不同連作年限豇豆土壤理化性質及微生物種群變化初探

摘 要：對不同連作年限豇豆的根際土壤進行調查分析，結果表明，豇豆土壤養分及中微量元素Cu、Ca、Mg、 Fe 和Mn隨著連作年限的增加呈上升趨勢，現有施肥方式下，豇豆的鋅元素供給不足，導致土壤鋅元素含量隨著連作年限的增加而降低。隨著連作年限的增加，土壤三大類群微生物中細菌、放線菌數量變化不大，真菌數量有下降趨穩的趨勢；連作3年的豇豆發病土壤與正常生長的土壤相比，發病土壤養分明顯高于正常土壤，而發病土壤的細菌、放線菌的數量均比正常生長區土壤的數量顯著降低，而真菌數量明顯增加。

關鍵詞：豇豆；連作；土壤性質；微生物變化

中圖分類號：S643.4 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.03.016

豇豆為我國重要的夏季豆類蔬菜，隨著效益農業的發展，一些蔬菜產業化生產基地中由于常年種植豇豆，導致連作障礙問題日益突顯。研究表明， 導致連作障礙的原因相當復雜， 主要有土壤傳染性病蟲害增加、土壤理化性狀劣化以及由根系分泌物和殘茬分解物等引起的自毒作用等[1-2] ， 其中自毒作用是造成連作障礙的重要原因之一。豆類為極易發生連作障礙的作物，大豆連作導致的嚴重種植障礙問題，已成為限制大豆高產的主要障礙因素之一[3-4]。以往的研究主要集中在大宗作物如棉花、花生、草莓、蔬菜等產生的連作障礙問題，如連作導致土壤性狀、酶活性、微生物種群的變化，作物根系分泌物自毒作用及對作物生長、產量和品質的影響等[5-9]，而不同連作年限豇豆土壤理化性質、微生物群落變化等方面的研究報道較少。本試驗以不同連作年限的豇豆根際土壤為研究材料，通過分析土壤理化性質和微生物種群數量變化，比較其年份間的變化差異，以期為豇豆連作施肥及克服或減輕豇豆連作障礙提供應用依據和參考建議。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試豇豆品種為之江106。

1.2 試驗地點

本試驗選在浙江省農業科學院的海寧農業示范基地的豇豆育種基地進行，土壤類型為小粉土。

1.3 方 法

種植不同連作年限的同品種豇豆，豇豆收獲后冬季種植一季小青菜，該季不施肥，每年的施肥、耕作管理措施基本相同，即每667 m2施用300 kg有機肥作基肥，全生育期施用25 kg復合肥（N∶P2O5∶K2O =15∶15∶15）作追肥。

在豇豆結莢盛期（9月）同一時間采取不同連作年份豇豆的土壤樣品。采樣方法為：分別在兩豇豆植株間采取5～20 cm的耕作層土樣，5點取樣混合為一個樣品；在第3年連作地塊分別采集豇豆正常生長區和相鄰豇豆枯萎病發病區的土樣，采樣方法同前。土壤pH值、有機質、全N、速N、速P、速K等按常規分析方法測定，重金屬Cu、Ca、Mg、 Fe、Mn和Zn用原子吸收分光光度法測定[10]；供試培養基真菌培養采用馬丁氏培養基，細菌培養采用牛肉膏蛋白胨培養基，放線菌培養采用高氏一號培養基[11]，土壤三大類群微生物計數采用傳統的稀釋平板法，本試驗數據用DPS8.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同連作年限豇豆土壤理化性質演變分析

從表1土壤理化性質及中微量元素分析測試中可以看出，隨著連作年限的增加，豇豆土壤呈現酸化趨勢；土壤有機質、總氮、速氮等養分指標逐年增高，這與豇豆栽培連年施用大量化肥及農家肥有直接關系；土壤中微量元素Cu、Ca、Mg、 Fe 和Mn也隨著連作年限的增加而增加，但增加幅度不一，Cu變化幅度較小；而鋅元素隨著連作年限的增加而減少，說明豇豆對鋅元素的需求較大，而外源投入的Zn有所不足，這將導致豇豆營養元素失衡。

2.2 豇豆發病區與正常區土壤理化性狀變化

豇豆連作3年的地塊，正常生長區的豇豆與枯萎病發病區土壤分析表明（表2），豇豆發病區土壤養分元素含量等多數指標均比正常生長區土壤高，而發病土壤的pH值、有機質、速磷有所降低，這是由于豇豆發病后逐漸枯死，根系生長弱、分泌物少，養分吸收較少，施入的肥料養分多數余留在土壤中，豇豆發病區土壤中鋅含量大幅增加，也較好地證明了上述結論，即豇豆對鋅元素需求較大。

2.3 不同連作年限豇豆土壤中三大類群微生物數量變化

不同連作年限豇豆土壤微生物三大類群的計數表明（圖1），隨著連作年限的增加，細菌總數變化不大，放線菌數量起伏較大，總體上隨著連作年限的增加有下降趨勢，真菌數量也呈逐步下降的趨勢，但本研究中由于豇豆連作最長時間為3年，且冬季輪作一茬小白菜，微生物三大類群計數變異系數太大，因此，研究結果中不同連作年限間微生物數量變化不顯著。

2.4 同一連作年限豇豆發病區與正常區三大類群微生物數量變化

對連作3年的豇豆發病區土壤與正常區土壤三大類群微生物數量的計數分析表明（圖2），發病土壤細菌、放線菌數量均比正常生長區土壤的數量有顯著降低，而真菌數量明顯增加，顯示這種變化勢必會造成微生物種群失調和微生物區系失衡[12]，這也可能是連作土壤pH值逐漸變酸，土傳真菌病害增加的導致連作障礙發生的一個明顯變化特征。

3 結 論

綜上所述，不同連作年限豇豆土壤總養分隨著連作年限的增加呈上升趨勢，土壤中微量元素Cu、Ca、Mg、 Fe 和Mn含量也隨著連作年限的增加而增加，現有施肥方式下，豇豆大多數養分供應過剩，鋅元素供給不足，導致土壤鋅元素含量隨著連作年限的增加而減少。隨著連作年限的增加，豇豆土壤三大類群微生物數量，細菌、放線菌、真菌數量變化沒有顯著差異；連作3年的豇豆發病土壤與正常生長的土壤相比，發病土壤養分明顯高于正常土壤，而發病土壤細菌、放線菌數量均比正常生長區土壤的數量有顯著降低，而真菌數量明顯增加，這可以作為豇豆連作障礙發生的一個表觀指標。

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