study showed that applying 180 kg/hm² of nitrogen combined with appropriate water management was beneficial for promoting SOC accumulation. Proper water and nitrogen management in farmland was not only crucial for increasing crop yields but also played an important role in enhancing SOC storage and helping achieve the "dual carbon" goals.
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Keywords:
- water and nitrogen /
- soil organic carbon (SOC) /
- SOC components /
- soil enzyme activity /
- wheat field
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土壤有机碳（SOC）在调节土壤肥力和功能中发挥着关键作用，影响作物的生产力[1-2]。土壤质量易受周围环境的影响[3]，其变化可以用SOC来指示。一些SOC组分，如矿质结合有机碳（MOC）、颗粒有机碳（POC）等，尽管在SOC中占比较小，但这些组分在响应农业管理措施时的表现更为敏感，均可直接和间接影响SOC含量和组分[4-5]。施肥和灌溉作为农田关键的管理措施，不合理的水氮管理措施会改变土壤健康，进而影响SOC含量[6]。适宜的农田水氮管理是促进SOC库稳定和实现“双碳”目标的重要途径，直接关系到作物单产水平。然而，在我国华北平原因过量施用化肥和过度灌溉等高强度农田管理措施，导致SOC含量普遍低于2%，对土壤碳库固持以及作物单产提升影响较大[7]。研究显示，农田SOC及组分含量的提高可通过适当的水肥管理措施来实现[8]。因此，研究小麦田间灌水和氮肥管理对SOC组分的影响，对于确定适当的农田管理策略，提高土壤肥力和土壤碳固存能力具有重要意义。
国内外针对不同水肥管理模式对SOC及其组分变化进行了大量探讨[5,9]。有研究表明，土壤水分含量的变化对SOC含量的影响取决于有机物质在土壤中的降解与投入过程之间的平衡[10]。灌水能使土壤水分含量得到改善，同时增加微生物活动从而加速有机物的分解；灌水还能增加表层SOC、微生物生物量碳以及易氧有机碳（EOC）含量，并随着灌水量的增加提高土壤碳储量的水平[11]。相似的，SOC及SOC组分对氮的响应也存在一些差异，如许思思等[12]研究发现，氮肥对POC、SOC含量存在显著影响，且在不同水分管理下，SOC含量对氮肥的响应不尽相同。
土壤酶是土壤的重要组成之一，对SOC库的调控具有双重作用。马伟伟等[13]认为，土壤水分的增加对β-葡萄糖苷酶（β-BG）有促进作用，但是氮肥的添加则会抑制β-BG活性。李增强等[14]研究表明，β-BG和土壤蔗糖酶（IA）活性对土壤活性SOC组分含量存在直接影响关系，而过氧化氢酶（HPA）则为间接影响关系。Liu等[15]研究发现，β-BG活性对土壤可溶性SOC、EOC的含量存在积极作用。因此，研究灌水和氮肥施用对土壤酶活性的影响还可进一步探明土壤碳库差异来源。
已有大量研究报道了单一的水、氮施用对SOC及其组分的影响，以及土壤酶活性对SOC组分的响应[13-15]。然而，关于不同土层的水、氮对SOC含量、SOC组分及其酶活性的影响研究较少。本研究拟探讨不同施氮量和水分管理对土壤酶活性的影响，进而讨论其对SOC以及SOC组分的影响，以期为选择适宜的灌水和施肥管理措施来调控麦田SOC库提供依据。
1. 材料与方法
1.1 试验地概况
在辉县中小营育种基地（113°51'E，35°27'N）于2022年10月—2023年6月进行试验。该地属暖温带季风气候，年均气温为12.0~14.5 ℃，年均降水量为182.3 mm。试验生育期降水量和平均气温如图1所示。试验前土壤0~20 cm土层基本养分含量如表1所示。
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图 1 小麦生育期内降水量和平均气温Figure 1. Rainfall and average temperature during wheat growth period表 1 土壤0~20 cm土层基本理化性质Table 1. Basic physicochemical properties of 0-20 cm soil土壤质地 土壤容重/
（g/cm3）有机质/
（g/kg）全氮/
（g/kg）速效磷/
（mg/kg）速效钾/
（mg/kg）壤土 1.38 11.60 0.89 18.50 106 1.2 试验设计
试验采用两因素随机区组裂区试验。水分处理为主区，即全生育期间雨养（R）和灌溉（I）共2个水分管理，采用畦灌的形式在越冬期、拔节期和灌浆期这3个时期进行灌水，每次灌溉量为60 mm，灌溉量共180 mm；副区根据目标产量小麦的推荐适宜施氮量[16]并结合当地的实际生产经验，设置3个施氮（N）水平（分别为0、180和360 kg/hm2）；试验畦埂宽30 cm，主、副区之间均设置隔离带宽1.5 m。播量25万基本苗采用机械条播，施用P2O5（90 kg/hm2）和K2O（75 kg/hm2），在整地前将50%氮肥和全部钾、磷肥作为底肥施入，追肥为剩余的50%氮肥于拔节中期进行。氮肥为尿素（N，46%）、磷肥为磷酸氢钙（P2O5，22%）、钾肥为氯化钾（K2O，60%）。小麦生育期间其他大田管理与当地高产试验田管理相同。
1.3 土壤样品采集与预处理
小麦成熟期采用土钻法根据五点取样、四分法留取，在试验地0~40 cm的耕层中收集土壤样品，一部分用自封袋装土壤样品并放入冰盒使其处于低温环境中，带回实验室于−20 ℃冰箱贮存，用于测定硝态氮（${\mathrm{NO}}_3^- $-N）和铵态氮（${\mathrm{NH}}_4^+ $-N）。另一部分土样用于测定土壤物理-化学性质与土壤酶活性，在室温下风干，粉碎过0.1 mm筛后备用。
1.4 测定项目与方法
土壤基本理化特性测定方案参考文献[17]。${\mathrm{NO}}_3^- $-N和${\mathrm{NH}}_4^+ $-N用K2SO4提取后使用连续流动分析仪（AA3型，德国Seal公司）测定，速效钾含量采用火焰光度法测定，全氮含量采用半微量凯氏法测定，速效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提法测定，有机质含量采用重铬酸钾容量法测定。
SOC组分含量测定参考文献[18]。SOC采用重铬酸钾-浓硫酸外加热法测定，EOC采用333 mmol/L高锰酸钾氧化法测定，POC采用偏磷酸钠浸提法测定。MOC（<0.053 μm）测定：在提取POC的基础上，土壤浑浊液过53 μm的筛子，然后用超纯水冲洗3遍，过筛后的土壤在60 ℃下烘干至恒量，用于MOC含量测定。
土壤酶活性测定方法参照文献[19]。IA、β-BG和UA用比色法测定；HPA用滴定法测定。
1.5 数据处理与分析
数据分析通过Excel 2021、SPSS 26.0软件完成，采用Duncan法进行ANOVA方差分析，并用Origin 2019和R 4.0.2软件绘图。
2. 结果与分析
2.1 氮和水分管理对土壤有机碳的影响
水分管理和施氮量对SOC含量的影响如图2所示。0~20 cm土层中，雨养和灌溉条件下的N180处理SOC含量显著高于N0和N360处理（P <0.05）。20~40 cm土层中，灌溉条件下的3个氮水平无显著差异〔图2（a）〕，而雨养条件下N180处理的SOC含量显著高于N0和N360处理（P<0.05）〔图2（b）〕，这表明在N180处理下有助于提高SOC含量。在N180处理下，与灌溉条件下相比，雨养条件下的0~20和20~40 cm土层的SOC含量提高了6.3%和71.7%。从雨养和灌溉的试验结果能够看出，过高的灌溉量和施氮量均会降低土壤的SOC含量。
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图 2 不同水氮处理土壤有机碳含量注：不同字母表示同一灌水处理不同施氮水平间差异显著（P<0.05）。全文同。Figure 2. Soil organic carbon content under different water and nitrogen treatments2.2 氮和水分管理对土壤有机碳组分的影响
2.2.1 氮和水分管理对土壤易氧有机碳的影响
如图3所示，在0~20 cm土层中，与N0相比，灌溉〔图3（a）〕条件下EOC含量增加趋势不明显，而雨养〔图3（b）〕条件下EOC含量则表现出N360处理最高。在20~40 cm的土层中，灌溉条件下的N360处理EOC含量最低，雨养条件下EOC含量在3个氮水平之间没有明显差异。土壤EOC含量占土壤总SOC的比例为3.70%~41.70%（表2）。在雨养条件N180处理下，2个土层的EOC/SOC最低，在灌溉条件下的2个土层中EOC/SOC差异不显著。
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图 3 不同水氮处理土壤易氧有机碳含量Figure 3. Amount of easily oxidizable organic carbon in soil under different water and nitrogen treatments表 2 不同水氮处理土壤有机碳组分占总有机碳的比例Table 2. Ratio of soil organic carbon components to total organic carbon under varying water and nitrogen treatments% 土层/cm 水分管理 施氮处理 MOC/SOC POC/SOC EOC/SOC 0~20 I N0 78.93±3.77a 12.25±1.69b 3.81±0.57b N180 76.13±4.31a 17.24±2.03a 3.70±0.45b N360 79.55±4.32a 12.77±0.57b 8.39±0.62a R N0 74.90±1.37b 12.89±0.36b 18.76±0.03a N180 67.48±4.06c 15.81±0.46a 10.84±1.25b N360 88.07±0.16a 13.16±0.53b 20.21±2.55a 20~40 I N0 85.28±15.04a 5.72±0.22b 39.10±2.20a N180 76.15±18.24a 11.62±1.39a 39.41±7.39a N360 92.10±7.24a 2.48±1.02c 26.73±1.18a R N0 90.95±3.97b 5.59±0.12b 37.23±4.30ab N180 79.71±1.32c 6.54±0.41a 28.46±0.23b N360 96.22±2.81a 4.88±0.23b 41.70±4.56a 注： 不同小写字母表示同一灌水处理下不同施氮处理间差异显著（P<0.05）。全文同。 2.2.2 氮和水分管理对土壤颗粒有机碳的影响
如图4所示，0~20和20~40 cm土层中，雨养〔图4（b）〕和灌溉〔图4（a）〕条件下3个氮水平，其POC含量大小均表现为N180>N0>N360。在灌溉条件下，20~40 cm土层中，与N0相比N180的POC含量增加了61.55%。在20~40 cm土层中，与灌溉条件下相比，雨养条件下的3个氮水平的POC含量分别提高了28.53%（N0）、5.9%（N180）、63.10%（N360）。在灌溉条件下，与0~20 cm土层相比，20~40 cm土层中3个氮水平的POC/SOC分别降低了53.33%（N0）、32.57%（N180）、80.58%（N360）（表2）；在雨养条件下，与0~20 cm土层相比，20~40 cm土层中3个氮水平POC/SOC也有所下降。
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图 4 不同水氮处理土壤颗粒有机碳含量Figure 4. Soil POC content under different water and nitrogen treatments2.2.3 氮和水分管理对土壤矿质结合有机碳的影响
MOC含量变化情况如图5所示。雨养条件下，0~20 cm土层的MOC含量随施肥量的增加而增加；而在20~40 cm土层中，3个氮水平之间的MOC含量无明显变化〔图5（b）〕。灌溉条件下0~20 cm土层，N180处理的MOC含量最高；20~40 cm土层中，3个氮水平之间MOC含量存在显著差异，尤其是与N180处理相比，N360处理的MOC含量增加了28.04%〔图5（a）〕。MOC/SOC的变化情况如表2所示，在灌溉条件下，与0~20 cm土层相比，20~40 cm土层中3个氮水平的MOC/SOC分别增加7.45%、0.02%和13.62%；在雨养条件下，与0~20 cm土层相比，20~40 cm土层中3个氮水平的MOC/SOC分别提高17.64%、15.34%、8.47%。
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图 5 不同水氮处理土壤矿质结合有机碳含量Figure 5. Content of mineral-associated organic carbon in soil under different water and nitrogen treatments2.3 氮和水分管理对土壤酶活性的影响
土壤酶活性受水分管理、施氮量的影响如表3所示，在雨养条件下，0~20 cm土层中UA活性高于20~40 cm土层中的UA活性，而在灌溉条件下，UA活性也呈现这样的规律。雨养和灌溉条件下的N180处理，在0~20和20~40 cm土层中的UA活性均高于N0和N360处理。在0~20 cm土层中，雨养和灌溉条件的IA活性整体趋势是随着施肥量的增加而下降。在雨养条件下的N0处理，与0~20 cm土层相比，20~40 cm土层中IA活性降低了90.1%。在灌溉条件下的N0处理，与0~20 cm土层相比，20~40 cm土层中IA活性降低了95.0%。各土层IA活性同UA活性，0~20 cm土层酶活性含量最高，随着土层加深而降低。针对HPA同一土层不同氮处理间无显著差异。0~20 cm土层中，与灌溉处理条件下相比，雨养条件下3个氮水平的HPA活性有所增加。雨养和灌溉条件下，HPA活性并未表现出随土壤深度增加的规律。在20~40 cm的土层中，与N180相比，N360提高了β-BG活性。
表 3 不同水氮处理土壤酶活性Table 3. Soil enzyme activities in different water and nitrogen treatments土层/cm 水分管理 施氮处理 UA/〔mg/（g·d）〕 IA/〔mg/（g·d）〕 HPA〔mg/（g·h）〕 β-BG /〔mg/（g·d）〕 0~20 R N0 2.652±0.030b 14.211±0.602a 1.943±0.306a 0.562±0.012b N180 2.814±0.037a 9.007±0.164b 1.935±0.127a 0.695±0.016a N360 2.696±0.033b 2.883±0.120c 1.980±0.072a 0.542±0.016b I N0 1.305±0.008b 20.762±0.198a 1.665±0.241a 1.726±0.016a N180 1.533±0.005a 12.597±0.252b 1.680±0.172a 1.277±0.024c N360 1.062±0.007c 9.613±0.198c 1.380±0.019a 1.379±0.024b 20~40 R N0 1.470±0.023b 1.411±0.079b 2.053±0.160a 0.861±0.012c N180 1.766±0.033a 4.558±0.228a 1.970±0.033a 1.753±0.018b N360 1.438±0.026b 1.517±0.091b 1.522±0.096b 2.121±0.000a I N0 0.395±0.006c 1.029±0.079a 2.342±0.085a 1.688±0.016b N180 0.919±0.009a 1.160±0.163a 1.828±0.242b 1.607±0.026c N360 0.533±0.007b 1.238±0.163a 1.662±0.015b 1.740±0.012a 2.4 土壤SOC组分和土壤酶活性间的相关性分析
土壤物理-化学性质受不同水分管理和氮水平的影响如表4所示，在灌溉条件下0~20 cm土层中，${\mathrm{NO}}_3^- $-N含量在N180处理下最高；20~40 cm土层中${\mathrm{NO}}_3^- $-N含量随着施氮量的增加而下降。${\mathrm{NH}}_4^+ $-N含量在0~20 cm土层中随着施氮量的增加而下降，20~40 cm土层中在N180处理下最高。在雨养条件下，0~20和20~40 cm土层中，${\mathrm{NO}}_3^- $-N含量均随着施氮量的增加而提高，${\mathrm{NH}}_4^+ $-N含量在0~20 cm土层呈下降趋势，20~40 cm土层中在N180处理下最高。
表 4 不同水氮处理土壤理化性质Table 4. Soil physical and chemical properties under varying water and nitrogen treatments土层/cm 水分管理 施氮量 NO3 −/（mg/kg） NH4 +/（mg/kg） 0~20 I N0 0.468±0.018b 12.123±0.202a N180 0.546±0.008a 9.565±0.069b N360 0.343±0.009c 9.547±0.183b R N0 0.443±0.003c 8.688±0.039b N180 0.635±0.005b 11.890±0.148a N360 1.191±0.018a 7.565±0.094c 20~40 I N0 0.362±0.005a 9.683±0.247c N180 0.347±0.007a 12.190±0.206a N360 0.250±0.046b 10.523±0.072b R N0 0.310±0.008b 8.859±0.021b N180 0.347±0.067b 9.878±0.136a N360 1.238±0.033a 6.144±0.290c 不同水氮处理下0~20 cm土层的土壤理化性质与SOC及其组分、土壤酶活性的相关性分析见图6，SOC与POC、MOC为极显著正相关（P<0.01），与UA活性及IA活性之间为显著正相关（P<0.05），与EOC和β-BG活性则表现出显著负相关（P<0.05）。
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图 6 不同水氮处理土壤有机碳组分和土壤酶活性间的相关性分析注：BG表示β -BG；*表示P<0.05，**表示P<0.01。Figure 6. Analysis of correlation between soil organic carbon components and soil enzyme activities in variouswater and nitrogen treatments3. 讨论
施肥和灌溉等农田管理措施可以显著改变土壤SOC含量及其相关功能[20]。本研究结果表明，灌溉条件下2个土层的SOC含量均低于雨养处理下2个土层的SOC含量；在同一灌水处理下，随着施氮量的提高，SOC含量先升后降，这可能是由于氮肥对土壤矿化的响应呈现正激发效应[21]，从而导致施用氮肥过多会降低SOC含量。也有研究表明，过量灌水会造成SOC库的损失[13]。同时，氮肥增加过多会使土壤中氮素含量增加，影响植物的自然生长，导致地下和地上部残留物数量减少，SOC含量降低。因此，合理的灌水和施氮量，有利于提高SOC的平衡，提高土壤固碳能力。
SOC含量和SOC组分对不同水分管理或氮水平的响应表现不同。已有研究发现，灌水过量会造成土壤EOC的矿化，并降低其含量[22-23]。本研究结果表明，施氮会提高0~20 cm土层EOC含量，与郝海波等[10]研究结果一致。相关性分析显示，SOC与EOC呈显著负相关性（P<0.05），与POC、MOC呈极显著正相关性（P <0.01）。张金硕等[24]对不同类型土壤SOC研究发现，SOC与POC呈极显著正相关关系（P<0.01），与EOC无显著的相关性；而董扬红等[25]研究表明，SOC与EOC呈极显著正相关性（P<0.01）。本研究结果表明，${\mathrm{NH}}_4^+ $-N与SOC、POC呈正相关性，与MOC和EOC呈负相关性。${\mathrm{NO}}_3^- $-N与MOC、SOC、POC和EOC呈正相关性。以上结果，可能是由于施氮量改善了土壤生化特征，使土壤生物活力增加，促进微生物活动，也促进了有机质降解，反之对土壤理化特性也有不同的影响[12,26]，其深层次的原因，还需进一步研究。
土壤酶能反映土壤健康短期变化，对土壤肥力的形成至关重要[27]。UA是一种催化尿素将其水解为CO2和NH3的酶，已被广泛用于评估与管理相关的土壤质量变化[28]。IA（转化酶）参与SOC矿化过程[29-30]。HPA作为土壤中物质和能量转换的一种氧化分解酶，能够体现土壤生物氧化强度的大小[31-32]。β-BG参与催化水解存在于植物碎片中的各种β-糖苷[28]。土壤酶活性对不同施氮量的响应也存在显著差异。与不施肥相比，氮肥施入土壤后能促进UA、IA活性，降低了20~40 cm土层的HPA活性，这可能是由于土壤肥力增加所致，或可以解释为硝化和反硝化的激活导致对酶活的抑制[33]，灌溉条件下提高了β -BG和20~40 cm土层的HPA活性。有研究表明提高灌水量和增加施氮量会提高UA、HPA和β-BG活性[34]，与本研究结果一致。施氮量和灌水量的增加能够提升土壤微生物活性，增加SOC的分解，同时增加土壤相关酶的活性。
土壤酶在碳循环中起到重要的作用[35]。相关性分析发现，IA活性和UA活性与土壤SOC呈显著正相关，以往研究也有相似的结果，说明部分酶活性促进SOC的积累[36]。SOC、POC、MOC与HPA之间呈负相关关系，然而，马瑞萍等[37]研究黄土高原土壤团聚体中SOC和酶活性的结果表明，HPA与SOC组分之间均呈正相关关系，与本试验结果不同，可能是受到土壤环境中氧气浓度或者是不同地区的土壤温度的影响[10]，有待进一步研究。
4. 结论
（1）在0、180和360 kg/hm2 3个施氮水平下，灌溉管理对SOC含量的提升效果显著低于雨养，且施氮量过高会降低SOC含量及土壤酶活性。
（2）氮素供应有利于UA活性的增加及稳定，对HPA活性影响无明显规律，对SOC含量的影响规律不一，过量施氮会降低SOC含量及SOC组分含量。SOC含量受土壤酶活性的影响较大。
（3）综合考虑，灌溉和雨养条件推荐施氮水平为180 kg/hm2，更有利于促进提高麦田SOC含量，提高土壤肥力。
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图 1 小麦生育期内降水量和平均气温
Figure 1. Rainfall and average temperature during wheat growth period
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图 2 不同水氮处理土壤有机碳含量
注：不同字母表示同一灌水处理不同施氮水平间差异显著（P<0.05）。全文同。
Figure 2. Soil organic carbon content under different water and nitrogen treatments
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图 3 不同水氮处理土壤易氧有机碳含量
Figure 3. Amount of easily oxidizable organic carbon in soil under different water and nitrogen treatments
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图 4 不同水氮处理土壤颗粒有机碳含量
Figure 4. Soil POC content under different water and nitrogen treatments
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图 5 不同水氮处理土壤矿质结合有机碳含量
Figure 5. Content of mineral-associated organic carbon in soil under different water and nitrogen treatments
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图 6 不同水氮处理土壤有机碳组分和土壤酶活性间的相关性分析
注：BG表示β -BG；*表示P<0.05，**表示P<0.01。
Figure 6. Analysis of correlation between soil organic carbon components and soil enzyme activities in variouswater and nitrogen treatments
表 1 土壤0~20 cm土层基本理化性质
Table 1 Basic physicochemical properties of 0-20 cm soil
土壤质地 土壤容重/
（g/cm3）有机质/
（g/kg）全氮/
（g/kg）速效磷/
（mg/kg）速效钾/
（mg/kg）壤土 1.38 11.60 0.89 18.50 106 
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表 2 不同水氮处理土壤有机碳组分占总有机碳的比例
Table 2 Ratio of soil organic carbon components to total organic carbon under varying water and nitrogen treatments
% 土层/cm 水分管理 施氮处理 MOC/SOC POC/SOC EOC/SOC 0~20 I N0 78.93±3.77a 12.25±1.69b 3.81±0.57b N180 76.13±4.31a 17.24±2.03a 3.70±0.45b N360 79.55±4.32a 12.77±0.57b 8.39±0.62a R N0 74.90±1.37b 12.89±0.36b 18.76±0.03a N180 67.48±4.06c 15.81±0.46a 10.84±1.25b N360 88.07±0.16a 13.16±0.53b 20.21±2.55a 20~40 I N0 85.28±15.04a 5.72±0.22b 39.10±2.20a N180 76.15±18.24a 11.62±1.39a 39.41±7.39a N360 92.10±7.24a 2.48±1.02c 26.73±1.18a R N0 90.95±3.97b 5.59±0.12b 37.23±4.30ab N180 79.71±1.32c 6.54±0.41a 28.46±0.23b N360 96.22±2.81a 4.88±0.23b 41.70±4.56a 注： 不同小写字母表示同一灌水处理下不同施氮处理间差异显著（P<0.05）。全文同。
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表 3 不同水氮处理土壤酶活性
Table 3 Soil enzyme activities in different water and nitrogen treatments
土层/cm 水分管理 施氮处理 UA/〔mg/（g·d）〕 IA/〔mg/（g·d）〕 HPA〔mg/（g·h）〕 β-BG /〔mg/（g·d）〕 0~20 R N0 2.652±0.030b 14.211±0.602a 1.943±0.306a 0.562±0.012b N180 2.814±0.037a 9.007±0.164b 1.935±0.127a 0.695±0.016a N360 2.696±0.033b 2.883±0.120c 1.980±0.072a 0.542±0.016b I N0 1.305±0.008b 20.762±0.198a 1.665±0.241a 1.726±0.016a N180 1.533±0.005a 12.597±0.252b 1.680±0.172a 1.277±0.024c N360 1.062±0.007c 9.613±0.198c 1.380±0.019a 1.379±0.024b 20~40 R N0 1.470±0.023b 1.411±0.079b 2.053±0.160a 0.861±0.012c N180 1.766±0.033a 4.558±0.228a 1.970±0.033a 1.753±0.018b N360 1.438±0.026b 1.517±0.091b 1.522±0.096b 2.121±0.000a I N0 0.395±0.006c 1.029±0.079a 2.342±0.085a 1.688±0.016b N180 0.919±0.009a 1.160±0.163a 1.828±0.242b 1.607±0.026c N360 0.533±0.007b 1.238±0.163a 1.662±0.015b 1.740±0.012a
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表 4 不同水氮处理土壤理化性质
Table 4 Soil physical and chemical properties under varying water and nitrogen treatments
土层/cm 水分管理 施氮量 NO3 −/（mg/kg） NH4 +/（mg/kg） 0~20 I N0 0.468±0.018b 12.123±0.202a N180 0.546±0.008a 9.565±0.069b N360 0.343±0.009c 9.547±0.183b R N0 0.443±0.003c 8.688±0.039b N180 0.635±0.005b 11.890±0.148a N360 1.191±0.018a 7.565±0.094c 20~40 I N0 0.362±0.005a 9.683±0.247c N180 0.347±0.007a 12.190±0.206a N360 0.250±0.046b 10.523±0.072b R N0 0.310±0.008b 8.859±0.021b N180 0.347±0.067b 9.878±0.136a N360 1.238±0.033a 6.144±0.290c
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