黄土高原冷凉地区生态环境严酷,贫瘠成为制约农业发展的障碍之一。苦荞(Fagopyrum tataricum)有很高的药用价值和营养价值,且耐瘠性较好,成为黄土高原主要种植的粮食作物、经济作物和救荒填闲作物。但“荞麦耐瘠不耐肥”,合理施用肥料能有效的促进苦荞生长、提高产量和改善品质,逆境胁迫下土壤酶在土壤养分循环中起到的调节作用显著大于微生物。为研究低氮胁迫下苦荞土壤碳转化酶活性的动态变化,为苦荞根际土壤碳转化机制提供理论依据。本研究选择对N素耐受性差异明显的两个苦荞品种:迪庆(DQ,耐氮性强)和黑丰(HF,耐氮性弱),每个品种五种处理(CK1(不施肥)、CK2(不施氮肥)、N1(低氮)、N2(常氮)、MJ(灭菌)),分别于苗期、花期、成熟期采集土壤样品,对其碳相关转化酶活性和土壤理化性质进行测定分析,主要研究结果如下:(1)不同氮处理下β-葡糖苷酶活性表现出了品种差异,耐氮性强的苦荞在低氮胁迫下更偏好于β-葡糖苷酶的调节作用。除灭菌与黑丰的对照外,两种苦荞在同一氮处理下其土壤β-葡糖苷酶活性均随着苦荞生长期呈先增加后降低的变化趋势。三个时期的HF均为MJ>CK1,迪庆苦荞则正好相反。对照在三个时期的酶活性均表现为DQ>HF,N2与MJ三个时期则为HF显著高于DQ,N1在苦荞的苗期和花期DQ>HF,而成熟期则为HF>DQ。(2)施肥可以促使苦荞根系与土壤微生物分泌更多蔗糖酶,为苦荞提供更多的碳源。苗期HF的蔗糖酶活性为MJ>N2>CK2>CK1>N1,DQ则为N1>MJ>N2>CK2>CK1。花期HF的蔗糖酶活性随着施氮量的增加而减小;DQ则刚好相反。成熟期HF的几种氮处理之间酶活性无显著差异,DQ的蔗糖酶活性随着施氮量的增加而下降。(3)耐氮的苦荞品种表现出更强的生长优势,分泌更多纤维素酶。苦荞苗期,黑丰的纤维素酶活性随施氮量的增多而提高;迪庆表现出相反的趋势。苦荞花期,两种苦荞均为随着施氮量的增多酶活性逐渐增强,且N1和N2处理下酶活性较高。苦荞成熟期,黑丰的纤维素酶活性为N1>N2>MJ>对照,迪庆则为随着施氮量的增加酶活性逐渐增加。苦荞苗期、花期(除CK1)及成熟期(除对照)的同一氮处理下的纤维素酶活性均为DQ>HF,三个时期MJ的纤维素酶活性均低于N1和N2。(4)施氮可以有效提高苦荞土壤中养分含量,低氮胁迫下耐氮性强的苦荞具有更高的土壤质量。1)土壤含水量:在苦荞苗期和花期,迪庆的土壤含水量均低于黑丰,且同一氮处理两种苦荞均为低氮处理下土壤含水量最低。2)土壤pH:苦荞苗期两种苦荞均为随着施氮量的增加土壤pH值降低,两种苦荞的同一氮处理下的土壤pH值在成熟期达到最大值。3)土壤有机碳:苗期除灭菌外的几种处理下的土壤有机碳均表现为DQ>HF;花期N1为DQ>HF,而N2为HF>DQ;成熟期N1和N2的土壤有机碳也均为DQ>HF。4)土壤氨氮:苦荞生长期两种苦荞各种处理的氨氮均为先增高后降低,且苗期和花期苦荞的氨氮含量随着施氮量的增多而升高。5)土壤硝氮:苦荞苗期黑丰的土壤硝氮随施氮量增多而有所提高,迪庆则为N1的硝氮含量最高;花期两种苦荞N1的硝氮含量最高,迪庆的硝氮均高于黑丰;成熟期两种苦荞均与苗期黑丰的趋势一致。6)土壤全氮:苗期两种苦荞的全氮含量均表现为N2>MJ>N1,花期黑丰N1下的土壤全氮含量显著高于N2和MJ,成熟期黑丰N2的全氮显著高于MJ。7)土壤有效磷:两种苦荞在三个时期不施肥(CK1、MJ)的土壤有效磷均显著低于其他三种施肥的处理。8)土壤全磷:N1、N2和MJ三种氮处理下迪庆的土壤全磷均高于黑丰。9)土壤速效钾:三个时期的N1与N2的迪庆均高于黑丰。三个时期两种苦荞MJ的速效钾均低于N1和N2。10)土壤全钾:苗期和花期低氮、常氮和灭菌下迪庆的土壤全钾均高于黑丰,而成熟期则表现为黑丰高于迪庆。(5)冗余分析(RDA)的结果表明,苗期环境因子中对碳转化酶影响最高的分别为硝氮、全钾和硝氮,花期影响最高的分别为硝氮、氨氮和全磷,成熟期则分别为含水量、pH和硝氮。低氮胁迫下,苦荞根系前期偏好于一些容易分解的如β-葡糖苷酶和蔗糖酶以供其生长发育,后期则分泌更多的纤维素酶。不同氮处理下,耐氮的苦荞表现出品种优势,具有更高的酶活性,土壤质量更高,通过氮磷钾相互的作用,养分的转运积累加快从而获得更强的竞争力。