耕地休养常被认为是耕地自我恢复的有效手段,普遍应用于耕地管理中。耕地休养包括短期休养与长期休养,大量研究表明长期休养具有更好的生态环境效应,而且研究还表明土壤微生物特性能敏感地表征土地生态和质量状况。可是,耕地长期休养会在一定时期内会导致耕地粮食生产总量的下滑,进而影响区域粮食安全,而短期耕地休养则可以降低粮食安全方面的风险。然而,目前国内外对短期休养的研究相对较少,尤其是不同管理方式所产生的效应及其与土壤微生物生态相互关系的研究更为缺乏。因此,本研究构建了短期休养的不同管理方式,探索耕地休养与土壤理化性质,尤其是与土壤微生物特性及生态变化的关系,以期为耕地资源休养管理措施的改进和创新提供基础依据。本研究构建了四种短期休养管理方式,并针对每一种休养管理方式设定了三种水肥管理水平。此外,本研究设定了当地传统耕作管理的耕地作为对照组。本研究所构建的四种短期休养管理方式包括:(1)原生植被休养方式;(2)选用紫花苜蓿与披碱草,共同构建牧草休养管理方式;(3)兼顾农户的成本限制,选择具有固氮效应的大豆和玉米进行混合种植,构建以作物为主导的休养管理模式;(4)兼顾良好的生态效应和低成本,选择紫花苜蓿和玉米混合播种,构建粮草休养的管理方式。本研究所设定的三种水肥管理水平包括:(1)无管理,没有任何水肥管理;(2)灌溉管理,在休养初期进行一定量的灌溉;(3)有机肥管理,在灌溉的基础上施加一定量的有机肥。本研究通过微生物指标对短期休养的耕地进行分析发现,土壤微生物指标对耕地休养管理方式的变化较为敏感,短期耕地休养对耕地土壤的理化性质与微生物特性具有显著影响,并引发了部分微生物群落的变化。而且,将其与土壤理化性质结合可以获得更多耕地质量信息。本研究得到的主要结论如下:(1)在短期休养过程中,微生物多样性和群落特征在初期表现出显著差异,但理化性质和微生物量碳氮则在休养后期表现出显著差异。因此,休养随时间推移微生物群落特征逐渐变得稳定。在休养后期,土壤理化性质的分析结果表明,无管理中牧草植被会导致氮的缺乏,且粮草休养在三种水肥管理中同样可能导致氮供给的不足,而有机肥管理的作物植被则可以在一定程度上保障了氮的供给。短期耕地休养对土壤微生物量碳的提升作用显著,尤其是在灌溉管理的原生植被和粮草植被中,以及有机肥管理的牧草植被中。在微生物量氮方面,灌溉管理对其具有提升作用,且有机肥管理下的原生植被也可以显著提升微生物量氮含量。(2)根据覆被类型和水肥管理的主效应显示,原生植被类型加速了铵态氮的消耗,且灌溉管理方式也导致了其消耗及流失。与微生物量氮的结果结合可知,微生物量氮的提升可能得益于土壤对铵态氮的转化。无机碳在无管理条件下均得到显著蓄积,在灌溉管理中同样易于累积。无管理条件下,速效钾得到累积,但在有机肥管理中速效钾更多的被植被所吸收。在微生物多样性方面,短期内耕地管理措施的变化难以影响微生物的群落多样性,但在灌溉管理的牧草植被中,出现了微生物多样性的显著下滑。这说明灌溉管理的牧草植被存在一定风险,需在后续研究中继续观察其变化情况。(3)通过土壤微生物群落在氮循环方面的分析发现,作物休养加强了固氮作用,对氮的累积具有正向作用。灌溉管理则提升了微生物量氮,且抑制了部分氮消耗相关的微生物菌落,具有潜在氮累积的效应。在有机物分解能力方面,灌溉对其抑制作用较强,且粮草植被对其同样存在抑制作用。在抗土传疾病能力方面,无管理的正向作用最为显著,而灌溉管理则对抗病能力的提升较弱。在促植被生长作用方面,多数休养管理均存在促生长作用,仅有灌溉与施肥的牧草植被未能产生正向效应。(4)通过对休养的生态效应分析发现,牧草植被可能不适于短期休养。无管理的原生植被对微生物量碳氮和群落功能的正向效应较弱,需加入灌溉管理和有机肥,以增强其生态效应。通过对碳氮转化相关菌属的比重可知,无管理的原生植被可能更适于长期休养。在作物植被休养中,若耕地需要提高微生物的多种生态功能,如有机物分解能力、抗病能力及植被促生长能力等,可需采用有机肥管理的方式。粮草植被需结合灌溉才可提升土壤的微生物量碳氮含量。(5)结合休养的成本以及相关政策分析可知,粮草植被可能更适用于耕地休养。尤其是灌溉和有机肥管理的粮草植被具有较低的成本需求,在提升微生物量碳氮的含量时,灌溉管理的粮草植被同样更具优势。对于作物植被,仅在有机肥管理中表现出较好的耕地生态效应,与粮草植被相比,其成本较高。因此,在研究区域中,粮草植被可作为短期休养的备选植被。此外,短期休养需根据农户要求因地制宜,尽可能降低管理成本,将更有利于农户对耕地休养项目的支持。