摘要
黄淮平原作为我国粮食主产区，在农业生产上占有重要地位。随着人口的增长和社会的发展，对粮食的需求也越来越大。农田施肥可以有效提高土壤肥力，为作物提供更多的养分；农田喷施农药（杀虫剂和除草剂）可以有效降低病虫害，从而提高作物产量，因此被广泛用于增产或维持生产，是该地区最常见的农业生产管理措施之一。黄淮平原历史上干旱、渍涝、盐碱、风沙等自然灾害频繁，农业生态环境脆弱。但有机肥料使用量较少，化肥、农药超量施加、投入结构不合理、化肥利用率不高、耕作制度单一等非可持续性的管理模式显著，导致该地区土壤综合肥力的支持服务持续降低，生态系统服务下降。因此，了解不同施肥条件（如：不同施肥种类，不同施肥量）和农药干扰下主要土壤理化性质和酶活性的综合响应模式是十分必要的。 本研究以黄淮平原典型农区为研究对象，在开封市水稻乡试验田采用控制实验的方法，设计了不同梯度化肥添加和农药添加实验，以探寻农药、化肥干扰下对农田土壤理化性质、土壤酶活性以及土壤质量的影响。以期了解不同施肥条件（如：不同施肥种类、不同施肥量）和不同浓度农药干扰下土壤肥力和土壤质量的响应，力求为黄海平原耕地资源保护提供理论依据。本研究采用方差分析、LSD多重比较等方法，测定并分析了小麦-玉米生长季试验田0-10cm、10-20cm、20-30cm三个土层的土壤理化性质和酶活性，主要包括：土壤pH值、有机质含量、全氮含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量、土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、碱性磷酸酶活性和过氧化氢酶活性等指标；同时又分析了不同梯度化肥、农药添加方式下各土壤质量指标特征。基于指标全集（TDS）和最小数据集（MDS）方法评价了土壤质量，分析了不同干扰方式对土壤质量的影响，结果表明： （1）不同梯度化肥添加和农药化肥添加处理与各样方间土壤理化性质的方差分析表明，相对于对照处理，当量施肥显著降低了pH值，提高了土壤氮含量，而过量化肥添加能在一定程度上提升土壤有机质、全氮和速效成分的含量，另外，过量农药的添加显著降低土壤速效成分的含量。同时，在农作物种植过程中，有机肥、化肥混施处理更易获得较高的土壤肥力；但过量农药添加并不能为土壤各养分含量带来显著的提升，反而抑制了土壤中碱解氮、速效磷和速效钾的含量。因此，在农业实践过程中，有机肥化肥混施配合当量农药添加将有利于提升土壤全氮含量和土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。 （2）不同梯度化肥添加和农药化肥处理与各样方间土壤酶活性的方差分析表明：当量化肥显著提高了碱性磷酸酶的活性，有机肥的施用能显著增强土壤酶活性，有机肥和化肥混施在一定程度上可以增强土壤碱性磷酸酶活性；过量化肥添加显著提升土壤中蔗糖酶，脲酶和过氧化氢酶的活性，过量农药的使用显著抑制了土壤酶活性。有机肥化肥混施处理更有助于提升土壤中酶活性。过量农药添加并不能提升土壤中的酶活性。因此在农业实践过程中有机肥增量化肥混施配合当量农药更易获得较高的酶活性。 （3）本研究采用全量数据集土壤质量评价法（TotalDataSet，TDS）和最小数据集土壤质量评价法（MinimumDataSet，MDS）对不同梯度化肥添加试验土壤质量综合指数计算，结果显示：有机肥增量化肥处理gt;有机肥当量化肥处理gt;有机肥减量化肥处理gt;单施有机肥处理gt;单施化肥处理gt;对照处理；农药化肥添加试验下土壤质量综合指数表明：当量农药过量化肥处理gt;过量农药当量化肥处理gt;当量农药当量化肥处理gt;过量农药过量化肥处理。土壤质量评价结构表明在今后的农田生产过程中，选择有机肥化肥混施和当量农药添加的农业管理方式更有利于保障土壤健康和农业可持续发展。 综上可知，有机肥化肥混施处理下土壤质量评价等级普遍较高；当量农药条件下，过量化肥易获得更高的土壤质量评价；在当量化肥添加条件下，过量农药添加能够提高土壤质量。值得注意的是，过量农药添加会导致中等水平土壤向更低等级转变，从长远角度不利于土壤健康培育和农业可持续发展。
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