试验在山东省莱阳市照旺庄进行,以青刀豆、西兰花和糯玉米为供试材料,设置青刀豆套作糯玉米且糯玉米秸秆还田-西兰花(G/MR-B)、西兰花套作糯玉米且糯玉米秸秆还田-西兰花(B/MR-B)、青刀豆套作糯玉米且糯玉米秸秆不还田-西兰花(G/M-B)、西兰花套作糯玉米且糯玉米秸秆不还田-西兰花(B/M-B)、青刀豆-西兰花(G-B)、西兰花-西兰花(B-B)共6个处理,通过对土壤理化性质、土壤水稳性团聚体、土壤有机碳及根际土壤微生物群落的研究,探究套作糯玉米与秸秆还田两种种植模式对连作菜田产量及品质的影响,以缓解连作障碍等问题,为提供良好土壤微生态系统、建立高效生产模式以及实现栽培制度提供理论依据。主要结果如下:1.套作玉米与秸秆还田对土壤环境的影响1.1对土壤理化性质的影响土壤容重含量表现为套作还田处理显著高于其他处理,2016年分别降低15.88%、5.99%,2017年分别降低13.32%、9.96%。土壤速效磷和速效钾含量均随生育时期呈逐渐下降的趋势,表现为套作还田处理较连作处理显著增加。随着蔬菜生育时期的推移,土壤硝态氮含量表现为先减后增的趋势。套作玉米与秸秆还田处理可吸收较多的硝态氮含量,促进固氮作用,使氮素营养能够有效吸收。土壤铵态氮含量表现在营养生长期达到高峰。套作玉米可有效降低土壤中的无机氮含量,使土壤中的氮素能够被有效吸收,而秸秆还田对铵态氮含量的影响不高。1.2对土壤团聚体的影响不同种植方式下,各土层间土壤水稳性团聚体主要分布在0.25-0.5 mm和0.5-1 mm粒级,且套作处理较连作处理显著增高,说明套作糯玉米可有效改善土壤水稳性团聚体结构,而秸秆还田对团聚体结构的影响较小。土壤大团聚体含量数据显示,0-10 cm和20-40 cm土层变化大致相同,表现为套作还田处理与套作不还田处理较连作处理显著高出3.6%-18.9%,套作还田处理在10-20 cm土层中的大团聚体含量最高,套组还田处理较套作处理和连作处理分别高出5.6%、2.8%。表明套作玉米及秸秆还田可有效改善土壤结构的稳定性。1.3对土壤有机碳的影响土壤有机碳含量随土壤层次的加深,呈现出缓慢降低的趋势。随着生育时期的进程,呈现先升高后降低的趋势。套作还田处理在营养生长期达到高峰,分别比套作不还田处理和连作处理显著高出66.5%、69.3%。表明套作与秸秆还田提高土壤有机碳含量,使其在土壤中的积累起到固持作用。土壤易氧化有机碳含量随着生育进程均表现为先升高后降低的趋势,且套作还田处理和套作处理高于其他处理。2016年,土壤易氧化有机碳含量在营养生长期达到峰值,套作还田处理和套作不还田处理分别比连作处理高出44.1%-86.7%。套作玉米并秸秆还田可有效提高易氧化有机碳的积累,而连作降低了其有效含量。1.4对根际土壤微生物的影响Biolog分析的平均颜色变化率(AWCD)可证明土壤微生物群落对底物碳源的利用性能,各个样品的AWCD值随时间的推移呈缓慢上升的状态。土壤微生物对糖类、氨基酸类和羧酸类碳源的利用能力较高,对聚合物类、胺类和其他类的利用率较弱。主成分分析结果显示,第1主成分和第2主成分的方差贡献率分别是43.63%、67.26%(2016)、50.80%、67.10%(2017),套作不还田处理在PC1轴的负方向,套作还田处理和连作处理在PC1轴的正方向。因此,套作还田处理更有利于微生物对碳源的利用。各个样品在门分类水平上丰度值差异表现为,套作糯玉米土壤放线菌门所占比例呈增加趋势;酸杆菌门在套作玉米并秸秆还田土壤中所占比例表现为较连作土壤地有不同程度的提高。2.套作玉米和秸秆还田对蔬菜产量品质的影响不同种植方式均不同程度地改变作物产量,作物产量均表现为套作还田处理显著高于其他处理。2016年,套作玉米和秸秆还田可有效提高西兰花的产量。青刀豆产量G/MR-B和G/M-B处理较G-B处理分别提高19.9%、15.9%。B/MR-B和B/M-B处理西兰花产量较B-B显著增产33.9%和23.5%。2016年,与连作相比,套作秸秆还田模式、套作模式硝酸盐含量分别降低45.7%、38.4%;而维生素C含量分别提高4.7%、8.8%;总酚含量分别提高18.4%、53.9%。因此,玉米套作和秸秆还田均可降低硝酸盐含量,增加维生素C和总酚含量,对西兰花的品质进行有效的改善。综上结果分析,套作玉米与秸秆还田在一定程度上改善土壤环境,提高微生物多样性和活性,缓解蔬菜的连作障碍,进而提高蔬菜的产量品质。