耕作方式对土壤质量的影响是目前国内外关注的热点问题。砾石覆盖是黄土高原西北部重要的长期免耕覆盖方式，但多年以来对长期砾石覆盖农田的研究都集中在土壤水分和土壤温度上，对砂田退化原因的研究还不甚清楚，关于长期砾石覆盖对土壤酶活性和其它生物化学性状的影响至今鲜见报道。　　 本论文以中科院皋兰试验站的未覆盖和砾石覆盖不同年限的连作西瓜农田为对象，在不同时期对连续砾石覆盖2、7、11、15和20a的连作西瓜农田土壤中有机碳含量、微生物数量、过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、脱氢酶酶活性进行了研究，探索了有机碳含量和土壤酶活性的变化特点。　　 砾石覆盖下的农田土壤中有机碳含量基本上介于未覆盖农田和撂荒地之间。随着砾石覆盖年限的增加，土壤中有机碳逐年降低，并且在15a时达到一个较低的数值。砾石覆盖下，土壤中微生物比较稳定，随着砾石覆盖年限的增加，土壤微生物数量逐渐降低，在覆盖7～11 a时最为稳定，此后微生物多样性指数和均匀度指数持续降低。　　 砾石覆盖下农田中大多数土壤酶活性介于未覆盖农田和撂荒地之间。相关性分析表明，砾石覆盖下的农田土壤酶活性与土壤中有机碳含量，土壤微生物数量存在显著或者极显著的相关关系，因而可以用某些土壤酶活性表示土壤中有机碳或肥力的变化情况。在0～20a范围内，砾石覆盖土壤酶活性随着覆盖年限的延长呈抛物线变化趋势，在砾石覆盖10～11a前呈上升趋势，之后呈下降趋势。总体而言，在砾石覆盖11a左右农田土壤中土壤酶活性最高，砾石覆盖超过15a的农田，土壤酶活性较低，作物减产，需要停耕堆肥，重新换沙来维持产量。　　 在作物生育期研究砾石覆盖、未覆盖连作西瓜农田和撂荒地的表层土壤，结果表明：砾石覆盖处理的农田土壤微生物处于较稳定的低水平状态。不同处理下土壤酶活性在生育期变化显著不同，但多在作物生长旺盛的抽蔓期和结果期达到极值。作物生长和砾石覆盖对于酶活性的影响作用十分巨大。这为进一步研究砾石覆盖对农田土壤环境影响的作用机理及砾石覆盖科学管理提供了理论依据。　　 随覆盖年限的延长，土壤有机碳减少、微生物多样性降低、土壤酶活性总体降低，导致砾石覆盖土壤的质量下降。而长期的砾石覆盖和作物连作所导致的土壤质量的下降可能是砂田退化的主要原因。这一研究结果为砂田的可持续利用提供了耕作改进的依据。为实现砾石覆盖农田土壤肥力的稳定和可持续利用，防止砂田退化，除了尽量使覆盖砂层不混入土壤影响土壤水分和温度之外，还要注意增施有机肥和轮作，减少长期砾石覆盖所导致的土壤质量的下降。