茍燕如，楊京京，柴 強(qiáng)，湯慶峰，嚴(yán) 涵，胡 洋，鄧朋飛，孫 霞,5，賈宏濤,5

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，新疆 石河子 532000；3.新疆瑪納斯縣蘭州灣鎮(zhèn)人民政府，新疆 瑪納斯 832200；4.北京市科學(xué)技術(shù)研究院分析測試研究所(北京市理化分析測試中心)，北京 100089；5.新疆土壤與植物生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830052)

地膜覆蓋技術(shù)因其增溫、保墑、抑制雜草、促進(jìn)植物成熟等顯著優(yōu)點(diǎn)，已成為確保棉花高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要技術(shù)手段之一[1]。早在上世紀(jì)80年代，新疆就開始在棉花作物上推行地膜覆蓋技術(shù)，并取得了巨大成效。截至2019年，新疆當(dāng)年農(nóng)田地膜覆蓋面積約為354.80萬hm2，而棉田覆膜總面積約為254.05萬hm2，約占新疆當(dāng)年農(nóng)田地膜總覆蓋面積的71.60%；而新疆當(dāng)年農(nóng)田地膜總使用量為約24.27萬t，已成為我國地膜覆蓋面積最大、使用量最多的省區(qū)，是農(nóng)用地膜的重點(diǎn)市場。

地膜的大量使用導(dǎo)致其殘留嚴(yán)重，目前新疆地區(qū)單位土地面積平均地膜殘留量高達(dá)16.88 kg，已經(jīng)成為我國最大的地膜污染區(qū)。由于使用的地膜為普通塑料地膜，在自然條件下無法降解，并且尚未采取有效的回收措施，使得農(nóng)田中地膜殘留量隨著覆膜年限的積累逐年增加，對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅[2]，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞[3]、阻礙土壤水分[4]、釋放有害物質(zhì)[5]、抑制土壤微生物的活動(dòng)[6]、降低土壤酶活性和微生物多樣性[7-8]，從而降低了土壤肥力[9]，甚至產(chǎn)生連作障礙。如果沒有采取合理的地膜回收措施，將會(huì)影響到棉花品質(zhì)與產(chǎn)量[10]。

近年來,土壤酶活性成為了土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)重要的指標(biāo)之一，在土壤物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)化過程中起著至關(guān)重要的作用,已受到廣泛關(guān)注[11]。隨著土壤中地膜殘留量的增加，土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)定性、土壤養(yǎng)分含量、土壤微生物量均表現(xiàn)出下降趨勢[12]；殘膜長期留在土壤中會(huì)降低土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、銨態(tài)氮、以及速效磷含量,低濃度殘膜會(huì)提高土壤微生物活性和豐度,高濃度殘膜則會(huì)顯著降低土壤微生物量、微生物群落豐度和土壤酶活性[9]。殘膜會(huì)阻隔土壤空氣的流通，使CO2含量上升，導(dǎo)致微生物和土壤動(dòng)物數(shù)量減少，破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)[13]。土壤長期覆膜連作導(dǎo)致棉花質(zhì)量下降、產(chǎn)量降低，嚴(yán)重制約著新疆棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，研究不同覆膜連作年限棉田土壤理化性質(zhì)、土壤酶活性、微生物量碳、氮的變化，進(jìn)而對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，有效地指導(dǎo)該區(qū)棉花生產(chǎn)，對(duì)促進(jìn)棉田產(chǎn)業(yè)具有重要意義。目前許多學(xué)者針對(duì)土壤酶活性已展開大量研究工作，但對(duì)新疆棉區(qū)土壤酶活性的變化和土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)研究仍鮮有報(bào)道。本研究以瑪納斯縣長期覆膜連作棉田土壤為研究對(duì)象,通過分析不同覆膜連作年限棉田土壤理化性質(zhì)、土壤酶活性、微生物量碳、氮含量變化特征，對(duì)該地區(qū)不同覆膜連作年限棉田的土壤質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為該地區(qū)棉田土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

新疆昌吉州瑪納斯縣位于天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南部，地勢自東南向西北傾斜，屬溫帶大陸性干旱半干旱氣候區(qū)(85°40′～86°31′E,43°21′～45°20′N)。冬季嚴(yán)寒、夏季酷熱、干燥少雨、日照充足、蒸發(fā)量大、降水少，平原區(qū)海拔300～500 m，年均氣溫6.6℃，≥10℃積溫3 489.7℃，年降水量110～200 mm，年蒸發(fā)量1 500～2 000 mm，無霜期148～187 d，瑪納斯縣是新疆優(yōu)質(zhì)棉花種植基地之一，主要土壤類型有灌淤土、潮土、灰漠土、風(fēng)沙土、鹽土，主要經(jīng)濟(jì)作物為棉花。

1.2 樣品采集

2021年4月在瑪納斯縣的蘭州灣(86.12°E，44.50°N)、北五岔鎮(zhèn)(86.31°E，44.52°N)、六戶地鎮(zhèn)(86.13°E，44.65°N)、樂土驛鎮(zhèn)(86.45°E，44.17°N)和包家店鎮(zhèn)(86.33°E，44.36°N)等5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集土壤樣品，采樣前棉田無翻耕，選取地理位置和海拔相近、土壤質(zhì)地相似的覆膜連作年限為0、5、10、20、30 a的棉田，同一覆膜連作年限棉田選取10塊樣地，共50個(gè)采樣點(diǎn)，采用S形采樣法收集0～10、10～20、20～30 cm土層土壤，清除可見雜物后，利用四分法提取土樣約1 000 g。將一部分新鮮土樣裝入樣品袋中帶回實(shí)驗(yàn)室,用于測定土壤微生物量碳、氮,其余部分經(jīng)過風(fēng)干處理后,用于測定土壤理化性質(zhì)、酶活性等指標(biāo)。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 土壤理化性質(zhì) 采用pH儀和電導(dǎo)儀測定土壤pH和電導(dǎo)率；采用烘干法測定土壤含水率；采用質(zhì)量法測定土壤總鹽；采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱氧化法測定土壤有機(jī)質(zhì);采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定土壤速效磷；采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法測定土壤速效鉀；采用堿解擴(kuò)散法測定土壤堿解氮。

1.3.2 土壤酶活性 采用酚鈉-次氯酸鈉比色法測定土壤脲酶活性；采用磷酸苯二鈉法測定土壤堿性磷酸酶活性；采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定土壤蔗糖酶活性；采用高錳酸鉀滴定法測定土壤過氧化氫酶活性。

1.3.3 土壤微生物量碳、氮 采用氯仿熏蒸浸提法測定土壤微生物量碳、氮,用容量法測定微生物量碳，用茚三酮比色法微生物量氮。

1.4 土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

1.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化 土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)是對(duì)土壤功能和最終評(píng)價(jià)結(jié)果具有顯著影響、借鑒相關(guān)研究構(gòu)建的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[14-16]。選取土壤含水率(X1)、pH(X2)、電導(dǎo)率(X3)、總鹽(X4)、有機(jī)質(zhì)(X5)、速效磷(X6)、速效鉀(X7)、堿解氮(X8)、過氧化氫酶(X9)、蔗糖酶(X10)、脲酶(X11)、堿性磷酸酶(X12)、微生物量碳(X13)、微生物量氮(X14)作為不同覆膜連作年限棉田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。由于測定的各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間具有不同的量綱，且數(shù)量級(jí)差別較大，因此對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無量綱處理之后進(jìn)行因子分析[17]。

1.4.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算 通過主成分分析得到主成分載荷矩陣，公因子方差可反映各評(píng)價(jià)單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)整體方差的貢獻(xiàn)程度，該值越大則對(duì)整體方差的貢獻(xiàn)率越大；權(quán)重(式1)可反映各評(píng)價(jià)單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)土壤管治的影響程度和貢獻(xiàn)率[18]。

(1)

式中，Wi為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重；Ci表示第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的公因子方差；n表示評(píng)價(jià)指標(biāo)總數(shù)。

1.4.3 土壤質(zhì)量綜合評(píng)分 土壤質(zhì)量評(píng)分可反映出土壤質(zhì)量的總體情況，采用式(2)進(jìn)行計(jì)算。

SQAV=∑bizi

(2)

式中，SQAV為土壤質(zhì)量評(píng)分；bi為個(gè)因子的方差貢獻(xiàn)率；Zi為因子得分；i為主成分因子的個(gè)數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并采用SPSS 25.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分(ANOVA)和多重比較(LSD)進(jìn)行顯著性分析。采用Pearson檢驗(yàn)土樣理化性質(zhì)和土壤酶活性、微生物量碳、氮間的相關(guān)性。采用Origin2021繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆膜連作年限對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表1可以看出，不同覆膜連作年限土壤的理化性質(zhì)存在顯著差異(P<0.05)。隨覆膜連作年限的增加，土壤含水率和有機(jī)質(zhì)含量整體呈現(xiàn)增加趨勢，土壤含水率在覆膜連作30 a 20～30 cm土層時(shí)最高(11.52%),在覆膜連作0 a 0～10 cm土層時(shí)最低(8.65%)；有機(jī)質(zhì)含量在覆膜連作30 a 10～20 cm土層時(shí)最高(21.60 g·kg-1)，在覆膜連作0 a 20～30 cm土層時(shí)最低(9.95 g·kg-1)；pH值整體呈現(xiàn)先降低后升高趨勢，在覆膜連作0 a 0～10 cm土層時(shí)最高(8.46)，比連作10 a時(shí)增加了11.02%；電導(dǎo)率和總鹽呈現(xiàn)下降趨勢，在覆膜連作0 a 20～30 cm土層時(shí)最高，分別為9.72 mS·cm-1和11.82 g·kg-1，在覆膜連作30 a 0～10 cm土層時(shí)最低，分別為0.50 mS·cm-1和0.69 g·kg-1；堿解氮隨覆膜連作年限的增加整體呈現(xiàn)降低趨勢，在覆膜連作0 a 10～20 cm土層含量最高(38.88 mg·kg-1)，比覆膜連作30 a提高了33.47%；速效磷呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，在覆膜連作10 a 0～10 cm土層時(shí)最高(49.60 mg·kg-1)，顯著高于其他覆膜連作年限；速效鉀呈現(xiàn)波動(dòng)性下降趨勢，在覆膜連作30 a 20～30 cm土層時(shí)含量最低，顯著低于覆膜連作0 a。

在同一覆膜年限下，隨土層深度的增加，土壤含水率、電導(dǎo)率及總鹽總體呈現(xiàn)上升趨勢，而土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀、堿解氮含量總體呈下降趨勢，且不同土層之間存在顯著性差異(P<0.05)。

2.2 覆膜連作年限對(duì)土壤酶活性的影響

由圖1可知，隨覆膜連作年限的增加，土壤過氧化氫酶活性無顯著變化，且在不同年限中趨于穩(wěn)定，變化范圍為1.80～2.20 mL·g-1；土壤蔗糖酶活性在覆膜連作0 a 0～10 cm土層時(shí)活性最低(3.44 mg·g-1·d-1)，僅為覆膜連作10 a 20～30 cm土層的67.46%。土壤脲酶和堿性磷酸酶活性隨覆膜連作年限的增加呈先升高后降低趨勢，在覆膜連作0 a 20～30 cm土層時(shí)活性最低,分別為0.20 mg·g-1·d-1和0.16 mg·g-1·d-1，顯著低于覆膜連作30 a，分別降低了76.74%和65.21%;在覆膜連作10 a 0～10 cm土層時(shí)活性最高,分別為0.86 mg·g-1·d-1和0.46 mg·g-1·d-1。

同一覆膜連作年限下，隨土層深度的增加，過氧化氫酶活性變化趨勢不顯著，土壤蔗糖酶在10～20 cm土層時(shí)活性顯著高于其他土層，土壤脲酶、堿性磷酸酶活性整體呈現(xiàn)下降趨勢，在20～30 cm土層時(shí)活性最低。

2.3 覆膜連作年限對(duì)土壤微生物量碳、氮的影響

不同覆膜連作年限棉田土壤微生物量碳、氮含量變化如圖2所示。隨覆膜連作年限的增加，0～10 cm土層土壤微生物量碳含量呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，且在覆膜連作20 a和0 a時(shí)含量分別為最高(205.26 mg·kg-1)和最低(122.94 mg·kg-1)，與覆膜連作10 a的土壤微生物量碳差異不顯著,土壤微生物量氮隨覆膜連作年限的增加逐漸降低，在覆膜連作5 a時(shí)含量最高;10～20 cm土層土壤微生物量碳在覆膜連作10 a時(shí)含量最高(193.03 mg·kg-1)，高于覆膜連作0 a，土壤微生物量氮在各覆膜連作年限之間差異不顯著，其含量為16.13～12.90 mg·kg-1;20～30 cm土層土壤微生物量碳在覆膜連作20 a時(shí)最高(174.42 mg·kg-1)，在0 a時(shí)含量最低(93.99 mg·kg-1)，覆膜連作5 a處理下土壤微生物量氮含量比覆膜連作30 a處理提高了54.46%。

表1 不同覆膜連作下棉田土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)變化特征Table 1 Characteristics of soil physical and chemical properties in cotton fields of different film mulching

圖1 不同覆膜連作年限0～30 cm土層土壤酶活性的變化Fig.1 Changes of soil enzyme activity in 0～30 cm depth of different mulching years

注：圖1和圖2中小寫字母表示相同年限不同土層間差異顯著(P<0.05)。Note:Lower case letters in figures 1 and 2 indicate significant differences between soil layers of the same age (P<0.05).圖2 不同覆膜連作年限0～30 cm土層土壤微生物量碳、氮含量Fig.2 Carbon and nitrogen content of soil microorganism in 0～30 cm depth of different years mulching

同一覆膜連作年限下，隨土層深度的增加，土壤微生物量物量碳、氮含量整體呈現(xiàn)下降趨勢，在20～30 cm土層時(shí)含量最低。

2.4 土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性、微生物量碳、氮的相關(guān)性分析

由表2可以看出，過氧化氫酶活性與有機(jī)質(zhì)、速效磷和堿解氮均呈正相關(guān)，與速效磷呈極顯著相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，與土壤含水率呈顯著相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；蔗糖酶活性與電導(dǎo)率、總鹽、速效鉀和堿解氮均呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與速效磷呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；脲酶活性與pH、電導(dǎo)率、總鹽和速效鉀均呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與速效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；堿性磷酸酶與速效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),與pH、電導(dǎo)率、總鹽和速效鉀呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。土壤微生物量碳與速效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與pH、電導(dǎo)率、總鹽、速效鉀呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；微生物量氮與有機(jī)質(zhì)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。綜上所述，速效磷是影響土壤酶活性、微生物量碳、氮的主要因素。

表2 土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性、微生物量碳、氮的相關(guān)性分析Table 2 Analysis of soil physical and chemical properties and soil enzyme activity,microbial biomass,carbon and nitrogen correlation

2.5 覆膜連作年限下棉田土壤質(zhì)量綜合分析

在14個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中，選取3個(gè)因子作為主要因子，累計(jì)貢獻(xiàn)值達(dá)到87.420%，可以代表原來14個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)(表3)。由表4可知，與第1主成分相關(guān)性較高的指標(biāo)有X9、X11、X13，即土壤過氧化氫酶、脲酶、微生物量碳；第2主成分與X1、X2、X8相關(guān)性較高，即土壤含水率、pH、堿解氮；第3主成分與X5、X14相關(guān)性較高，即有機(jī)質(zhì)、土壤微生物量氮。

通過計(jì)算得出各處理的因子得分及綜合得分情況(表5)，由各因子得分和方差貢獻(xiàn)值加權(quán)得到土壤質(zhì)量綜合得分，不同覆膜連作年限下的土壤質(zhì)量綜合得分整體表現(xiàn)為10 a>5 a>20 a>30 a>0 a。

3 討 論

3.1 覆膜連作年限對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

棉花是新疆的主要經(jīng)濟(jì)作物，且棉花地膜覆蓋率已達(dá)到100%，棉田覆膜占新疆地膜使用量的60%左右。長期覆膜連作會(huì)改變棉田土壤理化性質(zhì)、導(dǎo)致養(yǎng)分嚴(yán)重失衡、毒害物質(zhì)積累等土壤環(huán)境問題[19]。本研究發(fā)現(xiàn)在不同覆膜連作年限下，隨覆膜連作年限的增加，土壤速效磷呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，電導(dǎo)率、總鹽、速效鉀、堿解氮總體逐漸減小，這與前人研究結(jié)果一致[20-21]，表明覆膜連作年限的增加會(huì)降低土壤養(yǎng)分積累，且覆膜年限越長殘膜積累量越多，這說明地膜殘留對(duì)土壤養(yǎng)分含量有顯著差異。pH值整體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，殘留地膜可能會(huì)使土壤鹽分、pH值升高。隨著土層深度的增加，土壤養(yǎng)分含量逐漸降低，劉瑜等[22]研究表明棉花連作表層土壤速效磷和速效鉀含量均顯著高于深層,這是由于棉田多年采用覆膜滴灌施肥而造成土壤養(yǎng)分表聚的結(jié)果，且表層殘膜量高于深層，這說明地膜殘留對(duì)表層土壤養(yǎng)分含量無顯著影響。有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度增加逐漸降低，這可能是由于枯枝落葉和棉花根系在表層分解，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)在地表富集；同時(shí)，有機(jī)質(zhì)含量逐年增加，這是由于長年秸稈還田所致。

表3 因子特征值及方差貢獻(xiàn)率Table 3 Factor eigenvalue and variance contribution rate

表4 旋轉(zhuǎn)后土壤生物性狀因子載荷矩陣、公因子方差及權(quán)重Table 4 Soil biological trait factor load matrix,public factor variance and weights after rotation

表5 不同覆膜連作年限棉田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)Table 5 Results of soil quality of different compound film years

3.2 覆膜連作年限對(duì)土壤生物性質(zhì)的影響

土壤酶活性是指具有催化有機(jī)質(zhì)及其他有機(jī)化合物分解和轉(zhuǎn)化能力的指標(biāo),可有效反應(yīng)土壤質(zhì)量和健康狀況[23]。本研究中，土壤蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶活性總體呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，土壤過氧化氫酶活性隨不同覆膜連作年限并無顯著變化，前人研究發(fā)現(xiàn)棉田連作對(duì)過氧化氫酶的影響不明顯，與荒地相比，隨覆膜連作年限的增加，土壤脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶活性均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢[24]。隨覆膜連作年限的增加，土壤微生物量碳含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，微生物量氮含量逐漸降低，該結(jié)果與郭新送等[25]研究相似，這是由于地膜在土壤中釋放有毒有害物質(zhì)，破壞土壤結(jié)構(gòu)造，阻礙了土壤空氣的循環(huán)和交換，致使土壤中CO2含量過高，從而降低土壤酶活性和微生物量。pH值、電導(dǎo)率、總鹽和速效鉀對(duì)土壤酶活性表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，有機(jī)質(zhì)和速效磷對(duì)土壤活性表現(xiàn)為正效應(yīng)，這與貢璐等[26]研究基本一致。土壤速效磷與過氧化氫酶、脲酶、堿性磷酸酶活性和微生物量碳呈現(xiàn)極顯著相關(guān)，與蔗糖酶呈顯著相關(guān)，而土壤速效磷是植物所需的營養(yǎng)元素之一，它的主要作用是促進(jìn)作物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化和積累，提高農(nóng)作物抗寒和抗病性，能直接供作物吸收利用，是土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力和肥力的重要指標(biāo)之一[27]，能改善土壤的物理性質(zhì)，促進(jìn)微生物和土壤生物的活動(dòng)，是影響土壤酶活性、微生物量碳、氮的主要因素。

3.3 覆膜連作年限棉田土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

土壤質(zhì)量指標(biāo)是表示從土壤生產(chǎn)潛力和環(huán)境管理的角度監(jiān)測和評(píng)價(jià)土壤健康狀況的性狀、功能或條件[28]。土壤質(zhì)量的高低受自然和人為條件因素影響,且因地區(qū)和土壤類型而異。土壤理化性質(zhì)、酶活性、微生物量均隨覆膜連作年限發(fā)生變化，進(jìn)而影響土壤健康?；谝蜃臃治龇ǖ贸龅牟煌材みB作年限棉田土壤質(zhì)量評(píng)分最高的是覆膜連作10 a，其次是5 a，0 a和30 a相對(duì)較低，覆膜連作5 a和10 a的棉田地膜殘留量較少，且覆膜可以提高土壤養(yǎng)分含量，有利于土壤養(yǎng)分積累，改善土壤環(huán)境，因此土壤質(zhì)量狀況較好；而覆膜連作0 a和30 a棉田土壤質(zhì)量相對(duì)較低，說明覆膜連作時(shí)間過長或不種作物均不利于棉花生長，這是因?yàn)樾陆寥辣旧睇}堿含量較高，土壤水分和土壤養(yǎng)分等含量較低，加之土地沒有得到有效管理，降雨作用易導(dǎo)致土壤板結(jié)，不利于作物生長[29]，而覆膜連作30 a的土壤質(zhì)量較低，這是由于土壤中地膜殘留逐年積累，甚至對(duì)重金屬離子和有機(jī)污染均產(chǎn)生吸附作用，導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化，危害土壤健康[30]。周斌等[31]研究表明13 a耕作農(nóng)田土壤質(zhì)量提高效果明顯，且棉田土壤質(zhì)量狀況最佳。貢璐等[32]發(fā)現(xiàn)棉田的土壤質(zhì)量隨覆膜連作年限呈先上升后下降的趨勢,連作8、12 a棉田土壤質(zhì)量相對(duì)較高,連作20、30 a土壤質(zhì)量有退化趨勢，說明在5～15 a之間土壤質(zhì)量較高，在20～30 a之間土壤質(zhì)量較差，這與本文研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

1)隨覆膜連作年限的增加，有機(jī)質(zhì)含量逐漸增加，土壤速效磷呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，pH、電導(dǎo)率、總鹽、速效鉀、堿解氮呈現(xiàn)降低趨勢；土壤蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶活性隨著覆膜連作年限的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，土壤過氧化氫酶含量并無顯著變化；微生物量碳呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，微生物量氮含量逐年降低；隨著土層深度的增加，土壤養(yǎng)分、土壤酶活性、微生物量碳、氮含量逐漸降低。

2)土壤理化性質(zhì)與土壤酶活性、微生物量碳、氮之間存在一定相關(guān)性，速效磷與過氧化氫酶、脲酶、堿性磷酸酶活性和微生物量碳呈現(xiàn)極顯著相關(guān)，與蔗糖酶活性呈顯著相關(guān)，表明土壤速效磷是影響土壤酶活性和微生物量碳、氮的主要因素。

3)土壤質(zhì)量綜合得分表現(xiàn)為覆膜連作年限10 a>5 a>20 a>30 a>0 a，覆膜連作10 a是土壤養(yǎng)分最佳的年限，有利于提高土壤質(zhì)量和增加棉花產(chǎn)量。