黃瓜、紅辣椒—水稻輪作模式對連作障礙的影響

張紅葉+楊文飛??

摘要：【目的】運用黃瓜、辣椒—水稻輪作模式對土壤連作障礙進行修復研究，為解決設(shè)施蔬菜的連作障礙難題提供了解決方法?！痉椒ā刻镩g試驗采用隨機區(qū)組排列，設(shè)黃瓜-水稻、紅椒-水稻兩種輪作模式試驗，并以夏季空閑作為對照，3個處理3次重復。在黃瓜、辣椒、水稻收獲末期取土樣（0～5cm、5～10cm、10～20cm、20～40cm）測定分析作物根部及行間土壤的理化性質(zhì)、微生物數(shù)量及土壤酶活性。【結(jié)果】黃瓜-水稻、紅椒-水稻輪作，在黃瓜、辣椒收獲后種植水稻，與對照相比較，輪作明顯降低了土壤的pH值，以10～20cm土層最明顯，降幅293%。顯著降低了土壤0～20cm的Na+和Ca2+含量，Na+降幅在152～345mg/kg，Ca2+降幅在75～275mg/kg。土壤中微生物總量顯著增加，較對照增加457%（黃瓜-水稻）和211%（辣椒-水稻），減少了放線菌、真菌和尖孢鐮刀菌的數(shù)量；顯著提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶的活性，瓜、椒-水稻分別較對照提高814%、603%、317%、687%和1634%、3796%、3077%、1202%?！窘Y(jié)論】瓜、椒-水稻輪作模式可以調(diào)節(jié)原有土壤中各養(yǎng)分和元素含量，殺死有害微生物，減少土傳病害的發(fā)生，改良土壤理化性質(zhì)，為下茬作物的生長發(fā)育提供良好的土壤基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：黃瓜；紅椒；水稻；輪作；土壤養(yǎng)分；微生物

中圖分類號：S344文獻標識碼：A文章編號：1003-4374（2017）03-0009-05

Abstracts：【Objective】In order to solve the problem of continuous cropping obstacles，it is of great importance to study the effect of cucumbers and red peppersrice rotation mode【Method】Based on design of random sections &groups，the field experiment consists of two rotation modes （cucumberrice/red pepperrice），involving three treatments and three repetitions，with contrasts done in the summers without cultivationIn the end of harvesting cucumber，red pepper，and rice，soil samples（0～5cm，5～10cm，10～20cm，20～40cm）are taken to measure physical & chemical properties，amount of microorganism，and soil enzymatic activities existing in crop roots and interrow soils【Result】The results show that：the cucumberrice and red pepperrice rotation modes decrease remarkably the pH （falling rate 293%，mostly obvious in 10～20cm soil ）；the content of Na+ and Ca2+ also decrease remarkably in 0～20cm soil，with 152～345mg/kg （Na+）and 75～275mg/kg （Ca2+）；while total amounts of microorganism increase unusually in the soil （rising rate 457% for cucumberrice，211% for red pepperrice），amounts of actinobacteria，fungus，and fusarium oxy orum are lowered；activities of hydrogen peroxidase，urease，invertase，and phosphatase are raised，respectively 814%，603%，317%，687% higher for cucumberrice rotation modes 1634%，3796%，3077 %，1202% higher for red pepperrice rotation modes【Conclusions】Conclusions are：cucumbers and red peppersrice rotation mode can adjust content of useful elements in the original soil，kill harmful microorganism，decrease soilinfected disease，improve physical & chemical properties of the soil，thus laying good soil foundation for next crops

Key words： cucumber；red pepper；rice；rotation mode；soil nutrition；microorganism

隨著設(shè)施蔬菜生產(chǎn)規(guī)?；难杆侔l(fā)展，許多地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的連作障礙。由于多年連作，已造成設(shè)施蔬菜的產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降、土傳病害逐年加重等嚴重病害現(xiàn)象。隨著我國農(nóng)業(yè)投入增加，設(shè)施蔬菜的面積逐年增多，土壤連作障礙問題也變得越來越普遍。近幾年蔬菜尤其是設(shè)施蔬菜的連作障礙現(xiàn)象報道最多，以番茄[1～3]、辣椒[4～6]等茄果類作物和黃瓜[7]、西瓜等瓜類作物最為常見，隨著連作年限的增加，設(shè)施蔬菜VC含量、粗纖維含量、可溶性糖含量、葉綠素含量和P含量均下降[8]。同時連作障礙還會導致病蟲害發(fā)生，隨著連作年限的延長，黃瓜主要病害發(fā)生程度跟著加重[9]。

輪作可以在一定程度上克服連作障礙。不同輪作方式因其對土壤物理、化學性質(zhì)的不同而影響到土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)與生理生態(tài)。土壤微生物的變化對土壤有機質(zhì)、有效養(yǎng)分均有不同程度的影響，從而能夠調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)、協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分，改善土壤的連作障礙。近年來，隨著設(shè)施大棚對水生作物栽培的引進，改變了我國設(shè)施蔬菜單一的旱作模式，為利用設(shè)施內(nèi)水旱輪作方式對土壤連作障礙進行防治奠定了基礎(chǔ)。本研究通過運用黃瓜、辣椒——水稻輪作模式對土壤連作障礙進行修復研究，為解決設(shè)施蔬菜的連作障礙難題提供了一種解決方法。

1材料與方法

11供試材料

供試品種黃瓜“博美9號”，紅椒“好農(nóng)11號”（淮安市中園園藝發(fā)展有限公司提供）；“淮稻5號”（江蘇天豐種業(yè)有限公司提供）。

12試驗設(shè)計

本試驗于2014年在響水縣七套鎮(zhèn)三汾村新豐組蔬菜基地進行，土壤為壤土，地力基礎(chǔ)狀況好，選用黃瓜、紅椒兩種旱生作物分別與水稻進行水旱輪作。試驗設(shè)2個處理，每個處理667m2，3次重復。前茬作物分別是黃瓜、紅椒，在其收獲后接著栽種水稻，對照為夏閑處理。分別在黃瓜、紅椒的收獲末期和水稻收獲末期取土樣。土樣位置為黃瓜、紅椒和水稻的根部以及作物行間。取土分為四個深度梯度，從上到下依次為：0～5cm、5～10cm、10～20cm、20～40cm。取土采用五點取樣法，每個點取土樣500g，混合混勻后分別測定土壤的理化性質(zhì)，包括：容重、pH值、有機質(zhì)含量、全氮、堿態(tài)氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀、Na+、Ca2+等指標。

13數(shù)據(jù)分析與處理

采用DPS v1410高級版和Microsoft excel 2010軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理和統(tǒng)計分析，用LSD法進行多重比較。

2結(jié)果與分析

21黃瓜-水稻輪作對日光溫室土壤理化性質(zhì)的影響

由表1可知，黃瓜收獲后種植水稻能明顯降低土壤pH值，最高可降低033，而夏閑土壤僅0-10cm土層的pH值有所下降，10cm以下土層pH值反而增大。各土層土壤有機質(zhì)含量結(jié)果：種植水稻后各土層土壤有機質(zhì)明顯下降，夏閑對照土壤下降不明顯。土壤全氮和堿解氮含量則隨著水稻的種植有所升高，而夏閑對照土壤則有所下降。同時，土壤全磷、速效磷含量和全鉀、速效鉀含量均隨水稻的種植而顯著降低，夏閑土壤降低不顯著。黃瓜水稻輪作顯著降低了土壤中的Na+和Ca2+含量，夏閑對照處理影響不顯著（見續(xù)表1）。表明黃瓜和水稻對磷鉀鈉鈣的吸收較多，而對氮肥的吸收較少，這對調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分和元素平衡有利。此外，黃瓜采收結(jié)束后的土壤容重為108g/cm3，夏季種植水稻收獲結(jié)束后土壤容重有所下降，為104g/cm3，而夏閑之后的日光溫室土壤容重有所上升，為112g/cm3?？梢?，黃瓜水稻水旱輪作對各土層土壤的理化性質(zhì)均有顯著改善，這對調(diào)節(jié)土壤連作障礙，均衡土壤營養(yǎng)，促進作物生長十分重要。

22紅椒-水稻輪作對日光溫室土壤理化性質(zhì)的影響

由表2可知，紅椒收獲后種植水稻能顯著降低土壤pH值，而夏閑土壤pH值下降不明顯。水稻收獲末期的各土層土壤有機質(zhì)含量顯著降低，夏閑土壤則下降不明顯。土壤全氮含量則隨著水稻的種植有所降低，休閑土壤則為增加。水稻種植和夏閑的土壤堿態(tài)氮、全磷、速效磷、全鉀和速效鉀含量都為降低。紅椒水稻輪作還顯著降低了土壤中的Na+和Ca2+含量，夏閑處理影響不顯著（見續(xù)表2）。表明紅椒水稻輪作對土壤中氮磷鉀鈉鈣均有顯著吸收作用。此外，紅椒采收結(jié)束后的土壤容重為117g/cm3，夏季種植水稻收獲結(jié)束后土壤容重降低為112g/cm3，夏閑之后的土壤容重略有增加為119g/cm3?？梢姡t椒水稻輪作能降低土壤pH值和容重，對各土層土壤的理化性質(zhì)均有顯著影響。

23黃瓜-水稻輪作對日光溫室內(nèi)土壤中微生物數(shù)量的影響

由表3可知，黃瓜收獲后種植水稻，提高了土壤中總微生物含量，而夏閑土壤中總微生物含量則降低。表明水旱輪作能有效增加土壤中微生物群落數(shù)量，這可能與栽種水稻需翻耕松土，增加了土壤通透性有關(guān)。就具體的微生物組成來看，黃瓜水稻的水旱輪作方式，顯著增加了土壤中細菌的含量，降低了放線菌、真菌和尖孢鐮刀菌的數(shù)量。夏閑土壤中，各類微生物含量均降低。

24紅椒-水稻輪作對日光溫室內(nèi)土壤中微生物數(shù)量的影響

紅椒水稻輪作同樣增加了土壤中微生物的總數(shù)（表4）。各類微生物中，細菌和真菌的數(shù)量明顯增加，而放線菌和尖孢鐮刀菌則為降低。夏閑處理土壤的總微生物數(shù)量和各類微生物數(shù)量均低于紅椒收獲后。

25黃瓜-水稻輪作對日光溫室內(nèi)土壤中酶的影響

從表5可知，試驗中黃瓜水稻輪作明顯提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、和磷酸酶的活性，而夏閑土壤中各土壤酶活性也有所提高，但均低于種植水稻的土壤。表明水旱輪作能促進土壤酶活性，這對提高土壤養(yǎng)分和肥力，減輕連作障礙以及對下茬作物的生長發(fā)育均有較好的輔助作用。

26紅椒-水稻輪作對日光溫室內(nèi)土壤中酶的影響

從表6可知，紅椒水稻輪作明顯提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶的活性，而夏閑土壤中各土壤酶活性也有所提高，但均低于種植水稻的土壤。表明水旱輪作能促進土壤酶活性，有利于對連作障礙的防治。

3結(jié)論

31黃瓜—水稻、紅椒—水稻輪作，在黃瓜、辣椒收獲后種植水稻，與對照相比較，輪作明顯降低了土壤的pH值，以10～20cm土層最明顯，降幅為293%，減輕了設(shè)施土壤板結(jié)的發(fā)生。

32由于土壤夏季種植水稻，顯著降低了土壤0～20cm的Na+和Ca2+含量，Na+降幅在152～345mg/kg，Ca2+降幅在75～275mg/kg，同樣減輕土壤板結(jié)的發(fā)生，增加土壤的通透性，有利于設(shè)施蔬菜黃瓜、辣椒的生長。

33水旱輪作土壤中微生物總量顯著增加，較對照增加457%（黃瓜—水稻）和211%（辣椒—水稻），減少了放線菌、真菌和尖孢鐮刀菌的數(shù)量；顯著提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶的活性，瓜、椒—水稻分別較對照提高814%、603%、317%、687%和1634%、3796%、3077%、1202%。這表明水旱輪作有效改善了土壤微生物群落的組成，增加了有益微生物的含量，有利于土壤改良；而酶活性的提高，又能有效提高土壤肥力，為下茬設(shè)施蔬菜黃瓜、辣椒生長提供了有利條件。

34黃瓜、辣椒-水稻輪作模式可以調(diào)節(jié)原有土壤中各養(yǎng)分和元素含量，殺死有害微生物，減少土傳病害的發(fā)生，改良土壤理化性質(zhì)，為下茬設(shè)施蔬菜黃瓜、辣椒的生長發(fā)育提供良好的土壤條件。

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