連作對(duì)高粱生長(zhǎng)及土壤環(huán)境的影響.pdf

1、連作障礙是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的栽培問(wèn)題，合理的輪作可以有效緩解連作障礙現(xiàn)象，通常認(rèn)為高粱屬于不耐連作作物之一，連作會(huì)影響作物長(zhǎng)勢(shì)、降低產(chǎn)量、導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化。山西以高粱為原料釀造的老陳醋及汾酒名揚(yáng)海外，受栽培條件的限制及經(jīng)濟(jì)利益的趨勢(shì)，使得高粱連作障礙現(xiàn)象頻發(fā)。諸多學(xué)者對(duì)番茄、黃瓜等設(shè)施蔬菜，以及大豆、花生等經(jīng)濟(jì)類作物和玉米、小麥等大田糧食作物的連作障礙問(wèn)題進(jìn)行了研究，但是針對(duì)高粱連作障礙的研究較少。
　　本研究位于山西榆次東陽(yáng)試驗(yàn)基

2、地，在大田條件下設(shè)置2011-2015年連作與輪作定位試驗(yàn)，以玉米-高粱輪作為對(duì)照，研究了高粱連作3年、4年、5年對(duì)高粱株高、莖粗葉面積及收獲后籽粒產(chǎn)量的影響，并對(duì)不同連作年限土壤養(yǎng)分含量及酶活性動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了分析;使用BIOLOG技術(shù)，對(duì)連作第5年（2015年）根際土壤微生物的功能多樣性進(jìn)行了詳細(xì)的分析。旨在明確不同連作年限高粱的連作障礙效應(yīng)以及其對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生的影響，為探究高粱連作障礙機(jī)制提供依據(jù)。主要研究結(jié)果與結(jié)論有:
　　

3、1.連作處理在2013年（連作3年）對(duì)高粱生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯的抑制作用，且對(duì)生長(zhǎng)前期的生長(zhǎng)抑制作用更為顯著，2014年（連作4年）與2015年（連作5年）也表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。與同一年份輪作處理，莖粗、株高、葉面積和生物量都明顯降低，在連作5年拔節(jié)期這四個(gè)指標(biāo)分別是輪作的15.18％、21.67％、43.31％、40.30％，差異顯著。連作降低了高粱的籽粒產(chǎn)量，連作處理在2013年（連作3年）、2014年（連作4年）、2015年（連作5年）的籽

4、粒產(chǎn)量分別是輪作的85.58％、84.48％、95.34％，差異顯著。這說(shuō)明連作抑制高粱生長(zhǎng)，而合理輪作可以減緩連作障礙，增加作物長(zhǎng)勢(shì)、提高產(chǎn)量。
　　2.使用BIOLOG技術(shù)分析連作與輪作根際微生物群落功能多樣性，在穗花期和成熟期連作處理根際土壤微生物群落整體的代謝活性值顯著低于輪作，對(duì)分類碳源的數(shù)據(jù)可以看出，在微生物活動(dòng)較為旺盛的穗花期與玉米-高粱輪作處理相比，連作對(duì)糖類、氨基酸類、酯類、醇類、酸類和胺類的利用分別降低了20.

5、93％、24.83％、31.77％、31.33％、32.14％、3.82％。通過(guò)對(duì)31種不同單一碳源的主成分分析結(jié)果顯示，在穗花期連作與輪作的分異是由于以氨基酸、羧酸類為主的多種碳源綜合代謝差異導(dǎo)致的;收獲期連作與輪作主要是由于對(duì)糖類等碳源代謝差異造成的。
　　3.隨著連作年限的增加，連作土壤過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。連作處理土壤過(guò)氧化氫酶活性在2015年（連作第5年）時(shí)比2011年（正茬）、2013年（連

6、作3年）分別增加了49.44％、57.77％(P＜0.05)，而輪作處理年際間差異不大;與輪作相比，連作處理2015年土壤中過(guò)氧化氫酶活性比輪作增加了53.25％(P＜0.05)。隨著連作年限的增加，連作與輪作磷酸酶活性均呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，但連作的增加幅度明顯小于輪作處理，連作處理在2015年（連作5年）比2011年（正茬）、2013年（連作3年）分別增加了49.76％、18.14％(P＜0.05)，輪作處理2015年土壤磷酸酶活性分別比