黃瓜、紅辣椒—水稻輪作模式對連作障礙的影響

張紅葉+楊文飛??

摘要：【目的】運用黃瓜、辣椒—水稻輪作模式對土壤連作障礙進行修復研究，為解決設施蔬菜的連作障礙難題提供了解決方法。【方法】田間試驗采用隨機區組排列，設黃瓜-水稻、紅椒-水稻兩種輪作模式試驗，并以夏季空閑作為對照，3個處理3次重復。在黃瓜、辣椒、水稻收獲末期取土樣（0～5cm、5～10cm、10～20cm、20～40cm）測定分析作物根部及行間土壤的理化性質、微生物數量及土壤酶活性。【結果】黃瓜-水稻、紅椒-水稻輪作，在黃瓜、辣椒收獲后種植水稻，與對照相比較，輪作明顯降低了土壤的pH值，以10～20cm土層最明顯，降幅293%。顯著降低了土壤0～20cm的Na+和Ca2+含量，Na+降幅在152～345mg/kg，Ca2+降幅在75～275mg/kg。土壤中微生物總量顯著增加，較對照增加457%（黃瓜-水稻）和211%（辣椒-水稻），減少了放線菌、真菌和尖孢鐮刀菌的數量；顯著提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、轉化酶和磷酸酶的活性，瓜、椒-水稻分別較對照提高814%、603%、317%、687%和1634%、3796%、3077%、1202%。【結論】瓜、椒-水稻輪作模式可以調節原有土壤中各養分和元素含量，殺死有害微生物，減少土傳病害的發生，改良土壤理化性質，為下茬作物的生長發育提供良好的土壤基礎。

關鍵詞：黃瓜；紅椒；水稻；輪作；土壤養分；微生物

中圖分類號：S344文獻標識碼：A文章編號：1003-4374（2017）03-0009-05

Abstracts：【Objective】In order to solve the problem of continuous cropping obstacles，it is of great importance to study the effect of cucumbers and red peppersrice rotation mode【Method】Based on design of random sections &groups，the field experiment consists of two rotation modes （cucumberrice/red pepperrice），involving three treatments and three repetitions，with contrasts done in the summers without cultivationIn the end of harvesting cucumber，red pepper，and rice，soil samples（0～5cm，5～10cm，10～20cm，20～40cm）are taken to measure physical & chemical properties，amount of microorganism，and soil enzymatic activities existing in crop roots and interrow soils【Result】The results show that：the cucumberrice and red pepperrice rotation modes decrease remarkably the pH （falling rate 293%，mostly obvious in 10～20cm soil ）；the content of Na+ and Ca2+ also decrease remarkably in 0～20cm soil，with 152～345mg/kg （Na+）and 75～275mg/kg （Ca2+）；while total amounts of microorganism increase unusually in the soil （rising rate 457% for cucumberrice，211% for red pepperrice），amounts of actinobacteria，fungus，and fusarium oxy orum are lowered；activities of hydrogen peroxidase，urease，invertase，and phosphatase are raised，respectively 814%，603%，317%，687% higher for cucumberrice rotation modes 1634%，3796%，3077 %，1202% higher for red pepperrice rotation modes【Conclusions】Conclusions are：cucumbers and red peppersrice rotation mode can adjust content of useful elements in the original soil，kill harmful microorganism，decrease soilinfected disease，improve physical & chemical properties of the soil，thus laying good soil foundation for next crops

Key words： cucumber；red pepper；rice；rotation mode；soil nutrition；microorganism

隨著設施蔬菜生產規模化的迅速發展，許多地區出現了不同程度的連作障礙。由于多年連作，已造成設施蔬菜的產量降低、品質下降、土傳病害逐年加重等嚴重病害現象。隨著我國農業投入增加，設施蔬菜的面積逐年增多，土壤連作障礙問題也變得越來越普遍。近幾年蔬菜尤其是設施蔬菜的連作障礙現象報道最多，以番茄[1～3]、辣椒[4～6]等茄果類作物和黃瓜[7]、西瓜等瓜類作物最為常見，隨著連作年限的增加，設施蔬菜VC含量、粗纖維含量、可溶性糖含量、葉綠素含量和P含量均下降[8]。同時連作障礙還會導致病蟲害發生，隨著連作年限的延長，黃瓜主要病害發生程度跟著加重[9]。

輪作可以在一定程度上克服連作障礙。不同輪作方式因其對土壤物理、化學性質的不同而影響到土壤微生物群落的結構與生理生態。土壤微生物的變化對土壤有機質、有效養分均有不同程度的影響，從而能夠調節土壤理化性質、協調土壤養分，改善土壤的連作障礙。近年來，隨著設施大棚對水生作物栽培的引進，改變了我國設施蔬菜單一的旱作模式，為利用設施內水旱輪作方式對土壤連作障礙進行防治奠定了基礎。本研究通過運用黃瓜、辣椒——水稻輪作模式對土壤連作障礙進行修復研究，為解決設施蔬菜的連作障礙難題提供了一種解決方法。

1材料與方法

11供試材料

供試品種黃瓜“博美9號”，紅椒“好農11號”（淮安市中園園藝發展有限公司提供）；“淮稻5號”（江蘇天豐種業有限公司提供）。

12試驗設計

本試驗于2014年在響水縣七套鎮三汾村新豐組蔬菜基地進行，土壤為壤土，地力基礎狀況好，選用黃瓜、紅椒兩種旱生作物分別與水稻進行水旱輪作。試驗設2個處理，每個處理667m2，3次重復。前茬作物分別是黃瓜、紅椒，在其收獲后接著栽種水稻，對照為夏閑處理。分別在黃瓜、紅椒的收獲末期和水稻收獲末期取土樣。土樣位置為黃瓜、紅椒和水稻的根部以及作物行間。取土分為四個深度梯度，從上到下依次為：0～5cm、5～10cm、10～20cm、20～40cm。取土采用五點取樣法，每個點取土樣500g，混合混勻后分別測定土壤的理化性質，包括：容重、pH值、有機質含量、全氮、堿態氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀、Na+、Ca2+等指標。

13數據分析與處理

采用DPS v1410高級版和Microsoft excel 2010軟件對試驗數據進行處理和統計分析，用LSD法進行多重比較。

2結果與分析

21黃瓜-水稻輪作對日光溫室土壤理化性質的影響

由表1可知，黃瓜收獲后種植水稻能明顯降低土壤pH值，最高可降低033，而夏閑土壤僅0-10cm土層的pH值有所下降，10cm以下土層pH值反而增大。各土層土壤有機質含量結果：種植水稻后各土層土壤有機質明顯下降，夏閑對照土壤下降不明顯。土壤全氮和堿解氮含量則隨著水稻的種植有所升高，而夏閑對照土壤則有所下降。同時，土壤全磷、速效磷含量和全鉀、速效鉀含量均隨水稻的種植而顯著降低，夏閑土壤降低不顯著。黃瓜水稻輪作顯著降低了土壤中的Na+和Ca2+含量，夏閑對照處理影響不顯著（見續表1）。表明黃瓜和水稻對磷鉀鈉鈣的吸收較多，而對氮肥的吸收較少，這對調節土壤養分和元素平衡有利。此外，黃瓜采收結束后的土壤容重為108g/cm3，夏季種植水稻收獲結束后土壤容重有所下降，為104g/cm3，而夏閑之后的日光溫室土壤容重有所上升，為112g/cm3。可見，黃瓜水稻水旱輪作對各土層土壤的理化性質均有顯著改善，這對調節土壤連作障礙，均衡土壤營養，促進作物生長十分重要。

22紅椒-水稻輪作對日光溫室土壤理化性質的影響

由表2可知，紅椒收獲后種植水稻能顯著降低土壤pH值，而夏閑土壤pH值下降不明顯。水稻收獲末期的各土層土壤有機質含量顯著降低，夏閑土壤則下降不明顯。土壤全氮含量則隨著水稻的種植有所降低，休閑土壤則為增加。水稻種植和夏閑的土壤堿態氮、全磷、速效磷、全鉀和速效鉀含量都為降低。紅椒水稻輪作還顯著降低了土壤中的Na+和Ca2+含量，夏閑處理影響不顯著（見續表2）。表明紅椒水稻輪作對土壤中氮磷鉀鈉鈣均有顯著吸收作用。此外，紅椒采收結束后的土壤容重為117g/cm3，夏季種植水稻收獲結束后土壤容重降低為112g/cm3，夏閑之后的土壤容重略有增加為119g/cm3。可見，紅椒水稻輪作能降低土壤pH值和容重，對各土層土壤的理化性質均有顯著影響。

23黃瓜-水稻輪作對日光溫室內土壤中微生物數量的影響

由表3可知，黃瓜收獲后種植水稻，提高了土壤中總微生物含量，而夏閑土壤中總微生物含量則降低。表明水旱輪作能有效增加土壤中微生物群落數量，這可能與栽種水稻需翻耕松土，增加了土壤通透性有關。就具體的微生物組成來看，黃瓜水稻的水旱輪作方式，顯著增加了土壤中細菌的含量，降低了放線菌、真菌和尖孢鐮刀菌的數量。夏閑土壤中，各類微生物含量均降低。

24紅椒-水稻輪作對日光溫室內土壤中微生物數量的影響

紅椒水稻輪作同樣增加了土壤中微生物的總數（表4）。各類微生物中，細菌和真菌的數量明顯增加，而放線菌和尖孢鐮刀菌則為降低。夏閑處理土壤的總微生物數量和各類微生物數量均低于紅椒收獲后。

25黃瓜-水稻輪作對日光溫室內土壤中酶的影響

從表5可知，試驗中黃瓜水稻輪作明顯提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、和磷酸酶的活性，而夏閑土壤中各土壤酶活性也有所提高，但均低于種植水稻的土壤。表明水旱輪作能促進土壤酶活性，這對提高土壤養分和肥力，減輕連作障礙以及對下茬作物的生長發育均有較好的輔助作用。

26紅椒-水稻輪作對日光溫室內土壤中酶的影響

從表6可知，紅椒水稻輪作明顯提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、轉化酶和磷酸酶的活性，而夏閑土壤中各土壤酶活性也有所提高，但均低于種植水稻的土壤。表明水旱輪作能促進土壤酶活性，有利于對連作障礙的防治。

3結論

31黃瓜—水稻、紅椒—水稻輪作，在黃瓜、辣椒收獲后種植水稻，與對照相比較，輪作明顯降低了土壤的pH值，以10～20cm土層最明顯，降幅為293%，減輕了設施土壤板結的發生。

32由于土壤夏季種植水稻，顯著降低了土壤0～20cm的Na+和Ca2+含量，Na+降幅在152～345mg/kg，Ca2+降幅在75～275mg/kg，同樣減輕土壤板結的發生，增加土壤的通透性，有利于設施蔬菜黃瓜、辣椒的生長。

33水旱輪作土壤中微生物總量顯著增加，較對照增加457%（黃瓜—水稻）和211%（辣椒—水稻），減少了放線菌、真菌和尖孢鐮刀菌的數量；顯著提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、轉化酶和磷酸酶的活性，瓜、椒—水稻分別較對照提高814%、603%、317%、687%和1634%、3796%、3077%、1202%。這表明水旱輪作有效改善了土壤微生物群落的組成，增加了有益微生物的含量，有利于土壤改良；而酶活性的提高，又能有效提高土壤肥力，為下茬設施蔬菜黃瓜、辣椒生長提供了有利條件。

34黃瓜、辣椒-水稻輪作模式可以調節原有土壤中各養分和元素含量，殺死有害微生物，減少土傳病害的發生，改良土壤理化性質，為下茬設施蔬菜黃瓜、辣椒的生長發育提供良好的土壤條件。

參考文獻：

[1][ZK（#]時立波，王振華，吳海燕，等連作年限對番茄根圍土壤根結線蟲二齡幼蟲與自由生活線蟲數量的影響[J]植物病理學報，2010，40（1）：81-89

[2]劉易，蔣桂英，簡健平，關健偉加工番茄根系分泌物自毒效應的研究[J]西北農業學報，2009，18（4）：106-112

[3]許永利，張俊英，袁躍廣，高峰設施番茄連作土壤的改良措施研究[J]北方園藝，2010（5）：60-62

[4]侯永俠，周寶利，吳曉玲不同連作土壤對辣椒生長發育的影響研究[J]北方園藝，2009（8）：9-11

[5]李春龍，賀陽冬，陳華，等辣椒連作障礙機制初探及其下茬作物的初選[J]安徽農業科學，2007，35（26）：8187-8188

[6]侯永俠，周寶利，吳曉玲不同辣椒品種抗連作障礙的效果[J]中國蔬菜，2009（18）：41-45

[7]楊英華PGPR活菌制劑防治大棚黃瓜連作障礙的研究[J]長江蔬菜（學術版），2009（8）：66-68

[8]徐偉慧，王志剛，郭天文大棚連作對韭菜綜合性狀的影響[J]北方園藝，2010（12）：53-56

[9]梁銀麗，陳志杰，徐福利黃土高原設施農業中的土壤連作障礙[J]水土保持學報，2004，18（4）：134-136