間作玉米對連作馬鈴薯光合作用的調(diào)節(jié)作用

林梓燁++劉先彬++張金榮

摘 要：研究間作對馬鈴薯連作障礙是否有土壤生物群落多樣性減輕調(diào)節(jié)作用，消減病蟲害已在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。通過玉米與馬鈴薯盆栽正茬、重茬和田間正茬，利用光合作用分析技術(shù)，闡明間作玉米對馬鈴薯連作土壤微生物群落多樣性的調(diào)節(jié)原理。結(jié)果表明：間作玉米對馬鈴薯土壤微生物群落多樣性調(diào)節(jié)作用明顯，往有利于馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的方向發(fā)揮作用。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；光合作用；連作障礙

中圖分類號：S532 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150733007

馬鈴薯是忌連作作物，在育種工作中面臨的問題之一就是試驗(yàn)地的輪作倒茬，長期的連作會造成馬鈴薯種植過程中的連作障礙，表現(xiàn)為馬鈴薯品種退化、品質(zhì)降低、產(chǎn)量下降等，嚴(yán)重制約著馬鈴薯種植業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。導(dǎo)致連作障礙發(fā)生主要原因來自土壤，微生物種群結(jié)構(gòu)失衡是導(dǎo)致作物減產(chǎn)、土壤質(zhì)量下降的主要原因之一[1]。為采取科學(xué)農(nóng)藝措施進(jìn)行土壤環(huán)境調(diào)控，減輕連作障礙，提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。有愈來愈多的注意力集中到用土壤微生物參數(shù)來評價(jià)土壤肥力和土壤質(zhì)量。這些參數(shù)主要包括土壤微生物生物量、種群多樣性以及土壤各種酶活性[3]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)、品種、方法

試驗(yàn)于2013年在福建農(nóng)林大學(xué)試驗(yàn)基地試驗(yàn)田進(jìn)行，利用盆栽種植。馬鈴薯品種為紫花851，玉米品種為金菲。方法為將40個(gè)空盆放入統(tǒng)一處理過的土壤，以減少試驗(yàn)誤差。再將40盆帶土的盆均分成4個(gè)處理，各個(gè)處理按照常規(guī)的栽培種植方法進(jìn)行。具體各個(gè)小區(qū)處理的種植方式如下：T1；10盆種植玉米T2：10盆種植馬鈴薯T3：10盆間作馬鈴薯與玉米T4：10盆不種植任何作物做空白處理。各小區(qū)面積約0.0942平方米。除試驗(yàn)處理不同外，其余田間管理同目前生產(chǎn)上優(yōu)質(zhì)馬鈴薯和玉米的生產(chǎn)方法。

1.2 凈光合速率的測定

隨機(jī)取樣，5次重復(fù)，馬鈴薯葉片選擇第N片葉，玉米以穗位葉作為測定葉片。測量時(shí)選擇晴朗無風(fēng)的天氣，在上午10：00-14： 00進(jìn)行測定。設(shè)備為美國Li-cor公司生產(chǎn)的Li-6400 便攜式光合作用測定系統(tǒng)，選用紅藍(lán)光源，光量子通量密度（PPFD）設(shè)為2 000μmol /（ m2·s） 。

2 結(jié)果與分析

2.1 拔節(jié)期冠層內(nèi)葉片光合特性垂直變化特征

表1描述了四個(gè)處理中玉米葉片和馬鈴薯葉片的最大光合速率（PN）和氣孔導(dǎo)度（gs）、胞間二氧化碳濃度（Ci）和蒸騰速率（E）對種植方式的反應(yīng)。在三個(gè)處理中，馬鈴薯的光合速率（PN）在單作中，馬鈴薯的光合速率大于間作中馬鈴薯葉片的光合速率，但差異不顯著；玉米葉片的光合速率表現(xiàn)出玉米單作顯著高于玉米馬鈴薯間作；馬鈴薯葉片的氣孔導(dǎo)度（gs）表現(xiàn)出馬鈴薯單作顯著高于馬鈴薯玉米間作，玉米葉片的氣孔導(dǎo)度（gs）表現(xiàn)出玉米單作大于間作中玉米葉片的氣孔導(dǎo)度（gs）但差異不顯著；馬鈴薯葉片的胞間二氧化碳濃度（Ci）表現(xiàn)出馬鈴薯單作顯著高于馬鈴薯玉米間作，玉米葉片的二氧化碳濃度（Ci）表現(xiàn)出玉米單作顯著低于馬鈴薯玉米間作。

3 結(jié)論與討論

光合作用的相關(guān)參數(shù)是檢驗(yàn)植物光和器官光合能力的重要指標(biāo)。在本研究中，我們通過不同的方法描述這四個(gè)參數(shù)在四種不同種植方式中的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，間作會對玉米及馬鈴薯的光合作用產(chǎn)生顯著的影響，在相同的施肥水平上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出，單作的光合作用要優(yōu)于間作。在以往的報(bào)道中相比單作，間作作物的光合速率往往表現(xiàn)出較高的水平，這可能與不同種植方式下，冠層的結(jié)構(gòu)差異、養(yǎng)分供應(yīng)狀況等因素共同作用的結(jié)果。但在盆栽試驗(yàn)中，作物并不會形成較好的群體冠層結(jié)構(gòu)，因此土壤養(yǎng)分，及養(yǎng)分利用效率可能是影響光合作用相關(guān)參數(shù)的重要因素。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳鳳芝，劉元英.設(shè)施蔬菜連作障礙原因綜合分析與防治措施[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，31（ 3 ）： 241- 247.

[2] 周禮愷，曹承綿.土壤酶活性的總體在評價(jià)土壤肥力水平中作用[J].土壤學(xué)報(bào)，1983，20（4）： 413-417.

[3] 郭瑞英， 陳清，李曉林.土壤微生物-抑病性與土壤健康[J].中國蔬菜， 2005， S1： 78-82.

作者簡介：林梓燁（1994-），女，漢族，福建長汀人，福建農(nóng)林大學(xué)作物科學(xué)學(xué)院13級農(nóng)學(xué)本科生；劉先彬（1993-），男，漢族，福建三明人，福建農(nóng)林大學(xué)作物科學(xué)學(xué)院12級農(nóng)學(xué)本科生；張金榮（1990-），男，漢族，福建長汀人，福建農(nóng)林大學(xué)作物科學(xué)學(xué)院10級農(nóng)學(xué)專業(yè)。