烏蒙山區(qū)接茬方式對(duì)土壤中量元素及 3種作物產(chǎn)質(zhì)量的影響

韓 芳， 韋燈會(huì)， 張新永*， 陳 吉

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201； 2.云南省昭通市昭陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 云南 昭通 657000)

云南省是我國(guó)馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)種植較早的省份，且栽種面積廣，是云南繼水稻、玉米之后的第三大糧食作物，省內(nèi)海拔差異大的地理形態(tài)形成獨(dú)特的氣候條件，使馬鈴薯能夠四季種植周年收獲[1]，全省128個(gè)縣均有馬鈴薯種植，保障鮮薯周年供應(yīng)，全省種植面積達(dá)66.7萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量1 200余萬(wàn)t[2]，占全國(guó)總產(chǎn)量的10.1%，僅次于四川省的11.7%、甘肅省的10.5%，是全國(guó)第三大主產(chǎn)省[3]。赤小豆(Vignaumbellata)和蕎麥(Fagopyrumesculentum)為我國(guó)的重要農(nóng)作物之一，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，蕎麥還含有黃酮類(lèi)物質(zhì)[4]，赤小豆和苦蕎麥(Fagopyrumtataricum)在云南省的種植較為廣泛，尤其是溫帶高原山地季風(fēng)氣候地區(qū)，提高蕎麥產(chǎn)量對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展有著極為重要的作用[5]。隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，馬鈴薯對(duì)山區(qū)群眾的糧食安全保障和廣大農(nóng)戶的增收致富意義重大，對(duì)扶貧攻堅(jiān)、實(shí)現(xiàn)云南如期全面脫貧意義重大[6]。目前，受耕地面積、訂單農(nóng)業(yè)、種植規(guī)模化、集約化及氣候條件等因素的影響[7]，馬鈴薯、赤小豆、蕎麥連作現(xiàn)象普遍存在，且該3種作物屬于不適宜連作的作物，馬鈴薯長(zhǎng)期連作會(huì)產(chǎn)生連作障礙，造成植株早衰、生理活性下降、產(chǎn)量減少等后果[8]。而輪作接茬可合理有效地利用土壤養(yǎng)分，使作物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益得到提高。汪芳甜等[9]研究顯示，當(dāng)豆科作物加入種植模式中時(shí)，還能使土壤中的氮素通過(guò)共生固氮作用得到提高。隨著對(duì)產(chǎn)量水平要求的不斷提高，及氮磷鉀化肥大量的施用，忽略了中量元素的作用，有些地區(qū)土壤中的部分中量元素已不能滿足作物生長(zhǎng)的發(fā)育需求。中量元素是作物生長(zhǎng)過(guò)程中需要量次于氮、磷、鉀而高于微量元素的營(yíng)養(yǎng)元素，通常是指交換性鈣和鎂、有效硫。鈣是植物生長(zhǎng)和發(fā)育所需的一種重要的常量營(yíng)養(yǎng)素，是構(gòu)成細(xì)胞壁的重要元素，是葉綠素的組分，許多酶的活化劑，占所有植物干生物總量的0.1%～5%[10]。此外，Ca2+作為第二信使參與細(xì)胞和植物發(fā)育的各個(gè)方面，如細(xì)胞分裂、細(xì)胞極性、細(xì)胞伸長(zhǎng)、光形態(tài)建成、生物和非生物脅迫反應(yīng)，然而，Ca2+在很大程度上僅限于新生根系從土壤中吸收，并通過(guò)木質(zhì)部輸送到地上部，而不是從老的組織重新到新生組織[11]。因此，如果土壤不能補(bǔ)充外源Ca2+，則Ca2+缺乏通常會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，所以土壤中的交換性鈣含量對(duì)作物的生長(zhǎng)有著至關(guān)重要的作用。交換性鎂是土壤中重要的鹽基離子，在土壤中的變化影響著土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，也影響著植物對(duì)鎂及其他養(yǎng)分的吸收，作物缺鎂時(shí)，葉綠素減少，光合作用減弱，碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪的形成都會(huì)受到抑制。硫是作物生長(zhǎng)發(fā)育必需的元素之一，其吸收量?jī)H次于氮素，與磷素相當(dāng)[12]，作物缺硫時(shí)，蛋白質(zhì)等的合成受阻，植株矮小，葉綠素降低，分蘗分枝少。馬鈴薯[13]、赤小豆、蕎麥在生產(chǎn)中普遍存在連茬或不合理輪作現(xiàn)象，引起土壤養(yǎng)分失調(diào)，土壤物理性狀?lèi)夯葐?wèn)題，作物出現(xiàn)生育狀況變差、產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣等連作障礙，而合理的接茬種植可減輕農(nóng)作物病害發(fā)生程度，是一項(xiàng)用地養(yǎng)地相結(jié)合的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施。因此，掌握馬鈴薯、赤小豆和蕎麥在不同接茬種植模式土壤耕層中量元素的變化，對(duì)了解土壤養(yǎng)分、提高作物產(chǎn)量，促進(jìn)可持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義。前人對(duì)耕地土壤[14-15]、茶園[16]、菜園[17]、植煙地[18]及馬鈴薯栽培[19]等的土壤中量元素進(jìn)行調(diào)查研究，揭示了各地土壤中量元素的含量及對(duì)作物產(chǎn)量等品質(zhì)的影響。但目前尚未有馬鈴薯、赤小豆及蕎麥的接茬種植中量元素含量及變化趨勢(shì)和對(duì)作物產(chǎn)量及品質(zhì)影響的報(bào)道。因此，在提倡土地資源保護(hù)性耕作及可持續(xù)發(fā)展的時(shí)期，有必要了解接茬種植方式下中量元素的變化趨勢(shì)和對(duì)作物產(chǎn)生的影響。為此，選擇馬鈴薯、赤小豆、蕎麥3種作物不同順序的接茬種植方式，每年對(duì)根際土壤進(jìn)行3次采集和分析，掌握中量元素的變化趨勢(shì)及豐缺程度，并測(cè)量產(chǎn)量和品質(zhì)，以期為該類(lèi)型地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用地養(yǎng)地相結(jié)合的可持續(xù)耕作模式及施肥策略提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為云南省昭通市靖安鎮(zhèn)松杉村9社，海拔2 202 m，經(jīng)度103°42′7″，緯度27°35′29″。土壤pH 5.1，含有機(jī)質(zhì)30.01 g/kg、交換性鈣446.16 mg/kg、交換性鎂229.67 mg/kg、有效硫73.10 mg/kg、有效氮159.23 mg/kg、速效磷6.30 mg/kg、速效鉀103.35 mg/kg。土壤類(lèi)型為黃壤土類(lèi)、典型黃壤土屬、山地黃壤。

1.2 供試材料

馬鈴薯品種選用云薯505，苦蕎麥選用當(dāng)?shù)仄贩N線蕎，赤小豆為當(dāng)?shù)仄贩N紅腰豆。3種作物種均由云南省昭通市昭陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心提供。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)用地前茬作物為玉米，充分混合土表厚度20 cm的土壤，力求土質(zhì)均勻一致，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置9個(gè)小區(qū)，分別為9個(gè)處理A～I(xiàn)， 3個(gè)重復(fù)。小區(qū)寬5 m，長(zhǎng)12 m。馬鈴薯、蕎麥、赤小豆隨機(jī)安排，每個(gè)處理為常規(guī)凈種馬鈴薯、蕎麥和赤小豆。A、B、C 3個(gè)小區(qū)分別為赤小豆、馬鈴薯、蕎麥的連作模式，D為赤小豆-馬鈴薯；E為馬鈴薯-蕎麥；F為蕎麥-赤小豆；G為赤小豆-蕎麥；H為馬鈴薯-赤小豆；I為蕎麥-馬鈴薯。3月中旬播種馬鈴薯，結(jié)合整地，馬鈴薯折合施用三元復(fù)合肥(N∶P∶K為15∶15∶15)50 kg/667m2，普鈣40 kg/667m2，硫酸鉀10 kg/667m2，一次性作底肥施用，雙行壟作并覆蓋地膜。4月中旬播種蕎麥和赤小豆，施肥量均與馬鈴薯一致，施用三元復(fù)合肥(N∶P∶K為15∶15∶15)50 kg/667m2，普鈣40 kg/667m2，硫酸鉀10 kg/667m2，均做底肥施用。

1.3.2 土樣的采集 分別在2017年和2018年的5月上旬、6月中旬、8月下旬取樣，2年每月取樣時(shí)間前后不超過(guò)5 d。每個(gè)小區(qū)采用S形5點(diǎn)法采集5～20 cm 耕層的根際土壤，土壤樣品用四分法留取500 g樣品于自封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室處理，待土樣風(fēng)干后，除去植物根系、石塊等，碾磨過(guò)篩，用于土壤中量元素交換性鈣、交換性鎂、有效硫及pH、有機(jī)質(zhì)的測(cè)定。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定 土壤養(yǎng)分含量按《土壤農(nóng)化分析》[20]進(jìn)行，土壤pH用電位法(水土比1.0∶2.5)；有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀外加熱油浴法；交換性鈣和鎂的測(cè)定用原子吸收分光光度法；有效硫的測(cè)定用磷酸鹽-乙酸浸提-硫酸鋇比濁法；品質(zhì)指標(biāo)淀粉含量測(cè)定用碘比色法，蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán)法。

1.3.4 土壤中量元素有效態(tài)分級(jí)評(píng)價(jià) 根據(jù)全國(guó)第2次土壤普查土壤養(yǎng)分劃分標(biāo)準(zhǔn)《中國(guó)土壤》[21]和《中國(guó)土壤肥力》[22]，及全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心對(duì)全國(guó)土壤中量元素含量等級(jí)劃分，將土壤中量元素有效態(tài)分為極缺、缺乏、適量、豐富和過(guò)量共5個(gè)等級(jí)(表1)。

表1 土壤中量元素有效態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) Table 1 Effective state classification standard of medium elements in soil

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 和SPSS 25.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同接茬方式對(duì)土壤交換性鈣的影響

從表2可知，不同時(shí)間、接茬方式的土壤交換性鈣含量均不同。根據(jù)中量元素有效態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，各月土壤交換性鈣含量均在適量范圍。2018年E和G的土壤交換性鈣含量增加；處理A、B、C、D、F、H、和I的土壤交換性鈣含量減少，其中，A、B、F的土壤交換性鈣含量接近缺乏，應(yīng)適當(dāng)增施鈣肥；處理F在2018年種植赤小豆，對(duì)于豆類(lèi)作物，較高的鈣含量可促進(jìn)結(jié)瘤，有利于葉綠素的形成及對(duì)氮、磷的吸收，因此，在種植赤小豆的5月和6月，可增施鈣肥促進(jìn)根瘤菌的形成。

表2 不同接茬方式處理的交換性鈣含量Table 2 Exchangeable calcium content of different stubble treatments mg/kg

從表3可知，2017年5月和6月，F(xiàn)和G的有機(jī)質(zhì)與交換性鈣為顯著正相關(guān)關(guān)系，據(jù)土壤中量元素有效態(tài)分極標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)和G的交換性鈣含量較低，可在播種和作物生育中期通過(guò)增施有機(jī)肥的方式，利于促進(jìn)交換性鈣含量的提高。5月，H的有機(jī)質(zhì)與交換性鈣間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，在馬鈴薯播種時(shí)，增加有機(jī)肥的施用量，對(duì)土壤交換性鈣含量的增加有一定的促進(jìn)作用。

表3 pH、有機(jī)質(zhì)與交換性鈣的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficient of pH, organic matter and exchangeable calcium

2018年5月，C、E和G的有機(jī)質(zhì)與交換性鈣呈顯著正相關(guān)關(guān)系，在播種時(shí)適當(dāng)增加有機(jī)肥的用量，有利于交換性鈣含量的提高。8月，E和H的有機(jī)質(zhì)與交換性鈣間呈顯著正相關(guān)，由于該時(shí)間已接近赤小豆生育后期，故應(yīng)追施鈣肥，以滿足作物生長(zhǎng)對(duì)鈣的需求。

綜上所述，2年內(nèi)，蕎麥、赤小豆不同種植順序?qū)ν寥澜粨Q性鈣含量的影響均在作物生育早期表現(xiàn)出顯著差異。

2.2 不同接茬方式對(duì)對(duì)土壤交換性鎂的影響

由表4可知，不同接茬處理，在各月交換性鎂含量均不同，根據(jù)接茬方式的不同表現(xiàn)出不同的差異性。根據(jù)中量元素有效態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，交換性鎂含量均在豐富及過(guò)量的范圍，含量較高。2018年，A的土壤交換性鎂含量增加，B和C的土壤交換性鎂含量保持穩(wěn)定。H和I的土壤交換性鎂含量降低，應(yīng)適當(dāng)增施鎂肥，滿足作物生長(zhǎng)對(duì)鎂的需求。

表4 不同接茬方式土壤交換性鎂含量Table 4 Contents of exchangeable magnesium in different stubble treatments mg/kg

由表5可知，2017年5月，B的pH與交換性鎂含量間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。 5月和6月，E的交換性鎂與pH間分別呈顯著正相關(guān)和極顯著正相關(guān)關(guān)系；6月和8月，E的有機(jī)質(zhì)與交換性鎂含量間呈顯著正相關(guān)關(guān)系。8月，F(xiàn)的pH與交換性鎂含量間呈顯著正相關(guān)關(guān)系；A和C的有機(jī)質(zhì)與交換性鎂含量間呈顯著正相關(guān)關(guān)系。2017年pH和有機(jī)質(zhì)與交換性鎂含量在各種植方式間呈顯著差異性。因種植作物的不同，根際微生物種類(lèi)、數(shù)量及酶活性產(chǎn)生差異[23]，影響了根際土壤的酸堿度和有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而對(duì)交換性鎂含量的變化產(chǎn)生一定影響。

表5 pH、有機(jī)質(zhì)與交換性鎂的相關(guān)性Table 5 Correlation between pH, organic matter and exchangeable magnesium

2018年5月，G和I的有機(jī)質(zhì)與交換性鎂含量為顯著正相關(guān)關(guān)系，結(jié)合土壤中量元素有效態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和不同接茬處理的交換性鎂含量可知，此時(shí)的交換性鎂含量較低，可增施有機(jī)肥，從而提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，并促進(jìn)交換性鎂含量的增加。

2.3 不同接茬方式對(duì)對(duì)土壤有效硫的影響

由表6可知，2017-2018年的各月，不同接茬方式有效硫含量存在一定差異性。結(jié)合土壤中量元素有效態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，有效硫含量在適量、豐富、過(guò)量的范圍。2年后處理B、E、G、H 4種種植方式的有效硫含量大幅度降低。

表6 不同接茬方式土壤有效硫的含量Table 6 Available sulfur content of different stubble treatments mg/kg

由表7可知，2017年5月，H的有機(jī)質(zhì)與有效硫含量間呈顯著正相關(guān)關(guān)系；2018年6月，G的有機(jī)質(zhì)與有效硫含量間呈顯著正相關(guān)關(guān)系。前茬作物不同，有機(jī)質(zhì)與有效硫的關(guān)系表現(xiàn)出差異性，由于土壤中的有效硫含量較豐富，能夠滿足作物對(duì)硫元素的需求，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)適當(dāng)減少施用含硫化肥，以利于作物的生長(zhǎng)。

表7 pH、有機(jī)質(zhì)與有效硫的相關(guān)性Table 7 Correlation between pH, organic matter and available sulfur

2.4 不同接茬方式對(duì)作物產(chǎn)量及部分品質(zhì)指標(biāo)的影響

從表8可知，2017-2018年，A、B、C的小區(qū)產(chǎn)量都有小幅度減少。接茬種植方式不同，對(duì)產(chǎn)量的影響也不同。2018年，E蕎麥產(chǎn)量分別比C和G高17.83%和23.71%；I馬鈴薯產(chǎn)量分別比B和D高20.55%和15.13%。D馬鈴薯產(chǎn)量比B高4.71%，比E低13.14%；H赤小豆產(chǎn)量比A和F分別高19.19%和0.90%。F赤小豆產(chǎn)量比A高18.12%，比H低0.89%；G蕎麥產(chǎn)量比C和E分別低4.75%和19.16%。E和I的接茬種植使2種作物產(chǎn)量高于其他處理，且E的接茬種植方式蕎麥產(chǎn)量提升幅度大于I。

表8 不同接茬方式的作物產(chǎn)量Table 8 Crop yields of different stubble treatments kg/60m2

從表9可知，2017年種植相同作物的處理間沒(méi)有差異性，2018年表現(xiàn)出不一樣的差異性。A和C的淀粉含量有小幅度提升，蛋白質(zhì)含量基本保持穩(wěn)定，而B(niǎo)淀粉和蛋白質(zhì)含量都有所下降。在3種作物不同接茬種植方式中，E和I對(duì)淀粉和蛋白質(zhì)含量具明顯的促進(jìn)作用，淀粉和蛋白質(zhì)含量高于其余處理；E的淀粉和蛋白質(zhì)含量分別較其余處理提高5.11%～6.35%和19.71%～22.11%；I的淀粉和蛋白質(zhì)含量分別提高1.43%～6.22%和5.32%～18.35%。結(jié)合接茬種植順序?qū)Ξa(chǎn)量的影響，在實(shí)際生產(chǎn)中，可選擇馬鈴薯、蕎麥2種作物接茬種植，以提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，且E的種植效果最佳。

表9 不同接茬方式作物的淀粉及蛋白質(zhì)含量 Table 9 Starch and protein content of crops with different stubble treatments %

3 結(jié)論與討論

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其化學(xué)性質(zhì)是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)，而土壤養(yǎng)分對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著決定性的作用。譚海燕等[24]研究土壤養(yǎng)分的時(shí)空變異，對(duì)于土壤養(yǎng)分資源的科學(xué)管理和合理利用，保持和提高土壤肥力，促進(jìn)區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等都有十分重要的理論意義。朱紹坤等[25]研究顯示，接茬種植是用地養(yǎng)地相結(jié)合的一種農(nóng)業(yè)措施，可有效協(xié)調(diào)作物之間養(yǎng)分吸收的局限性，優(yōu)化根際微生物種群結(jié)構(gòu)與功能，改善土壤理化性質(zhì)。杜玉瓊等[26]研究表明，利用不同作物對(duì)水分、養(yǎng)分等生態(tài)環(huán)境因子需求間的差異，不僅能促使區(qū)域作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，而且可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源均衡利用，有效做到用地養(yǎng)地相結(jié)合。李巧玲等[27]研究表明，不同土系、不同質(zhì)地的土壤中量元素的有效性及含量不同，作物對(duì)不同的中量元素敏感程度和需求量也不同。馬鈴薯、蕎麥連茬種植[28]，對(duì)其質(zhì)量還是產(chǎn)量都會(huì)造成較大的影響，會(huì)積累一定的病蟲(chóng)害以及雜草，對(duì)正常生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響，并且消耗大量土壤養(yǎng)分，導(dǎo)致蕎麥得不到充足的養(yǎng)分，產(chǎn)量過(guò)低。楊冰等[29]研究表明，豆類(lèi)的共生固氮等作用有培肥土壤、改善土壤理化性狀的效果，是多種作物的良好前茬和培養(yǎng)地力的好茬口。王娟等[30]研究馬鈴薯月份與中量元素的關(guān)系表明，交換性鈣和鎂的含量隨馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育呈增加的趨勢(shì)，與本研究結(jié)果馬鈴薯土壤交換性鈣和鎂的變化趨勢(shì)一致，不同時(shí)期，馬鈴薯對(duì)土壤交換性鈣和鎂的需求不同，使土壤中交換性鈣和鎂的含量也隨之變化。研究結(jié)果顯示，作物各月份土壤有效硫含量在適量到過(guò)量的范圍內(nèi)變化，與解星明[31]關(guān)于云南瀾滄縣耕地土壤養(yǎng)分的研究結(jié)果一致。田孟華等[32]對(duì)云南昭通天麻不同產(chǎn)區(qū)土壤肥力的研究顯示，土壤pH與交換性鈣、交換性鎂間呈極顯著正相關(guān)。研究結(jié)果對(duì)不同月份的交換性鈣、鎂與pH的關(guān)系顯示，2017年6月，馬鈴薯連作的土壤交換性鈣與pH間呈顯著負(fù)相關(guān)；8月，蕎麥-赤小豆的土壤交換性鈣與pH間呈顯著正相關(guān)；5月的土壤交換性鎂與pH間呈顯著負(fù)相關(guān)，馬鈴薯-蕎麥的土壤交換性鎂與pH間呈顯著正相關(guān)，6月的土壤交換性鎂與pH間呈極顯著正相關(guān)，8月的土壤交換性鎂與pH間呈顯著正相關(guān)。土壤pH與Ca、Mg的相關(guān)性達(dá)顯著差異[33]，作物根據(jù)生育期的需求，對(duì)鈣和鎂的吸收不同，影響了pH的變化。胡小東等[34]關(guān)于楚雄植煙區(qū)土壤交換性鎂含量的研究顯示，交換性鎂與有機(jī)質(zhì)之間存在弱相關(guān)關(guān)系，pH與交換性鎂含量之間存在強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，與研究結(jié)果關(guān)于交換性鎂與pH、有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性研究結(jié)果相似。植物對(duì)于鈣、鎂的吸收和積累受遺傳和環(huán)境因素共同影響[35]。同時(shí)土壤中礦質(zhì)元素含量和活性也可以影響鈣、鎂的吸收。土壤質(zhì)地、土壤類(lèi)型和有效硫等均對(duì)土壤pH有顯著影響[36]。濮永瑜等[37]對(duì)保山交換性鎂含量的研究顯示，土壤有機(jī)質(zhì)含量與交換性鎂含量間呈極顯著負(fù)相關(guān)，與2018年的研究結(jié)果一致。交換性鎂含量與長(zhǎng)期施用鉀肥有關(guān)，因?yàn)樵谧魑镂者^(guò)程中，鉀和鎂之間具有拮抗作用[38]。有機(jī)肥對(duì)土壤鎂素有補(bǔ)充作用，而鈣能夠和土壤中的有機(jī)質(zhì)結(jié)合形成土壤粘粒組分的膠結(jié)劑，可促進(jìn)土壤顆粒的團(tuán)聚，對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成和提高植物的抗逆性發(fā)揮著很大的作用[39]，中量元素之間存在相輔相成的作用。而土壤中量元素的有效性不僅與成土母質(zhì)有關(guān)，還與土壤理化性質(zhì)和施肥情況有密切關(guān)系[27]。姚建武等[40]研究表明，根據(jù)情況適當(dāng)增施鈣鎂系列肥料可增強(qiáng)植物對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收，提高肥料利用率。由于作物本身生物學(xué)特性及其生產(chǎn)過(guò)程中所采取的接茬模式不同，對(duì)土壤產(chǎn)生的影響不同，進(jìn)而對(duì)作物產(chǎn)生不同的影響，所以在種植時(shí)選擇適宜的接茬模式至關(guān)重要。合理的種植模式可促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，改善品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源的有效保護(hù)，使生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展[41]。研究結(jié)果表明，馬鈴薯、蕎麥和赤小豆3種作物接茬種植的順序不同，對(duì)作物根際土壤中量元素的吸收利用也不同。由于不同作物對(duì)不同養(yǎng)分的需求量和吸收效率有差異，導(dǎo)致交換性鈣、交換性鎂和有效硫含量在不同作物以及不同的生育時(shí)期等處理間表現(xiàn)出不同差異，而土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量在不同程度上影響了土壤中中量元素的有效性。總體看，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上采取輪作換茬的作物種植方式更利于均衡土壤養(yǎng)分。馬鈴薯、蕎麥、赤小豆3種作物進(jìn)行接茬種植時(shí)，馬鈴薯和蕎麥間的接茬種植方式對(duì)土壤中量元素和產(chǎn)量、品質(zhì)影響較好，使土壤交換性鈣含量增加，保持交換性鎂含量的穩(wěn)定，有效硫含量稍降低，馬鈴薯-蕎麥的種植方式產(chǎn)量、淀粉含量和蛋白質(zhì)含量可分別提高17.83%～23.71%、5.11%～6.35%和19.71%～22.11%。9種接茬種植方式中，馬鈴薯-蕎麥接茬種植效果最佳。

在實(shí)際生產(chǎn)中選擇不同作物輪作時(shí)，除關(guān)注土壤大量元素氮、磷、鉀的含量外，還應(yīng)考慮不同作物接茬種植方式對(duì)中量元素交換性鈣、鎂和有效硫的影響，制定與之相適應(yīng)的施肥方案，以實(shí)現(xiàn)提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)，合理利用土地資源，用地養(yǎng)地相結(jié)合的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式。