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马铃薯作为宁夏南部山区的主要作物,随着马铃薯种植面积的不断扩大,大面积种植使马铃薯轮作倒茬受到限制。马铃薯连作减产问题已成为制约宁夏马铃薯产业发展的主要问题之一。
研究结合田间和盆栽试验,以宁南山区冬麦连作(对照)、连作1年、连作5年、连作10年的马铃薯地块土壤为研究对象。开展了马铃薯连作栽培对土体、根际土壤理化性状、土壤酶活性、土壤生物学性状及马铃薯农艺学性状的影响。研究结果表明:
1、马铃薯连作栽培,导致土体土壤pH 值随着连作年限的增加逐渐降低,根际土壤pH 值却逐渐上升,不同连作年限之间pH 差异不显著;土体和根际土壤有机质、全氮、碱解氮含量随连作年限延长显著降低,全磷、速效磷、速钾含量均表现为连作5年含量最低,不同连作年限间有显著差异(P<0.05)。马铃薯的连作栽培,打破了土壤养分平衡。
2、马铃薯不同连作年限间土壤脲酶、碱性磷酸酶活性差异不显著,但过氧化氢酶酶活性在不同连作年限间有显著性差异。
3、不同连作年限间土壤可培养细菌总数占微生物总数的75.27%-79.92%,放线菌占19.98%-24.62%,真菌占0.10%-0.23%;马铃薯苗期和收获期土体和根际土壤微生物碳、氮量和微生物熵总体呈下降的趋势;不同连作年限的平均颜色变化率(AWCD)、土壤微生物丰富度(shannon 指数)、均匀度(Mclntoch 指数)均大于对照土壤;土体和根际土壤微生物对碳水化合物的利用能力,随连作年限的延长显著降低,对其它5 类碳源的利用能力均表现为连作5年、10年显著大于连作1年和对照。土壤在高肥力状态下的长期连作栽培,土壤微生物利用碳源能力依然很强,土壤微生物群落利用碳源的功能多样性也较高。
4、盆栽试验表明,用甲醛与高锰酸钾熏蒸,不灭菌和灭菌处理马铃薯株高、茎粗、生物量,均随连作年限的延长,呈降低趋势,灭菌处理均好于不灭菌处理。不灭菌和灭菌处理的马铃薯叶片SOD 酶活性随连作年限的延长,显著升高,POD 酶活性呈降低的趋势。与连作1年相比,连作10年后,不灭菌和灭菌处理SOD 酶活性分别提高了25.32%、12.56%;POD 酶活性则分别降低了29.99%、24.16%。不灭菌和灭菌处理的平均颜色变化率(AWCD)、土壤微生物丰富度(shannon 指数)、土壤微生物均匀度(Mclntoch 指数)、土壤微生物对6 类碳源利用率,均随连作年限的延长,逐渐降低,但不同连作年限间差异不显著。消除微生物对连作障碍的影响因素后,发现马铃薯连作栽培障碍依然存在,这可能与马铃薯根系分泌的自毒物质有关。