前作和稻草覆蓋對土壤及川芎藥材產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

摘要：通過前作和稻草覆蓋對土壤酶活性、微生物數(shù)量及藥材產(chǎn)量品質(zhì)影響的研究，為構(gòu)建川芎高效復(fù)合種植模式提供依據(jù)。以川芎為試材，采用二因素裂區(qū)設(shè)計，主因素為前作A（大豆、水稻、川芎），副因素為稻草覆蓋B（未蓋草、稻草覆蓋栽種行、稻草廂面全覆蓋），通過測定4個生育期土壤過氧化氫酶（S-CAT）、堿性磷酸酶（S-AKP）、脲酶（S-UE）和蔗糖酶（S-SC）的活性和土壤細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量、放線菌數(shù)量、藥材產(chǎn)量和阿魏酸含量、洋川芎內(nèi)酯A含量、藁本內(nèi)酯含量。結(jié)果表明，前作、稻草覆蓋、前作×稻草覆蓋對土壤酶活性、微生物數(shù)量、藥材產(chǎn)量和品質(zhì)有影響。稻草覆蓋可以增加S-CAT、S-SC、S-AKP、S-UE活性，增加土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量；前作大豆處理的藥材產(chǎn)量高于前作水稻和川芎處理；前作川芎處理藥材的有效成分含量高于前作大豆和水稻處理；藥材產(chǎn)量表現(xiàn)為覆蓋稻草處理優(yōu)于未蓋草處理。川芎根莖干重、阿魏酸含量、藁本內(nèi)酯含量與S-SC活性、S-AKP活性、S-UE活性、土壤細(xì)菌數(shù)、土壤放線菌數(shù)呈顯著（Plt;0.05）或極顯著（Plt;0.01）正相關(guān)關(guān)系。由此得出，前作大豆、稻草覆蓋可提高川芎藥材產(chǎn)量，稻草覆蓋可提高藥材的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：前作；稻草覆蓋；土壤酶活性；土壤微生物；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S567.7+90.4" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）13-0145-10

川芎為傘形科植物川芎（Ligusticum chuanxiong Hort.）的干燥根莖［1］。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，是常用的大宗中藥材。在四川省已有上千年的栽培歷史，商品川芎90%產(chǎn)自四川省。在川芎主產(chǎn)區(qū)，栽種主要采用水稻—川芎水旱輪作的栽種模式。

研究表明，前茬作物可以影響土壤的微生物數(shù)量，提高土壤酶活性，進(jìn)而促進(jìn)作物的生長發(fā)育。如前作大蒜可以提高土壤放線菌數(shù)量，大蒜和綠肥茬口可以提高土壤脲酶和蔗糖酶的活性，且綠肥茬口優(yōu)于大蒜茬口［2］。相對于前作玉米和煙草連作，前作甘薯、油菜和辣椒的土壤酶活性更高［3］。稻草覆蓋也可以影響土壤微生物數(shù)量，提高土壤酶活性，從而提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟效益。藍(lán)天瓊研究發(fā)現(xiàn)，免耕稻草覆蓋可以提高川芎土壤放線菌、細(xì)菌和真菌的數(shù)量，適度增加稻草覆蓋量，土壤微生物數(shù)量也隨之提高［4］。稻草覆蓋也不同程度地提高了土壤堿性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶的活性［5］。王磊也研究發(fā)現(xiàn)，稻草覆蓋處理可以提高土壤脲酶和磷酸酶活性，且隨著稻草覆蓋量的增加，2種土壤酶活性也隨之增大［6］。

已有大量研究表明，適宜的前茬作物和稻草覆蓋可以提高土壤的微生物數(shù)量和酶活性，進(jìn)而影響作物的生長［3-4］。在川芎主產(chǎn)區(qū)，川芎栽種的前作作物多為水稻，栽種后用干稻草覆蓋栽種行。目前，對于川芎種植時稻草廂面全覆蓋、不蓋稻草、稻草覆蓋栽種行的比較研究還未見相關(guān)報道。大豆、水稻、川芎前作對土壤酶活性、微生物數(shù)量及藥材產(chǎn)量、品質(zhì)影響亦未見相關(guān)報道。本試驗擬在前人研究的基礎(chǔ)上，采用二因素裂區(qū)設(shè)計，開展3種前作和3種稻草覆蓋方式對川芎栽培土壤酶活性、微生物數(shù)量及藥材產(chǎn)量、品質(zhì)的影響研究，篩選川芎生態(tài)種植適宜的前作和稻草覆蓋，以期為川芎生態(tài)種植及提高藥材產(chǎn)量、品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇無損傷、無病害且大小相近（節(jié)盤直徑≥1.4 cm）的川芎苓子進(jìn)行大田試驗。

1.2 試驗方法

試驗地位于四川省彭州市敖平鎮(zhèn)川芎種植基地。試驗設(shè)計采用二因素裂區(qū)設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積為10.5 m2（1.5 m×7.0 m）。主因素為3種不同前作（A），A1為大豆，A2為水稻，A3為川芎。副因素為川芎的稻草覆蓋量（B），B1為未蓋草，B2為稻草覆蓋栽種行，稻草覆蓋量約172 kg/667 m2；B3為稻草廂面全覆蓋，稻草覆蓋量約344 kg/667 m2。川芎種植之前各試驗用地土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)見表1、表2。3塊試驗田在川芎種植之前均進(jìn)行翻耕處理，分別在2018年9月5日和9月20日施用腐殖酸復(fù)合肥12.5 kg/667 m2，2018年10月15日施用硫酸鉀型復(fù)合肥25 kg/667 m2，川芎缺水時進(jìn)行溝灌。在川芎的整個生育期各小區(qū)田間栽培管理保持一致。

1.3 土壤樣品采集與測定

在川芎種植之前（2018年8月）、莖葉期（2018年11月）、二次莖葉期（2019年2月）、抽莖期（2019年3月）和收獲期（2019年5月）采用5點取樣法分別選取小區(qū)的中間及四角共5個位置，采取小區(qū)表層0～10 cm的非根際鮮土（采樣當(dāng)天天氣晴朗，采樣前1周不灌溉）。取1 000 g土樣，去除雜質(zhì)混勻后裝入無菌袋，返回實驗室后稱取200 g土樣分裝到另一無菌袋中，用于土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性的測定（4 ℃保存）。

土壤放線菌、細(xì)菌和真菌的數(shù)量測定使用平板計數(shù)法。放線菌、細(xì)菌和真菌分別使用改良高氏1號培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基和孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)。改良高氏1號培養(yǎng)基在使用前須加入3%重鉻酸鉀溶液，培養(yǎng)基與重鉻酸鉀溶液的體積比為 300 ∶1。其中，改良高氏1號培養(yǎng)基和營養(yǎng)瓊脂購自青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司，孟加拉紅瓊脂購自大連美侖生物技術(shù)有限公司。土壤過氧化氫酶（S-CAT）、土壤堿性磷酸酶（S-AKP）、土壤脲酶（S-UE）和土壤蔗糖酶（S-SC）活性均使用土壤酶活試劑盒進(jìn)行測定，試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.4 川芎產(chǎn)量測定

在川芎收獲期每小區(qū)隨機采取植株30株，以川芎單株藥材干重折合單位面積產(chǎn)量。

1.5 阿魏酸含量測定

參照《藥典》2020版一部川芎項下的含量測定方法［1］測定川芎中阿魏酸的含量。

1.6 洋川芎內(nèi)酯A和藁本內(nèi)酯的含量測定

參照文獻(xiàn)［7］中的方法測定川芎中洋川芎內(nèi)酯A和藁本內(nèi)酯的含量。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

采用軟件GraphPad Prism 8作圖，采用軟件Excel 2016、SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 前作和稻草覆蓋對土壤酶活性的影響

2.1.1 前作和稻草覆蓋對S-CAT、S-AKP、S-UE 和S-SC活性的影響

前作對S-CAT、S-AKP、S-UE和S-SC活性的影響見圖1，未蓋草（B1）條件下，在川芎整個生育期3種前作處理的 S-CAT 活性均呈降—升—降—升趨勢，莖葉期、二次莖葉期、采收期不同前作處理間存在顯著差異（Plt;0.05），栽種前、抽莖期不同前作處理間差異不顯著。前作大豆和水稻的S-AKP活性呈降—升—降—升趨勢，前作川芎呈上升趨勢，除二次莖葉期和抽莖期外，其他時期不同前作處理間存在顯著差異。前作大豆和水稻的S-UE活性呈先升后降再緩慢上升趨勢，前作川芎呈先下降后趨于平緩最后上升趨勢，栽種前、莖葉期、采收期不同前作處理存在顯著差異，二次莖葉期、抽莖期差異不顯著。3種前作處理栽種前至二次莖葉期的S-SC活性均呈先下降后上升趨勢，除采收期外，不同前作處理存在顯著差異。

稻草覆蓋方式對S-CAT、S-AKP、S-UE和 S-SC 活性的影響見表3、表4、表5、表6。莖葉期稻草覆蓋栽種行（B2）處理、稻草廂面全覆蓋（B3）處理的3種前作S-CAT活性比未蓋草（B1）處理分別增加3.31%和17.52%、25.35%和25.35%、10.24%和13.10%；二次莖葉期分別增加18.15%和26.49%、2.67%和13.82%、16.76%和17.40%；抽莖期分別增加5.88%和11.97%、22.83%和33.47%、4.85%和6.57%；采收期分別增加10.38%和30.52%、7.54%和6.91%、4.41%和10.09%。大豆為前作時，B2、B3處理的S-CAT活性在二次莖葉期均顯著高于B1處理，在抽莖期、采收期只有B3處理顯著高于B1處理；水稻為前作時，B2、B3處理莖葉期的S-CAT活性顯著高于B1處理，抽莖期只有B3處理顯著高于B1處理；川芎為前作時，只有二次莖葉期B2、B3處理顯著高于B1處理。

莖葉期，前作A1的S-AKP活性B2處理較B1處理增加16.23%，前作A2的B2和B3處理較B1處理分別增加22.98%和19.33%；二次莖葉期，前作A1、A2、A3的B2和B3處理較B1處理分別增加5.99%和6.39%、1.37%和7.65%、2.92%和6.93%；抽莖期，前作A1、A2的B2、B3處理較B1處理增加5.21%和8.17%、10.63%和14.84%；采收期，前作A1的B2處理較B1處理增加6.12%，前作A2的B2、B3處理較B1處理分別增加1.89%和25.18%，前作A3的B1處理較B2、B3處理增加13.34%、3.03%。前作為大豆時，莖葉期B2處理的S-AKP活性顯著高于B1和B3處理，采收期B2處理顯著高于B3處理；前作為川芎時，莖葉期B1處理顯著高于B2、B3處理，二次莖葉期B3處理顯著高于B1處理，采收期B1、B3處理顯著高于B2處理。

莖葉期前作A1的S-UE活性B2、B3處理較B1處理分別增加4.45%和13.90%，前作A2的 S-UE 活性B3處理較B1處理增加0.49%，前作A3的S-UE活性B2、B3處理較B1處理分別增加12.98%和16.14%；二次莖葉期A1、A2、A3的S-UE活性B2和B3處理較B1處理分別增加11.86%和16.47%、14.12%和30.76%、27.90%和39.05%；抽莖期A1、A2、A3的S-UE活性B2和B3處理較B1處理分別增加2.22%和18.06%、9.88%和15.60%、 5.58%和10.27%； 采收期前作A1的S-UE活性B3處理較B1處理增加9.24%，前作A2的S-UE活性B2和B3處理較B1處理分別增加9.88%和15.60%，前作A3的S-UE活性B2處理較B1處理增加7.92%。前作為大豆時，莖葉期、抽莖期、采收期B3處理顯著高于B1、B2處理；前作為水稻時，二次莖葉期B3處理顯著高于B2和B1處理；前作為川芎時，莖葉期B3處理顯著高于B1處理，二次基葉期B2、B3處理顯著高于B1處理，采收期B2處理顯著高于B3處理。

莖葉期前作A1、A2的S-SC活性B2和B3處理較B1處理分別增加11.23%和15.60%、2.42%和4.16%，前作A3的S-SC活性B3處理比B1處理增加0.27%；二次莖葉期A1、A2、A3的S-SC活性B2和B3處理較B1處理分別增加9.35%和14.73%、4.51%和7.59%、1.02%和3.84%；抽莖期A1的S-SC活性B2處理較B1處理增加0.86%，A2、A3的S-SC活性B2和B3處理較B1處理分別增加2.43%和9.10%、0.49%和5.13%；采收期A1、A2、A3的S-SC活性B2和B3處理較B1處理分別增加2.23%和3.50%、2.53%和10.49%、1.99%和4.52%。前作為大豆時，4個生育期3個稻草覆蓋處理存在顯著差異；前作為水稻時，二次莖葉期、抽莖期、采收期3個稻草覆蓋處理存在顯著差異；前作為川芎時，二次莖葉期、抽莖期3個稻草覆蓋處理存在顯著差異。

2.1.2 前作和稻草覆蓋對土壤酶活性的主體效應(yīng)檢驗

前作、稻草覆蓋和前作×稻草覆蓋交互性主體效應(yīng)見表7。前作對莖葉期S-CAT、S-UE、S-SC活性存在極顯著影響（P≤0.01），對二次莖葉期S-CAT、S-UE活性存在極顯著影響，對抽莖期的S-SC活性存在極顯著影響；前作對莖葉期、抽莖期、采收期的S-AKP活性均存在顯著影響。稻草覆蓋對莖葉期4種酶活性均存在極顯著影響，對二次莖葉期的S-CAT、S-UE、S-SC活性存在極顯著影響，對抽莖期的S-UE、S-SC活性分別存在顯著、極顯著影響，對采收期S-CAT、S-SC活性分別存在顯著、極顯著影響。前作×稻草覆蓋對莖葉期S-AKP、S-UE、S-SC活性分別存在極顯著、顯著、極顯著影響，對抽莖期S-SC活性存在極顯著影響。

2.2 前作和稻草覆蓋對土壤微生物數(shù)的影響

2.2.1 前作和稻草覆蓋對土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量的影響

前作對土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)的影響見圖2，可以看出，未蓋草B1條件下，在川芎整個生育期，大豆前作處理土壤細(xì)菌數(shù)量呈不斷上升趨勢，水稻和川芎處理的土壤細(xì)菌數(shù)量呈先上升后下降趨勢，3種前作處理在莖葉期、二次莖葉期、抽莖期的土壤細(xì)菌數(shù)量存在顯著差異。前作大豆處理的土壤真菌數(shù)量呈不斷上升趨勢，前作水稻處理呈先下降后上升趨勢，前作川芎處理呈先升后降再上升趨勢，3種前作處理的土壤真菌數(shù)量在莖葉期存在顯著差異。前作水稻和川芎處理的土壤放線菌數(shù)量呈升-降-升-降趨勢，前作大豆處理呈先升后降趨勢，3種前作處理的土壤放線菌數(shù)量在4個生育期均存在顯著差異。川芎4個生育期的土壤細(xì)菌、真菌、 放線菌數(shù)量均高于栽種前（前作水稻處理二次莖葉期的土壤真菌和放線菌數(shù)量除外）。

稻草覆蓋方式對土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量的影響見表8、表9、表10。3種前作莖葉期稻草覆蓋栽種行（B2）處理和稻草廂面全覆蓋（B3）處理的土壤細(xì)菌數(shù)量較未蓋草（B1）處理分別增加13.85%和35.38%、13.24%和16.91%、46.99%和56.63%；3種前作二次莖葉期分別增加18.57%和57.14%、16.79%和18.98%、35.51%和47.66%；3種前作抽莖期分別增加10.16%和22.66%、3.55%和13.02%、-12.44%和-9.95%；3種前作采收期分別增加0.67%和7.33%、31.21%和47.78%、10.27%和19.86%。前作為大豆時，莖葉期B3處理的細(xì)菌數(shù)量顯著高于B1處理，二次莖葉期B3處理的細(xì)菌數(shù)量顯著高于B1、B2處理；前作為水稻時，莖葉期、二次莖葉期、抽莖期B3處理顯著高于B1處理，采收期B3處理顯著高于B1和B2處理；前作為川芎時，莖葉期、二次莖葉期B2和B3處理顯著高于B1處理，采收期B3處理顯著高于B1處理。

3種前作莖葉期B2、B3處理的真菌數(shù)量較B1處理分別增加15.79%和75.44%、61.11%和103.70%、42.47%和60.96%；二次莖葉期分別增加26.19%和55.95%、7.84%和21.57%、31.25%和70.83%；抽莖期分別增加36.00%和42.40%、1.95%和7.14%、26.72%和13.74%；采收期分別增加23.94%和26.76%、-1.58%和7.89%、25.50%和59.06%。前作為大豆時，莖葉期、二次莖葉期、抽莖期B3處理顯著高于B1處理；前作為水稻時，只有莖葉期B2和B3處理顯著高于B1處理；前作為川芎時，莖葉期、二次莖葉期、采收期B2和B3處理顯著高于B1處理，抽莖期B2處理顯著高于B1處理。

3種前作莖葉期B2和B3處理的放線菌數(shù)量較B1處理分別增加46.81%和38.30%、38.98%和76.27%、0和-17.43%；二次莖葉期分別增加 -20.63% 和15.63%、196.00%和444.00%、21.50%和16.13%；抽莖期分別增加8.41%和80.84%、-54.68% 和-38.42%、0.38%和18.49%；采收期分別增加2.35%和48.24%、3.88%和16.28%、8.56%和25.13% 。前作為大豆時，莖葉期B2處理顯著高于B1處理，二次莖葉期、抽莖期、采收期B3處理顯著高于B1和B2處理；前作為水稻時，莖葉期、二次莖葉期B3處理顯著高于B1和B2處理，抽莖期B1處理顯著高于B2和B3處理；前作為川芎時，抽莖期、采收期B3處理顯著高于B1、B2處理。

2.2.2 前作和稻草覆蓋對土壤微生物數(shù)的主體效應(yīng)檢驗

前作、稻草覆蓋和前作×稻草覆蓋交互性主體效應(yīng)見表11。前作對莖葉期、二次莖葉期、采收期的土壤細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量、放線菌數(shù)量均存在極顯著影響，對抽莖期的土壤細(xì)菌數(shù)量、放線菌數(shù)量存在極顯著影響。稻草覆蓋方式對二次莖葉期、采收期的土壤細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量、放線菌數(shù)量均存在極顯著影響，對莖葉期的土壤細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量存在極顯著影響，對抽莖期土壤真菌、放線菌數(shù)量分別存在顯著、極顯著影響。前作×稻草覆蓋互作對莖葉期土壤放線菌數(shù)量、二次莖葉期土壤真菌數(shù)量、采收期土壤真菌數(shù)量和放線菌數(shù)量存在顯著影響，對二次莖葉期土壤放線菌數(shù)量、抽莖期放線菌數(shù)量、采收期土壤細(xì)菌數(shù)量存在極顯著影響。

2.3 前作和稻草覆蓋對川芎產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.3.1 前作和稻草覆蓋對川芎產(chǎn)量的影響

前作種類和稻草覆蓋方式對川芎產(chǎn)量的影響見圖3。可以看出，不同前作處理的產(chǎn)量表現(xiàn)為A1gt;A3gt;A2，前作為大豆的產(chǎn)量最高。稻草覆蓋處理的產(chǎn)量表現(xiàn)為B3gt;B2gt;B1。前作為大豆和川芎時，B2、B3處理均顯著高于B1處理，前作大豆的B2與B3處理間差異顯著。

2.3.2 前作種類和稻草覆蓋方式對川芎有效成分含量的影響

前作對川芎有效成分含量的影響見圖4?？梢钥闯觯锤采w稻草處理中，阿魏酸、洋川芎內(nèi)酯A、藁本內(nèi)酯含量均表現(xiàn)為A3gt;A2gt;A1，3種前作中，A3處理較A1和A2處理分別高0.06百分點和0.04百分點、0.74百分點和0.30百分點、0.41百分點和0.32百分點。稻草覆蓋栽種行處理中，A3處理較A1和A2處理分別高0.00百分點和0.00百分點、0.42百分點和0.00百分點、0.04百分點和0.09百分點，A1、A2、A3處理間差異均不顯著。稻草廂面全覆蓋處理中，A3處理較A1和A2處理分別高0.01百分點和0.00百分點、0.36百分點和0.12百分點、0.32百分點和0.14百分點，A1、A2、A3處理間差異均不顯著。

稻草覆蓋對川芎藥材有效成分含量的影響見表12?？梢钥闯觯白鳛榇蠖箷r，B2和B3處理較B1處理阿魏酸、洋川芎內(nèi)酯A、藁本內(nèi)酯含量分別高0.01百分點和0.01百分點、0.09百分點和0.22百分點、0.20百分點和0.01百分點。前作為水稻時，B2和B3處理較B1處理分別高-0.01百分點和0.00百分點、0.07百分點和0.02百分點、0.06百分點和0.10百分點。相同前作時，3種稻草覆蓋處理的藥材阿魏酸、洋川芎內(nèi)酯A、藁本內(nèi)酯含量差異均不顯著（前作A3時，B1、B2、B3處理的阿魏酸含量除外）。

2.3.3 前作種類和稻草覆蓋方式對川芎產(chǎn)量及品質(zhì)的主體效應(yīng)

前作種類、稻草覆蓋方式和前作種類×稻草覆蓋方式對川芎產(chǎn)量及品質(zhì)主體效應(yīng)見表13?？梢钥闯觯白鞣N類對根莖鮮重存在極顯著影響，對阿魏酸含量存在顯著影響。稻草覆蓋方式對洋川芎內(nèi)酯A含量存在極顯著影響，對根莖鮮重、阿魏酸含量、藁本內(nèi)酯含量均存在顯著影響。前作種類×稻草覆蓋方式對阿魏酸含量存在顯著影響。

2.4 川芎產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤酶活性及微生物數(shù)量的相關(guān)性分析

由圖5可知，川芎根莖干重、阿魏酸含量、藁本內(nèi)酯含量與S-SC活性、S-AKP活性均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，根莖干重與S-UE活性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。洋川芎內(nèi)酯A含量與S-UE活性、阿魏酸含量與S-CAT活性均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。阿魏酸含量與土壤細(xì)菌數(shù)量，藁本內(nèi)酯含量與土壤真菌、細(xì)菌、放線菌數(shù)量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，根莖干重與土壤放線菌數(shù)量顯著正相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

3.1 前作種類對土壤酶活性、微生物數(shù)量、藥材產(chǎn)量及有效成分含量的影響

輪作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的種植模式， 研究表明，合理輪作可以協(xié)調(diào)不同作物對土壤養(yǎng)分的不同需求，提高土地的生產(chǎn)力，從而提高作物的質(zhì)量［8-11］。輪作對后茬作物的影響主要取決于前茬作物，選擇不同的前茬作物進(jìn)行輪作對作物的品質(zhì)有一定影響［12-14］。土壤酶活性對土壤的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)具有重要意義，土壤酶活性可以在一定程度上反映土壤中生化反應(yīng)的強度。土壤微生物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中參與固定無機養(yǎng)分、分解有機質(zhì)等諸多過程。土壤微生物數(shù)量可以反映土壤肥力，土壤細(xì)菌可以分解土壤中的有機質(zhì)，對于土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和蓄存具有重要意義［5］。研究指出，細(xì)菌型土壤表明土壤具有較高的肥力，而真菌型土壤則表明土壤衰竭，肥力下降；真菌也是引起連作障礙的主要因素［11］，因為某些有害真菌易引發(fā)土傳病害，真菌數(shù)量增加可能導(dǎo)致作物病害增加［12］；土壤放線菌也可以分解土壤中的有機物，促進(jìn)土壤物質(zhì)循環(huán)，對土壤肥力的影響更為顯著［13］ 。本試驗發(fā)現(xiàn)：（1）相同生育期3種前作處理的4種酶活性和微生物數(shù)量不同，3種前作處理莖葉期的4種酶活性、二次莖葉期土壤過氧化氫酶和蔗糖酶的活性，抽莖期脲酶和蔗糖酶的活性、采收期土壤過氧化氫酶、堿性磷酸酶、脲酶的活性均存在顯著差異。3種前作處理的土壤酶活性在川芎的整個生育期均未表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。（2）3種前作處理在川芎生育期的土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量均高于栽種前（前作為水稻時，二次莖葉期的真菌、放線菌數(shù)量除外）。川芎整個生育期前作川芎和水稻處理的土壤細(xì)菌數(shù)量總體高于前作大豆處理，3種前作處理的微生物數(shù)量在川芎的整個生育期均未表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。在川芎生長前期（莖葉期），前作川芎的土壤真菌數(shù)量顯著高于前作大豆和水稻，表明川芎連作有可能會導(dǎo)致土壤真菌數(shù)量增加，但真菌是否屬于有害真菌，還待進(jìn)一步的研究。（3）藥材產(chǎn)量方面，前作大豆優(yōu)于前作水稻和川芎，這與大豆的生物固氮為川芎生長提供氮素營養(yǎng)有一定關(guān)系。（4）川芎前作的藥材有效成分（阿魏酸、洋川芎內(nèi)酯A、藁本內(nèi)酯）含量總體優(yōu)于大豆和水稻，可能是前茬川芎有促進(jìn)川芎次生代謝積累的作用，此結(jié)論還需進(jìn)一步的研究和驗證。

3.2 稻草覆蓋對土壤酶活性、微生物數(shù)量、藥材產(chǎn)量及有效成分含量的影響

許多研究證實稻草覆蓋可改善土壤理化特性，影響土壤微生物數(shù)量，提高土壤酶活性，調(diào)節(jié)氮、磷、鉀等微量元素的養(yǎng)分供應(yīng)狀況，進(jìn)而提高作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。曾祥東研究發(fā)現(xiàn)，稻草覆蓋可以提高土壤堿性磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶的活性［5］；杜傳莉研究發(fā)現(xiàn)，稻草覆蓋可以提高土壤脲酶和過氧化氫酶的活性［15］；王磊研究發(fā)現(xiàn)，稻草覆蓋方式的土壤脲酶和磷酸酶的活性明顯提高［6］。本試驗發(fā)現(xiàn)：（1）相同前作類型下，在川芎的生育期內(nèi)，土壤酶活性多表現(xiàn)為稻草廂面全覆蓋處理gt;稻草覆蓋栽種行處理gt;未蓋草處理，且在多數(shù)時期稻草覆蓋顯著提高了土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶的活性，表明稻草覆蓋可以提高土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性。說明本研究與上述文獻(xiàn)報道結(jié)果一致。（2）在多個生育期，本試驗中土壤細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量也多表現(xiàn)為稻草廂面全覆蓋處理gt;稻草覆蓋栽種行處理gt;未蓋草處理，且存在顯著差異。（3）川芎栽種后用稻草覆蓋處理的藥材產(chǎn)量均高于未蓋草處理，前作大豆和水稻處理的3種有效成分含量稍高于或等同于未蓋草處理，與前人的研究結(jié)果基本一致。前作為川芎時，稻草覆蓋處理的3種有效成分含量均低于未蓋草處理。此影響原因與機制需進(jìn)一步研究。稻草廂面全蓋草與稻草覆蓋栽種行相比藥材的產(chǎn)量和有效成分含量未表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。為節(jié)省勞力和成本，建議川芎栽種后用稻草覆蓋栽種行。

本研究數(shù)據(jù)表明，川芎根莖干重、阿魏酸含量、藁本內(nèi)酯含量與S-SC活性、S-AKP活性、S-UE活性、土壤細(xì)菌數(shù)量、放線菌數(shù)量呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系。前作大豆、稻草覆蓋可提高川芎藥材產(chǎn)量，稻草覆蓋可提高藥材的品質(zhì)。

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