黄瓜、红辣椒—水稻轮作模式对连作障碍的影响

张红叶+杨文飞��

摘要：【目的】运用黄瓜、辣椒—水稻轮作模式对土壤连作障碍进行修复研究，为解决设施蔬菜的连作障碍难题提供了解决方法。【方法】田间试验采用随机区组排列，设黄瓜-水稻、红椒-水稻两种轮作模式试验，并以夏季空闲作为对照，3个处理3次重复。在黄瓜、辣椒、水稻收获末期取土样（0～5cm、5～10cm、10～20cm、20～40cm）测定分析作物根部及行间土壤的理化性质、微生物数量及土壤酶活性。【结果】黄瓜-水稻、红椒-水稻轮作，在黄瓜、辣椒收获后种植水稻，与对照相比较，轮作明显降低了土壤的pH值，以10～20cm土层最明显，降幅293%。显著降低了土壤0～20cm的Na+和Ca2+含量，Na+降幅在152～345mg/kg，Ca2+降幅在75～275mg/kg。土壤中微生物总量显著增加，较对照增加457%（黄瓜-水稻）和211%（辣椒-水稻），减少了放线菌、真菌和尖孢镰刀菌的数量；显著提高了土壤中过氧化氢酶、脲酶、转化酶和磷酸酶的活性，瓜、椒-水稻分别较对照提高814%、603%、317%、687%和1634%、3796%、3077%、1202%。【结论】瓜、椒-水稻轮作模式可以调节原有土壤中各养分和元素含量，杀死有害微生物，减少土传病害的发生，改良土壤理化性质，为下茬作物的生长发育提供良好的土壤基础。

关键词：黄瓜；红椒；水稻；轮作；土壤养分；微生物

中图分类号：S344文献标识码：A文章编号：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

随着设施蔬菜生产规模化的迅速发展，许多地区出现了不同程度的连作障碍。由于多年连作，已造成設施蔬菜的产量降低、品质下降、土传病害逐年加重等严重病害现象。随着我国农业投入增加，设施蔬菜的面积逐年增多，土壤连作障碍问题也变得越来越普遍。近几年蔬菜尤其是设施蔬菜的连作障碍现象报道最多，以番茄[1～3]、辣椒[4～6]等茄果类作物和黄瓜[7]、西瓜等瓜类作物最为常见，随着连作年限的增加，设施蔬菜VC含量、粗纤维含量、可溶性糖含量、叶绿素含量和P含量均下降[8]。同时连作障碍还会导致病虫害发生，随着连作年限的延长，黄瓜主要病害发生程度跟着加重[9]。

轮作可以在一定程度上克服连作障碍。不同轮作方式因其对土壤物理、化学性质的不同而影响到土壤微生物群落的结构与生理生态。土壤微生物的变化对土壤有机质、有效养分均有不同程度的影响，从而能够调节土壤理化性质、协调土壤养分，改善土壤的连作障碍。近年来，随着设施大棚对水生作物栽培的引进，改变了我国设施蔬菜单一的旱作模式，为利用设施内水旱轮作方式对土壤连作障碍进行防治奠定了基础。本研究通过运用黄瓜、辣椒——水稻轮作模式对土壤连作障碍进行修复研究，为解决设施蔬菜的连作障碍难题提供了一种解决方法。

1材料与方法

11供试材料

供试品种黄瓜“博美9号”，红椒“好农11号”（淮安市中园园艺发展有限公司提供）；“淮稻5号”（江苏天丰种业有限公司提供）。

12试验设计

本试验于2014年在响水县七套镇三汾村新丰组蔬菜基地进行，土壤为壤土，地力基础状况好，选用黄瓜、红椒两种旱生作物分别与水稻进行水旱轮作。试验设2个处理，每个处理667m2，3次重复。前茬作物分别是黄瓜、红椒，在其收获后接着栽种水稻，对照为夏闲处理。分别在黄瓜、红椒的收获末期和水稻收获末期取土样。土样位置为黄瓜、红椒和水稻的根部以及作物行间。取土分为四个深度梯度，从上到下依次为：0～5cm、5～10cm、10～20cm、20～40cm。取土采用五点取样法，每个点取土样500g，混合混匀后分别测定土壤的理化性质，包括：容重、pH值、有机质含量、全氮、碱态氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、Na+、Ca2+等指标。

13数据分析与处理

采用DPS v1410高级版和Microsoft excel 2010软件对试验数据进行处理和统计分析，用LSD法进行多重比较。

2结果与分析

21黄瓜-水稻轮作对日光温室土壤理化性质的影响

由表1可知，黄瓜收获后种植水稻能明显降低土壤pH值，最高可降低033，而夏闲土壤仅0-10cm土层的pH值有所下降，10cm以下土层pH值反而增大。各土层土壤有机质含量结果：种植水稻后各土层土壤有机质明显下降，夏闲对照土壤下降不明显。土壤全氮和碱解氮含量则随着水稻的种植有所升高，而夏闲对照土壤则有所下降。同时，土壤全磷、速效磷含量和全钾、速效钾含量均随水稻的种植而显著降低，夏闲土壤降低不显著。黄瓜水稻轮作显著降低了土壤中的Na+和Ca2+含量，夏闲对照处理影响不显著（见续表1）。表明黄瓜和水稻对磷钾钠钙的吸收较多，而对氮肥的吸收较少，这对调节土壤养分和元素平衡有利。此外，黄瓜采收结束后的土壤容重为108g/cm3，夏季种植水稻收获结束后土壤容重有所下降，为104g/cm3，而夏闲之后的日光温室土壤容重有所上升，为112g/cm3。可见，黄瓜水稻水旱轮作对各土层土壤的理化性质均有显著改善，这对调节土壤连作障碍，均衡土壤营养，促进作物生长十分重要。

22红椒-水稻轮作对日光温室土壤理化性质的影响

由表2可知，红椒收获后种植水稻能显著降低土壤pH值，而夏闲土壤pH值下降不明显。水稻收获末期的各土层土壤有机质含量显著降低，夏闲土壤则下降不明显。土壤全氮含量则随着水稻的种植有所降低，休闲土壤则为增加。水稻种植和夏闲的土壤碱态氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾含量都为降低。红椒水稻轮作还显著降低了土壤中的Na+和Ca2+含量，夏闲处理影响不显著（见续表2）。表明红椒水稻轮作对土壤中氮磷钾钠钙均有显著吸收作用。此外，红椒采收结束后的土壤容重为117g/cm3，夏季种植水稻收获结束后土壤容重降低为112g/cm3，夏闲之后的土壤容重略有增加为119g/cm3。可见，红椒水稻轮作能降低土壤pH值和容重，对各土层土壤的理化性质均有显著影响。

23黄瓜-水稻轮作对日光温室内土壤中微生物数量的影响

由表3可知，黄瓜收获后种植水稻，提高了土壤中总微生物含量，而夏闲土壤中总微生物含量则降低。表明水旱轮作能有效增加土壤中微生物群落数量，这可能与栽种水稻需翻耕松土，增加了土壤通透性有关。就具体的微生物组成来看，黄瓜水稻的水旱轮作方式，显著增加了土壤中细菌的含量，降低了放线菌、真菌和尖孢镰刀菌的数量。夏闲土壤中，各类微生物含量均降低。

24红椒-水稻轮作对日光温室内土壤中微生物数量的影响

红椒水稻轮作同样增加了土壤中微生物的总数（表4）。各类微生物中，细菌和真菌的數量明显增加，而放线菌和尖孢镰刀菌则为降低。夏闲处理土壤的总微生物数量和各类微生物数量均低于红椒收获后。

25黄瓜-水稻轮作对日光温室内土壤中酶的影响

从表5可知，试验中黄瓜水稻轮作明显提高了土壤中过氧化氢酶、脲酶、和磷酸酶的活性，而夏闲土壤中各土壤酶活性也有所提高，但均低于种植水稻的土壤。表明水旱轮作能促进土壤酶活性，这对提高土壤养分和肥力，减轻连作障碍以及对下茬作物的生长发育均有较好的辅助作用。

26红椒-水稻轮作对日光温室内土壤中酶的影响

从表6可知，红椒水稻轮作明显提高了土壤中过氧化氢酶、脲酶、转化酶和磷酸酶的活性，而夏闲土壤中各土壤酶活性也有所提高，但均低于种植水稻的土壤。表明水旱轮作能促进土壤酶活性，有利于对连作障碍的防治。

3结论

31黄瓜—水稻、红椒—水稻轮作，在黄瓜、辣椒收获后种植水稻，与对照相比较，轮作明显降低了土壤的pH值，以10～20cm土层最明显，降幅为293%，减轻了设施土壤板结的发生。

32由于土壤夏季种植水稻，显著降低了土壤0～20cm的Na+和Ca2+含量，Na+降幅在152～345mg/kg，Ca2+降幅在75～275mg/kg，同样减轻土壤板结的发生，增加土壤的通透性，有利于设施蔬菜黄瓜、辣椒的生长。

33水旱轮作土壤中微生物总量显著增加，较对照增加457%（黄瓜—水稻）和211%（辣椒—水稻），减少了放线菌、真菌和尖孢镰刀菌的数量；显著提高了土壤中过氧化氢酶、脲酶、转化酶和磷酸酶的活性，瓜、椒—水稻分别较对照提高814%、603%、317%、687%和1634%、3796%、3077%、1202%。这表明水旱轮作有效改善了土壤微生物群落的组成，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，为下茬设施蔬菜黄瓜、辣椒生长提供了有利条件。

34黄瓜、辣椒-水稻轮作模式可以调节原有土壤中各养分和元素含量，杀死有害微生物，减少土传病害的发生，改良土壤理化性质，为下茬设施蔬菜黄瓜、辣椒的生长发育提供良好的土壤条件。

参考文献：

[1][ZK（#]时立波，王振华，吴海燕，等连作年限对番茄根围土壤根结线虫二龄幼虫与自由生活线虫数量的影响[J]植物病理学报，2010，40（1）：81-89

[2]刘易，蒋桂英，简健平，关健伟加工番茄根系分泌物自毒效应的研究[J]西北农业学报，2009，18（4）：106-112

[3]许永利，张俊英，袁跃广，高峰设施番茄连作土壤的改良措施研究[J]北方园艺，2010（5）：60-62

[4]侯永侠，周宝利，吴晓玲不同连作土壤对辣椒生长发育的影响研究[J]北方园艺，2009（8）：9-11

[5]李春龙，贺阳冬，陈华，等辣椒连作障碍机制初探及其下茬作物的初选[J]安徽农业科学，2007，35（26）：8187-8188

[6]侯永侠，周宝利，吴晓玲不同辣椒品种抗连作障碍的效果[J]中国蔬菜，2009（18）：41-45

[7]杨英华PGPR活菌制剂防治大棚黄瓜连作障碍的研究[J]长江蔬菜（学术版），2009（8）：66-68

[8]徐伟慧，王志刚，郭天文大棚连作对韭菜综合性状的影响[J]北方园艺，2010（12）：53-56

[9]梁银丽，陈志杰，徐福利黄土高原设施农业中的土壤连作障碍[J]水土保持学报，2004，18（4）：134-136