戴紅燕，滿志禮，李城德

（1.甘肅省武威市古浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 武威733100；2.甘肅省武威市涼州區(qū)張義農(nóng)業(yè)技術(shù)站，甘肅 武威733020；3.甘肅省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，甘肅 蘭州 730030）

河西綠洲灌區(qū)光照充足，晝夜溫差大，有利于農(nóng)作物干物質(zhì)和糖分的積累，是糖料作物種植的絕佳地帶[1-2]。該地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化水平較高，飼用和醇用甜高粱種植均形成一定規(guī)模，為飼料、糖原料、醇加工等提供了充足的原材料[3-4]。其中甜高粱一膜兩年連作種植技術(shù)已趨于成熟，該技術(shù)既能保水保墑，又能延長農(nóng)膜使用時間，降低種植成本；但有研究表明，常年連作會引起土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，養(yǎng)分失衡，最終導致作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降[5-7]。本文以河西古浪縣境內(nèi)甜高粱一膜兩年連作種植地塊為例，檢測分析，結(jié)合生產(chǎn)，以探索甜高粱連作引起的土壤理化性狀變化情況和障礙因素，為防治和減輕甜高粱連作障礙提供科學參考[8-9]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

古浪縣地處河西走廊東端，南臨天祝藏族自治縣，北靠騰格里沙漠，東接景泰縣，西北靠涼州區(qū)，東北與內(nèi)蒙古自治區(qū)接壤，北緯 37°09′～37°54′，東經(jīng) 102°38′～103°54′，海拔 1550 m～3400 m，地勢南高北低，年均氣溫5.6℃，年均降水量300 mm、蒸發(fā)量2292 mm，無霜期140 d左右；主要以種植業(yè)為主，全縣耕地面積約110萬畝（7萬公頃），南部山區(qū)為旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，主要土壤類型為黑栗鈣土；中部為井河混灌區(qū)，主要土壤類型為風沙土；北部為引黃灌溉區(qū)。本試驗總體實施兩年。

1.2 田間管理

不同年份、土壤類型的試驗地塊田間管理一致。前茬作物收獲后，及時滅茬深耕，耕翻深度30～35 cm。實行秋覆膜的地塊，結(jié)合整地施足底肥，667m2施農(nóng)家肥4 t，尿素15 kg、磷酸二銨20～25 kg，硫酸鉀8～10 kg，鋅肥1 kg；追肥隨著灌溉次數(shù)生育期兩次，追施尿素30 kg。精細耕作，為播種出苗創(chuàng)造良好土壤墑情。

表1 樣品測定方法

1.3 土樣采集及測定

樣點地塊選擇不同土壤類型的甜高粱兩年連作地塊，按照“隨機布點”、“等量分配”和“多點混合”的原則采集0～20 cm耕層土樣。每一個代表樣由15個樣點混合而成，運用手持GPS定位儀記錄經(jīng)緯度。第一次取樣為2015年9月底前茬作物收獲后；第二次取樣為甜高粱一膜兩年連作收獲后的相同地塊，時間為2017年10中旬。土樣自然風干后，過篩備用。指標含量的測定采用國家標準（見表1），化驗室儀器設備在使用前均自檢自驗，以保證儀器設備的運行狀況良好，確保檢驗數(shù)據(jù)準確；在檢測過程中，每批樣品均使用標準樣品，進行內(nèi)參樣摻插，以判斷檢測是否準確；若標準樣檢測結(jié)果超出誤差范圍，此批檢測所有樣品重檢至合格為止。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤類型有機質(zhì)含量

土壤有機質(zhì)含量是評價土壤質(zhì)量高低的重要指標，也是土壤有效養(yǎng)分的主要來源，同時也是土壤微生物必不可少的碳源。通過對比分析（圖1），甜高粱一膜兩年連作后不同土壤類型的有機質(zhì)含量，較連作前均有所降低；連作前有機質(zhì)含量范圍為12.16～15.30 g/kg，連作后降低至12.01～15.14 g/kg，平均降低1.46%；其中以山地灰褐土變化最大，較連作前降低3.12%；變化最小的土類為紅土，降低了0.07 g/kg（0.5%）。

圖1 不同土壤甜高粱連作有機質(zhì)變化

圖2 不同土壤甜高粱連作全氮變化

2.2 不同土壤類型全氮含量

耕層土壤中的氮素形態(tài)主要以有機態(tài)存在，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一系列條件下，通過土壤微生物的礦化作用，轉(zhuǎn)化為無機態(tài)氮素供作物吸收利用。通過對比分析（見圖2），連作前的全氮含量為0.79～0.98 g/kg，連作后的含量為0.78～0.97 g/kg，平均從0.92 g/kg降低至0.88 g/kg，減少了3.56%；其中變化最大的是風沙土和山地灰褐土，分別減少9.78%和8.99%。

2.3 不同土壤類型有效磷含量

通過對比分析（圖3），甜高粱連作前所有取樣地塊的有效磷含量范圍為9.91～16.16 mg/kg，連作之后為9.15～17.48 mg/kg，平均從12.16 mg/kg降為11.99 mg/kg，減小了1.39%，整體呈現(xiàn)降低趨勢；其中降幅最大的地塊為草甸土，其有效磷含量在連作之后降低了10.56%；降幅變化最小的是灰鈣土，降低了0.61%。

圖3 不同土壤甜高粱連作有效磷變化

圖4 不同土壤甜高粱連作速效鉀變化

圖5 不同土壤甜高粱連作pH值變化

2.4 不同土壤類型速效鉀含量

土壤速效鉀測定是用乙酸銨提取——火焰光度法：以l mol/L中性醋酸銨溶液為浸提劑時，NH4+與土壤膠體表面的K+交換，連同水溶液K+(二者合稱速效鉀)一起進入溶液；浸出液中的鉀直接用火焰光度計（簡稱AAS）測定[10]。將連作前地塊土壤速效鉀含量與連作后測定的速效鉀含量相比較（圖4），結(jié)果表明，土壤速效鉀平均含量減少了0.88%；山地黑鈣土減幅最大，減少了4.73%；就整體來看，甜高粱兩年連作后，對應地塊的土壤速效鉀含量相較連作前變化不大。

2.5 不同土壤類型p H值

通過對比分析（圖5），甜高粱連作前所有取樣地塊的pH值范圍為7.83～8.27，連作之后為7.99～8.22，連作前后pH值變化不大。

3 結(jié)論與討論

3.1 甜高粱一膜兩年連作對不同土壤類型理化性狀的影響，以有機質(zhì)和全氮含量變化最大，平均降低了1.46%和3.56%，其次為土壤有效磷，速效鉀含量和pH值變化不大。就相同理化性狀來看，不同土壤類型表現(xiàn)出不同降幅；有機質(zhì)含量變化最大的為山地灰褐土，較連作前降低3.12%；全氮含量變化最大的是風沙土和山地灰褐土，分別減少9.78%和8.99%；有效磷含量降幅最大的地塊為草甸土，降低了10.56%；速效鉀含量山地黑鈣土減幅最大，減少了4.73%。

3.2 連作障礙一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因素[11]。有研究表明，連作使甜高粱莖稈的飼用品質(zhì)下降，其主要原因是連作使土壤中的營養(yǎng)元素缺乏，導致耕地肥力下降，從而影響植株的正常生長[12-13]。甜高粱是禾本科高粱屬，而高粱是一種不耐連作的植物[14-15]，有研究表明，高粱連作三季，植株生長受阻，產(chǎn)量降低；土壤大顆粒團聚體遭到破壞，土壤有機碳、有機氮及土壤無機氮含量均降低，從而影響土壤肥力[16]。以上結(jié)論與本文的研究結(jié)果相一致。甜高粱連作還會引起種植地塊土壤微生物結(jié)構(gòu)的變化，有文獻報道，多種作物的連作障礙主要來自于土壤，其中土壤微生物種群結(jié)構(gòu)失衡是導致作物減產(chǎn)和耕地質(zhì)量下降的主要原因[17-18]；本文中的養(yǎng)分失衡與土壤微生物區(qū)系變化的相關(guān)性還有待后續(xù)探究。

3.3 通過研究分析，結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗，建議甜高粱種植過程中多施用商品有機肥或者腐熟較好的農(nóng)家肥，以調(diào)節(jié)土壤的養(yǎng)分環(huán)境；生產(chǎn)中連作使得甜高粱各種病害在整個生育期存在較高的發(fā)病率，加之甜高粱屬于高莖稈作物，養(yǎng)分需求量大，因此建議兩年連作后用其它作物（豆科作物最佳）倒茬，以便保護耕地質(zhì)量，達到農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的[19-20]。