劉瑩 孫文松 李玲 李旭 王新雅 劉兵
摘要:連作障礙是限制人參產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵因素。通過(guò)不同改良措施對(duì)老參地土壤養(yǎng)分、土壤酶活性及土壤微生物種類豐富度的影響研究,解析不同農(nóng)業(yè)措施對(duì)連作人參地的改良作用機(jī)制。本研究以輪作水稻、殺菌劑+高溫悶地、高溫悶地、淹水等為處理,以老參地不處理土壤為對(duì)照,測(cè)定了土壤基礎(chǔ)理化指標(biāo)、酶活及土壤微生物,并分析了其間的相關(guān)性。結(jié)果表明,與對(duì)照相比,不同處理均對(duì)土壤養(yǎng)分、土壤酶活性和微生物多樣性產(chǎn)生不同程度影響,綜合多指標(biāo)分析結(jié)果表明,輪作水稻改良效果突出,提高了老參地土壤過(guò)氧化酶活性、中性磷酸酶活性、脲酶活性,增加了土壤真菌多樣性,降低了多酚氧化酶活性。相關(guān)性分析結(jié)果表明,土壤多酚氧化酶與速效氮呈顯著正相關(guān),微生物多樣性真菌ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)、香農(nóng)指數(shù)均與脲酶活性呈正相關(guān),其中ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)呈顯著水平,而香農(nóng)指數(shù)呈極顯著水平,細(xì)菌Chao1指數(shù)與多酚氧化酶活性呈顯著正相關(guān)。老參地輪作水稻,這項(xiàng)改良措施通過(guò)提升多種土壤酶活性及微生物豐富度能夠起到改良土壤的作用,為老參地土壤改良提供有效措施和理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:人參;連作障礙;土壤養(yǎng)分;改良措施;土壤酶活;土壤微生物
中圖分類號(hào):S567.5+10.6;S154.3? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-1302(2024)06-0235-07
收稿日期:2023-04-06
基金項(xiàng)目:遼寧省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃(編號(hào):2022JH2/101300284);遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院協(xié)同創(chuàng)新“揭榜掛帥”專項(xiàng)(編號(hào):2022XTCX0503);國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng);遼寧省科技廳鄉(xiāng)村振興聯(lián)合計(jì)劃(編號(hào):2021JH2/10200044);遼寧省科技廳創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目(編號(hào):2021JH13/10200007)。
作者簡(jiǎn)介:劉瑩(1986—),女,遼寧燈塔人,博士,副研究員,主要從事中藥材育種與栽培研究。E-mail:357237261@qq.com。
通信作者:孫文松,碩士,研究員,從事中藥材資源收集與利用、中藥材新品種選育及綠色生態(tài)栽培技術(shù)研究。E-mail:sunwensong12@126.com。
人參(Panax ginseng)是多年生草本植物,連年種植人參的土地俗稱老參地,人參忌地性極強(qiáng),一般認(rèn)為老參地需要經(jīng)過(guò)33年以上的休耕還林才能再種參,老參地如未經(jīng)改良處理直接栽參極易導(dǎo)致病蟲(chóng)害多、出苗率低、須根褐變腐爛等問(wèn)題[1]。目前除野山參及林下?lián)嵊詤⑼?,生產(chǎn)上都是采用伐林栽參模式,然而由于伐林栽參易破壞大量的森林資源,造成嚴(yán)重的水土流失,生態(tài)環(huán)境失衡等問(wèn)題,因此伐林栽參并不能長(zhǎng)久之計(jì)。同時(shí),隨著我國(guó)退耕還林、平原綠化、天然林保護(hù)三大工程的實(shí)施,已明令禁止開(kāi)墾林地栽參,致使人參主產(chǎn)區(qū)遼寧、吉林、黑龍江等東北三省適宜栽參的土地嚴(yán)重不足,因此,老參地土壤改良是目前人參產(chǎn)業(yè)發(fā)展中迫切需要解決的首要問(wèn)題之一。此前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究認(rèn)為人參連作制約因素主要有:(1)土壤理化性質(zhì)劣變;(2)土壤微生物群落變化,人參根際土壤中細(xì)菌和放線菌數(shù)量連年減少,真菌數(shù)量連年增多,有益菌數(shù)量減少;(3)根際周圍自毒物質(zhì)不斷積累聚集土壤微生態(tài)環(huán)境發(fā)生劣變,影響植株正常代謝,最終產(chǎn)生連作障礙[2-11]。本研究通過(guò)各種調(diào)控措施輪作、淹水、高溫悶地等方式對(duì)老參地進(jìn)行改良,著重研究不同改良措施對(duì)老參地土壤養(yǎng)分、酶活性及微生物群落結(jié)構(gòu)影響,以期為老參地改良提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐,進(jìn)而促進(jìn)東北參業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。
1? 材料與方法
1.1? 供試材料
試驗(yàn)在撫順新賓縣長(zhǎng)沙村連續(xù)(2014—2018年)種植人參的老參地進(jìn)行,前茬為玉米,土壤為黃壤土。
1.2? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2019年開(kāi)展老參地土壤處理,試驗(yàn)共設(shè)置7個(gè)處理,處理1:輪作水稻(5月移栽水稻,按常規(guī)管理);處理2:殺菌劑+高溫悶地,5月末6月初施用多菌靈殺菌劑(蘇農(nóng)生物科技有限公司,用量為 1 500 g/hm2)后旋耕深翻35 cm,澆透水后覆蓋黑地膜,9月撤掉地膜,再次旋耕并裸曬1周,以備人參播種(移栽);處理3:高溫悶地,5月末6月初旋耕深翻35 cm,澆透水后覆蓋黑地膜,9月撤掉地膜,再次旋耕并裸曬1周,以備人參播種(移栽);處理4:對(duì)照,老參地不做任何處理;處理5:淹水3個(gè)月;處理6:淹水2個(gè)月;處理7:淹水1個(gè)月。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),重復(fù)3次,每個(gè)小區(qū)面積20 m2。
1.3? 測(cè)定項(xiàng)目和方法
2019年9月10日分別采集試驗(yàn)地各試驗(yàn)小區(qū)土壤樣品,采用5點(diǎn)采樣法采集耕層(0~30 cm)土樣50 g,去除雜質(zhì)后進(jìn)行混勻,用5 mL取樣管盛裝3 mL土壤樣品并置于干冰中運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室,將樣品保存于-80 ℃冰箱用于測(cè)定微生物多樣性;同樣采用5點(diǎn)采樣法采集耕層(0~30 cm)土樣500 g,自然風(fēng)干后研磨,過(guò)60目篩用于土壤理化性質(zhì)及土壤酶活測(cè)定。
1.3.1? 土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定
土壤酸堿度(pH值)通過(guò)pH計(jì)(梅特勒Seven2Go)測(cè)定,土壤有機(jī)質(zhì)含量采用K2Cr2O7容量法測(cè)定,土壤有效氮含量利用堿解擴(kuò)散法測(cè)定,土壤有效磷含量的測(cè)定采用NaHCO3-鉬銻抗分光光度法,土壤速效鉀含量的測(cè)定利用乙酸銨(CH3COONH4)浸提法。
1.3.2? 土壤酶活性測(cè)定
土壤酶活試劑盒購(gòu)于北京索萊寶公司,各種酶活性的測(cè)定根據(jù)試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,其中參照脲酶活性檢測(cè)試劑盒(BC0120,北京索萊寶科技有限公司)說(shuō)明書(shū)測(cè)定脲酶活性;參照過(guò)氧化氫酶活性檢測(cè)試劑盒(BC0100,北京索萊寶科技有限公司)說(shuō)明書(shū)測(cè)定土壤過(guò)氧化氫酶活性;參照土壤中性磷酸酶活性檢測(cè)試劑盒(BC0465,北京索萊寶科技有限公司)說(shuō)明書(shū)測(cè)定中性磷酸酶活性;參照土壤多酚氧化酶活性檢測(cè)試劑盒(BC0115,北京索萊寶科技有限公司)說(shuō)明書(shū)測(cè)定土壤多酚氧化酶活性。
1.3.3? 土壤微生物的測(cè)定
土壤微生物多樣性測(cè)定委托北京百邁客生物科技有限公司,提取土壤總DNA后,利用末端帶有測(cè)序接頭的特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增、純化、定量及均一化構(gòu)建小片段文庫(kù),再用Illumina NovaSeq 6000進(jìn)行測(cè)序,通過(guò)Reads進(jìn)行拼接、聚類及去噪,進(jìn)行豐度分析。
1.4? 數(shù)據(jù)分析與處理
土壤微生物數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析使用北京百邁客生物科技有限公司。用SPSS 17.0進(jìn)行單因素方差分析及多重比較,使用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及制圖。
2? 結(jié)果與分析
2.1? 不同改良措施對(duì)老參地土壤養(yǎng)分及土壤酶活的影響
2.1.1 土壤養(yǎng)分
從表1可以看出,經(jīng)不同改良措施處理后土壤理化性狀發(fā)生改變。與對(duì)照相比,輪作水稻、殺菌劑+高溫悶地處理土壤pH值提高至7.58、7.63,高溫悶地處理土壤pH值顯著降低,為7.02;淹水處理1個(gè)月顯著降低土壤pH值,隨著淹水時(shí)間延長(zhǎng),pH值顯著上升,淹水3個(gè)月處理土壤pH值為8.43,顯著高于對(duì)照。與對(duì)照相比,除殺菌劑+高溫悶地和輪作水稻處理外,各處理均提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量;除殺菌劑+高溫悶地處理外,各處理均降低了有效磷含量。與對(duì)照相比,輪作水稻、殺菌劑+高溫悶地處理顯著降低了土壤速效氮含量,高溫悶地處理顯著提高了速效氮含量,比對(duì)照高17.75%;淹水1個(gè)月、淹水2個(gè)月處理速效氮含量與對(duì)照相比顯著降低4.40%、2.27%,但淹水處理3個(gè)月處理速效氮含量比對(duì)照顯著提高4.45%。各處理土壤速效鉀含量均降低,排序?yàn)閷?duì)照>淹水3個(gè)月>淹水1個(gè)月>高溫悶地>淹水2個(gè)月>殺菌劑+高溫悶地>輪作水稻處理。
2.1.2? 土壤酶活性
不同土壤樣品的酶活性見(jiàn)圖1,輪作水稻土壤過(guò)氧化氫酶活性最高,顯著高于其他處理,高于對(duì)照37.70%,殺菌劑+高溫悶地、高溫悶地處理分別高于對(duì)照12.11%、0.67%。另外,過(guò)氧化氫酶活性隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,淹水1個(gè)月和淹水2個(gè)月分別比對(duì)照增大10.92%和5.92%。而淹水3個(gè)月比對(duì)照降低了9.66%。不同改良技術(shù)對(duì)土壤過(guò)氧化氫酶影響大小排序?yàn)檩喿魉荆練⒕鷦?高溫悶地>淹水1個(gè)月>淹水2個(gè)月>高溫悶地>對(duì)照>淹水3個(gè)月處理。
不同土壤改良措施對(duì)土壤中性磷酸酶活性影響較大。輪作水稻土壤中性磷酸酶活性仍然最高,顯著高于對(duì)照15.70%,殺菌劑+高溫悶地、高溫悶地處理分別高于對(duì)照1.55%和5.88%。另外,中性磷酸酶活性隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)同樣也降低,淹水1個(gè)月和淹水2個(gè)月處理分別比對(duì)照增大7.27%和0.39%。而淹水3個(gè)月比對(duì)照降低了0.62%。不同改良技術(shù)對(duì)土壤中性磷酸酶活性影響大小排序?yàn)檩喿魉荆狙退?個(gè)月>高溫悶地>殺菌劑+高溫悶地>對(duì)照>淹水2個(gè)月>淹水3個(gè)月處理。輪作水稻、淹水1個(gè)月、高溫悶地中性磷酸酶活性增加,與對(duì)照差異顯著;殺菌劑+高溫悶地和高溫悶地之間,以及與對(duì)照、淹水2個(gè)月和淹水3個(gè)月處理間差異不顯著。
不同土壤改良措施對(duì)土壤脲酶活性影響差異顯著。輪作水稻土壤脲酶活性最高,顯著高于對(duì)照3.03%;淹水3個(gè)月最低,比對(duì)照減小了9.76%。其他4個(gè)處理(殺菌劑+高溫悶地、淹水1個(gè)月、高溫悶地和淹水2個(gè)月)脲酶活性均低于對(duì)照,分別減少了1.92%、4.73%、5.28%和8.14%。
同樣,不同土壤改良措施對(duì)土壤多酚氧化酶活性影響差異顯著。輪作水稻處理土壤多酚氧化酶活性最低,顯著低于對(duì)照22%;除殺菌劑+高溫悶地處理,高溫悶地和淹水1個(gè)月、淹水2個(gè)月、淹水3個(gè)月處理多酚氧化酶活性均低于對(duì)照,分別降低了8.79%、8.30%、13.93%、12.40%。
2.1.3? 土壤養(yǎng)分與土壤酶活相關(guān)性分析
相關(guān)性分析結(jié)果(表2)表明,土壤多酚氧化酶活性與速效氮含量有顯著的正相關(guān)(P<0.05);土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶、中性磷酸酶活性與有機(jī)質(zhì)含量等養(yǎng)分均無(wú)顯著相關(guān)性。
2.2? 不同改良措施對(duì)土壤微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)的影響
2.2.1? 土壤微生物多樣性土壤微生物豐富度和多樣性的評(píng)價(jià)結(jié)果(表3)表明,在真菌群落中輪作水稻種的數(shù)量顯著高于其他處理,其次是對(duì)照、 高溫悶地、殺菌劑+高溫悶地,這3個(gè)處理顯著高于淹水3個(gè)月、淹水1個(gè)月和淹水2個(gè)月。香農(nóng)指數(shù)和Chao1指數(shù)輪作水稻高于其他處理,與處理2、處理3、處理4差異不顯著,而顯著高于處理5、處理6、處理7。然而在細(xì)菌群落中種的數(shù)量、香農(nóng)指數(shù)及Chao1指數(shù)各處理間差異不顯著。
2.2.2? 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)
不同處理土壤的真菌群落在門(mén)水平的豐度排序(前10名)結(jié)果(圖2)表明,在土壤真菌群落中注釋到3個(gè)主要的門(mén),球囊菌門(mén)(Mortierellomycota)在淹水3個(gè)月、淹水2個(gè)月、淹水1個(gè)月中均是最豐富的門(mén),相對(duì)豐度在46.1%~47.4%之間;子囊菌門(mén)(Ascomycota)是高溫悶地及對(duì)照樣品中最豐富的門(mén),相對(duì)豐度分別為33.5%和36.4%;而在輪作水稻和殺菌劑+高溫悶地樣品中其他真菌門(mén)相對(duì)豐度最大,分別為31.1%和29.5%,其次是子囊菌門(mén)(Ascomycota),分別為29.8%和28.6%;擔(dān)子菌門(mén)(Basidiomycota)為第3個(gè)被注釋到的主要門(mén)類,各處理相對(duì)豐度在 2.9%~ 19.5%之間。
不同處理土壤的細(xì)菌群落在門(mén)水平的豐度排序(前10名)結(jié)果(圖3)表明,其中變形菌門(mén)(Proteobacteria)豐度大小順序?yàn)檠退?個(gè)月> 對(duì)照>高溫悶地>淹水2個(gè)月>殺菌劑+高溫悶地>淹水3個(gè)月>輪作水稻處理;酸桿菌門(mén)(Acidobacteriota)相對(duì)豐度大小排序?yàn)樗据喿鳎緦?duì)照>殺菌劑+高溫悶地>高溫悶地>淹水3個(gè)月>淹水2個(gè)月>淹水1個(gè)月處理;擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)各處理均高于對(duì)照。
2.3? 土壤酶活性與土壤微生物豐富度的相關(guān)性分析
2.3.1? 土壤酶活性與土壤微生物多樣性相關(guān)性分析
由表4可知,脲酶活性與真菌ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)呈顯著正相關(guān),與香農(nóng)指數(shù)呈極顯著正相關(guān);多酚氧化酶與細(xì)菌Chao1指數(shù)呈顯著正相關(guān)。而過(guò)氧化氫酶和中性磷酸酶活性與真菌、細(xì)菌多樣性也具有一定相關(guān)性,但均未達(dá)到顯著水平。
2.3.2? 土壤酶活性與微生物組成的相關(guān)性分析
土壤酶活性與微生物優(yōu)勢(shì)門(mén)類的相關(guān)性結(jié)果(表5)表明,脲酶活性與真菌的被孢霉門(mén)(Mortierellomycota)、細(xì)菌的厚壁菌門(mén)(Firmicutes)呈負(fù)相關(guān),其中與被孢霉門(mén)呈顯著水平,與厚壁菌門(mén)呈極顯著水平,而脲酶與細(xì)菌的酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)呈極顯著正相關(guān)。過(guò)氧化氫酶與細(xì)菌的厚壁菌門(mén)呈顯著負(fù)相關(guān)。中性磷酸酶和多酚氧化酶與真菌、細(xì)菌優(yōu)勢(shì)門(mén)類具有一定相關(guān)性,但均未達(dá)到顯著水平。
3? 討論與結(jié)論
土壤養(yǎng)分含量是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)。吳艾軒等通過(guò)分析總結(jié)出適合栽種人參土壤的養(yǎng)分條件為含有機(jī)質(zhì)16~30 g/kg、有效氮10~150 mg/kg、速效磷20~50 mg/kg、速效鉀200~300 mg/kg[12]。多項(xiàng)研究證實(shí),多年連續(xù)種植土壤養(yǎng)分失衡,且土壤理化性質(zhì)發(fā)生改變,土壤微生物群落多樣性降低[13]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同改良方式對(duì)老參地土壤酸堿度無(wú)明顯作用,處理間差異不大;然而,不同改良措施改變了土壤養(yǎng)分,與老參地(對(duì)照)相比,輪作、悶地及淹水處理絕大部分降低了土壤養(yǎng)分含量,這一結(jié)果同王克磊等關(guān)于番茄與水稻輪作的結(jié)果[14]相同,分析原因?yàn)楦魈幚砭鶠闈餐杆蜓退幚?,可有效調(diào)節(jié)土壤EC值,影響氮磷鉀養(yǎng)分的積累量和元素有效性,改善土壤養(yǎng)分狀況的效果。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),與對(duì)照相比,通過(guò)輪作水稻、殺菌劑+高溫悶地、淹水1個(gè)月處理,可降低土壤有機(jī)質(zhì)和速效氮含量,在一定程度上緩解了土壤鹽漬化及養(yǎng)分失衡,改良后土壤中有機(jī)質(zhì)和速效氮含量介于人參生長(zhǎng)的適宜范圍;然而輪作水稻、殺菌劑高溫悶地改良后的土壤速效磷、速效鉀含量仍未達(dá)到適宜人參生長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn),仍需進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn),以創(chuàng)造出適宜人參生長(zhǎng)的土壤環(huán)境[2]。
土壤酶在土壤中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,它的活性大小決定了能量轉(zhuǎn)化的強(qiáng)度,進(jìn)而影響著土壤質(zhì)量及植物的生長(zhǎng)情況,是判斷土壤生化過(guò)程強(qiáng)度和評(píng)價(jià)土壤肥力的重要依據(jù)[15-16]。張澤錦等的研究表明,與旱地連作相比,水旱輪作提高了土壤中3種酶活性,分別為蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性[17]。周勃等研究發(fā)現(xiàn),以棉花連作地為對(duì)照,通過(guò)輪作水田處理土壤脲酶活性大幅降低,而土壤磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和蔗糖酶活性有效增加,土壤質(zhì)量得到大幅度改善[18]。劉永亮等研究認(rèn)為,水旱輪作、淹水處理均提高了土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和蛋白酶活性[19]。本試驗(yàn)選取過(guò)氧化氫酶、脲酶、中性磷酸酶和多酚氧化酶4種重要土壤酶,用于評(píng)價(jià)土壤修復(fù)效果。通過(guò)研究得到了相似的結(jié)果,與對(duì)照相比,除淹水3個(gè)月外,其他改良方法均增強(qiáng)了土壤中過(guò)氧化氫酶活性,其中輪作水稻處理的過(guò)氧化氫酶活性最高,該酶與H2O2清除系統(tǒng)密切相關(guān),能有效防止過(guò)氧化氫對(duì)連作植物的毒害,是土壤微生物代謝的重要酶類,是評(píng)價(jià)土壤微生境優(yōu)劣的重要標(biāo)志;同樣,水稻輪作、殺菌劑高溫悶地、高溫悶地、淹水1個(gè)月提高了土壤中性磷酸酶活性,以水稻輪作處理下活性最高,土壤磷酸酶與土壤有機(jī)磷分解與轉(zhuǎn)化及生物有效性密切相關(guān),是催化土壤有機(jī)磷礦化的酶類,是評(píng)估土壤磷素生物轉(zhuǎn)化與強(qiáng)弱的關(guān)鍵指標(biāo);同時(shí)與對(duì)照相比,輪作水稻提高了土壤脲酶活性,土壤脲酶能將有機(jī)物分解成氨和二氧化碳,其活性在一定程度上反映了土壤的供氮能力[20-21]。土壤多酚氧化酶能把土壤中芳香族化合物氧化成醌,醌與土壤中蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類、礦物等物質(zhì)反應(yīng)生成有機(jī)質(zhì)和色素,完成土壤芳香族化合物循環(huán),是土壤修復(fù)的重要參考指標(biāo),然而,除殺菌劑高溫悶地外,其余處理土壤多酚氧化酶均低于對(duì)照,分析原因可能是土壤多酚氧化酶同其他土壤酶有著共同的底物,在分解底物過(guò)程中存在拮抗競(jìng)爭(zhēng),抑制了多酚氧化酶活性[21]。盡管如此,由于影響土壤酶活性的因子較多,在不同研究中所得結(jié)論也不盡相同,需要進(jìn)一步全面綜合考慮土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、速效氮、有效磷、有效鉀含量等土壤理化性質(zhì)對(duì)酶活性的影響。
在一定程度上,土壤理化特性和土壤微生境影響著微生物豐度和群落組成結(jié)構(gòu),致使微生物多樣性表現(xiàn)出非常大的不同。Breidenbach等發(fā)現(xiàn)蓄水水稻地和干旱玉米地的土壤微生物群落呈現(xiàn)顯著性差異,驗(yàn)證了差異的地塊生境條件決定了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和組成[22]。本研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照相比,輪作水稻提高了土壤真菌多樣性和豐度,降低了土壤細(xì)菌多樣性及豐度;而殺菌劑高溫悶地、高溫悶地及淹水處理對(duì)土壤微生物的影響則呈現(xiàn)相反的作用,分析原因可能為輪作水稻處理的土壤生境與其他處理存在差異所致,進(jìn)一步分析認(rèn)為可能是由于真菌和細(xì)菌對(duì)淹水種植水稻的響應(yīng)不同,在作物水稻的影響下,土壤微生物結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,產(chǎn)生更適宜水稻生長(zhǎng)的微生物結(jié)構(gòu)組成。而不同改良措施下優(yōu)勢(shì)菌門(mén)大致相似,其中真菌微生物為子囊菌門(mén)、球囊菌門(mén)、擔(dān)子菌門(mén);細(xì)菌微生物為變形菌門(mén)、酸桿菌門(mén)等。進(jìn)一步分析土壤微生物優(yōu)勢(shì)門(mén)類與土壤酶活的相關(guān)性顯示,兩者間的相關(guān)性卻存在較大差異,表現(xiàn)在不同處理中不同酶活性可與不同門(mén)類菌存在極顯著、顯著或一般性的正向或反向相關(guān),不一定是相同的趨勢(shì)。由于人參、根際土與微生物間的關(guān)系極其繁雜,既密不可分,又相互影響,不同改良措施對(duì)土壤微生物種類、數(shù)量和組成結(jié)構(gòu)等多樣性的影響不盡相同,同時(shí)又受土壤理化性狀及酶活性的影響。
綜上所述,不同改良措施均對(duì)老參地土壤養(yǎng)分、土壤酶活、土壤微生物結(jié)構(gòu)豐度產(chǎn)生不同程度的影響。與對(duì)照相比,水旱輪作降低了土壤中速效氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)含量,有效緩解了土壤鹽漬化;土壤中中性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶、脲酶活性顯著提升。土壤微生物分析結(jié)果亦顯示,土壤真菌豐度顯著提高,細(xì)菌豐富降低,土壤微生物總體呈現(xiàn)豐度和多樣性提高。綜合以上研究結(jié)果,認(rèn)為水旱輪作可減輕老參地常年集約化種植而產(chǎn)生的土壤惡化問(wèn)題,改善人參連作障礙。同時(shí),結(jié)合土地生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益,種植水稻是比較理想的改良模式,因此研究認(rèn)為水旱輪作有望在平整老參地上得到應(yīng)用,通過(guò)改善土壤基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、提升酶活性和豐富土壤微生物多樣性來(lái)發(fā)揮積極有效的緩解連作障礙作用,為土壤改良及土地高效利用奠定理論基礎(chǔ)。
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