西藏青稞連作現狀及應對措施分析

接收日期：2023-03-19

基金項目：

西藏自治區重點研發計劃項目（XZ202201ZY0016N）.

*通訊作者：

彭君（1978—），男，碩士，研究員，主要從事作物高產高效栽培技術研究，E-mail：pj0891@163.com.

摘" 要：

青稞是中國藏區居民主要的糧食作物，也是居民燃料和牲畜飼料的來源。西藏青稞種植面積、產量、產值均位居全國第一位。近5年的統計數據顯示，西藏青稞的平均連作年限為3.27年。目前，青稞連作引發的土壤退化已經成為制約西藏青稞產業持續健康發展的關鍵問題。本文針對西藏青稞連作現狀，具體分析了青稞連作對土壤理化性質、土壤微生物群落多樣性和酶活性、青稞生長和產量等3個方面的影響，從品種選擇、耕作措施、土壤保育、肥料選用等方面提出了青稞連作土壤的修復措施。以期建立更加合理的種植模式，維持土壤養分平衡，保持西藏農田土壤的持續生產能力，從而為全方位保障西藏糧食安全提供理論支撐。

關鍵詞：

西藏；青稞；連作；土壤修復

中圖分類號：

S-1

文獻標識碼：A

文章編號：1008－0457（2024）02－0027－07

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2024.02.004

青稞是禾本科、大麥屬一年生草本植物。在分類學上，青稞是大麥的一種，因其內外穎殼分離，籽粒裸露，故又稱裸大麥［1］。分布于中國西北、西南各省。耐寒耐旱性強，生育期短，多早熟，適應生長范圍廣。青稞是中國藏區居民主要的糧食作物，也是居民燃料和牲畜飼料來源。西藏青稞種植面積、產量、產值均位居全國第一，分別占全國青稞種植面積、產量、產值的47.91%、61.54%、61.42%［2］。西藏青稞的播種面積占糧食播種面積的70%以上。由于西藏青稞產業的持續發展，市場對青稞的需求不斷加大［3］，但是受到西藏的耕地面積、干旱的氣候條件等的限制，導致青稞連作現象愈發嚴重。

根據近5年的數據統計分析，西藏青稞平均連作年限為3.27年。連作雖然在短期內可以保證青稞的產量，但是也帶來了一系列的負面問題，比如土壤微生物多樣性減少、土壤板結、養分含量降低、土傳病害風險升高等，最終導致耕地質量下降，青稞生長發育受阻［4］，產量和品質下降［5］，影響青稞的持續生產。目前國內外對連作的研究主要集中在連作障礙較為嚴重的設施蔬菜、煙草、棉花、大豆等經濟作物上［6-9］，主要糧食作物如小麥、水稻、玉米等因存在土壤休整期［10-12］，連作障礙較輕，連作缺陷顯現時間很長，故相關的研究也較少。對西藏農作物連作狀況僅有的研究是對西藏林芝市耕地連作下的土壤養分特征研究［13］，尚未有對西藏青稞連作的研究報道。

為了讓群眾和相關部門對于青稞連作引發的問題引起足夠的重視，并盡早采取措施逐步改善和解決以上問題。本文從近3年西藏青稞連作狀況入手，詳細介紹了青稞連作給土壤理化性質、土壤微生物和青稞本身帶來的不利影響，并提出了消減青稞連作障礙的措施，為解決青稞連作問題提供參考。通過建立合理的種植模式，恢復土壤的生產能力，運用科學的農業技術手段實現青稞產業可持續發展。

1" 西藏青稞連作現狀

西藏擁有凈耕地面積約348 970 hm2，東起昌都，西至阿里，均有農作物種植。但糧食生產區域主要集中在拉薩、山南、日喀則以及昌都等海拔高度在3000～4100 m之間的拉薩河、雅魯藏布江、年楚河、瀾滄江流域的河谷地帶［14］，該區域種植的青稞面積占西藏全區的90%以上，且所種青稞品種以一年一熟的春性品種為主（約占95%），只有少部分區域種植冬性品種［15-16］。其中，春性品種主要是‘藏青2 000’和‘喜瑪拉22號’，冬性品種主要是‘山冬7號’和‘冬青18號’［17］。因各地的生產條件差異較大，青稞畝產一般為3000～5500 kg/hm2［18］。

2018—2022年共5年的統計數據顯示，2022年西藏糧食播種面積192 610 hm2，糧食產量107.30萬t，其中青稞種植面積146 454 hm2，產量83.23 萬t，分別占全區糧食播種面積的76.04%、占糧食產量的77.58%［19］。2021年西藏糧食播種面積187 209 hm2，糧食產量達106.50 萬t，其中青稞種植面積140 720 hm2，產量80.12 萬t，分別占全區糧食播種面積的75.17%、占糧食產量的75.23%。2020年西藏糧食播種面積183 343 hm2，糧食產量達103.96 萬t，其中青稞種植面積143 381 hm2，產量79.50 萬t，分別占全區糧食播種面積的78.24%、糧食產量的76.47%。2019年西藏糧食播種面積179 856 hm2，糧食產量達104.69 萬t，其中青稞種植面積139 190 hm2，產量79.29 萬t，分別占全區糧食播種面積的77.39%、糧食產量的75.74%。2018年西藏糧食播種面積179 029 hm2，糧食產量104.40 萬t，其中青稞種植面積139 580 hm2，產量77.72 萬t，分別占全區糧食播種面積的77.97%、糧食產量的74.44%。

我們發現，2018—2023年期間，西藏青稞的播種面積和產量均有增加趨勢，連續5年的青稞播種面積都占糧食播種面積的77%以上，青稞產量都占糧食產量的74%以上。由此可知，西藏青稞連作年限達到了3年以上，如圖1、圖2所示。

具體分析2022年我國青稞種植情況，全國總種植面積約266 680 hm2，主要集中在西藏和青海兩省區，其中西藏自治區146 454 hm2，占比54.92%，青海省92 698 hm2占比34.76%。對比同樣是青稞主產區的青海省，糧食總播種面積303 755 hm2，糧食種植面積結構整體表現為，青稞面積92 698 hm2（占比30.54%），其中小麥面積101 265 hm2（占比33.37%），薯類（折糧）面積67 857 hm2（占比22.36%），其余為玉米、豆類等（占比13.73%）［20］。

對比可知，青海省種植的作物類型多，種植結構多樣且較為均衡，而西藏作物的種植結構相對較為單一，青稞占絕大多數，這勢必會引起青稞大面積連作的情況發生，且種植結構在多年間也不會有太大的變動。分析原因，政府為調動農民種糧的積極性，種植青稞有時可獲得政府免費發放的種子，或者種植優良青稞品種可以獲得良種補貼，如果種植的是其它作物則沒有補貼或補貼較少［21］。同時，為調動農民種糧售糧積極性，促進種糧農民增產增收，當地政府還制定實施了青稞最低收購價政策和青稞收購價補政策。

2" 青稞連作對土壤及作物本身的影響

2.1" 青稞連作對土壤理化性質的影響

研究表明，連作會影響土壤的理化性質，使土肥利用效率降低，土壤固碳功能變差，使土壤處于亞健康狀態［22］。隨著連作年限增加，土壤容重下降，土壤含鹽量逐漸增加，有次生鹽漬化傾向，土壤中氮、磷、鉀比例失調［23］。常浩等［24］研究表明，連作會導致土壤中有效磷、速效鉀流失，水解性氮富集，土壤酸化。劉勇成等［25］研究顯示，長期連作下土壤有機質含量、pH以及堿解氮含量分別減少18.34%、17.43%和23.15%，而土壤速效磷、速效鉀含量分別增加124%和54.55%。陸峰等［26］研究表明，復種連作對土團聚體分布及穩定性影響主要集中在復種連作0～5年和5～10年土壤上。楊衛君等［27］研究表明，連作17年處理，0～20、20～40 cm土層gt;2 mm粒徑團聚體百分含量較無連作土壤分別顯著降低16.7%、13.2%。高欣等［28］研究表明，化肥有機替代導致的外源有機碳增加以及隨后引起的土壤微生物群落的變化是SOC積累的驅動因素，土壤微生物活性是影響SOC累積的關鍵因素。李昕竹等［29］研究顯示，長期連作對土壤有機碳組分含量具有顯著影響，土壤有機碳、易氧化有機碳、可溶性有機碳和微生物量碳含量升高。長期連作改變了土壤的化學性質，增加了潛在致病真菌屬的相對豐度，從而增加了土壤傳播疾病的潛在風險［30］。因此，青稞連作對土壤理化性質的影響主要表現在對土壤容重，孔隙度，土壤養分、酸堿度，土壤有機質含量等方面，需重視連作年限段的土壤結構培育和土壤質量保育。

2.2" 青稞連作對土壤微生物群落和多樣性及酶活性的影響

高原地區的土壤環境較為脆弱，易受外部因素的影響，連作會使土壤微生物的多樣性、土壤酶活性發生變化。王根全等研究發現，輪作與連作相比，土壤真菌群落結構差異較大，輪作土壤腐生菌較多，連作土壤病原菌較多［31］。Li等［32］研究發現，植物病原真菌的相對豐度隨連作年限的增加而增加。胡新元等［33］對連作5年后引起農田真菌群落分布發生變化研究表明，青霉菌、綠僵菌屬在長期連作農田中大量富集，鐮刀菌屬數量下降，連作障礙程度趨于減緩。邢會琴等［34］研究發現，在0～20 cm土層深處，細菌隨連作年限增加呈遞減趨勢，而真菌數量隨連作年限的增加而增加，放線菌數量在不同連作年限呈先增后減的趨勢，堿解氮和速效鉀在不同連作年限沒有明顯的變化規律。熊憫梓等［35］對連作根際土壤研究結果顯示，過量施用化肥和常年連作改變了土壤細菌群落結構，生態環境惡化，導致土傳性病害發生。與未發病土壤樣品相比，土傳病害發生嚴重的樣品中細菌數量、物種數、細菌多樣性、種類豐富度均有所降低，有害菌數量增加，益生菌數量減少。董艷輝等［36］研究發現，連作后編碼細胞膜轉運的功能基因、編碼翻譯、復制和修復的功能基因、編碼外源性物質降解和代謝、多糖生物合成和代謝的功能基因大量減少，編碼核苷酸代謝、萜類化合物的代謝、輔因子和維生素的代謝等功能基因少量減少，而編碼信號轉導和脂類代謝的功能基因有少量增加。白艷茹等［37］研究結果顯示，土壤蔗糖酶和脲酶活性隨連作年限的增加呈下降趨勢，而土壤中性磷酸酶和過氧化氫酶活性在不同茬次間無顯著差異。綜上可知，長期連作后土壤微生物群落多樣性減少和部分功能性土壤酶活性降低，土壤病原菌增多，使土壤微生物的生存遭受威脅，土壤自我調節、恢復能力變弱。

2.3" 青稞連作對青稞生長及產量的影響

西藏2020—2022年連續3年青稞產量有增加的趨勢，分析原因，主要是通過連續種植青稞和擴大種植面積獲得了增產，而不是由改善土壤生產能力獲得的［38］。杜長玉等［39］研究發現，連作使大豆葉片葉綠素含量、光合速率、體內可溶性糖、氨基酸總量極顯著下降，影響葉片的光合性能和有機物的積累，從而導致減產。Wang等［40］研究發現，煙草連作5年后產量會出現大幅度下降，連作13年產量比連作3年降低了51.51%。姚小東等［41］研究發現，連作栽培模式下花生莢果產量降低45.8%、根瘤數減少57.5%、植株生物量下降24.1%，相應的青枯病和根腐病病情指數分別增加至2.93倍和2.43倍。許艷麗等［42］研究發現，玉米連作會增加田間雜草的發生，雜草會同作物競爭光照、養分。陳明娜等［43］研究發現，連作還會影響作物的品質，花生連作年限達到3年以上后，脂肪含量明顯減少，蛋白質含量明顯增加，品質降低。青稞連作抑制青稞植株的生長，會體現在幼苗長勢、拔節高度、分蘗強度、穗粒數、籽粒飽滿度等方面。短期內影響較小，在生長發育性狀上不會明顯體現，但長期連作累計到一定程度后會導致青稞減產，且這種影響不易改善，尤其在高原地區難度更大，需提前應用改善性農藝措施。

3" 青稞連作下土壤的修復措施

消減青稞連作障礙的措施主要有耕作措施改良法，土壤調理法、施用含微生物的肥料及耐連作品種的選育。對耕作措施消減連作障礙的研究有深松、輪作、休耕。郭仁松等［44］研究表明，深松能降低土壤緊實度，增加土壤含水率，對農田土壤特性改善和產量提高有積極作用。Xu等［45］、宋秀麗等［46］研究表明，輪作制度下病原微生物豐度較低，而促生微生物豐度較高，有利于土壤微生物群落多樣性的形成，與輪作相比，休耕處理的土壤細菌群落相對豐度和多樣性顯著高，連作最低。Li等［47］研究發現，相比連作-常規耕作，深耕-輪作可顯著減少休耕期降水損失，更好的保持土壤水分。對土壤調理消減連作障礙的研究有秸稈還田、施用有機肥、含腐殖酸或微生物肥料。郭振威等［48］研究發現，秸稈還田配施有機肥后可顯著改善土壤性質，增加土壤養分含量及微生物數量。李艷等［49］研究發現，秸稈還田還有利于土壤大團聚體的形成和有機碳含量的提高。Li等［50］研究發現，腐殖酸可提高連作作物養分吸收和抗氧化應激能力，增強對連作的耐受性。回振龍等［51］研究發現，黃腐酸處理減輕了連作所造成的生理障礙，從而提高了幼苗對連作障礙的整體抗性。索炎炎等［52］研究發現，通過接種AM真菌和根瘤菌尤其是雙接種有益于改善連作作物根系形態狀況和根際微生物環境，增強養分吸收能力。決超［53］研究發現，連作土壤通過50%化肥+50%微生物菌肥+土壤改良基質配施處理在改善土壤結構及微生態環境、提高土壤養分含量及酶活性方面表現最優。高欣等［54］研究發現，有機培肥對提高連作田土壤綜合肥力和土壤碳庫儲量、緩解連作障礙有顯著作用。Chen等［55］研究發現，土壤改良劑改變作物根系營養轉運基因的表達，緩解了土壤環境的脅迫。耐連作品種的選育研究方面，Liu等［56］、Yuan等［57］研究表明，耐連作品種對連作有積極的響應，可以吸收更多的有益菌，改善土壤循環，從而減少對產量的影響。

在改善青稞連作土壤的不同措施中，“油菜、馬鈴薯與青稞”兩年制輪作倒茬和與紫花苜蓿、豌豆等的豆科作物間套作因無需外來物質的投入且效果明顯，應該著重推廣。在水熱條件較好的地區鼓勵選用早熟青稞品種收獲后搶種箭筈豌豆、燕麥、等綠肥的模式。微生物肥料具有的改善土壤狀況的特殊作用，可使土壤生態系統中有益微生物、有害微生物及植物間維持著相對平衡［58］，也應該被考慮使用。適合機械作業且土層較厚的區域，可采取機械深松、旋耕整地。目前西藏正在推行的化肥減量增效行動，通過控制化肥用量零增長，增加商品有機肥用量，鼓勵使用堆漚農家肥等措施也在發揮作用。開展適用青稞連作土壤的土壤改良劑產品研發。因西藏農區畜牧業需作物秸稈作為飼草料，推行秸稈還田存在很大的局限性。為滿足市場對青稞的需求，確需進行青稞連作的，應進行耐連作青稞品種的選育與篩選［59］。還應該注意的是，單一的防治措施對植物連作障礙的緩解效果不夠理想，應進行綜合防控技術方面的研究［60］。

4" 結語

總而言之，發生連作障礙的最根本原因在于土壤養分平衡被破壞，作物需要的營養元素虧缺，而不需要的營養元素積累，必須營養供給不足導致的作物幼苗虛弱，抗性降低，病害易侵入，生長發育受阻。因此，針對西藏青稞連作現狀提出的各項舉措都是為了恢復土壤肥力，以及防止土壤板結、次生鹽漬化、酸化等更為嚴峻問題的出現，保持土壤-作物-微生物構成的農田生態系統的穩定性，保證高原農田土壤的持續生產能力，從而全方位保障西藏糧食安全。

（責任編輯：嚴秀芳）

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Analysis on Current Situation and Countermeasures of Continuous Cropping of Highland Barley in Tibet

Sun Quanping1，2，Qin Jiwei1，2，Song Guoying2，Yang Sutao2，BianBa Zhuoma2，Peng Jun1，2*

（1. State Key laboratory of Hulless Barley and Yak Germplasm Resources and Genetic Improvement， Lhasa 850000，Tibet， China;2. Institute of Agricultural Resources and Environment， Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences， Lhasa 850000，Tibet， China）

Abstract：

As the main source of food crops for Tibetan residents in China， highland barley by-product straw is also the source of fuel for local residents and feed for livestock， The planting area， yield and output value of highland barley from Tibet all rank first in China. Statistics in the past five years show that the average continuous cropping period of Tibetan highland barley is 3.27 years. Now， soil degradation caused by continuous cropping of highland barley has become a key problem restricting the sustainable and healthy development of highland barley industry in Tibet. In this paper， in view of the current situation of continuous cropping of highland barley in Tibet， the effects of continuous cropping of highland barley on soil physical and chemical properties， soil microbial community diversity and enzyme activity， and growth and yield of highland barley were analyzed in detail. The remediation measures of continuous cropping soil of highland barley were put forward from the aspects of variety selection， tillage measures， soil conservation and fertilizer selection. In order to establish a more reasonable planting pattern， maintain the balance of soil nutrient and the sustainable production capacity of farmland soil in Tibet， so as to provide theoretical support for the omni-directional guarantee the food security in Tibet.

Keywords：

Tibet; highland barley; continuous cropping; soil remediation