劉傳和，賀 涵，何秀古，劉 開，邵雪花，賴 多，林 偉，林望達(dá)，匡石滋，肖維強(qiáng)

菠蘿不同連作年限對(duì)土壤理化性狀和微生物群落豐度的影響①

劉傳和1，賀 涵1，何秀古2*，劉 開1，邵雪花1，賴 多1，林 偉3，林望達(dá)4，匡石滋1，肖維強(qiáng)1

(1廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640；2廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，廣州 510640；3湛江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，廣東湛江 524094；4徐聞縣水果蔬菜研究所，廣東徐聞 524100)

以未種植菠蘿的空地土壤為對(duì)照，研究分析了連續(xù)種植菠蘿5 a和15 a的土壤理化指標(biāo)、酶活性及微生物群落豐度的變化及其規(guī)律。結(jié)果表明，與對(duì)照相比，連續(xù)種植菠蘿5 a和15 a的土壤pH分別降低了0.39和0.57個(gè)單位，酸化明顯；有機(jī)質(zhì)、全氮、銨態(tài)氮、有效磷含量顯著增加；土壤速效鉀及交換性Mg、Ca含量降低；有效B、Na含量升高；土壤微生物生物量碳較對(duì)照提高了1.74倍和1.71倍；土壤微生物生物量氮較對(duì)照提高了56.01% 和72.96%，但差異不顯著。連續(xù)種植菠蘿5 a的土壤酸性磷酸酶活性升高1.60倍，差異顯著；土壤細(xì)菌、真菌豐度提高了1.56倍和26.54倍，放線菌豐度降低了35.39%。連續(xù)種植菠蘿15 a的土壤過氧化氫酶活性較對(duì)照降低了52.63%；土壤細(xì)菌、放線菌豐度分別降低37.18% 和13.78%，真菌豐度提高了40.74倍。

菠蘿；連作；土壤；理化性狀；微生物群落豐度

土壤環(huán)境質(zhì)量不僅影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育，而且與作物的產(chǎn)量、品質(zhì)形成密切相關(guān)。連作常造成土壤養(yǎng)分失衡、土壤質(zhì)量和微生物多樣性下降。隨著連作年限的延長(zhǎng)，土壤pH下降[1]，可溶性鹽含量逐漸升高[2]，土壤中的全鉀、全磷和有效磷含量增加，有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、銨態(tài)氮和有機(jī)碳含量下降[1-4]。

土壤微生物是土壤的重要組成部分，微生物的數(shù)量、種類、多樣性以及群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定對(duì)維持土壤系統(tǒng)的健康和質(zhì)量非常關(guān)鍵[5]，在調(diào)節(jié)土壤生態(tài)系統(tǒng)功能，如有機(jī)質(zhì)分解、土壤結(jié)構(gòu)維持、養(yǎng)分循環(huán)、溫室氣體排放和土壤環(huán)境凈化等方面起著重要作用[6]。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化直接影響土壤功能的發(fā)揮，對(duì)植物生長(zhǎng)有顯著影響[2-3]。連作則常導(dǎo)致土壤細(xì)菌多樣性降低，真菌多樣性增加[1,4]。連作后土壤過氧化氫酶活性增強(qiáng)[7]，磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶和脲酶活性下降[8]。植物根系分泌物的化感自毒作用常因連作而加劇[8]，農(nóng)作物品質(zhì)降低，果實(shí)中的可溶性蛋白含量下降[9]。因此，連作障礙是植物和土壤兩個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部諸多因素綜合作用的結(jié)果[8]。

菠蘿((L.) Merr.)又稱鳳梨，屬鳳梨科(Bromeliaceae)鳳梨屬()多年生草本作物，是著名的熱帶水果。連作在我國(guó)各菠蘿產(chǎn)區(qū)較為普遍，菠蘿果實(shí)收獲后，將莖葉粉碎還田再種植菠蘿，并施用大量化肥，循環(huán)往復(fù)，常連續(xù)種植10余年甚至更長(zhǎng)[10]。隨著連作年限的增加，菠蘿果實(shí)大小、品質(zhì)明顯降低，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到影響。然而從土壤環(huán)境系統(tǒng)角度看，不同連作年限菠蘿園土壤理化性狀、微生物群落結(jié)構(gòu)的變化及其規(guī)律仍不清楚。

本研究旨在通過對(duì)不同連作年限菠蘿園土壤理化性狀、酶活性及微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，探討菠蘿連作對(duì)土壤環(huán)境的影響，以期揭示菠蘿園土壤質(zhì)量退化的原因，為我國(guó)菠蘿種植的土壤管理、科學(xué)施肥及提質(zhì)增效提供參考指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究取樣區(qū)域選擇在我國(guó)最大的菠蘿產(chǎn)區(qū)廣東省湛江市徐聞縣。徐聞縣位于廣東省西南部的雷州半島，地處109°52′ ～ 110°35′E、20°13′ ～ 20°43′N，東、西、南三面環(huán)海；屬熱帶季風(fēng)氣候，一年四季陽(yáng)光充足，年平均氣溫23.3 ℃，年平均降雨量1 364 mm。本次采集的土壤樣品來自徐聞縣菠蘿的主要種植區(qū)曲界鎮(zhèn)，土壤類型為磚紅壤。

菠蘿園種植品種為‘巴厘’，吸芽苗種植，每公頃種植60 000棵。每季菠蘿果實(shí)收獲后，莖葉經(jīng)機(jī)械粉碎后全量還田；每季菠蘿從種植到收獲施尿素1 500 kg/hm2、復(fù)合肥(N-P2O5-K2O=15-15-15)2 250 kg/hm2，分別于種植后的第4個(gè)月(尿素750 kg/hm2、復(fù)合肥750 kg/hm2)和第8個(gè)月(尿素750 kg/hm2、復(fù)合肥1 500 kg/hm2)分兩次施完。

1.2 樣品采集

土壤取樣于2020年3月中旬進(jìn)行。選擇連續(xù)種植了菠蘿5 a、15 a的菠蘿園土壤(分別簡(jiǎn)寫為TR5、TR15)及未種植菠蘿的空地土壤(TR0)，其中TR0為對(duì)照。每個(gè)連作年限分別選擇 3個(gè)菠蘿種植園作為 3次重復(fù)(每個(gè)種植園間隔 100 m以上，種植園坡向、坡度和種植管理措施基本一致)。取樣時(shí)菠蘿種植園當(dāng)季菠蘿未施首次肥。在每個(gè)種植園的東部、西部?jī)商庍M(jìn)行取樣，每處隨機(jī)選取兩個(gè)取樣點(diǎn)(取樣點(diǎn)間隔5 m)。取樣時(shí)先除去地表5 cm厚的表層土壤，采用內(nèi)徑為5 cm土鉆采集0 ～ 20 cm土層樣品，每個(gè)取樣點(diǎn)平行鉆取2鉆。同一種植園各取樣點(diǎn)的土樣混合均勻，帶回實(shí)驗(yàn)室。取樣后，用于理化性狀測(cè)定的樣品經(jīng)風(fēng)干、研磨、過篩后備用；用于酶活性、微生物多樣性測(cè)定的樣品置于4 ℃冰箱保存。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 土壤pH、有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)元素測(cè)定 土壤pH參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1239—1999[11]采用去離子水浸提法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1237—1999[12]用重鉻酸鉀–硫酸氧化法測(cè)定；全氮參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1228— 2015[13]用定氮法測(cè)定，銨態(tài)氮參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1231— 1999[14]用氧化鎂浸提–擴(kuò)散法測(cè)定，硝態(tài)氮參考標(biāo)準(zhǔn)HJ/T 84—2001[15]用酚二磺酸比色法測(cè)定；有效磷參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1232—2015[16]用鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1234—2015[17]用乙酸銨浸提–火焰光度計(jì)法測(cè)定；有效硼(參考標(biāo)準(zhǔn)NY/T 149— 1990[18])及交換性鈣、交換性鎂(參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1245—1999/4[19])用火焰原子吸收光譜儀測(cè)定；鈉含量參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1254—1999[20]用火焰原子吸收光譜儀測(cè)定。

1.3.2 土壤酶活性和微生物測(cè)定 土壤脲酶參照史長(zhǎng)青[21]的方法用堿皿擴(kuò)散法測(cè)定，酶活以1 kg土壤在37 ℃下培養(yǎng)1 h內(nèi)分解尿素產(chǎn)生的NH3-N的mg數(shù)表示。過氧化氫酶參照中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所微生物室的方法用高錳酸鉀滴定法測(cè)定[22]，酶活以1 g土壤1 h內(nèi)消耗0.1 mol/L高錳酸鉀的ml數(shù)表示。酸性磷酸酶參照趙蘭坡和姜巖[23]的方法用4–氨基–安替比林比色法測(cè)定，酶活以1 kg土壤在37 ℃下1 h內(nèi)產(chǎn)生的酚的mg數(shù)表示。蔗糖酶和纖維素酶用硫代硫酸鈉滴定法測(cè)定，蔗糖酶活性以1 kg土壤1 h內(nèi)消耗0.1mol/L Na2S2O3的ml數(shù)表示，纖維素酶活性以1 kg土壤1 d內(nèi)消耗0.1 mol/L Na2S2O3的ml數(shù)表示。蛋白酶參照蔡紅和沈仁芳[24]的方法用茚三酮比色法測(cè)定，酶活以1 g土壤1 h內(nèi)產(chǎn)生甘氨酸的μg數(shù)表示。土壤微生物生物量碳采用氯仿熏蒸–硫酸鉀浸提–重鉻酸鉀容重法測(cè)定，土壤微生物生物量氮采用氯仿熏蒸–硫酸鉀浸提–定氮蒸餾法測(cè)定。土壤細(xì)菌、放線菌及真菌群落豐度采用稀釋平板記數(shù)法測(cè)定[25]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用SPSS Statistics 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較；用Excel 2007進(jìn)行制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同連作年限菠蘿園土壤理化性狀

表1所示為不同連作年限菠蘿園土壤理化性狀?？梢钥闯?，TR0(CK)土壤pH為4.62，連續(xù)種植了菠蘿5 a(TR5)、15 a(TR15)的土壤pH顯著降低(<0.05)，分別比TR0降低了0.39和0.57個(gè)單位。表1還顯示，TR0土壤有機(jī)質(zhì)含量為23.55 g/kg，TR5、TR15土壤有機(jī)質(zhì)分別比TR0提高了105.61% 和77.20%，差異顯著。

由表1可見，TR5、TR15土壤全氮、銨態(tài)氮含量均高于TR0。TR5土壤全氮、銨態(tài)氮含量分別較TR0提高了86.67% 和55.38%，TR15土壤全氮、銨態(tài)氮含量分別較TR0提高了74.45% 和73.85%；TR5、TR15的全氮含量均與TR0間差異顯著。TR0土壤硝態(tài)氮含量為22.57 mg/kg，TR5土壤硝態(tài)氮含量較TR0提高了54.63%，而TR15土壤硝態(tài)氮含量較TR0下降了7.00%，差異均不顯著。

此外，菠蘿連作后土壤有效磷含量升高，TR0的有效磷含量為2.67 mg/kg，TR5、TR15土壤有效磷含量分別為43.33 mg/kg和80.00 mg/kg，差異顯著。菠蘿連作后土壤速效鉀含量降低，尤其是TR15土壤速效鉀含量較TR0降低了68.34%，差異顯著。

表1 不同連作年限菠蘿園土壤理化性狀

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差，同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示不同連作年限間差異達(dá)<0.05顯著水平，=3，下同。

圖1所示為不同連作年限菠蘿園土壤礦質(zhì)元素B、Mg、Ca及Na含量水平。由圖可知，菠蘿連作后土壤有效B含量提高，其中TR5土壤的有效B含量較TR0提高了1.38倍，差異顯著(<0.05)。與TR0相比，TR5、TR15土壤的交換性Mg和交換性Ca含量均降低。TR5土壤的交換性Mg和交換性Ca含量較TR0分別降低了28.20% 和19.94%，其中交換性Mg含量顯著降低；TR15土壤的交換性Mg和交換性Ca含量較TR0分別降低了65.45% 和74.70%，差異均顯著。連續(xù)種植菠蘿后土壤中Na積累增多，TR5土壤中Na含量較TR0提高了3.88%，差異不顯著；TR15土壤中Na含量較TR0提高了16.70%，差異顯著。

2.2 不同連作年限菠蘿園土壤酶活性

由表2所示，與TR0相比，菠蘿連作后土壤脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性升高，其中TR5土壤提高的幅度更大，尤其是TR5的土壤酸性磷酸酶活性較TR0提高了1.60倍，差異顯著(<0.05)。菠蘿連作后，土壤的過氧化氫酶活性下降，TR5、TR15土壤較TR0分別下降了4.21% 和52.63%，其中TR15與TR0間差異顯著。菠蘿連作對(duì)土壤纖維素酶和蛋白酶活性的影響相似，TR5土壤纖維素酶和蛋白酶活性均高于TR0，而TR15均低于TR0；TR5、TR15土壤纖維素酶和蛋白酶活性與TR0間均差異不顯著，但TR15土壤纖維素酶和蛋白酶活性顯著低于TR5。

(圖中有效B、交換性Mg含量匹配左縱坐標(biāo)軸，交換性Ca、Na含量匹配右縱坐標(biāo)軸；小寫字母不同表示不同連作年限間差異達(dá)P<0.05顯著水平，下圖同)

表2 不同連作年限菠蘿園土壤酶活性

2.3 不同連作年限菠蘿園土壤微生物生物量碳、氮含量

由圖2可知，TR5、TR15土壤微生物生物量碳、氮含量均高于TR0。其中，TR5、TR15土壤的微生物生物量碳含量分別比TR0提高了1.74倍和1.71倍，差異顯著(<0.05)；而TR5、TR15土壤微生物生物量氮分別比TR0提高56.01% 和72.96%，差異不顯著。

圖2 不同連作年限菠蘿園土壤微生物生物量碳、氮含量

2.4 不同連作年限菠蘿園土壤微生物群落豐度

由表3可見，無論是TR0還是TR5、TR15，土壤中細(xì)菌總數(shù)占微生物總數(shù)的比值均最高。TR5土壤的細(xì)菌、真菌豐度均顯著高于TR0(<0.05)；而放線菌豐度較TR0略低，差異不顯著。TR15土壤細(xì)菌、放線菌豐度均低于TR0，但差異不顯著；而真菌豐度顯著高于TR0。

表3 不同連作年限菠蘿園土壤微生物群落豐度

3 討論

3.1 連作對(duì)土壤理化性狀的影響

植物與土壤是一個(gè)相互作用的有機(jī)整體。同一作物連續(xù)種植年限過長(zhǎng)引起土壤養(yǎng)分消耗過多，不利于保持養(yǎng)分供給平衡，引起土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化，降低植物養(yǎng)分利用效率[3,26]。菠蘿連作在我國(guó)各產(chǎn)區(qū)非常普遍，在一塊地上連續(xù)種植多季菠蘿。而且，果農(nóng)為了追求產(chǎn)量，大量施用化肥。本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，菠蘿連作后土壤中全氮、銨態(tài)氮、有效磷含量增加，土壤pH下降，Na含量提高。表明菠蘿連作后土壤酸化明顯、Na鹽積累增多，而且隨著連作年限的延長(zhǎng)，土壤酸化和鹽分積累呈現(xiàn)加重的趨勢(shì)，與張敬敏等[27]研究結(jié)果相似。采用暗管排鹽技術(shù)，增加碳源促進(jìn)氮素的微生物同化作用具有緩解土壤鹽漬化與酸化的作用[28-29]。酸性土壤中B的有效性提高[30]，這是本研究中菠蘿連作后有效B含量提高的原因。與全氮、銨態(tài)氮、有效磷含量的提高不同，菠蘿連作后土壤中速效鉀以及交換性Ca、Mg含量降低，且連續(xù)種植了15 a菠蘿的土壤中降低更嚴(yán)重。表明菠蘿連作中，果實(shí)收獲后帶走了土壤中大量的K、Mg、Ca營(yíng)養(yǎng)，土壤中可供菠蘿吸收利用的K、Mg、Ca營(yíng)養(yǎng)在減少，植株抗逆性降低，不利于菠蘿果實(shí)的品質(zhì)形成，生產(chǎn)中需增施K、Mg、Ca肥的施用以提高土壤營(yíng)養(yǎng)供給。連作后土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，氮、磷積累增多，與連作中長(zhǎng)期重施化肥、少施有機(jī)肥有關(guān)[31-32]。隨著種植年限的延長(zhǎng)，植物逐年對(duì)土壤有機(jī)物質(zhì)利用，使土壤肥力較低，同時(shí)較高的收獲指數(shù)和樹體修剪等導(dǎo)致土壤有機(jī)碳大量消耗，系統(tǒng)內(nèi)部碳總量逐年減少[4]。而本研究中，與對(duì)照相比，菠蘿連作后土壤有機(jī)質(zhì)以及微生物生物量碳、氮含量并未降低反而增加，這與菠蘿生產(chǎn)中果實(shí)收獲后莖葉資源還田增加了土壤有機(jī)質(zhì)，土壤微生物數(shù)量增加有關(guān)[10]。

3.2 連作對(duì)土壤微生物群落豐度的影響

土壤微生物是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在土壤營(yíng)養(yǎng)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換、有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化以及養(yǎng)分形成中有重要作用[4]。植物連作常引起土壤微生物的多樣性發(fā)生變化，真菌種群數(shù)量增加，而細(xì)菌和放線菌數(shù)量減少，微生物區(qū)系由“細(xì)菌型”向“真菌型”轉(zhuǎn)變[33]。細(xì)菌型土壤向真菌型土壤轉(zhuǎn)變是作物連作障礙的主要特征之一[34]。本研究中，無論是對(duì)照土壤還是連續(xù)種植了5 a、15 a菠蘿的土壤，細(xì)菌都是最豐富的土壤微生物。但與對(duì)照土壤相比，菠蘿連作5 a的土壤真菌數(shù)量明顯增多、放線菌數(shù)量減少，但同時(shí)細(xì)菌數(shù)量也增多，總體上仍屬“細(xì)菌型”；而菠蘿連作15 a的土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量減少，真菌數(shù)量顯著增多，土壤向“真菌型”轉(zhuǎn)變，這與連作對(duì)植煙土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響結(jié)果相似[35]。土壤中細(xì)菌的多樣性與K含量水平和pH密切相關(guān)[36]，本研究中菠蘿連作15 a的土壤中K含量和pH顯著降低可能是細(xì)菌數(shù)量減少的重要原因。生產(chǎn)中應(yīng)通過增施鉀肥、鈣鎂磷肥提高土壤pH，控制土壤酸化，并通過輪作等提高土壤細(xì)菌群落豐度、降低真菌群落豐度[7-8]。土壤微生物高通量測(cè)序研究進(jìn)一步表明，連作土壤中細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌屬賴氨酸芽孢桿菌屬()占比降低[36]，有益菌屬分枝桿菌屬()、藤黃單胞菌屬()、芽單胞菌屬()和浮霉菌屬()的多樣性減少[37]。本研究暫未對(duì)土壤微生物進(jìn)行目、屬水平上的豐度與多樣性研究，為更深入地了解菠蘿連作對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，有待繼續(xù)開展16S rDNA和18S rDNA測(cè)序相關(guān)研究。

3.3 連作對(duì)土壤酶活性的影響

土壤酶主要來自土壤微生物，種植作物的品種及年限影響著土壤微生物數(shù)量和種群多樣性，從而使土壤酶活性發(fā)生變化[7]。在枸杞[4]上的研究表明，隨著種植年限的增加，土壤脫氫酶活性未見顯著變化，但土壤磷酸酶活性一直處于升高趨勢(shì)，而土壤脲酶、過氧化氫酶、多酚氧化酶以及蔗糖酶活性均呈現(xiàn)先降低后上升的變化。本研究結(jié)果也表明，菠蘿連作后土壤酸性磷酸酶活性升高。酸性磷酸酶是催化有機(jī)磷水解轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷的關(guān)鍵酶，菠蘿連作后土壤酸性磷酸酶活性升高與本研究中菠蘿連作后土壤中有效磷含量升高的結(jié)果一致。菠蘿連作5 a的土壤脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶、纖維素酶以及蛋白酶的活性總體上變化不明顯。但連續(xù)種植15 a后過氧化氫酶、纖維素酶、蛋白酶活性降低，尤其是過氧化氫酶活性顯著降低，這與連作15 a后土壤酸化、鹽分積累加劇有關(guān)。過氧化氫酶催化土壤中的過氧化氫分解為水和氧氣，從而消除和減輕過氧化氫的危害，在土壤生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)中起著重要作用。菠蘿連作后過氧化氫酶活性降低會(huì)加深過氧化氫在土壤中的積累，導(dǎo)致土壤酸化，對(duì)土壤及生物產(chǎn)生毒害作用[38]，這與本研究中菠蘿連作后尤其是連作15 a后的土壤pH降低一致。生產(chǎn)中應(yīng)減少化肥的施用量，控制土壤酸化。土壤蔗糖酶、纖維素酶影響著植物殘?bào)w的分解及土壤微生物活動(dòng)的能源供給[39]。本研究表明，菠蘿連作5 a后土壤蔗糖酶、纖維素酶活性升高，這與本研究中菠蘿連作后土壤有機(jī)質(zhì)及微生物生物量碳含量升高的趨勢(shì)一致。但是，菠蘿連作15 a后土壤蔗糖酶、纖維素酶活性明顯低于連作5 a的，表明連作年限過長(zhǎng)，土壤蔗糖酶、纖維素酶活性降低，不利于土壤中植物殘?bào)w的分解，要清除植物殘?bào)w或增加有益微生物菌劑促進(jìn)植物殘?bào)w的分解。土壤脲酶、蛋白酶的水解產(chǎn)物是植物的主要氮源之一，與土壤全氮含量呈正相關(guān)[40]。在本研究中，菠蘿連作后土壤脲酶活性略提高(差異不顯著)。菠蘿連作5 a后土壤蛋白酶活性明顯提高，但連作15 a后土壤蛋白酶活性降低。菠蘿連作后土壤全氮含量也呈現(xiàn)相似的變化趨勢(shì)，菠蘿連作地土壤全氮含量升高。生產(chǎn)中應(yīng)減施氮肥、增施有機(jī)肥，提高土壤養(yǎng)分有效性。

4 結(jié)論

菠蘿連作引起土壤pH下降，有機(jī)質(zhì)、全氮、銨態(tài)氮、有效磷、Na和微生物生物量碳、氮含量增加，速效鉀及交換性Mg和交換性Ca含量下降。菠蘿連作影響了土壤酶活性及微生物群落豐度，尤其是連作15 a后過氧化氫酶、纖維素酶、蛋白酶活性降低更明顯，土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量下降，真菌數(shù)量增加。菠蘿連作對(duì)土壤質(zhì)量影響大，存在一定連作障礙，需加強(qiáng)土壤管理以消除障礙，控制土壤酸化，增施K、Ca、Mg肥。

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Effects of Different Years of Continuous-cropping of Pineapple on Soil Physiochemical Properties and Microbial Community Abundance

LIU Chuanhe1, HE Han1, HE Xiugu2*, LIU Kai1, SHAO Xuehua1, LAI Duo1, LIN Wei3, LIN Wangda4, KUANG Shizi1, XIAO Weiqiang1

(1 Institute of Fruit Tree Research, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of South Subtropical Fruit Biology and Genetic Resource Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Guangdong Provincial Key Laboratory of Tropical and Subtropical Fruit Tree Research, Guangzhou 510640, China; 2 Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China; 3 Zhanjiang Academy of Agricultural Sciences, Zhanjiang, Guangdong 524094, China; 4 Fruit and Vegetable Research Institute of Xuwen County, Xuwen, Guangdong 524100, China)

In this study, uncultivated soil was taken as the control (TR0), and then the differences in soil physiochemical characteristics, enzyme activities and microbial community abundances were compared between TR0 and continuous-cropping pineapple for 5 and 15 years (TR5 and TR15). The results indicated that, compared with TR0, TR5 and TR15 decreased soil pH by 0.39 and 0.57 unites, respectively, showing obvious acidification. TR5 and TR15 significantly increased the contents of organic matter, total nitrogen, ammonium nitrogen and available phosphorus, increased the contents of available boron and sodium, while decreased the contents of available potassium and exchangeable calcium and magnesium. TR5 and TR15 increased the content of microbial biomass corbon by 1.74 and 1.71 times, respectively; increased the content of microbial biomass nitrogen by 56.01% and 72.96%, respectively; but neither significant difference was observed. TR5 significantly increased the activity of soil acid phosphatase by 1.60 times, increased the abundances of soil bacteria and fungi by 1.56 and 26.54 times, respectively; while decreased that of actinomyces by 35.39%. TR15 decreased the activity of catalase by 52.63% and the abundances of bacteria and actinomyces by 37.18% and 13.78%, respectively; while increased that of fungi by 40.74 times.

Pineapple; Continuous cropping; Soil; Physiochemical properties; Microbial community abundance

S668.3

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.06.019

劉傳和, 賀涵, 何秀古, 等. 菠蘿不同連作年限對(duì)土壤理化性狀和微生物群落豐度的影響. 土壤, 2021, 53(6): 1244–1249.

鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略專項(xiàng)資金(403-2018-XMZC-0002-90，TS-3-1)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2019YFD1001100)和廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)專項(xiàng)資金(2020KJ109、2021KJ109)資助。

通訊作者(hexiugu@gdaas.cn)

劉傳和(1976—)，男，江西吉安人，博士，副研究員，主要研究方向?yàn)椴ぬ}優(yōu)質(zhì)高效種植技術(shù)。E-mail: founderlch@126.com