为了评价覆膜旱作对不同生态区稻田土壤肥力特征的影响，从2001年起在浙江省不同生态区的杭州市袁浦镇、海宁市的丁桥镇和郭店镇(平原地区)、金华市兰溪墩头镇(盆地地区)、新昌县澄潭镇(雨养山区)等5个点进行水稻覆膜旱作长期定位试验。试验处理采用裂区随机区组设计，主处理设：(1)覆膜旱作，不施N(NO)；(2)覆膜旱作，施纯氮45 kg/hm2(N45)；(3)覆膜旱作，施纯氮90 kg/hm2(N90)；(4)覆膜旱作，施纯氮135 kg/hm2(N135)；(5)覆膜旱作，施纯氮180 kg/hm2(N180)；(6)裸地旱作，施纯氮135 kg/hm2(N135)；(8)常规水作，施纯氮135 kg/hm2(N135)。裂区设秸秆还田和不还田，重复3次。采用常规技术和现代分子生物学技术相结合对水稻连续覆膜旱作土壤的物理、化学、生物学等性质的变化规律进行了研究和分析，现将试验结果总结如下：　　 1.水稻覆膜旱作后，有降低土壤容重的趋势，改善了土壤的微团粒结构，土壤pH有升高趋势。　　 2.水稻覆膜旱作改变了土壤养分状况。水稻连续覆膜旱作后，加速了土壤有机质的转化，5个点覆膜旱作(N135)有机碳年平均变化率比水作高20.93％-308.06％(2001-2003年)，土壤有机质比常规水作分别降低3.3％-24.5％(2003-2005年)，差异均达到显著水平。5年后测定，在平原地区丁桥点，覆膜旱作稻田的土壤有机质含量比播前降低了45.26％，裸地旱作降低了43.97％，水作降低了31.94％。在雨养山区澄潭点，覆膜旱作的稻田土壤有机质降低了18.42％，裸地旱作降低了19.2％，水作降低了11.7％。与水作相比，覆膜旱作后，土壤全氮降低5.3％-32.7％，土壤全磷有3个点降低了3.7％-21.1％，2个点提高6.0％-8.2％。有4个试验点，碱解氮在各个生育期分别降低8.53％-33.12％，速效钟分别降低14.09％-59.98％，而在雨养山区的澄潭试验点，不同年份各个生育期覆膜旱作土壤碱解氮和速效钾分别提高了含量1.79％-129.78％和152.18％-568.34％。覆膜旱作后，各个点的稻田土壤有效磷含量在不同年份不同生育期都有所增加，比水作高12.31％-377.12％。稻草秸秆还田后覆膜旱作有机质提高8.02％-31.06％，全氮提高5.93％-32.12％、全磷提高0.9％-32.81％、碱解氮提高3.49％-57.74％、有效磷提高4.44％-51.19％、速效钾提高8.81％-239.64％，秸秆还田有利于土壤养分含量全面提高，具有明显的培肥作用。覆膜旱作也改变了土壤养分在土壤中的分布。不同施氮量对土壤养分有一定程度的影响。　　 3.在平原地区丁桥和盆地地区墩头，覆膜旱作铵态氮含量在各个生育期比水作分别降低1.63％-29.04％和2.16％-15.73％，而雨养山区的澄潭则显著提高了561％-1328％。在墩头点，土壤硝态氮含量覆膜旱作比水作提高了0.99％-331.97％，在丁桥点覆膜旱作与水作无显著差异，在雨养山区，土壤硝态氮含量显著提高了16.49-35.64倍。从硝态氮占无机氮的百分数看，墩头、澄潭和丁桥点的覆膜旱作分别为51.9％-63.95％、81.2％-90.46％和41.9-78.1％。说明覆膜旱作改变了土壤的氮素状态，土壤氮素主要以硝态氮为主，或硝态氮和铵态氮并重。稻草秸秆还田明显影响提高了土壤的硝态氮和铵态氮含量。另外，不同施氮量也影响土壤氮素状况。　　 4.水稻覆膜旱作由于改变了土壤的生态环境，影响了土壤微生物群系的变化，不仅增加了土壤细菌、真菌、放线菌三大菌数量，而且增加了土壤的氨化细菌、纤维分解菌、固氮菌、硝化菌、反硝化菌数量等生理种群的数量。不同生态区覆膜旱作后，不同生育期稻田细菌提高了8.0％-106.8％，真菌提高了28.22％-563.77％，放线菌数量提高了7.41％-408.67％，固氮菌数量提高了16.08％-147.50％，氨化细菌提高了6.55％-149.42％，纤维分解菌提高了4.52％-392.14％，硝化细菌增加17.65％-154.42％，反硝化细菌4.62％-120.59％，差异大多达到显著水平。连续覆膜旱作对土壤微生物数量的影响不仅表现在水稻生育期内，而且具有持续性。覆膜旱作也影响土壤微生物的分布。在连续覆膜旱作条件下，施氮肥量和秸秆还阳都能增加各种土壤微生物的数量。相关分析表明在本试验条件下，土壤细菌与土壤全氮、全磷呈显著或极显著相关，真菌、放线菌、固氮菌和反硝化细菌与土壤全氮呈显著相关，反硝化细菌与有效磷和速效钾呈显著相关，而其它则相关不显著。　　 5.在各个生态区覆膜旱作后土壤过氧化氢酶活性均降低，不同生育期过氧化氢酶活性覆膜旱作比水作下降了2.01％-71.70％，在澄潭、丁桥点差异显著，墩头点差异未达到显著水平；在各个生态区覆膜旱作稻田脲酶活性显著降低，不同生育期脲酶活性分别降低11.31％-63.54％。在平原地区丁桥和雨养山区澄潭碱性磷酸酶活性显著降低了13.53％-75.56％；在瓮地地区墩头，播前、分蘖期、抽穗期覆膜旱作比水作分别降低了10.79％-25.73％，而在灌浆期和收获期显著增加了51.52％和59.43％。在盆地的墩头和山区的澄潭试验点，覆膜旱作土壤转化酶活性比水作提高了5.82％-921.18％，而在平原地区覆膜旱作土壤转化酶比水作降低了24.34％-51.58％，差异达到显著水平。脲酶与全氮和碱解氮成正相关，与全磷成负相关。碱性磷酸酶与碱解氮成正相关，与全磷和有效磷成负相关。转化酶活性与土壤养分之间无显著相关关系。施氮肥和稻草秸秆还田对土壤酶活性有明显影响。关于覆膜旱作稻田土壤酶活性降低的原因有待于进一步研究。　　 6.在不同生态区，不同生育期覆膜旱作土壤微生物量碳比水作降低了16.4％-86.3％，差异达到显著水平。在丁桥、澄潭、郭店和袁浦点，不同生育期覆膜旱作土壤微生物量氮显著下降了16.91％-86.78％，而在墩头试验点覆膜旱作提高了土壤微生物量氮7.64％-49.09％，差异达到显著水平。在不同生态区，不同生育期覆膜旱作土壤微生物量磷提高了5.73％-328.86％，差异达到显著水平。覆膜旱作也影响土壤微生物量在土壤中的分布。稻草秸秆还田的土壤微生物量碳提高了1.68％8-6.27％，微生物量氮提高2.08％-468.56％、微生物量磷含量提高3.12％-155.16％。不同施氮量也影响土壤微生物量的变化。　　 7.覆膜旱作减少了稻田土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)的种类和含量。在墩头点，覆膜旱作、裸地旱作、水作稻田分别检测出50、57、56个PLFA；在丁桥试验点，覆膜旱作、裸地旱作、水作稻田分别检测出42、48、51个PLFA，在新昌澄谭试验点，覆膜旱作、裸地旱作、水作稻田分别检测出50、40、54个PLFA。覆膜旱作土壤微生物磷脂脂肪酸含量比水作分别减少25.36％-93.18％。覆膜旱作提高了土壤微生物直链饱和磷脂脂肪酸的百分数；在墩头和澄潭试验点，支链磷脂脂肪酸比例覆膜旱作比水作提高了4.11％和9.24％，而丁桥试验点几乎无差别，说明稻田土壤格兰氏阳性细菌的比例增加。覆膜旱作提高了甲脂类磷脂脂肪酸的比例，比水作高2.16％-11.89％，说明放线菌比例增加。覆膜旱作降低了直链单不饱和磷脂脂肪酸比例，说明格兰氏阴性细菌比例减少。覆膜旱作后18：2w6c比例减少，说明真菌比例减少。直链多不饱和磷脂脂肪酸覆膜旱作后比例减少，说明真核生物比例减少。20:4 w6c在墩头和澄潭两点覆膜旱作稻田中未检测出，在丁桥点，覆膜旱作的比例比水作的低，说明原生动物在覆膜旱作稻田未检测到或比水作的低。聚类分析和主成分分析表明，覆膜旱作对稻田土壤微生物的多样性有明显影响。　　 8.水稻覆膜旱作后，水稻产量为水作的88.8％以上的产量，连续覆膜旱作会造成水稻产量下降。秸秆还田能提高水稻产量。通过对土壤的理化性质和生物性质的聚类分析表明，覆膜旱作土壤不同于水作。而且主成分分析表明，土壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、土壤脲酶、土壤转化酶、土壤碱性磷酸酶、土壤微生物量碳、氮和磷可作为表征土壤肥力的指标。　　 水稻覆膜旱作导致的土壤肥力降低可以通过合理施肥，尤其是钾肥施用及稻草秸秆还田等措施培肥土壤，以保持该生态系统的健康持续发展。