不同連作年限豇豆土壤理化性質(zhì)及微生物種群變化初探

摘 要：對(duì)不同連作年限豇豆的根際土壤進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果表明，豇豆土壤養(yǎng)分及中微量元素Cu、Ca、Mg、 Fe 和Mn隨著連作年限的增加呈上升趨勢(shì)，現(xiàn)有施肥方式下，豇豆的鋅元素供給不足，導(dǎo)致土壤鋅元素含量隨著連作年限的增加而降低。隨著連作年限的增加，土壤三大類群微生物中細(xì)菌、放線菌數(shù)量變化不大，真菌數(shù)量有下降趨穩(wěn)的趨勢(shì)；連作3年的豇豆發(fā)病土壤與正常生長(zhǎng)的土壤相比，發(fā)病土壤養(yǎng)分明顯高于正常土壤，而發(fā)病土壤的細(xì)菌、放線菌的數(shù)量均比正常生長(zhǎng)區(qū)土壤的數(shù)量顯著降低，而真菌數(shù)量明顯增加。

關(guān)鍵詞：豇豆；連作；土壤性質(zhì)；微生物變化

中圖分類號(hào)：S643.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.03.016

豇豆為我國(guó)重要的夏季豆類蔬菜，隨著效益農(nóng)業(yè)的發(fā)展，一些蔬菜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地中由于常年種植豇豆，導(dǎo)致連作障礙問題日益突顯。研究表明， 導(dǎo)致連作障礙的原因相當(dāng)復(fù)雜， 主要有土壤傳染性病蟲害增加、土壤理化性狀劣化以及由根系分泌物和殘茬分解物等引起的自毒作用等[1-2] ， 其中自毒作用是造成連作障礙的重要原因之一。豆類為極易發(fā)生連作障礙的作物，大豆連作導(dǎo)致的嚴(yán)重種植障礙問題，已成為限制大豆高產(chǎn)的主要障礙因素之一[3-4]。以往的研究主要集中在大宗作物如棉花、花生、草莓、蔬菜等產(chǎn)生的連作障礙問題，如連作導(dǎo)致土壤性狀、酶活性、微生物種群的變化，作物根系分泌物自毒作用及對(duì)作物生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響等[5-9]，而不同連作年限豇豆土壤理化性質(zhì)、微生物群落變化等方面的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)以不同連作年限的豇豆根際土壤為研究材料，通過分析土壤理化性質(zhì)和微生物種群數(shù)量變化，比較其年份間的變化差異，以期為豇豆連作施肥及克服或減輕豇豆連作障礙提供應(yīng)用依據(jù)和參考建議。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試豇豆品種為之江106。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

本試驗(yàn)選在浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的海寧農(nóng)業(yè)示范基地的豇豆育種基地進(jìn)行，土壤類型為小粉土。

1.3 方 法

種植不同連作年限的同品種豇豆，豇豆收獲后冬季種植一季小青菜，該季不施肥，每年的施肥、耕作管理措施基本相同，即每667 m2施用300 kg有機(jī)肥作基肥，全生育期施用25 kg復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O =15∶15∶15）作追肥。

在豇豆結(jié)莢盛期（9月）同一時(shí)間采取不同連作年份豇豆的土壤樣品。采樣方法為：分別在兩豇豆植株間采取5～20 cm的耕作層土樣，5點(diǎn)取樣混合為一個(gè)樣品；在第3年連作地塊分別采集豇豆正常生長(zhǎng)區(qū)和相鄰豇豆枯萎病發(fā)病區(qū)的土樣，采樣方法同前。土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全N、速N、速P、速K等按常規(guī)分析方法測(cè)定，重金屬Cu、Ca、Mg、 Fe、Mn和Zn用原子吸收分光光度法測(cè)定[10]；供試培養(yǎng)基真菌培養(yǎng)采用馬丁氏培養(yǎng)基，細(xì)菌培養(yǎng)采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，放線菌培養(yǎng)采用高氏一號(hào)培養(yǎng)基[11]，土壤三大類群微生物計(jì)數(shù)采用傳統(tǒng)的稀釋平板法，本試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS8.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同連作年限豇豆土壤理化性質(zhì)演變分析

從表1土壤理化性質(zhì)及中微量元素分析測(cè)試中可以看出，隨著連作年限的增加，豇豆土壤呈現(xiàn)酸化趨勢(shì)；土壤有機(jī)質(zhì)、總氮、速氮等養(yǎng)分指標(biāo)逐年增高，這與豇豆栽培連年施用大量化肥及農(nóng)家肥有直接關(guān)系；土壤中微量元素Cu、Ca、Mg、 Fe 和Mn也隨著連作年限的增加而增加，但增加幅度不一，Cu變化幅度較小；而鋅元素隨著連作年限的增加而減少，說明豇豆對(duì)鋅元素的需求較大，而外源投入的Zn有所不足，這將導(dǎo)致豇豆?fàn)I養(yǎng)元素失衡。

2.2 豇豆發(fā)病區(qū)與正常區(qū)土壤理化性狀變化

豇豆連作3年的地塊，正常生長(zhǎng)區(qū)的豇豆與枯萎病發(fā)病區(qū)土壤分析表明（表2），豇豆發(fā)病區(qū)土壤養(yǎng)分元素含量等多數(shù)指標(biāo)均比正常生長(zhǎng)區(qū)土壤高，而發(fā)病土壤的pH值、有機(jī)質(zhì)、速磷有所降低，這是由于豇豆發(fā)病后逐漸枯死，根系生長(zhǎng)弱、分泌物少，養(yǎng)分吸收較少，施入的肥料養(yǎng)分多數(shù)余留在土壤中，豇豆發(fā)病區(qū)土壤中鋅含量大幅增加，也較好地證明了上述結(jié)論，即豇豆對(duì)鋅元素需求較大。

2.3 不同連作年限豇豆土壤中三大類群微生物數(shù)量變化

不同連作年限豇豆土壤微生物三大類群的計(jì)數(shù)表明（圖1），隨著連作年限的增加，細(xì)菌總數(shù)變化不大，放線菌數(shù)量起伏較大，總體上隨著連作年限的增加有下降趨勢(shì)，真菌數(shù)量也呈逐步下降的趨勢(shì)，但本研究中由于豇豆連作最長(zhǎng)時(shí)間為3年，且冬季輪作一茬小白菜，微生物三大類群計(jì)數(shù)變異系數(shù)太大，因此，研究結(jié)果中不同連作年限間微生物數(shù)量變化不顯著。

2.4 同一連作年限豇豆發(fā)病區(qū)與正常區(qū)三大類群微生物數(shù)量變化

對(duì)連作3年的豇豆發(fā)病區(qū)土壤與正常區(qū)土壤三大類群微生物數(shù)量的計(jì)數(shù)分析表明（圖2），發(fā)病土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量均比正常生長(zhǎng)區(qū)土壤的數(shù)量有顯著降低，而真菌數(shù)量明顯增加，顯示這種變化勢(shì)必會(huì)造成微生物種群失調(diào)和微生物區(qū)系失衡[12]，這也可能是連作土壤pH值逐漸變酸，土傳真菌病害增加的導(dǎo)致連作障礙發(fā)生的一個(gè)明顯變化特征。

3 結(jié) 論

綜上所述，不同連作年限豇豆土壤總養(yǎng)分隨著連作年限的增加呈上升趨勢(shì)，土壤中微量元素Cu、Ca、Mg、 Fe 和Mn含量也隨著連作年限的增加而增加，現(xiàn)有施肥方式下，豇豆大多數(shù)養(yǎng)分供應(yīng)過剩，鋅元素供給不足，導(dǎo)致土壤鋅元素含量隨著連作年限的增加而減少。隨著連作年限的增加，豇豆土壤三大類群微生物數(shù)量，細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量變化沒有顯著差異；連作3年的豇豆發(fā)病土壤與正常生長(zhǎng)的土壤相比，發(fā)病土壤養(yǎng)分明顯高于正常土壤，而發(fā)病土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量均比正常生長(zhǎng)區(qū)土壤的數(shù)量有顯著降低，而真菌數(shù)量明顯增加，這可以作為豇豆連作障礙發(fā)生的一個(gè)表觀指標(biāo)。

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