連作對高粱生長及土壤環(huán)境的影響.pdf

1、連作障礙是農業(yè)生產中常見的栽培問題，合理的輪作可以有效緩解連作障礙現(xiàn)象，通常認為高粱屬于不耐連作作物之一，連作會影響作物長勢、降低產量、導致土壤環(huán)境惡化。山西以高粱為原料釀造的老陳醋及汾酒名揚海外，受栽培條件的限制及經濟利益的趨勢，使得高粱連作障礙現(xiàn)象頻發(fā)。諸多學者對番茄、黃瓜等設施蔬菜，以及大豆、花生等經濟類作物和玉米、小麥等大田糧食作物的連作障礙問題進行了研究，但是針對高粱連作障礙的研究較少。
　　本研究位于山西榆次東陽試驗基

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

3、1.連作處理在2013年（連作3年）對高粱生長產生明顯的抑制作用，且對生長前期的生長抑制作用更為顯著，2014年（連作4年）與2015年（連作5年）也表現(xiàn)出相同的趨勢。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)期這四個指標分別是輪作的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、粒產量分別是輪作的85.58％、84.48％、95.34％，差異顯著。這說明連作抑制高粱生長，而合理輪作可以減緩連作障礙，增加作物長勢、提高產量。
　　2.使用BIOLOG技術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，對分類碳源的數(shù)據(jù)可以看出，在微生物活動較為旺盛的穗花期與玉米-高粱輪作處理相比，連作對糖類、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％。通過對31種不同單一碳源的主成分分析結果顯示，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致的;收獲期連作與輪作主要是由于對糖類等碳源代謝差異造成的。
　　3.隨著連作年限的增加，連作土壤過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶均呈現(xiàn)上升的趨勢。連作處理土壤過氧化氫酶活性在2015年（連作第5年）時比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，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