馬鈴薯連作栽培對土壤微生物多樣性的影響

郭玉秀

[摘 要] 最近幾年，由于市場對馬鈴薯對需求不斷提升，群眾種植馬鈴薯的積極性不斷提升。馬鈴薯已經成為臨夏縣的主要農作物。但是隨著種植面積不斷擴大，馬鈴薯輪作輪茬困難，大面積擴大種植改變了臨夏縣冬小麥、冬小麥、馬鈴薯的種植模式，連年重復在一個地塊種植馬鈴薯導致馬鈴薯病害逐年加大，品質產量逐年下降，產量低并且產量不穩定，由此給農戶帶來了不小的經濟損失。基于此，本次研究就馬鈴薯連作栽培對土壤微生物多樣性的影響進行了研究分析，希望通過本次研究對科學輪作馬鈴薯有一定助益。

[關鍵詞] 馬鈴薯 連作栽培 土壤微生物 生物多樣性 影響

[中圖分類號] S435.32 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650（2017）05-0040-01

近年來，甘肅省臨夏州臨夏縣把推廣脫毒馬鈴薯新品種作為培育和發展壯大洋芋產業，促進農民增收 的一項主要措施，加強領導，加大投入，狠抓培訓和技術指導，種植規模不斷擴大，發展進程不斷加快，臨夏縣農技中心針對全縣洋芋品種出現的種性退化、塊莖畸形現象以及馬鈴薯連續種植幾年后常出現植株矮化、叢生、長勢弱，葉片皺縮、變小、變脆或出現環斑條斑，葉子易脫落和全株枯死等實際問題，認真開展了調查。通過調查分析，找出了馬鈴薯種性退化的主要原因是受多種傳染性病菌、病毒侵害所致。盡管更新品種對臨夏縣馬鈴薯產生積極促進作用，但是馬鈴薯連作問題如果得不到解決，將會嚴重影響到地區馬鈴薯種植產業的健康發展。

1 實驗材料和方法

本次實驗選擇在麻尼寺鄉進行，年降水為400mm左右，年平均氣溫在7度左右，供試土壤為黑壚土，其中連作0年、2年、5年和10年的土壤理化指標如表1所示。

1.2 試驗設計

本次實驗從2014年開始，在不同連作時間的地塊中種植馬鈴薯，連作0年為對照組，連作2年、5 年和10年為試驗組，馬鈴薯品種為隴薯3號，小區面積為9*25m，重復三次，馬鈴薯株行距為35*40cm。從實驗開始，除了種植地連作年限不同之外，其他栽培條件均保持一致。在2016年馬鈴薯盛花期，取每個處理區域是馬鈴薯根部底層5cm以下的土壤，樣品分成兩份，一份進行土壤微生物分析，一份進行土壤AM真菌鑒定。其中土壤微生物分析采用平板計數法進行分析，細菌、放線菌和真菌培養分別采用牛肉膏蛋白胨培養基、高氏一號培養基和PDA培養基培養[1]。土壤微生物多樣性采用Biolog Eco板測定，嚴格按照操作要求進行處理[2]。土壤AM真菌鑒定采用某種屬孢子數和該地區土壤AM真菌孢子總數的比值進行計算。使用EXCEl2007軟件進行數據收集并制作表格，使用DPS7.05進行方差分析，用Canoco4.5進行多元化分析。

2 結果

2.1 馬鈴薯連作栽培對土壤微生物群落結構的影響

通過對表2數據進行分析發現，連作0年種植馬鈴薯土壤明顯具有較高的總菌落數，而連作10之后，土壤中的微生物呈現下降趨勢，各個處理區域的細菌數量表現為隨著連作年限的增加，微生物數量總體呈現下降趨勢。連作5年和10年之后，相對于連作0年的，土壤中微生物數量呈現明顯下降趨勢，但是之間的差異性不明顯。由此可以看出去，隨著連作時間的增長，連作會顯著改變馬鈴薯根部土壤微生物的多樣性，其中真菌、放線菌的群落結構數量變化最大。馬鈴薯長期連作容易形成單一的土壤環境，這種土壤環境有利于真菌和放線菌的生長，生長過程中產生大量化學物質，抑制細菌的繁殖，從而導致細菌數量下降。詳細情況見表2所示。

2.2 馬鈴薯連作栽培條件下AM真菌多樣性變化

通過對表3數據分析發現，AM真菌相對多度和出現頻率隨著連作年限的增加而呈現先上升后下降的趨勢，連作5年后達到最高值，其中球囊霉屬相對多度表現為連作5年>連作2年>連作10年>連作0年。其他菌屬也表現為相同的規律。各種優勢菌種也隨著連作年限的增加而出現變化。由此可以看出，連作會顯著影響AM真菌多樣性變化，隨著年限的增加真菌多樣行減弱。真菌優勢種群的變化直接影響到土壤微生物群落結構的變化。詳細情況如表3所示。

3 結論

微生物在很大程度上會影響到土壤和植物的作用過程，對土壤結構的形成發育、有機物質的循環利用和土壤肥力會產生深遠的影響。本次研究發現，隨著連作時間的增長，馬鈴薯根部土壤的環境會發生變化，微生物的結構群路組成失調，土壤中細菌受到抑制，真菌數量增加，在這樣環境下土壤肥力會持續下降。微生物群落是土壤生態系統的重要組成部分，結構復雜。土壤環境條件改變，導致土壤養分、微生物結構和功能多樣性變化在很大程度上影響了AM真菌的多樣性。

總之，持續連作影響到土壤根部真菌、細菌和放線菌數量，真菌群落中AM真菌種群的多樣性受連作影響持續下降，優勢種群發生改變，造成土壤微生物群落結構和功能出現變化，結構失調。

參考文獻

[1]馬鈴薯連作田土壤中主要病原真菌的種群動態變化規律[J]. 李繼平，李敏權，惠娜娜，王立，馬永強，漆永紅. 草業學報. 2013（04）

[2]甘肅省中部沿黃灌區連作對馬鈴薯植株生理生態特性的影響[J]. 沈寶云，劉星，王蒂，孟品品，張俊蓮，邱慧珍. 中國生態農業學報. 2013（06）