海南省不同地區(qū)連作年限對香蕉園土壤養(yǎng)分及線蟲數(shù)量的影響

趙艷+張曉波+阮云澤+王雅楠

摘要：以海南省儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣4個種植區(qū)香蕉園為例，通過采取不同種植年限（0、1、2、3、4年）香蕉園土壤，研究連作香蕉園土壤養(yǎng)分及線蟲數(shù)量變化。結(jié)果表明：隨著連作年限的增加，土壤有機質(zhì)、全氮含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。土壤速效磷、速效鉀含量隨種植年限的延長而增加，呈現(xiàn)強烈的富集作用。線蟲數(shù)量隨種植年限的延長而增加。由此可見，香蕉長期連作改變了蕉園土壤中的養(yǎng)分比例，導(dǎo)致土壤中營養(yǎng)元素比例失調(diào)及線蟲數(shù)量增加，從而影響了香蕉生長。

關(guān)鍵詞：蕉園;連作;土壤養(yǎng)分;線蟲數(shù)量

中圖分類號： S344.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）04-0315-03

收稿日期：2014-06-03

基金項目：海南大學(xué)青年基金 （編號：qnjj1201）;海南省自然科學(xué)基金（編號：312060）。

作者簡介：趙 艷（1981—），女，山西太谷人，博士，講師，主要從事微生物學(xué)研究。E-mail：yanbo315@126.com。

通信作者：阮云澤，博士，副教授，主要從事微生物學(xué)研究。E-mail：23065041@qq.com。

香蕉是單子葉的多年生常綠大型草本果樹，其營養(yǎng)成分豐富，經(jīng)濟價值高，是海南省產(chǎn)量最高的熱帶水果，也是海南省熱帶高效農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一[1-3]。近年來，隨著耕地面積的減少，海南省香蕉種植模式普遍以大面積連作為主，隨著連作年限的增加以及農(nóng)藥、化肥、激素等各類農(nóng)用化學(xué)藥品的大量使用，香蕉生長緩慢，果實發(fā)育遲緩，抗寒力下降，病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，蕉園生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，土壤中有益微生物數(shù)量不斷減少，以枯萎病為代表的土傳病害日益嚴(yán)重，很多產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)連作障礙[4]。目前，國內(nèi)外許多學(xué)者對煙草、棉花、小麥、大豆等作物的連作障礙問題進行了研究，結(jié)果表明，作物連作后土壤結(jié)構(gòu)破壞情況較嚴(yán)重，土壤pH值下降，氮、磷、鉀養(yǎng)分不平衡，有機質(zhì)含量下降[5-7]。目前，關(guān)于海南省不同地區(qū)不同連作年限蕉園土壤養(yǎng)分及線蟲數(shù)量的研究較少。本研究主要對海南省儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣4個地區(qū)不同連作年限蕉園土壤養(yǎng)分及線蟲數(shù)量進行分析，揭示不同連作年限對香蕉土壤養(yǎng)分及線蟲數(shù)量的影響，旨在為連作蕉園合理施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣地點

土壤采自儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣4個香蕉種植產(chǎn)區(qū)，主要位于海南省北部、南部地區(qū)。土壤質(zhì)地分別為黏土、紅壤土、黏土、壤土。

1.2 土壤樣品采集

在上述不同試驗區(qū)分別選取種植年限為1、2、3、4年的香蕉園土壤，同時在相鄰地方選取荒地土壤作為對照（0年），取樣時每塊地采用對角線5點取樣，取樣深度0～30 cm，混勻后取500 g土裝袋，注明采集時間與地點，帶回實驗室，立即測定線蟲數(shù)量，土壤經(jīng)自然風(fēng)干過篩處理后測定相應(yīng)的理化指標(biāo)。

1.3 土壤養(yǎng)分與線蟲數(shù)量測定方法

按常規(guī)方法[8-9]分析土壤養(yǎng)分，采用重鉻酸鉀法分析土壤有機質(zhì)含量，采用半微量凱氏定氮法測定土壤全氮含量，采用0.03 mol/L NH4F-0.025 mol/L HCL浸提-鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量，采用1 mol/L NH4OAC浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀，采用貝曼漏斗法[10]分離土壤線蟲。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003、SPSS 11.0軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 連作年限對香蕉園土壤有機質(zhì)含量的影響

由圖1可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤有機質(zhì)含量隨種植年限的延長均表現(xiàn)為先上升后下降趨勢，種植第1年有機質(zhì)含量與對照（0年）相比明顯下降，第2年有機質(zhì)含量明顯增加，第3年有機質(zhì)含量達(dá)到最高，與對照相比差異均不顯著，第4年有機質(zhì)含量開始下降，與對照相比差異均不顯著。種植第1年土壤有機質(zhì)含量與對照相比顯著下降，這可能是由于農(nóng)民種植香蕉時，對土地進行耕翻，破壞了土壤的團聚體結(jié)構(gòu)，從而使土壤中的有機物暴露在空氣中，有機物失去保護作用而強烈分解，也可能是由于土壤孔性、溫度、濕度條件得到了改善，微生物活性增強，從而促進了呼吸作用，加速了有機質(zhì)的礦化作用[11]。種植第1年還田的香蕉莖不能完全轉(zhuǎn)化為土壤腐殖質(zhì)，加上農(nóng)民有機肥的投入不夠，因此，種植第1 年香蕉園土壤有機質(zhì)含量呈現(xiàn)明顯的下降趨勢[12]。

2.2 連作年限對香蕉園土壤全氮含量的影響

由圖2可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤的全氮含量隨種植年限的延長表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。種植第1、2年土壤全氮含量時高時低，第3年土壤全氮含量達(dá)到最高。第4年土壤全氮含量均明顯下降，與第3年相比差異顯著。

2.3 連作年限對香蕉園土壤速效磷、速效鉀含量的影響

由圖3可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤速效磷含量隨種植年限的延長逐漸增加，種植第1年土壤速效磷含量與對照相比，除樂東縣外，儋州市、臨高縣、澄邁縣土壤速效磷含量均有所下降;第2年至第4年，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣土壤速效磷含量不斷上升，第4年土壤速效磷含量達(dá)到最高，與對照相比差異均顯著，表現(xiàn)出強烈的富集作用。由圖4可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤速效鉀含量隨種植年限的延長逐漸增加，種植第1年土壤速效鉀含量與對照相比，土壤速效鉀含量均有所下降，除澄邁地區(qū)不顯著外，其他地區(qū)均差異顯著;種植第2年至第4年，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣土壤速效鉀含量不斷上升，第4年土壤速效鉀含量達(dá)到最高。由此可知，隨著種植年限的延長，土壤速效鉀、速效磷富集作用明顯，這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民長期施用氮磷鉀復(fù)合肥有關(guān)。

2.4 連作年限對香蕉園土壤線蟲數(shù)量的影響endprint

由圖5可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤線蟲數(shù)量隨種植年限的延長逐漸增加，與對照相比，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣種植香蕉第1年土壤線蟲數(shù)量分別增加了3倍、5倍、20倍、29倍，第2年分別增加了4倍、5倍、16倍、19倍，第3年后分別增加了2倍、4倍、4倍、5倍，第4年分別增加了1倍、1倍、1倍、2倍。儋州市、樂東縣蕉園線蟲數(shù)量比臨高縣、澄邁縣少，這可能是由于農(nóng)民施用生物有機肥較多，生物有機肥可增加植物線蟲的專性寄生菌、機會寄生菌數(shù)量，抑制根結(jié)線蟲對作物的侵染，減少根結(jié)線蟲病害的發(fā)生[13-15]。

3 結(jié)論與討論

3.1 連作年限對香蕉園土壤有機質(zhì)、全氮含量的影響

香蕉莖稈還田是蕉園有機質(zhì)的主要來源，農(nóng)田返還有機質(zhì)的多少，一方面取決于香蕉產(chǎn)量的高低，另一方面取決于蕉農(nóng)能夠?qū)⒍嗌偾o稈返回蕉園。隨著香蕉連作年限的增加，香蕉產(chǎn)量逐漸降低，能夠返還農(nóng)田的莖稈數(shù)量不斷減少，連作年限越長，能補充土壤的有機物也越少[13-16]。本研究結(jié)果表明，隨著蕉園連作年限的增加，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤有機質(zhì)含量均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，這與鐘爽等研究結(jié)果[17]一致。此外，由于土壤中絕大部分氮素為有機結(jié)合形態(tài)，所以，土壤全氮含量與有機質(zhì)含量通常呈正相關(guān)。隨著蕉園連作年限的增加，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤有機質(zhì)、全氮含量均表現(xiàn)為先上升后下降趨勢。

3.2 連作年限對香蕉園土壤速效磷、速效鉀含量的影響

磷元素在土壤中較難移動，淋溶較少，容易在土壤中積累[18]。本研究結(jié)果表明，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤速效磷含量隨種植年限的延長逐漸增加，香蕉連作第1年，由于土壤理化性狀較好，香蕉對速效磷的吸收利用率較高，除樂東縣外，其他地區(qū)土壤速效磷含量與對照相比顯著下降。隨著種植年限的增加，土壤理化性狀不斷惡化，導(dǎo)致香蕉對速效磷的吸收能力及利用率逐漸下降，出現(xiàn)明顯的富集現(xiàn)象。香蕉是喜鉀作物，鉀元素是香蕉生育期氮磷鉀三要素中需求量最大的營養(yǎng)元素，每株香蕉每年需施用鉀肥1 kg左右[19]。本試驗結(jié)果表明，隨著連作年限的增加，土壤中速效鉀含量均出現(xiàn)不同程度的富集，可見香蕉生長過程中雖然鉀肥施用量很高，但是吸收率、利用率卻很低，這可能是由于長期連作導(dǎo)致土壤理化性狀惡化及鉀素供應(yīng)受阻，最終導(dǎo)致土壤鉀素含量不斷升高[20]。

3.3 連作年限對香蕉園土壤線蟲數(shù)量的影響

有學(xué)者認(rèn)為，植物寄生線蟲是引起作物連作障礙的原因之一[21]。某一線蟲群體的建立并不是偶然的，根結(jié)線蟲群體增大是栽培、耕作、灌溉及其他農(nóng)業(yè)措施引起線蟲生境改變的結(jié)果，這種環(huán)境條件在很大程度上破壞了原有的生物多樣性、群體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致根結(jié)線蟲群體數(shù)量逐漸上升，嚴(yán)重破壞了寄主植物[22]。本研究結(jié)果表明，土壤線蟲數(shù)量隨種植年限的增加而增加，這與Liu等研究結(jié)果[23]一致。

本研究結(jié)果表明，海南省儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣蕉園土壤速效磷、速效鉀含量都出現(xiàn)了富集作用，有機質(zhì)含量隨著種植年限的延長逐漸減少，土壤線蟲數(shù)量逐漸增加，容易造成蕉園土壤某些微量元素缺乏，不利于香蕉生長。為了使海南省蕉園土壤養(yǎng)分更加平衡、土壤線蟲數(shù)量減少，應(yīng)嚴(yán)格控制磷肥、鉀肥的施用，加大有機肥投入，提高香蕉園土壤肥力。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃秉智. 香蕉優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培[M]. 北京：金盾出版，1995：1-8.

[2]李豐年，曾惜冰，黃秉智.香蕉栽培技術(shù)[M]. 廣州：廣東科技出版社，1999：1-10.

[3]林 電，顏速亮，常春榮，等. 反季節(jié)組培香蕉氮鉀肥料配比、施肥時期及其效應(yīng)研究[J]. 熱帶作物學(xué)報，2002，23（2）：36-40.

[4]Machado S，Petrie S，Rhinhart K，et al. Long-term continuous cropping in the Pacific Northwest：Tillage and fertilizer effects on winter wheat，spring wheat，and spring barley production[J]. Soil and Tillage Research，2007，94（2）：473-481.

[5]Behera S K，Singh D. Effect of 31 years of continuous cropping and fertilizer use on soil properties and uptake of micronutrients by maize （Zea mays）-wheat （Triticum aestivum） system[J]. Indian Journal of Agricultural Sciences，2009，79（4）：264-267.

[6]Hulugalle N R，Mccorkell B E，Weaver T B，et al. Soil properties in furrows of an irrigated vertisol sown with continuous cotton （Gossypium hirsutum L.）[J]. Soil & Tillage Research，2007，97（2）：162-171.

[7]孫 磊. 不同連作年限對大豆根際土壤養(yǎng)分的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2008，24（12）：266-269.

[8]王茂勝，陳 懿，薛小平，等. 長期連作對烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J]. 耕作與栽培，2010（1）：8-9，43.

[9]中國土壤學(xué)會農(nóng)業(yè)化學(xué)委員會. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析[M]. 北京：科學(xué)出版社，1983.endprint

[10]劉維志. 植物病原線蟲學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：372.

[11]李正才，徐德應(yīng)，傅懋毅，等. 北亞熱帶土地利用變化對土壤有機碳垂直分布特征及儲量的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2007，20（6）：744-749.

[12]潘孝忠，曾建華. 海南香蕉平衡施肥的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2007，13（10）：81-83.

[13]Rodriguez-Kabana R，Morgan-Jones G，Chet I. Biological control of nematodes：soil amendments and microbial antagonists[J]. Plant and Soil，1987，100（13）：237-247.

[14]Oka Y，Yermiyahu U. Suppressive effects of composts against the root-knot nematode Meloidonyne javanica on tomato[J]. Nematology，2002，4（8）：891-898.

[15]Koenning S R，Edmisten K L，Barker K R，et al. Effects of rate and time of application of poultry litter on Hoplolaimus columbus on cotton[J]. Plant Disease，2003，87（10）：1244-1249.

[16]Hati K M，Swarup A，Singh D，et al. Long-term continuous cropping，fertilisation，and manuring effects on physical properties and organic carbon content of a sandy loam soil[J]. Australian Journal of Soil Research，2006，44（5）：487-495.

[17]鐘 爽，何應(yīng)對，韓麗娜，等. 連作年限對蕉園土壤氮磷鉀養(yǎng)分的影響[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，38（23）：64-67.

[18]Wu Y F，Zhang X Y，Gao L H，et al. Effect of different cultivation patterns on continuous cropping soil environment and cucumber growth[J]. Acta Horticulturae Sinica，2007，761：547-554.

[19]樊小林，梁有良，王孝強，等. 香蕉營養(yǎng)與施肥[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2007：196-217.

[20]Srinivasarao C，Vittal K，Kundu S，et al. Continuous cropping，fertilization，and organic manure application effects on potassium in an alfisol under arid conditions[J]. Communications in Soil Science and Plant Analysis，2010，41（6）：783-796.

[21]Mweke A N，Kimenju J W，Seif A A，et al. Potential of sequential cropping in the management of root-knot nematodes in Okra[J]. Asian Journal of Plant Sciences，2008，7（4）：399-403.

[22]Piskiewicz A M，De Milliano M J，Duyts H A. Plant ectoparasitic nematodes prefer roots without their microbial enemies[J]. Plant and Soil，2009，316（1/2）：277-284.

[23]Liu Y，Hua J，Jiang Y，et al. Nematode communities in greenhouse soil of different ages from Shenyang suburb[J]. Helminthologia，2006，43（1）：51-57.endprint