趙強(qiáng)，章潔瓊，汪燦，周棱波，張國兵，彭秋，高杰，彭方麗，張春蘭，邵明波*

（1貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱糧研究所，貴州貴陽 550006；2貴州省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，貴州貴陽 550001）

0 引言

【研究意義】高粱（Sorghum bicolor）作為全世界種植的五大禾谷類作物之一，是釀造白酒的主要原料，在國家種植結(jié)構(gòu)調(diào)整與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起重要作用（鄒劍秋，2020）。釀酒業(yè)是貴州省傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)和特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，也是財政收入的重要來源之一（張丹丹，2017）。貴州地處云貴丘陵地帶，土地資源稀缺，糯高粱多以大面積連續(xù)單一種植模式為主，在一定程度上導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞和糯高粱產(chǎn)量降低，成為優(yōu)質(zhì)釀酒業(yè)原料生產(chǎn)上的短板，從而影響整個釀造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根際土壤對植物的生長發(fā)育有重要影響（Berendsen et al.，2012），不同作物的間作模式能改變根際土壤環(huán)境（徐海強(qiáng)等，2016；喬月靜等，2020；常換換等，2022）。因此，探討糯高粱間作不同作物對根際土壤特性與高粱產(chǎn)量的影響，篩選既有利于改善土壤結(jié)構(gòu)又能保證高粱產(chǎn)量的間作組合，對指導(dǎo)貴州酒用糯高粱的可持續(xù)生產(chǎn)有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】根際是土壤和植物相互作用的主要區(qū)域（唐杰等，2021）。研究發(fā)現(xiàn)，根際土壤環(huán)境受栽培措施（袁莉民等，2020）、微生物群落（Guo et al.，2021）、植物根系分泌物（王亞等，2022）等多種因素影響。前人研究表明，土壤環(huán)境變化是連作障礙產(chǎn)生的主要原因之一（阮維斌等，1999），合理間作可改善土壤根際環(huán)境，提高作物對資源的利用效率（Gitari et al.，2018；Wang et al.，2021）。一方面，間作可改善土壤理化性狀。如Zhang等（2018）對桑葚與紫花苜蓿間作系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，間作條件下土壤的可利用氮、磷、鉀和總碳含量較單作土壤均明顯提高；Chen等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，間作橡膠林的土壤有效磷、總氮和有機(jī)碳含量及陽離子交換量較單作橡膠林土壤顯著升高。梁曉紅等（2021）研究表明，高粱和大豆間作可提高農(nóng)田的水分利用效率。另一方面，間作可增加土壤微生物多樣性。徐海強(qiáng)等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，木薯與花生間作可改變根際土壤細(xì)菌和真菌的群落結(jié)構(gòu)，且有利于根際土壤向高肥力的細(xì)菌型轉(zhuǎn)化。李巧玲等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，與單作相比，梔子與射干、梔子與白及間作可顯著增加土壤細(xì)菌群落和真菌群落Shannon指數(shù)。此外，間作有利于提高土壤酶活性和作物對土壤養(yǎng)分的利用效率。Farooq等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，間作可提高土壤酶活性，從而提高有機(jī)物分解和向土壤環(huán)境釋放養(yǎng)分的反應(yīng)速度。Ding等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，辣椒與玉米間作的氮吸收量比單一種植辣椒提高28%?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，國內(nèi)外關(guān)于高粱間作的研究主要有地上部分相互作用對高粱生物量和產(chǎn)量的影響，以及對地下微生物群落、土壤結(jié)構(gòu)和水資源利用效率的影響，而結(jié)合土壤特性變化對高粱產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子影響的研究鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以單作糯高粱為對照，設(shè)糯高粱與其他作物的不同間作模式，分析不同處理對糯高粱根際土壤養(yǎng)分、酶活性、微生物群落結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量的影響，為構(gòu)建合理的糯高粱間作模式提供技術(shù)指導(dǎo)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試糯高粱品種為黔高7號，由貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱糧研究所提供；大豆品種為黔豆7號，由貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所提供；花生品種為黔花生5號，由貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所提供；辣椒品種為卓椒8號，由貴州卓豪農(nóng)業(yè)科技有限公司提供；馬鈴薯品種為徐薯22號，由貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗于2019—2020年在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱糧研究所貴陽試驗基地（26°32′N，106°48′E）進(jìn)行。試驗地土壤為黃壤土，2019年播種前10 cm土層含有機(jī)質(zhì)15.81 g/kg、全氮1.62 g/kg、全磷1.05 g/kg、全鉀23.22 g/kg、堿解氮133.05 mg/kg、有效磷22.14 mg/kg、速效鉀400.18 mg/kg，土壤pH 7.52。試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，以單作糯高粱（SW）為對照，設(shè)糯高粱+花生（WP）、糯高粱+大豆（WS）、糯高粱+辣椒（WC）和糯高粱+紅薯（WSP）4種間作模式，3次重復(fù)，間作模式均采用2∶2的行比設(shè)計、包括3個帶寬，各處理具體設(shè)計詳見表1。于播種前一次性施總養(yǎng)分≥45%的高效復(fù)合肥（含N 14%、P2O515%、K2O 16%），其中糯高粱、辣椒和紅薯施肥量為450 kg/ha，花生和大豆施肥量為300 kg/ha。在糯高粱拔節(jié)期、辣椒開花期、紅薯結(jié)薯期使用尿素（含N 46%）進(jìn)行追肥，用量為300 kg/ha，其余田間管理同常規(guī)大田。

表1 試驗設(shè)計及田間管理措施Table 1 Experimental design and field management measures

1.3 測定指標(biāo)及方法

分別于糯高粱拔節(jié)期、開花期和成熟期在各小區(qū)中間條帶選擇3株具有代表性的糯高粱植株，先將植株半徑20 cm以外的土壤垂直刨開至40 cm深處，再用小鋤頭將包裹根系的土壤逐層刨開，挖出整株根系后抖掉與根系松散結(jié)合的土壤，用無菌鑷子刮取粘附在根系上的薄層土壤作為根際土壤。將取得的土樣混合均勻后過2 mm土篩，平均分成3份。第1份自然風(fēng)干后用于土壤養(yǎng)分含量測定，第2份置于4℃保存用于土壤酶活性測定，第3份置于-80℃保存用于土壤微生物群落測定。成熟期地上部植株用于產(chǎn)量構(gòu)成因素測定。

1.3.1 土壤養(yǎng)分含量測定參照《土壤農(nóng)化分析》（鮑士旦，2000）的方法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀稀釋熱法測定；全氮采用凱氏定氮法測定；全磷用HClO4—H2SO4溶液消煮后采用鉬銻抗比色法測定；全鉀用NaOH溶液熔融后采用火焰光度法測定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散吸收法測定；有效磷用0.5 mol/L NaHCO3溶液浸提后采用鉬銻抗比色法測定；速效鉀用1 mol/L NH4OAc溶液浸提后采用火焰光度法測定。

1.3.2 土壤酶活性測定參照《土壤酶及其研究法》（關(guān)松萌，1986）的方法，過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定，多酚氧化酶活性采用鄰苯三酚比色法測定，脲酶活性采用苯酚—次氯酸鈉比色法測定。

1.3.3 土壤微生物群落參照陳坤等（2018）的方法，采用磷脂脂肪酸（PLFA）法，經(jīng)過浸提、分離、甲酯化等步驟得到甲酯化磷脂脂肪酸（FAME）；然后用Agilent GC 7890A氣相色譜儀進(jìn)行PLFA圖譜分析，并用MIDI公司開發(fā)的MIS 4.5系統(tǒng)進(jìn)行脂肪酸的比對鑒定。其中，細(xì)菌特征PLFA有12∶0、13∶0、a13∶0、i13∶0、14∶0、a14∶0、i14∶0、a15∶0、i15∶0、i15∶1G、16∶0、a16∶0、i16∶0、i16∶1H、16∶02OH、16∶1ω5c、16∶1ω11c、17∶0、a17∶0、i17∶0、cy17∶0、17∶1ω8c、18∶0、11Me18∶1ω7c、a19∶0、i19∶0、cy19∶0ω8c和20∶0；真菌特征PLFA有18∶1ω9c和20∶1ω9c；放線菌特征PLFA有10Me17∶0和10Me18∶0；革蘭氏陽性細(xì)菌PLFA有14∶0、a14∶0、i14∶0、a13∶0、a15∶0、i15∶0、i15∶1G、i16∶0、a17∶0和i17∶0；革蘭氏陰性細(xì)菌特征PLFA有a16∶0、16∶02OH、16∶1ω5c、17∶0、cy17∶0、17∶1ω8c、18∶0、和cy19∶0ω8c（Wan et al.，2015；楊林生等，2016；Luo et al.，2016；Zhang et al.，2017）。

1.3.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素參照《高粱種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》（陸平，2006）的有關(guān)方法，分別對穗長、穗粒數(shù)和千粒重進(jìn)行考種。收獲后實測小區(qū)產(chǎn)量并折算為單位面積產(chǎn)量。

1.4 統(tǒng)計分析

采用Excel 2016整理數(shù)據(jù)，Origin 8.5作圖。圖表數(shù)據(jù)為2年6次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，以SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用LSD法檢驗處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間作模式對糯高粱根際土壤養(yǎng)分含量的影響

2.1.1 有機(jī)質(zhì)含量 由表2可知，有機(jī)質(zhì)含量從拔節(jié)期至成熟期呈逐漸增加趨勢。不同時期間作處理的有機(jī)質(zhì)含量均高于SW處理，最大值出現(xiàn)在WS處理，其中開花期SW處理的有機(jī)質(zhì)含量顯著低于各間作處理（P＜0.05，下同）。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的有機(jī)質(zhì)含量在拔節(jié)期分別增加22.0%、18.7%、14.9%和9.9%，在開花期分別增加21.7%、20.3%、18.0%和10.3%，在成熟期分別增加12.0%、8.6%、8.0%和1.7%。

2.1.2 全氮含量由表2可知，全氮含量從拔節(jié)期至成熟期呈先增加后減少的變化趨勢，在開花期達(dá)最大值。不同處理間全氮含量表現(xiàn)為WS＞W(wǎng)P＞W(wǎng)SP＞W(wǎng)C＞SW。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC的全氮質(zhì)含量在拔節(jié)期分別增加23.1%、14.7%、9.3%和6.7%，在開花期分別增加58.7%、15.1%、9.8%和7.2%，在成熟期分別增加18.3%、14.5%、9.5%和6.3%。

2.1.3 全磷含量 由表2可知，全磷含量隨生育期表現(xiàn)為先減少后增加，在成熟期達(dá)最大值。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的全磷含量在拔節(jié)期分別增加28.5%、14.5%、7.4%和4.6%，在開花期分別增加39.5%、27.5%、16.3%和15.2%，在成熟期分別增加30.5%、15.8%、11.8%和11.0%。

2.1.4 全鉀含量由表2可知，全鉀含量隨生育期表現(xiàn)為逐漸減少。不同時期SW處理的全鉀含量均顯著低于各間作處理，全鉀含量最大值出現(xiàn)在WS處理。不同處理間土壤全鉀含量表現(xiàn)為WS＞W(wǎng)P＞W(wǎng)SP＞W(wǎng)C＞SW。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的全鉀含量在拔節(jié)期分別增加11.3%、8.5%、7.1%和5.0%，在開花期分別增加11.4%、9.4%、7.3%和5.8%，在成熟期分別增加12.8%、10.6%、8.4%和6.3%。

2.1.5 堿解氮含量由表2可知，堿解氮含量從拔節(jié)期到成熟期表現(xiàn)為先減少后增加，在成熟期達(dá)最大值。不同處理間堿解氮含量表現(xiàn)為WS＞W(wǎng)P＞W(wǎng)SP＞W(wǎng)C＞SW。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的堿解氮含量在拔節(jié)期分別增加57.7%、37.3%、15.4%和9.5%，在開花期分別增加33.6%、19.8%、16.8%和10.9%，在成熟期分別增加97.2%、64.7%、19.1%和8.2%。

表2 不同間作模式對糯高粱根際土壤養(yǎng)分含量的影響Table 2 Effects of different intercropping patterns on rhizosphere soil nutrients contents in waxy sorghum

2.1.6 有效磷含量由表2可知，有效磷含量從拔節(jié)期至成熟期表現(xiàn)為先減少后增加，WP與WSP處理最大值出現(xiàn)在成熟期，其余處理最大值均出現(xiàn)在拔節(jié)期。不同間作處理有效磷含量均高于SW處理，最大值出現(xiàn)在WS處理。在開花期與成熟期，SW處理的有效磷含量顯著低于各間作處理。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的有效磷含量在拔節(jié)期分別增加46.9%、16.9%、12.1%、9.1%，在開花期分別增加54.3%、33.7%、28.4%和19.9%，在成熟期分別增加62.1%、39.3%、34.7%和21.3%。

2.1.7 速效鉀含量由表2可知，速效鉀含量從拔節(jié)期至成熟期呈先減少后增加的變化趨勢，在拔節(jié)期達(dá)最大值。不同處理間速效鉀含量表現(xiàn)為WS＞W(wǎng)P＞W(wǎng)SP＞W(wǎng)C＞SW。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的速效鉀含量在拔節(jié)期分別增加65.6%、40.5%%、35.7%和25.3%，在開花期分別增加31.1%、25.4%、10.5%和6.6%，在成熟期分別增加35.7%、30.1%、10.2%和5.1%。

2.2 不同間作模式對糯高粱根際土壤酶活性的影響

2.2.1 過氧化氫酶活性由圖1-A可看出，過氧化氫酶活性從拔節(jié)期到成熟期表現(xiàn)為先升高后降低，除WSP處理外，其余處理的過氧化氫酶活性在成熟期達(dá)最低值。WS處理的過氧化氫酶活性在開花期最高，且顯著高于其他處理。WS、WP、WSP和WC處理的過氧化氫酶活性在拔節(jié)期分別是SW處理的1.78、1.32、1.11和1.07倍，在開花期分別是SW處理的2.25、1.54、1.21和1.06倍，在成熟期分別是SW處理的2.07、1.94、1.83和1.28倍。

2.2.2 脲酶活性由圖1-B可看出，脲酶活性從拔節(jié)期至成熟期呈先增加后減少的變化趨勢，各處理的土壤脲酶活性在開花期達(dá)最高值，拔節(jié)期到開花期WS處理尿酶活性增幅最大，達(dá)49%。各間作處理脲酶活性在拔節(jié)期、開花期、成熟期均顯著高于單作。WS、WP、WSP和WC處理的脲酶活性在拔節(jié)期分別是SW處理的1.42、1.39、1.37和1.31倍，在開花期分別是SW處理的1.70、1.67、1.32和1.23倍，在成熟期分別是SW處理的1.64、1.34、1.26和1.04倍。

2.2.3 多酚氧化酶活性由圖1-C可看出，多酚氧化酶活性從拔節(jié)期至成熟期呈先升高后降低的變化趨勢。拔節(jié)期到開花期WS處理的多酚氧化酶活性增幅最大，提高73.1%，開花期到成熟期SW處理多酚氧化酶活性減幅最大，降低32.8%。不同處理間多酚氧化酶活性表現(xiàn)為WS＞W(wǎng)P＞W(wǎng)SP＞W(wǎng)C＞SW。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的多酚氧化酶活性在拔節(jié)期分別增加45.3%、35.0%、23.5%和3.9%，在開花期分別增加138.7%、59.5%、38.7%和12.2%，在成熟期分別增加84.0%、41.4%、24.0%和31.5%。

2.3 不同間作模式對糯高粱根際土壤微生物群落的影響

2.3.1 總PLFA含量由圖2-A可看出，從拔節(jié)期到成熟期總PLFA含量先增加后減少，在開花期達(dá)最大值。開花期WS處理的總PLFA含量最高，為15.1 nmol/g；拔節(jié)期和成熟期各間作處理的總PLFA含量均顯著高于單作SW處理。WS、WP、WSP和WC處理的脲酶活性在拔節(jié)期分別是SW處理的1.42、1.39、1.37和1.31倍，在開花期分別是SW處理的1.70、1.67、1.32和1.23倍，在成熟期分別是SW處理的1.64、1.34、1.26和1.04倍。

2.3.2 細(xì)菌PLFA含量由圖2-B可看出，細(xì)菌PLFA含量隨生育過程表現(xiàn)為先增加后減少，最大值出現(xiàn)在開花期。WS處理的細(xì)菌PLFA含量在拔節(jié)期、開花期和成熟期均顯著高于其他處理。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的細(xì)菌PLFA含量，在拔節(jié)期分別增加73.3%、15.4%、9.4%和5.1%，在開花期分別增加98.9%、27.3%、11.2%和2.6%，在成熟期分別增加186.9%、154.6%、117.1%和51.7%。

2.3.3 真菌PLFA含量由圖2-C可看出，從拔節(jié)期到成熟期真菌PLFA含量先增加后減少，在開花期達(dá)最大值。各間作處理真菌PLFA含量均高于SW處理，且最大值出現(xiàn)在WS處理。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的真菌PLFA含量在拔節(jié)期分別增加170.4%、98.4%、50.7%和31.3%，在開花期分別增加221.3%、136.5%、101.4%和32.5%，在成熟期分別增加884.5%、679.6%、310.6%和135.8%。

2.3.4 放線菌PLFA含量由圖2-D可看出，放線菌PLFA含量從拔節(jié)期到成熟期表現(xiàn)為先增加后減少，在開花期達(dá)最大值。不同處理間放線菌PLFA含量表現(xiàn)為WS＞W(wǎng)P＞W(wǎng)SP＞W(wǎng)C＞SW。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的真菌PLFA含量在拔節(jié)期分別增加223.2%、155.5%、107.3%和31.4%，在開花期分別增加123.5%、98.7%、59.6%和26.2%，在成熟期分別增加251.6%、173.3%、102.5%和45.3%。

2.3.5 革蘭氏陰性細(xì)菌PLFA含量由圖2-E可看出，革蘭氏陰性細(xì)菌PLFA含量從拔節(jié)期到成熟期表現(xiàn)為先增加后減少，在開花期達(dá)最大值。不同處理間革蘭氏陰性細(xì)菌PLFA含量表現(xiàn)為WS＞W(wǎng)P＞W(wǎng)SP＞W(wǎng)C＞SW。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的革蘭氏陰性細(xì)菌PLFA含量在拔節(jié)期分別增加122.7%、51.1%、45.3%和16.1%，在開花期分別增加188.5%、76.3%、58.3%和12.2%，在成熟期分別增加158.8%、103.3%、81.1%和23.3%。

2.3.6 革蘭氏陽性細(xì)菌PLFA含量由圖2-F可看出，革蘭氏陽性細(xì)菌PLFA含量隨生育過程表現(xiàn)為先增加后減少，最大值出現(xiàn)在開花期。各間作處理革蘭氏陽性細(xì)菌PLFA含量均高于SW處理，且最大值出現(xiàn)在WS處理。與SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的革蘭氏陽性細(xì)菌PLFA含量在拔節(jié)期分別增加76.2%、39.7%、27.5%和18.5%，在開花期分別增加112.1%、32.4%、17.7%和6.3%，在成熟期分別增加151.0%、117.0%、86.1%和22.9%。

2.4 不同間作模式對糯高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由表3可知，單作SW處理的糯高粱產(chǎn)量均高于間作處理，除WS處理外，其余間作處理的產(chǎn)量均顯著低于單作。與單作SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的產(chǎn)量分別降低1.1%、6.7%、7.7%和9.0%。間作處理中糯高粱的產(chǎn)量構(gòu)成因子也均高于單作，與單作SW處理相比，WS、WP、WSP和WC處理的千粒重分別增加35.8%、23.7%、13.8%和7.3%，穗粒數(shù)分別增加54.8%、51.4%、41.2%和36.4%，穗長分別增加22.2%、12.9%、8.3%和5.5%?？梢?，與單作相比，間作處理中糯高粱的產(chǎn)量雖有所降低，但各產(chǎn)量構(gòu)成因子均顯著增加，其中WS處理的產(chǎn)量與單作相比降幅最小，而穗長、穗粒數(shù)和千粒重增幅最大。

表3 不同間作模式對糯高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響Table 3 Effects of different intercropping patterns on yield and yield secondary components in waxy sorghum

2.5 糯高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子與根際土壤特性的關(guān)系

由表4可知，產(chǎn)量與根際土壤特性的相關(guān)性不顯著（P＞0.05），但各產(chǎn)量構(gòu)成因子與土壤特性的相關(guān)性均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。其中，穗長與根際土壤特性間的相關(guān)系數(shù)在0.893～0.989，與多酚氧化酶活性之間相關(guān)系數(shù)最大；穗粒數(shù)與根際土壤特性間的相關(guān)系數(shù)在0.768～0.962，與全鉀含量之間相關(guān)系數(shù)最大；千粒重與根際土壤特性間的相關(guān)系數(shù)在0.914～0.995，與全鉀含量之間相關(guān)系數(shù)最小。

表4 糯高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子與根際土壤特性的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficient between yield formation and rhizosphere soil characteristics of waxy sorghum

3 討論

3.1 不同種植模式對糯高粱根際土壤特性的影響

作物根際土壤是物質(zhì)能量交換、養(yǎng)分吸收循環(huán)等的主要場所，因此，根際土壤可較好反應(yīng)土壤的養(yǎng)分情況（艾超等，2015）。連續(xù)單作會打破土壤養(yǎng)分之間的平衡，而合理間作則有利于土壤養(yǎng)分的利用（Wang et al.，2015；田雙燕等，2021）。本研究中，4種間作模式在同一生育期階段中，糯高粱根際土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均高于單作，但4種間作模式中糯高粱根際土壤養(yǎng)分存在差異，說明糯高粱土壤根際養(yǎng)分狀況不僅與種植模式有關(guān)，也與搭配作物種類有關(guān)。孫明明等（2017）研究認(rèn)為，豆科作物與禾本科作物進(jìn)行間作可增加土壤中的氮素含量。本研究中，高粱+大豆與高粱+花生間作模式下土壤根際有效氮含量均顯著高于其他種植模式，可能是因為大豆與花生均為豆科植物，能有效將空氣的氮素進(jìn)行固定，進(jìn)而供植物吸收利用（Latati et al.，2016）。在不同種植模式和不同生長階段中，作物的根際活動會有一定差異，從而造成土壤養(yǎng)分含量的變化。間作糯高粱根際土壤養(yǎng)分的變幅均大于單作，說明間作條件下糯高粱的根際活動更活躍。在土壤肥力鑒定中通?？捎糜袡C(jī)質(zhì)含量研判土壤肥力，本研究中，間作糯高粱根際土壤的有機(jī)質(zhì)含量在各生長時期均高于單作，表明間作可有效增加糯高粱根際土壤肥力。磷在土壤中的可移動性較弱，作物對磷的吸收屬于接觸吸收，且細(xì)根對磷的吸收效率大于粗根（王奕丹等，2021）。本研究中，有效磷隨生育期變化先減少后增加，可能是因為從拔節(jié)期到開花期屬于營養(yǎng)生長與生殖生長并進(jìn)階段，糯高粱細(xì)根數(shù)量較多，增強(qiáng)了對土壤磷的吸收能力，而開花期到生殖生長階段，糯高粱根系逐漸長粗成型，減弱了對土壤磷的吸收能力。

高粱根系分泌物影響著土壤酶活性的變化，土壤酶活性的變化可引起植物根際生態(tài)的變化，對植物的生長發(fā)育有重要影響（van Wyk et al.，2017）。多酚氧化酶活性與分解土壤中酚類和有毒物質(zhì)的能力密切相關(guān)。本研究中，間作條件下糯高粱根際土壤多酚氧化酶活性均高于單作，說明間作有利于分解糯高粱根系的有毒物質(zhì)，從而減少有毒物質(zhì)對高粱的傷害，更有利于糯高粱的生長。Einhelling和Souza（1992）研究發(fā)現(xiàn)，高粱根系分必物中主要由一種二氫醌組成，被氧化后形成高粱酮，高粱酮能抑制根系的生長。本研究中，間作條件下糯高粱根際土壤過氧化氫酶活性均高于單作，推測間作可提高過氧化氫酶活性，進(jìn)而將過氧化氫分解為水與氧氣，降低土壤中的氧化性，減少高粱酮的合成，保證糯高粱根系的生長。土壤脲酶能促進(jìn)土壤中含氮有機(jī)化合物的分解，是植物氮素的來源之一。多數(shù)研究認(rèn)為土壤氮含量與脲酶活性存在正相關(guān)關(guān)系（鮑勇等，2018；李春喜等，2019）。本研究中，從拔節(jié)期到成熟期脲酶活性與全氮含量均先增加后減少，且間作模式中的脲酶活性均高于單作，以致間作土壤的氮素含量從拔節(jié)期到成熟期變化幅度大于單作。

大量研究表明，間作能對根際土壤微生物多樣性和組成起調(diào)節(jié)作用，可影響地上植物生長發(fā)育過程種間關(guān)系（Hao et al.，2010）。Muratova等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，將高粱根系接種根瘤菌后高粱抗性增強(qiáng)。代真林等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，玉米與土豆間作能有效增加有益微生物的豐度。本研究中，間作模式下糯高粱根際土壤總生物、細(xì)菌、真菌、放線菌、革蘭氏陽性與陰性細(xì)菌生物量均高于單作糯高粱。由此可見，間作糯高粱可影響其根際土壤微生物群落的多樣性，該結(jié)果也與大多數(shù)的作物間作能提高根際微生物多樣性的研究結(jié)果一致（徐瑞富和任永信，2003；楊智仙等，2014）。土壤中細(xì)菌比例增加是土壤質(zhì)量改善的重要標(biāo)志（Si et al.，2018）。本研究中，糯高粱土壤細(xì)菌比例表現(xiàn)為WS＞W(wǎng)P＞W(wǎng)SP＞W(wǎng)C＞SW，說明間作糯高粱可有效改良土壤，且糯高粱與大豆間作對土壤的的改良效果較優(yōu)。

3.2 不同間作模式對高粱產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

間作為改善土壤環(huán)境、提高土地利用率及作物產(chǎn)量的有效手段之一，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植（俞霞等，2021）。本研究中，間作模式均采用2∶2的行比設(shè)計，間作處理在面積減半條件下較單作糯高粱減產(chǎn)均未超過10%，且糯高粱+大豆模式中糯高粱產(chǎn)量與單作糯高粱產(chǎn)量差異不顯著。因此高粱間作大豆在土地面積有限的條件下，既可保證高粱產(chǎn)量，又可多收大豆。同時還可避免單一種植給土地帶來的營養(yǎng)不均衡。

作物產(chǎn)量與其田間設(shè)計具有密切關(guān)系。不同行間距、不同密度、不同的二氧化碳濃度及不同冠層結(jié)構(gòu)也會帶來產(chǎn)量上的差異。本研究中產(chǎn)量與土壤特性之間的關(guān)系均不顯著，這可能與產(chǎn)量的復(fù)雜性有關(guān)。作物單產(chǎn)與穗長、穗粒數(shù)、千粒重等因子構(gòu)成有關(guān)，本研究中糯高粱的穗長、穗粒數(shù)、千粒重與土壤特性之間有存在極顯著正相關(guān)，由此可見，間作對提升高粱單產(chǎn)水平至關(guān)重要。甕巧云等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，青貯玉米與大豆間作能提高青貯玉米產(chǎn)量。劉鑫等（2017）在玉米大豆不同間作模式下，發(fā)現(xiàn)大豆產(chǎn)量隨著間距變窄而降低。在本研究中發(fā)現(xiàn)高粱+大豆為最優(yōu)搭配，下一步研究中，將繼續(xù)探索不同行間距下，高粱+大豆的產(chǎn)量與收益。

4 結(jié)論

與單作糯高粱相比，間作糯高粱在整個生育過程中均能有效提高根際土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，增強(qiáng)土壤酶活性，豐富土壤微生物多樣性。不同間作模式對糯高粱根際土壤特性與糯高粱產(chǎn)量產(chǎn)生的效應(yīng)存在差異，其中高粱+大豆間作模式產(chǎn)量最高，且能有效改善糯高粱土壤特性。