韭菜—番木瓜间作模式对根际土壤可培养微生物、土壤性状的影响

时间：2020-03-29 05:21:33 来源：千叶帆本文已影响人

摘要：在海南省澄迈县番木瓜（Carica papaya L）种植区，于番木瓜生长期选择行间间作韭菜（Allium tuberosum），通过与韭菜间作，分析间作模式下对其根际土壤可培养微生物和土壤性状的影响。结果表明，韭菜-番木瓜间作可以显著提高全氮、有效磷、有机质的含量及pH，其中土壤有效磷增加显著，有利于植物对土壤有效磷的吸收。速效钾的含量无显著性提高，但土壤含水量明显下降。韭菜-番木瓜间作有利于土壤中微生物生长，土壤中微生物类型由真菌型向细菌型转化，降低了真菌性病害的发生。

关键词：番木瓜（Carica papaya L）；韭菜（Allium tuberosum）；间作；土壤性状；土壤可培养微生物

中图分类号：S633.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）18-3444-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.18.013

Abstract： In the papaya（Carica papaya L） planting area of Chengmai county，Hainan province，through intercropping with leek （Allium tuberosum） during the growth of papaya，the effect of the intercropping pattern on the cultivation of microorganism and soil properties of the soil was analyzed. The results showed that the contents of total nitrogen，available phosphorus，organic matter and pH were significantly increased by leek papaya intercropping. The effective phosphorus increase in soil was beneficial to the absorption of efficient phosphorus in the soil. The content of available potassium was not significantly increased，but the soil water content showed a significant decrease. The intercropping of leek-papaya was beneficial to the growth of microorganism in the soil，and the microbial type of the soil was transformed from the fungal to the bacterial，reducing the occurrence of fungal disease.

Key words： papaya（Carica papaya L）； leek（Allium tuberosum）； intercropping； soil properties； soil cultivates microorganisms

间套作是通过把各种不同种类的作物进行组合搭配形成的多层次、多功能的复合群体，它能够巧妙地运用不同生育时期内不同种类作物的时空差，把习性不同的作物进行组合配套，既可以保证各个作物自身的发展，又能够互相促进补充，减少共生期产生的对资源竞争的矛盾，从而提高对土地、光热能、时间等的利用率[1]，是目前和将来解决中国乃至世界粮食问题的重要途径之一。长期以来，在栽培种植中存在施肥不合理、复种指数过高、栽培种类单一及多年连作等问题，导致土壤微生态失调、土壤生物多样性下降、土壤养分失衡、土传病害严重、果实产量和品质下降等连作障碍[2]。农作物的间套复种是一项重要的改善措施，在改良土壤、提高土壤肥力、减少化肥用量和提高水分利用率和果实品质产量等方面作用显著，已经得到广泛的应用[3，4]。目前，已有很多关于间套作能够充分利用土地、水分、养分和光热等资源，集约化利用各种自然资源，提高资源利用率，减少病虫害和抑制杂草发生[5-13]，防止水土流失[14]，还可以改善根际的营养条件，提高产量效益和生态效益，实现中国农业的高产高效的报道。在幼龄橘园内连续3年间作不同的经济绿肥，柑橘平均增产34.8%，柑橘的可溶性固形物、还原糖、总糖量、维生素C含量以及糖/酸等指标均有所改善，总酸量比对照下降，果实品质显著提高；土壤理化性质得到了明显改善[15]。玉米间作草木樨、麻豌豆和针叶豌豆并压青处理具有较好的增产、培肥效果[16]。

但在生产实践中，选择何种类型的套种作物更有利于海南番木瓜地土壤肥力的提高和土壤结构的改善，关于这方面的研究报道还比较少。柴国清等[17]研究表明，实行果树韭菜间作是发展山区经济的有效措施。常静等[18]报道猕猴桃果园间作韭菜为最佳模式，其综合效益最好。为此，本试验选用韭菜作为套种作物，研究套作韭菜对番木瓜根际土壤可培养微生物、土壤理化性质的影响，旨在创造合理的栽培制度和改善土壤生态环境，使耕地达到均衡良好的耕作状态。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地位于海南省澄邁县桥头镇丰西村委会（美鼎村），属热带季风气候，冬春低温干旱，夏秋季高温多雨。土壤为花岗岩发育的砖红壤。试验地比较平坦，肥力中等偏高。供试土壤理化性质：pH 5.9，有机质23.4 g/kg，全氮1.1 g/kg，速效磷20.9 mg/kg，速效钾400 mg/kg。

供试作物：番木瓜（Carica papaya L），品种为大白，由农户提供。韭菜（Allium tuberosum Rottler ex Spreng）购自海口市市场。

牛肉膏蛋白胨培养基（培养细菌）：牛肉膏3 g/L、NaCl 5 g/L、琼脂15 g/L、蛋白胨10 g/L，pH 7.0～7.2。

高氏号培养基（培养放线菌）：可溶性淀粉20 g/L，KNO3 1 g/L，K2HPO4 0.5 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，NaCl 0.5 g/L，FeSO4·4H2O 0.01 g/L，琼脂15 g/L，pH 7.2～7.4，加入重铬酸钾，终浓度为50 μg/mL。

PDA培养基（培养真菌）：称取200 g马铃薯，洗净去皮切成小块，加水1 L煮沸30 min纱布过滤，再加15 g葡萄糖，趁热溶化后定容至1 L，调节pH 7.0左右后分装于3个三角瓶中，每个三角瓶加入 5 g琼脂粉。灭菌备用。使用培养基之前，在培养基中加入青霉素和链霉素作为抗生素。

1.2 方法

1.2.1 试验设计番木瓜种植时间为2012年4月，种植韭菜时为番木瓜成熟期。试验设5个处理，F1，单种番木瓜，裸地（行间裸露）；F2，番木瓜与韭菜间种，种植30 d；F3，番木瓜与韭菜间种，种植60 d；F4，番木瓜与韭菜间种，种植90 d；F5，番木瓜与韭菜间种，种植120 d。每个处理3次重复。

1.2.2 样品采集与测定方法土壤样品采集：每隔30 d采集1次样，试验共采集土壤样品5次；采用五点采样方法，用土壤采样器采集番木瓜周围30 cm内0～30 cm深度的土壤，每个点取样两份，一份保存于无菌塑料封口袋，取10 g左右土壤，置于低温快速运回实验室，保存于4 ℃冰箱用于测定可培养的细菌、真菌和放线菌数量及其种类。一份用于测定土壤的理化性质。

土壤理化性质的测定[19]：土壤含水量采用烘干法；pH采用酸度计法；全氮含量采用凯氏定氮法测定；土壤速效磷采用氟化铵-盐酸浸提钥锑抗比色法测定。速效钾含量采用NH4OAc浸提-火焰光度法测定；有机质含量采用重铬酸钾氧化-外加热法。

1.2.3 土壤微生物分离方法取1 g土壤样品放入装有9 mL无菌水的离心管中，振荡20 min，使微生物细胞分散，静置20～30 s，即成10-1稀释液，吸取 1 mL土壤悬液至装有9 mL无菌水的试管中，吸打数次混匀，即为10-2稀释液，以此类推，制成10-2～10-8系列稀释的菌悬液[20]。采用固体平板梯度稀释涂布培养计数法[21]，将灭菌的3种培养基分别倒入已灭菌的空培养皿中，每种培养基倒皿，标记，待冷却凝固后，分别吸取上述稀释液各0.1 mL菌液接种到标有相应稀释液的平板（牛肉膏蛋白栋平板接种10-5～10-6的悬液、高氏1号平板接种10-3～10-4的悬液，PDA平板接种10-1～10-2的悬液），用无菌刮铲涂抹均匀，放置20～30 min，待菌液渗透于培养基中后倒转平板，20～30 ℃培养（真菌28 ℃，细菌和放线菌37 ℃培养），至长出菌落后，采用平板菌落计数法记录菌落数。

1.2.4 数据分析利用Excel 2010软件进行数据统计分析，方差分析采用SPSS 19.0软件进行邓肯新复极差法多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 韭菜-番木瓜間作对土壤理化性状的影响

由表1可知，韭菜-番木瓜间作，随着种植时间的增加，F1、F2、F3、F4、F5各处理土壤养分含量出现显著性差异。全氮含量随着种植时间的增加，在种植60 d（F3）时显著性降低，随后又显著性升高；有效磷含量随着种植时间的增加逐渐升高，在种植90 d（F4）时，含量显著性降低，随后又显著性升高；速效钾含量随着种植时间的增加呈现出先升高后降低的趋势；有机质含量和pH随着种植时间的增加呈现出先显著性降低后显著性升高的趋势，且在F2时呈现出最低值；含水量表现出先升高（F2）后降低（F3），再升高（F4）再降低（F5）的趋势。韭菜-番木瓜间作可以显著提高全氮、有效磷、有机质的含量及pH，其中土壤有效磷增加显著，说明韭菜具有富磷的效果。速效钾的含量无显著提高，但土壤含水量呈现出明显下降的趋势。

2.2 韭菜-番木瓜间作对土壤可培养微生物的影响

由表2可知，番木瓜根际微生物的组成中细菌占绝大多数。涂布计数结果表明，韭菜-番木瓜间作，土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量随着种植时间的延长，细菌含量和放线菌含量增加，F5处理（间作种植120 d）细菌和放线菌含量较F1处理（番木瓜单作）及其他处理含量高；真菌含量降低，F5处理真菌含量较F1处理及其他处理含量低。韭菜-番木瓜间作有利于土壤中微生物生长，土壤中微生物类型由真菌型向细菌型转化，降低了真菌性病害的发生。

3 小结与讨论

韭菜-番木瓜间作模式高低搭配合理，韭菜属低秆耐阴性较强作物，根据两种作物高株型和矮秆型的差异以及对水分、养分利用的不同需求和互补的特点进行搭配，使之在田间形成立体植物群落[22]。一方面，间种韭菜不影响番木瓜树的光照，且对土壤起到覆盖作用，韭菜根系须根较浅较短，不影响番木瓜树根系的吸收，相应韭菜田内肥水在下渗过程中能被果树根系吸收，可提高肥料的利用率[23]；另一方面，韭菜与番木瓜树没有共同的病虫害，且韭菜本身还散发着一股浓烈的辛辣气味，有很强的杀菌作用，对果树的病虫害有一定的趋避抑制作用[23]。同时韭菜是多年生蔬菜，一次种植多年收益，省工高效，能显著提高番木瓜果园整体效益。因此，韭菜-番木瓜间作模式对土壤生态环境有不同程度的改善。

现有研究表明，间作系统可以显著提高作物的根际速效磷含量，提高作物对磷的吸收，表现出产量优势[24，25]，与本研究结果一致。本试验结果表明，韭菜-番木瓜间作可以提高土壤有机质、养分含量，提高土壤pH，为主作物生长提供有利条件。对南方作物单一种植模式的改变和提高土壤利用率具有一定的可行性。

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