大豆重迎茬減產(chǎn)的原因及農(nóng)藝對(duì)策研究*——大豆重迎茬減產(chǎn)的原因與機(jī)理（上）

何志鴻，劉忠堂，許艷麗，韓曉增，何雪瑩

（1.黑龍江省科技廳，哈爾濱 150001；2.國家大豆工程技術(shù)研究中心，哈爾濱 150030；

3.中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，哈爾濱 150081；4.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，哈爾濱 150086）

重迎茬是我國大豆主產(chǎn)區(qū)、特別是黑龍江省大豆生產(chǎn)中愈來愈嚴(yán)重的一個(gè)問題，引起了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)和科研單位的極大重視[1-11]。本課題是在黑龍江省政府和國家科技部的支持下，從1993年開始，先后確立為省和國家重點(diǎn)課題、重大課題、重中之重科技攻關(guān)項(xiàng)目，分三個(gè)階段組織省屬和中直科研單位，進(jìn)行多學(xué)科、多部門的聯(lián)合攻關(guān)[12-15]。經(jīng)過八年的共同努力，已經(jīng)基本探明大豆重迎茬減產(chǎn)的原因，提出了減緩產(chǎn)量損失的7條農(nóng)藝對(duì)策。在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用這些研究成果，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[16-22]。

為總結(jié)本項(xiàng)系統(tǒng)工程的研究結(jié)果，向關(guān)心大豆重迎茬問題的各方面人士匯報(bào)，本文作者曾經(jīng)就重迎茬對(duì)大豆的影響、造成這種影響的諸多因素以及減緩損失的措施，先后在《大豆科學(xué)》、《黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)》、《大豆通報(bào)》、《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)》、《東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》以及《中國科技論文在線》發(fā)表多篇專題論文[16,20-37]。那些論文均是從某一角度或某一側(cè)面匯報(bào)我們的研究結(jié)果，本文旨在綜合各專題的研究結(jié)果，試圖匯攏多個(gè)角度、多個(gè)方位探索的心得，從總體上探討重迎茬大豆減產(chǎn)的原因和機(jī)理，為減緩重迎茬大豆產(chǎn)量損失提供理論依據(jù)和參考。

1 研究方法

1.1 總體試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采取多年多地定點(diǎn)以及多種研究方法和研究手段，試驗(yàn)研究在黑龍江省6個(gè)不同生態(tài)區(qū)同時(shí)進(jìn)行，主要的觀測(cè)、調(diào)查均在各生態(tài)區(qū)由9個(gè)小區(qū)組成的固定場(chǎng)圃進(jìn)行，同時(shí)設(shè)置必要的微區(qū)、框區(qū)、盆栽研究與實(shí)驗(yàn)室研究，在各生態(tài)區(qū)有代表性的縣（市、農(nóng)場(chǎng)）的典型地區(qū)進(jìn)行大面積的生產(chǎn)調(diào)查，并在這些縣（市、農(nóng)場(chǎng)）建立試驗(yàn)示范基地（基點(diǎn)）、設(shè)立試驗(yàn)示范田。對(duì)于研究結(jié)果進(jìn)行分析處理時(shí)，既考慮全省的共性，也考慮不同生態(tài)區(qū)的特殊性。

試驗(yàn)研究的田間設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)禺?dāng)前的大豆生產(chǎn)水平、生產(chǎn)條件相一致。即試驗(yàn)區(qū)的管理與當(dāng)?shù)卮蠖股a(chǎn)田相一致，除試驗(yàn)處理之外的耕作、播種、施肥、田間管理均與當(dāng)?shù)禺?dāng)前的生產(chǎn)環(huán)節(jié)同步、生產(chǎn)水平平行進(jìn)行。

1.2 固定輪作場(chǎng)圃

在黑龍江省東部低濕地區(qū)（黑龍江省農(nóng)科院合江農(nóng)科所和黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)）、南部黑土地區(qū)（黑龍江省農(nóng)科院大豆研究所和東北農(nóng)業(yè)大學(xué)）、中部黑土地區(qū)（中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所海倫試驗(yàn)站和黑龍江省農(nóng)科院綏化農(nóng)科所）、西南部鹽堿土地區(qū)（黑龍江省農(nóng)科院安達(dá)農(nóng)科所）、西部風(fēng)沙干旱地區(qū)（黑龍江省農(nóng)科院嫩江農(nóng)科所）、北部高寒地區(qū)（黑龍江省農(nóng)科院黑河農(nóng)科所）設(shè)立9個(gè)固定輪作區(qū)，按照固定的種植模式，使試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的大豆每年都有正茬、迎茬、重茬各處理，隨著試驗(yàn)的連年進(jìn)行，輪作場(chǎng)圃中的重茬處理逐年為重茬一年，重茬一年和二年，重茬一年、二年和三年以及一個(gè)長(zhǎng)期重茬小區(qū)。中國科學(xué)院海倫試驗(yàn)站的固定輪作場(chǎng)圃始設(shè)于1993年前，其余各固定輪作區(qū)自1994年設(shè)立，至第三期研究結(jié)束，都已經(jīng)連續(xù)了7～8a（2001年之后，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所即原來的黑龍江農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所以及黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院仍在此固定輪作場(chǎng)圃上繼續(xù)關(guān)于大豆重迎茬方面的試驗(yàn)研究），試驗(yàn)區(qū)每個(gè)小區(qū)12行，行長(zhǎng)30m，行距0.7m，輪作方式與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)相一致：正茬為小麥—玉米—大豆（東部）、小麥—小麥—大豆（北部）、玉米—玉米—大豆（中部、南部、西部）；迎茬為大豆—小麥—大豆或大豆—玉米—大豆；重茬為大豆—大豆（重茬一年）、大豆—大豆—大豆（重茬二年）……；品種、密度、施肥、田間管理與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)水平相一致。試驗(yàn)品種中東部低濕區(qū)為合豐25、合豐35、墾農(nóng)4，南部黑土區(qū)為黑農(nóng)37，中部黑土區(qū)為綏農(nóng)14，西南部鹽堿區(qū)品種為抗線2號(hào)，西部風(fēng)沙干旱區(qū)為嫩豐15，北部高寒區(qū)為黑河14、北豐11。

1.3 專項(xiàng)試驗(yàn)

各項(xiàng)主試驗(yàn)研究均在上述固定輪作場(chǎng)圃進(jìn)行，根據(jù)需要另設(shè)框區(qū)、微區(qū)、盆栽試驗(yàn)與生產(chǎn)田田間調(diào)查。專項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容以及試驗(yàn)方法見前報(bào)[23-37]。

2 結(jié)果與分析

2.1 重迎茬對(duì)大豆的影響

2.1.1 重迎茬對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育的影響 大豆重迎茬種植，生育期有所延遲，而且主要是開花至結(jié)莢階段即生長(zhǎng)發(fā)育的中期階段延長(zhǎng)，此階段的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程慢于正茬，而結(jié)莢至鼓?！闹泻笃?，生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程快于正茬。前期生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，后期急劇結(jié)束，因此不能充分生長(zhǎng)發(fā)育和積累，造成了重迎茬大豆的株高降低、莖稈變細(xì)、節(jié)間加長(zhǎng)、分枝減少、結(jié)莢數(shù)和單株粒數(shù)減少[24]。

2.1.2 重迎茬對(duì)大豆根的影響 根在植株的生長(zhǎng)發(fā)育中起著四個(gè)方面的重要作用：支撐和固定地上部分，吸收水分和養(yǎng)分，儲(chǔ)藏物質(zhì)，合成氨基酸、激素等物質(zhì)。因此，根的狀況對(duì)于植株的生長(zhǎng)發(fā)育極為重要。大豆重迎茬種植，根的生長(zhǎng)發(fā)育不良，根長(zhǎng)、根量、根重減少，活性降低，對(duì)于土壤中的水分、養(yǎng)分吸收能力以及共生固氮能力降低，根系分泌物種類和根際微生物種類發(fā)生變化，病原菌增加，易于罹病。根和根際環(huán)境的這些不良和不利變化，使得根的支撐、固定作用，吸收、儲(chǔ)藏、合成等作用和功能減弱，導(dǎo)致植株生長(zhǎng)發(fā)育不良，直至影響到產(chǎn)量[28-33]。

2.1.3 重迎茬對(duì)大豆生理機(jī)能的影響 重迎茬大豆呼吸強(qiáng)度較正茬大豆增加，開花期以后光合效率較正茬降低，不利于干物質(zhì)的積累。此時(shí)處在營養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并行期，因此對(duì)于植株的形態(tài)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量構(gòu)成因子的形成都不利[26]。

重迎茬大豆氣孔阻力變小、蒸騰強(qiáng)度加大，按說其耗水量應(yīng)當(dāng)高于正茬大豆。然而，實(shí)際上由于重迎茬大豆植株生長(zhǎng)發(fā)育差、光合速率低、吸水能力低，其實(shí)際耗水量并不比正茬大豆高[27]。

重迎茬大豆根系活力降低，使得吸收能力減弱，導(dǎo)致植株生長(zhǎng)發(fā)育不良，抵御不利外界環(huán)境條件的能力降低，結(jié)果干物質(zhì)積累數(shù)量和速度都低于正茬，使得重迎茬大豆的產(chǎn)量低于正茬[30]。

2.1.4 重迎茬對(duì)大豆產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響 大豆重迎茬種植，部分幼苗死亡，使收獲株數(shù)減少，是減產(chǎn)的一個(gè)原因。由于大豆具有較強(qiáng)的補(bǔ)償機(jī)能，在正常情況下，少量的缺株，可以由其他植株多結(jié)莢、多結(jié)粒、或者籽粒變大而得到補(bǔ)充，對(duì)最終的產(chǎn)量不會(huì)有太大的影響。然而，重迎茬種植的大豆生長(zhǎng)發(fā)育不良，單株結(jié)莢數(shù)、每莢粒數(shù)和單株粒數(shù)以及百粒重均較正茬降低，不僅難以補(bǔ)償缺株所造成的產(chǎn)量損失，而且這種變劣的產(chǎn)量構(gòu)成因子更是直接造成減產(chǎn)。重迎茬對(duì)于大豆產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：第一，產(chǎn)量構(gòu)成因子變劣，重茬重于迎茬，長(zhǎng)期重茬重于短期重茬；第二，在構(gòu)成產(chǎn)量的諸多因子中，單株莢數(shù)和粒數(shù)因重迎茬而變劣的程度最為嚴(yán)重[23,24]。

2.1.5 重迎茬對(duì)大豆產(chǎn)量的影響 固定輪作場(chǎng)圃連續(xù)8年的田間試驗(yàn)以及盆栽試驗(yàn)和大量生產(chǎn)調(diào)查的結(jié)果表明，大豆重迎茬種植減產(chǎn)6.1%～31.5%，重茬重于迎茬，重茬年限增多，減產(chǎn)幅度加大。無肥盆栽、無肥田間試驗(yàn)、有肥盆栽試驗(yàn)、有肥固定試驗(yàn)場(chǎng)圃和生產(chǎn)調(diào)查五種方法的結(jié)果，雖然在數(shù)值上有所差別，但是趨勢(shì)一致，且數(shù)量級(jí)相近；基本趨勢(shì)是迎茬減產(chǎn)5%～10%，重茬一年減產(chǎn)10%～15%，重茬二年減產(chǎn)15%～20%，重茬三年以上減產(chǎn)20%～30%。從田間試驗(yàn)結(jié)果可以看出，無肥減產(chǎn)重于有肥[23]。

2.1.6 重迎茬對(duì)大豆品質(zhì)的影響 大豆的品質(zhì)包括化學(xué)品質(zhì)和外觀品質(zhì)。目前所說的化學(xué)品質(zhì)主要是指大豆蛋白質(zhì)和脂肪含量。迎茬和短期重茬對(duì)大豆蛋白質(zhì)和脂肪的含量沒有明顯的影響，但三年以上的長(zhǎng)期重茬，大豆的蛋白質(zhì)含量明顯增加，脂肪含量明顯減少[4]。外觀品質(zhì)方面，重迎茬種植，大豆的病粒率、蟲食率增加，完全粒率和百粒重降低，且都是重茬重于迎茬。尤為嚴(yán)重的是病粒率和蟲食率，雖然只增加了不到5個(gè)百分點(diǎn)，但是相對(duì)值卻增加了38.9%～108.7%，導(dǎo)致商品大豆降等降級(jí)，造成經(jīng)濟(jì)損失[4,23]。

2.2 重迎茬大豆的影響因素及其影響

2.2.1 重迎茬大豆的土壤 重迎茬種植大豆使土壤大團(tuán)聚體的比例下降，土壤結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)性降低。這種變化在不同類型的土壤中有所差異。大豆重迎茬種植對(duì)土壤容重和孔隙度有一些影響，但是不夠顯著，而且不同地區(qū)、不同土壤，這種影響在程度和方向上也有所不同。與其他作物重茬以及輪作體系當(dāng)中不同作物對(duì)于土壤容重和孔隙度的不良影響相比較，種植大豆、乃至重迎茬種植大豆，有利于土壤保持良好的容重和孔隙度。大豆重迎茬種植對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量沒有明顯的影響，但是改變了土壤有機(jī)質(zhì)存在形態(tài)，降低了土壤肥力。重迎茬種植大豆使土壤pH升高。在一定程度上，這可以減輕酸性土壤的酸性，有利于大豆的生長(zhǎng)發(fā)育，但也增加了堿性土壤的堿性，對(duì)于大豆不利。重迎茬種植大豆，降低了土壤中多糖含量。土壤多糖的含量受蔗糖酶活性影響，與有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)，對(duì)土壤微生物區(qū)系和土壤肥力有影響[26,29,35,36]。

2.2.2 重迎茬大豆的土壤養(yǎng)分與養(yǎng)分吸收 以往的研究指出，每生產(chǎn)100kg大豆需氮量較生產(chǎn)同量水稻或玉米籽實(shí)高2～3倍，需磷、鉀量高0.5～1倍。因此，重迎茬種植大豆由于過多的消耗造成土壤養(yǎng)分虧缺的說法，很容易被人們所接受。本研究結(jié)果表明，大豆重迎茬種植，根際土壤養(yǎng)分的變化有兩種情況：一是在不施任何肥料的盆栽條件下，重迎茬種植出現(xiàn)對(duì)養(yǎng)分的過多消耗，造成土壤養(yǎng)分虧缺。但這并不是重迎茬大豆所特有的現(xiàn)象，重茬玉米、重茬小麥都存在同樣的問題。雖然大豆需氮量高于許多作物，但是大豆卻有獨(dú)特的共生固氮機(jī)能，成熟植株全氮量的1/4～2/3來自共生固氮，所以，一般情況下，短期重迎茬種植大豆，雖然消耗氮素較多、但不會(huì)嚴(yán)重虧缺，如果長(zhǎng)期重茬，共生固氮能力下降，則會(huì)造成氮素的嚴(yán)重虧缺。二是在模擬生產(chǎn)條件下的試驗(yàn)研究和大豆生產(chǎn)實(shí)踐中均有施肥，重迎茬種植時(shí)，前茬多消耗的營養(yǎng)元素得以補(bǔ)充，可以減輕甚至彌補(bǔ)氮素的不足，因此，并沒有顯現(xiàn)出明顯偏耗。盡管如此，增施肥料對(duì)重迎茬大豆的生長(zhǎng)、發(fā)育以及產(chǎn)量還是有益的。這一是因?yàn)槟壳吧a(chǎn)實(shí)踐中大豆的施氮水平較低，往往不能完全彌補(bǔ)種植大豆對(duì)土壤氮素的消耗；二是因?yàn)樵诖蠖怪仓耆?，來自肥料、土壤和根瘤的氮素所占的比例?：3：6，而重迎茬大豆根瘤活性減弱以及植株生長(zhǎng)發(fā)育不如正茬大豆、根的吸收能力有所減弱，根瘤的固氮量和從土壤中吸收的氮的數(shù)量都不如正茬大豆，再加上前茬大豆的吸收減少了土壤中可利用的養(yǎng)分，所以，增施肥料對(duì)重迎茬大豆有較明顯的增產(chǎn)效果?？傊?，在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，由于使用肥料，重迎茬種植的大豆并不會(huì)因?yàn)閷?duì)某種養(yǎng)分的過度消耗而形成養(yǎng)分虧缺。也就是說，土壤養(yǎng)分有一定的影響，但養(yǎng)分問題不是大豆重迎茬減產(chǎn)的主要原因。然而，由于常用的化肥主要是氮、磷、鉀三種大量元素，以及重迎茬大豆根系發(fā)育較差、對(duì)養(yǎng)分的吸收能力減弱，又由于生理脅迫等原因，促使大豆增加了對(duì)一些元素、特別是微量元素的需求，因此，應(yīng)當(dāng)注意補(bǔ)充微量元素或者使用有機(jī)農(nóng)肥[26]。

2.2.3 重迎茬大豆的水分問題 以往的研究中，有人認(rèn)為土壤水分是影響重迎茬大豆的一個(gè)重要因素，甚至是最重要的因素。討論這個(gè)問題，就得討論土壤水分是否對(duì)重迎茬大豆有重大影響。這首先得研究種植大豆對(duì)土壤水分有無影響以及影響表現(xiàn)在哪些方面、程度如何，然后再研究在大豆茬上重復(fù)種植大豆將會(huì)怎樣。這種研究應(yīng)當(dāng)包括如下4個(gè)方面：第一，播種在不同茬口上的大豆，播前土壤水分狀況，即前茬的影響；第二，大豆重迎茬與正茬土壤水分的差異，即輪作方式的影響；第三，不同作物重茬種植土壤水分的差異，即作物的長(zhǎng)期影響；第四，重迎茬大豆耗水特點(diǎn)，即作物自身的影響。總之，要從整個(gè)輪作體系來比較不同作物、比較大豆的不同輪作方式下土壤水分的特點(diǎn)、動(dòng)態(tài)變化，以及重迎茬大豆所受到的影響，而不是只討論重迎茬種植當(dāng)年大豆的土壤水分如何。

從理論計(jì)算看，種植大豆需水較小麥多，但不及玉米。從實(shí)際測(cè)定看，在三年一個(gè)輪作周期的最后一年，生育期間土壤含水量，重茬種植不同作物之間略有差異，但不明顯。雖然與正茬相比較，重迎茬種植大豆，土壤田間持水量有所降低。但同是重茬種植的玉米、小麥下降得更低。由此可知，盡管重茬種植大豆會(huì)使土壤水分狀況在某些方面變劣，但這并不是大豆所特有的，而且重迎茬大豆對(duì)土壤水分的這種不利作用要低于玉米、小麥等作物重迎茬種植[27]。

重迎茬種植的大豆氣孔阻力降低、蒸騰強(qiáng)度加大，表明重迎茬種植大豆水分消耗能力增強(qiáng)。但是，一方面由于重迎茬大豆植株生長(zhǎng)發(fā)育不如正茬，另一方面大豆后期利用深層土壤水分能力較強(qiáng)，使得生育后期至次年播種、出苗前土壤上層含水量高于正常輪作，而且種植在大豆茬上比種植在玉米、小麥茬上播種前土壤含水量高?？梢姡N植大豆，乃至重茬、長(zhǎng)期重茬種植大豆，并不會(huì)造成耕層土壤水分嚴(yán)重虧缺或者水分狀況惡化。所以重茬種植的大豆并沒有處于惡劣的土壤水分狀況之下。盡管種植大豆以及重迎茬種植大豆對(duì)土壤水分有一定的影響，但并不一定是不利的影響。反過來，大豆茬相對(duì)豐富的土壤水分會(huì)對(duì)重茬種植的大豆有一定的良好影響。

不能孤立地看大豆重迎茬種植當(dāng)年土壤水分如何，要把它放在輪作體系當(dāng)中，與正茬輪作相比較、與其他作物重茬種植的結(jié)果相比較。這樣就會(huì)發(fā)現(xiàn)，各種作物重茬種植，對(duì)土壤水分都有一定的影響，其中并不是重茬大豆對(duì)土壤水分最為不利。況且與正茬輪作相比較，種植大豆乃至重茬種植大豆，并沒有使土壤水分狀況明顯惡化，即重茬大豆并沒有生長(zhǎng)在其前茬大豆所造成的惡化了水分狀況的土壤上。所以，土壤水分對(duì)于重迎茬大豆有一定的影響，但并不是阻礙重迎茬大豆生長(zhǎng)的重要因素[27]。

2.2.4 重迎茬大豆土壤中的酶 大豆重迎茬種植雖然沒有使土壤中的多酚氧化酶顯著地增加，但是，出苗至開花期即生育前期重迎茬大豆土壤多酚氧化酶濃度高于正茬，結(jié)莢期即生育后期低于正茬。與試前相比較，主要旱田作物重茬種植都能增加土壤酶的活性，重茬大豆對(duì)酶活性的增強(qiáng)作用低于小麥、高于玉米。與正茬輪作相比較，重迎茬大豆土壤過氧化氫酶、磷酸酶和轉(zhuǎn)化酶活性降低，脲酶活性增加。重迎茬大豆土壤酶活性與土壤pH顯著正相關(guān)，大豆重迎茬種植提高了土壤的pH，所以增加了土壤酶活性。土壤中各種酶的活性分別與土壤中相應(yīng)的物質(zhì)有顯著的相關(guān)關(guān)系，但是不同的酶與其相應(yīng)的物質(zhì)間的相關(guān)方向、強(qiáng)度不同。由于土壤酶的活性與相應(yīng)的土壤有機(jī)化合物顯著相關(guān)，影響著土壤溶液的酸堿度和組成成分，所以對(duì)于土壤養(yǎng)分、土壤微生物區(qū)系構(gòu)成以及活動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響重迎茬大豆的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量[35]。

2.2.5 重迎茬大豆的病蟲危害 無論是試驗(yàn)區(qū)定點(diǎn)觀測(cè)、研究，還是生產(chǎn)上的大量調(diào)查，都表明重迎茬種植的大豆田間病蟲危害、特別是根部病蟲危害加劇。大豆重迎茬種植以后，大豆根潛蠅、根腐病、胞囊線蟲等根部病蟲的危害程度至少增加一倍，多的增加十幾倍。大豆食心蟲雖然在地上危害，但由于其老熟幼蟲脫莢入土到次年羽化出土，在土壤里面長(zhǎng)達(dá)10個(gè)月之久，上年種植大豆，或輕或重總有食心蟲發(fā)生，秋季必有幼蟲入土，次年成為危害重茬大豆的蟲源。這也是大豆食心蟲危害，重茬比正茬增加十余倍，而迎茬增加不多的原因所在[25]。

2.2.6 重迎茬大豆的根系分泌物與根茬腐解物 本研究結(jié)果表明，大豆重迎茬種植，根際土壤中的根系分泌物較正茬大豆增加，改變了土壤的微生態(tài)環(huán)境，因此產(chǎn)生了如下三種作用：第一，直接對(duì)大豆植株的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生了不利的影響；第二，使土壤中的微生物區(qū)系發(fā)生不良變化，導(dǎo)致真菌數(shù)量增加，特別是致病性真菌數(shù)量明顯增加，細(xì)菌、放線菌數(shù)量減少；第三，對(duì)土壤中的一些微量元素有一定的活化作用。結(jié)果是由于植株生長(zhǎng)發(fā)育緩慢、纖弱不良而易于罹病，而病原菌明顯增加又加劇了病蟲危害。根系發(fā)育不良，吸收能力降低，進(jìn)一步影響了植株的生長(zhǎng)發(fā)育，直至影響到產(chǎn)量。然而，雖然重迎茬種植大豆，土壤中根系分泌物增加，但是在土壤—微生物—植物這一活的有機(jī)體系中，未必能夠長(zhǎng)期存在并積累到相當(dāng)高的濃度，以至于對(duì)下茬大豆產(chǎn)生毒害作用。所以，根系分泌物對(duì)于重迎茬大豆的不利影響當(dāng)中，間接的作用可能要大于直接作用。與此不同的是根茬腐解物，它對(duì)重迎茬大豆生長(zhǎng)發(fā)育的不利影響更直接、而且更大。因此，如果說重迎茬大豆有自毒作用的話，它主要是由于根茬腐解物的作用；根系分泌物由于其許多成分易于發(fā)生變化、難于穩(wěn)定積累，所以，其毒害作用可能主要發(fā)生在本茬，不一定影響到下茬及以后。

從我們的研究結(jié)果來看，根系分泌物和根茬腐解物都對(duì)重迎茬大豆的生長(zhǎng)發(fā)育有不利的影響。因此可以認(rèn)為，二者都是造成重迎茬大豆減產(chǎn)的重要因素。但就其所起到的作用來看，根茬腐解物較根系分泌物更重要一些[28]。

2.2.7 重迎茬大豆的根際土壤有機(jī)化合物 土壤中的有機(jī)化合物，因所用的提取與分析方法的不同而不同，我們?cè)囼?yàn)研究中所得到的產(chǎn)物，主要有蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、酚酸、酶等類物質(zhì)，而且各類物質(zhì)的種類和數(shù)量因?yàn)榇蠖沟闹赜绶N植而與正茬有明顯的不同。本文所報(bào)道的是無水乙醇和二氯甲烷提取物的色譜—質(zhì)譜聯(lián)合測(cè)定的結(jié)果，為酚、酸、醛、烴等類物質(zhì)。

酚酸類有機(jī)化合物對(duì)大豆有明顯的化感抑制作用，重迎茬大豆根際土壤中酚酸類有機(jī)化合物不僅種類比正茬大豆增加，數(shù)量也增加，因此對(duì)大豆的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生了不利的影響。所以含有能夠產(chǎn)生化感抑制作用的酚酸類物質(zhì)的根系分泌物、根茬腐解物和微生物分泌物都是重迎茬大豆減產(chǎn)的原因之一。

根際土壤有機(jī)化合物中，生長(zhǎng)2周的大豆植株的根系分泌物對(duì)于大豆的抑制作用大于4周大豆植株的根系分泌物；腐解4周的大豆根茬腐解物對(duì)于大豆的抑制作用大于腐解8周的大豆根茬腐解物，而且不同腐解時(shí)間的腐解產(chǎn)物有許多不同；重茬大豆播前根際土壤有機(jī)化合物較正茬大豆生育期間明顯地減少了種類和數(shù)量，表明根系分泌物分泌到根際土壤中之后會(huì)發(fā)生變化；生育期間重茬大豆土壤中有機(jī)化合物較迎茬大豆豐富，表明雖然上一年的根茬腐解物無變化地留存到下一年已經(jīng)不是很多，但是卻能以變化后的形態(tài)留存下來一部分。從這幾方面可以看出：第一，早期的土壤有機(jī)化合物對(duì)大豆有較大的抑制作用；第二，根際土壤中的有機(jī)化合物在土壤—植物—微生物體系的作用下不斷地發(fā)生轉(zhuǎn)化、降解。因此，也可以說重迎茬大豆受根際土壤有機(jī)化合物的不利影響，主要發(fā)生在生育前期，特別是幼苗期；對(duì)重迎茬大豆產(chǎn)生較大影響的也主要是當(dāng)年的根系分泌物、上年的根茬在當(dāng)年的腐解物和微生物分泌物。

大豆根際土壤有機(jī)化合物主要來自大豆的根系分泌物、根茬腐解物和根際微生物分泌物，這三者是互相影響的。大豆重迎茬種植，首先是上一年土壤里殘存的根茬和根茬腐解物刺激了大豆幼根，使根系分泌物發(fā)生與正茬大豆不同的變化，根系分泌物又對(duì)根際土壤微生物產(chǎn)生影響，影響了其區(qū)系構(gòu)成以及活性和分泌物，再由區(qū)系發(fā)生了變化的微生物的活動(dòng)反過來影響根茬的腐解及其產(chǎn)物，影響大豆植株的生長(zhǎng)發(fā)育及其根系的分泌物，直至影響大豆的產(chǎn)量[29,33]。

2.2.8 重迎茬大豆的根際微生物 大豆重迎茬種植，根際土壤微生物區(qū)系發(fā)生了變化?；沮厔?shì)為細(xì)菌數(shù)量減少，真菌、放線菌數(shù)量增多，細(xì)菌與真菌的比例（B/F）以及放線菌與真菌的比例（A/F）降低，由高肥的“細(xì)菌型”向低肥的“真菌型”轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變從開花期開始，表現(xiàn)出明顯的差異與規(guī)律性。

重迎茬種植大豆，根際細(xì)菌減少的幅度較小，真菌增加的幅度較大；根區(qū)細(xì)菌數(shù)量減少的幅度較大，真菌數(shù)量增加的幅度較小。因此，細(xì)菌和真菌的比值根際增加，根區(qū)降低。根際微生物B/F值降低主要是由于根際土壤微生物區(qū)系的變化，而不是根表面上微生物區(qū)系的變化。但是重迎茬大豆根表面微生物區(qū)系變化得更為激烈。

重迎茬大豆根際土壤中致病真菌的比例發(fā)生變化，占據(jù)了種群優(yōu)勢(shì)，侵染大豆根部，導(dǎo)致根腐病發(fā)生。可見根際微生物區(qū)系的變化也是造成重迎茬大豆減產(chǎn)的一個(gè)重要原因[33]。

2.2.9 重迎茬大豆的共生固氮 大豆重迎茬種植，根際土壤共生固氮體系受到了較大的不良影響。隨著重茬年限的增加，優(yōu)質(zhì)根瘤的比例、有效根瘤鮮重、固氮效率和固氮量都降低。

重迎茬大豆產(chǎn)量與結(jié)瘤數(shù)量的相關(guān)性較正茬下降，原因是重迎茬大豆所結(jié)的根瘤中有相當(dāng)數(shù)量的無效瘤；增施一定數(shù)量的氮肥可以有效地增加結(jié)瘤數(shù)量，同時(shí)也增加了根瘤數(shù)量與產(chǎn)量之間的正相關(guān)?？梢姽采痰獱顩r也是影響重迎茬大豆產(chǎn)量的一個(gè)因素[34]。

重迎茬大豆根瘤的形成，明顯地受到根茬腐解物和根際微生物分泌物的不利影響和抑制。

經(jīng)過試驗(yàn)，有選擇性地應(yīng)用單項(xiàng)或綜合調(diào)控措施，可以增加結(jié)瘤數(shù)量和根瘤活性，收到增瘤增產(chǎn)的效果。

2.2.10 重迎茬大豆的品種 不同類型的大豆品種對(duì)于重迎茬種植的反應(yīng)不同。通常，抗大豆胞囊線蟲等根部病蟲害的品種重迎茬種植減產(chǎn)幅度小，即這類品種較耐重迎茬種植。

生態(tài)條件對(duì)于大豆品種重迎茬種植時(shí)的減產(chǎn)幅度有較明顯的影響，同一個(gè)品種在不同的生態(tài)區(qū)耐重迎茬種植的表現(xiàn)不同。

通常，重迎茬種植產(chǎn)量較高的品種、即耐重迎茬品種表現(xiàn)為抗或耐根部病蟲害，根際微生物區(qū)系中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量多、B/F比值高，谷光甘肽過氧化物酶（GSH－Px）活性強(qiáng)。

同一抗病品種連續(xù)重茬種植多年，由于選擇壓力，會(huì)使病原菌生理小種發(fā)生變化，并因此而使品種喪失抗病性。所以，即使是耐重迎茬的品種，也應(yīng)當(dāng)避免同一品種長(zhǎng)期重茬種植。為減緩大豆重迎茬所造成的產(chǎn)量損失，最好是實(shí)行大豆與非豆科作物輪作，在重迎茬種植時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取不同抗病品種或不同的耐重迎茬品種輪換種植[37]。