不同作物-香蕉輪作對香蕉生產(chǎn)及土壤肥力質(zhì)量的影響

賴朝圓, 楊 越, 陶成圓, 王一鳴, 郭繼陽, 王蓓蓓, 阮云澤, 趙 艷

(1.海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南 ?？?570228; 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095)

香蕉(Musanana)是重要的熱帶水果, 同時也是僅次于水稻(Oryzasativa)、小麥(Triticumaestivuml)、玉米(Zeamays)的第4大糧食作物[1]。目前香蕉產(chǎn)業(yè)己成為中國熱帶亞熱帶區(qū)域的支柱產(chǎn)業(yè)之一, 對南方經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)民收入水平的提高起著舉足輕重的作用[2]。

在當前香蕉生產(chǎn)中, 高度集約化導(dǎo)致的長期連作現(xiàn)象普遍存在。長期連作后，土壤酸化、有害線蟲增加、土傳枯萎病病菌積累、土壤養(yǎng)分不平衡、土壤微生物失衡等現(xiàn)象愈加嚴重, 且土壤質(zhì)量嚴重退化, 直接影響了香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)[1,3-8]。目前主要的防控措施仍存在各種問題，例如化學(xué)農(nóng)藥易殘留、農(nóng)業(yè)措施和生物防控效果極不穩(wěn)定,抗病品種的產(chǎn)量和品質(zhì)下降等[9-14]。而輪作能夠有效促進有機質(zhì)、養(yǎng)分等土壤資源的循環(huán)利用, 改善土壤的理化特性, 維持土壤微生物的多樣性及活性, 抑制單一有害微生物的爆發(fā)式生長, 進而促進土地資源的可持續(xù)性利用, 是減輕或避免連作障礙發(fā)生的最佳防范措施[15-16]。前期報道, 香蕉與韭菜(Alliumtuberosum)、水稻、菠蘿(Ananascomosus)、茄子(Solanummelongena)等作物輪作, 均能有效地改善蕉園土壤的連作障礙[17-20], 然而由于香蕉種植區(qū)的氣候、地形、地貌等差異較大, 因此, 有必要開展更多輪作體系的研究。

辣椒(Capsicumannuum)、南瓜(Cucurbitamoschata)、冬瓜(Benincasahispida)和甘蔗(Saccharumofficinarum)作為海南省主要作物, 具有較高的經(jīng)濟價值。本研究運用主坐標分析(Principal coordinates analysis, PCoA)和多元回歸樹分析(Multivariate regression trees, MRT)方法綜合評價與上述4種作物的輪作對香蕉生長及土壤肥力的影響, 以期篩選出適合海南香蕉生產(chǎn)的輪作模式, 為連作障礙蕉園土壤修復(fù)和建立科學(xué)合理的輪作制度提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設(shè)計

1.1.1 試驗材料 2015年6月, 在走訪調(diào)查海南島北部香蕉主產(chǎn)區(qū)蕉園香蕉枯萎病發(fā)病情況的基礎(chǔ)上，選取海南省澄邁縣橋頭鎮(zhèn)豐西村香蕉田塊作為試驗田塊。該地屬熱帶季風(fēng)氣候, 年平均氣溫23.8 ℃, 年均降雨量1 786.1 mm, 年平均日照時數(shù)2 059 h, 熱雨同季, 全年無霜。試驗香蕉品種為寶島218, 由海南萬鐘實業(yè)有限公司提供。羊糞有機肥購自海南宜康生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司,有機質(zhì)≥45%, 總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥5.0%, 水分≤30%；生物有機肥購自江陰市聯(lián)業(yè)生物科技有限公司, 總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥6%,1 g生物有機肥有效活菌數(shù)≥2×107個；硝酸磷型復(fù)合肥(16∶6∶20)和硫酸鉀型復(fù)合肥(15∶15∶15)購自海南諾澤農(nóng)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。

1.1.2 試驗設(shè)計 試驗設(shè)連作與輪作2種種植模式, 共5個處理, 每個處理設(shè)3個小區(qū)重復(fù), 采用隨機區(qū)組設(shè)計, 每個小區(qū)種植50棵香蕉苗。連作試驗選擇連作7年以上的香蕉地塊為對照(B)；輪作試驗選擇香蕉連作4年以上的地塊種植1年不同作物后再植兩季香蕉, 輪作模式設(shè)為香蕉-辣椒-香蕉-香蕉(B-PE)、香蕉-甘蔗-香蕉-香蕉(B-S)、香蕉-冬瓜-香蕉-香蕉(B-W)、香蕉-南瓜-香蕉-香蕉(B-PU)。2016年7月為第1季香蕉收獲期,2017年6月為第2季香蕉收獲期。羊糞有機肥(5 997.0 kg/hm2)和生物有機肥(1 499.2 kg/hm2)以底肥的形式施入, 花芽分化期施硝酸磷型復(fù)合肥599.7 kg/hm2, 硫酸鉀型復(fù)合肥2 998.5 kg/hm2。各處理田間管理采用香蕉常規(guī)栽培管理方法。

1.2 樣品采集

1.2.1 土壤樣品采集 2017年6月香蕉收獲期采集土壤樣品。各小區(qū)內(nèi)隨機選取5株至少間隔5 m以上的健康香蕉植株采集土壤樣品, 在香蕉植株滴水線以內(nèi)用土鉆隨機鉆取4個土樣, 收集0～20 cm的表層土壤, 用四分法保留1 kg左右的土壤。土樣的一半在實驗室內(nèi)自然晾干用于土壤養(yǎng)分分析, 剩余的一半土樣4 ℃下保存以備土壤微生物試驗用。

1.2.2 香蕉果實采集 2017年6月香蕉收獲期采收香蕉果實。各小區(qū)隨機選取3株成熟健康香蕉的果實稱質(zhì)量, 計算單株產(chǎn)量。并從中隨機選取1株香蕉果實, 切下倒數(shù)第3把香蕉用于香蕉品質(zhì)測定。

1.3 測定方法

1.3.1 香蕉枯萎病發(fā)病率及防控率的測定 2017年6月香蕉收獲期統(tǒng)計每個小區(qū)的香蕉枯萎病發(fā)病率。將出現(xiàn)黃葉、葉片萎蔫、假莖呈現(xiàn)褐色并開裂等典型枯萎病癥狀的香蕉植株和母株早已病死而重新發(fā)出吸芽苗的香蕉植株, 均統(tǒng)計為發(fā)病植株。計算枯萎病發(fā)病率和防控率，發(fā)病率=(發(fā)病香蕉株數(shù)/定植香蕉總株數(shù))×100%, 防控率=[(對照發(fā)病率-處理發(fā)病率)/對照發(fā)病率]×100%[19-20]。

1.3.2 植株長勢的測定 在香蕉收獲期每個小區(qū)隨機選取3棵健康香蕉植株記錄莖圍和株高。莖圍為距離植株基部1 m處的莖圍。株高為香蕉植株基部到植株倒數(shù)第2片與倒數(shù)第3片葉片交匯處的直線距離。

1.3.3 果實品質(zhì)的測定 用乙烯利400倍液催熟采集的香蕉果實作為樣品?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定，糖度采用手持折光儀WZ-103測定，酸度用滴定法測定，維生素C含量采用抗壞血酸法測定[21]。

1.3.4 土壤養(yǎng)分測定 土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀和有效磷含量以及土壤pH的測定均參照鮑士旦的方法[22]。

1.3.5 土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量的測定 土壤可培養(yǎng)放線菌、細菌、真菌及尖孢鐮刀菌的數(shù)量均采用平板稀釋涂布法測定。稱取10 g新鮮土壤樣品至90 ml無菌水中, 30 ℃、180 r/min振蕩30 min, 將土壤懸液稀釋至合適的梯度。吸取100 μl稀釋液于不同培養(yǎng)基平板上均勻涂布后培養(yǎng)。放線菌采用改良的高氏一號培養(yǎng)基30 ℃培養(yǎng)4 d，細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基30 ℃培養(yǎng)1 d，真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基28 ℃培養(yǎng)2 d，尖孢鐮刀菌采用改良的Komada培養(yǎng)基K2[23]28 ℃培養(yǎng)2 d。培養(yǎng)后計數(shù)平板上形成的菌落數(shù), 并轉(zhuǎn)換成每1 g干土形成的菌落數(shù)(Colony formingunit, CFU)。土壤線蟲(Caenorhabditiselegans)數(shù)量的測定：采用淺盤法[24]分離線蟲。稱取100 g土樣, 室溫下培養(yǎng)48 h后, 收集線蟲懸液, 在體視顯微鏡下進行計數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進行處理和繪圖。采用SPSS22.0統(tǒng)計分析軟件, 通過單因素方差分析(ANOVA)進行數(shù)據(jù)比較，Duncan’s新復(fù)極差法檢驗處理間差異顯著性, 利用Pearson和Spearman相關(guān)性分析比較各指標相關(guān)關(guān)系。采用R語言vegan包進行主坐標分析(PCoA)、多元回歸樹分析(MRT)。

多元回歸樹分析(MRT)在植物群落研究中是一種檢驗多物種和多環(huán)境因子之間關(guān)系的有效方法, 它是按照一定的規(guī)則通過重復(fù)分解自變量來減少樣地中群落的非相似性, 以此解釋、描述和預(yù)測多物種數(shù)據(jù)和多個環(huán)境特征之間的關(guān)系。本試驗借鑒該方法, 研究不同輪作處理后土壤的差異, 自變量為不同耕作方式(連作B為Farming=1, 輪作B-PE、B-S、B-W和B-PU為Farming=2)及不同前茬作物(B為Plant=1, B-PE為Plant=2，B-S為Plant=3，B-W為Plant=4，B-PU為Plant=5), 因變量為土壤的pH值、速效鉀含量、速效磷含量、堿解氮含量、有機質(zhì)含量、細菌總數(shù)、放線菌總數(shù)、真菌總數(shù)、尖孢鐮刀菌數(shù)量和線蟲總數(shù)這10個指標。

2 結(jié)果與分析

2.1 輪作對再植香蕉生產(chǎn)的影響

從表1可知, 輪作可顯著促進再植香蕉植株生長, 提高香蕉果實產(chǎn)量。與連作對照B相比, 輪作處理(B-PE、B-S、B-W、B-PU)的香蕉株高、莖圍、產(chǎn)量、單把質(zhì)量分別提高了 13.14%～41.80%、14.82%～38.42%、9.69%～45.61%、52.60%～104.55%。其中B-PE、B-S、B-W輪作處理的株高、莖圍、產(chǎn)量和單把質(zhì)量均顯著比對照B提高；B-PU處理的株高、莖圍、產(chǎn)量與對照B間沒有顯著差異, 單把質(zhì)量顯著高于對照B。由此可知B-PE、B-S、B-W輪作處理的促生效果較好, 可以顯著促進香蕉植株生長, 提高香蕉果實產(chǎn)量。

表1不同輪作處理對香蕉植株生長的影響

Table1Effectsofdifferentrotationtreatmentsonthegrowthofbananaplants

處理 株高(cm)莖圍(cm)產(chǎn)量(kg)單把質(zhì)量(kg)B167．40±8．29b47．03±3．78c20．63±0．67d1．54±0．32cB?PE237．37±17．23a65．10±5．56a30．04±0．75a3．15±0．06aB?S228．93±19．34a62．90±4．73ab26．02±1．99b2．85±0．19aB?W229．10±11．66a60．30±5．37ab25．41±1．47bc2．88±0．32aB?PU189．40±14．61b54．00±7．89bc22．63±2．72cd2．35±0．13b

B: 香蕉連作對照; B-PE: 辣椒-香蕉輪作; B-S: 甘蔗-香蕉輪作; B-W: 冬瓜-香蕉輪作; B-PU: 南瓜-香蕉輪作。同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05 水平上有顯著差異。

輪作處理改變了香蕉果實的品質(zhì)(表2)。與連作對照B相比, 輪作處理香蕉果實的可溶性蛋白質(zhì)含量提高了 3.01%～21.08%，pH值增加了 0.25～0.45, 而酸度降低了 20.56%～40.56%。其中處理B-S、B-W的可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于對照B。輪作處理香蕉果實的pH值均顯著高于連作對照B,果實的酸度和VC含量顯著低于連作對照B。各處理間香蕉果實的可溶性固形物含量沒有明顯差異。該結(jié)果表明B-S、B-W輪作處理能在可溶性蛋白質(zhì)含量這個指標上提高香蕉果實品質(zhì)。

表2不同輪作處理對香蕉果實品質(zhì)的影響

Table2Effectsofdifferentrotationtreatmentsonthequalityofbananafruit

處理 可溶性蛋白質(zhì)含量(mg/g)可溶性固形物含量(%)pH值酸度(%)VC含量(mg/g)B1．66±0．04c20．87±0．23a4．88±0．04b7．20±0．12a0．0420±0．0002aB?PE1．71±0．03bc20．70±0．26a5．13±0．15a5．72±0．13b0．0260±0．0004dB?S2．01±0．02a20．47±0．12a5．33±0．14a5．43±0．20c0．0234±0．0002eB?W1．73±0．03b20．07±0．81a5．28±0．12a4．28±0．06d0．0299±0．0003bB?PU1．66±0．03c20．73±0．64a5．17±0．13a5．40±0．03c0．0267±0．0004c

各處理見表1注。

2.2 輪作對再植香蕉土傳枯萎病發(fā)病率及可培養(yǎng)尖孢鐮刀菌數(shù)量的影響

輪作處理降低了再植香蕉土傳枯萎病的發(fā)病率, 提高了防控率。連作對照B的香蕉枯萎病發(fā)病率為16.35%, 而輪作處理B-PE、B-S、B-W、B-PU的發(fā)病率分別僅為4.03%、4.37%、5.46%、9.24%(圖1)。所有輪作處理的香蕉枯萎病發(fā)病率均顯著低于連作對照, 其中B-PE、B-S、B-W處理的發(fā)病率顯著低于B-PU處理。相比于對照B，處理B-PE、B-S、B-W、B-PU的防控率分別達到75.41%、73.33%、66.62%和43.51%。其中B-PE、B-S、B-W處理的防控率顯著高于B-PU處理。說明輪作處理均對香蕉枯萎病具有較好的防控效果, 其中B-PE、B-S、B-W處理比B-PU處理效果更為顯著。

各處理見表1注。不同字母表示處理間差異達到0.05顯著水平。圖1 不同輪作處理對香蕉枯萎病發(fā)病率及防控率的影響Fig.1 Effects of different rotation treatments on the incidence and control rate of banana Fusarium wilt disease

輪作處理降低了再植香蕉收獲期土壤中可培養(yǎng)尖孢鐮刀菌數(shù)量(圖2)。各處理的土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量表現(xiàn)出較大差異, 處理B-PE、B-S的尖孢鐮刀菌數(shù)量分別為 3.69×104CFU/g、4.18×104CFU/g, 與對照B相比, 顯著降低了 21.90%～31.11%。而對照B、處理B-W、B-PU的尖孢鐮刀菌數(shù)量高達 5.36×104CFU/g、5.74×104CFU/g、5.84×104CFU/g, 三者之間無顯著差異。該結(jié)果表明B-PE和B-S輪作處理能顯著降低土壤尖孢鐮刀菌的數(shù)量。

各處理見表1注。不同字母表示處理間差異達到0.05顯著水平。圖2 不同輪作處理對土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量的影響Fig.2 Effects of different rotation treatments on the quantity of Fusarium oxysporum in soil

Pearson 相關(guān)性分析結(jié)果(圖3)顯示, 在輪作不同作物后再植香蕉收獲期的土壤中尖孢鐮刀菌數(shù)量對數(shù)值與枯萎病發(fā)病率之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P=0.039,R2=0.288 7)。

圖3 香蕉發(fā)病率與尖孢鐮刀菌數(shù)量之間的相關(guān)性Fig.3 Correlation between disease incidence and quantity of Fusarium oxysporum

將土壤養(yǎng)分和土壤微生物指標結(jié)合為土壤肥力質(zhì)量指標, 用Pearson和Speaman相關(guān)系數(shù)計算土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量與其他土壤肥力質(zhì)量指標之間的相關(guān)性。結(jié)果(表3)顯示,在Pearson和Speaman分析結(jié)果中速效磷、細菌總數(shù)與尖孢鐮刀菌數(shù)量間均呈顯著負相關(guān)關(guān)系, 而pH值僅在Pearson分析結(jié)果中呈負相關(guān)關(guān)系。有機質(zhì)含量、速效鉀含量、堿解氮含量、真菌總數(shù)、放線菌總數(shù)、線蟲總數(shù)與尖孢鐮刀菌數(shù)量之間沒有顯著相關(guān)關(guān)系。說明輪作處理制約土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量的關(guān)鍵因子為pH值、速效磷含量、細菌總數(shù)。

表3尖孢鐮刀菌與土壤肥力質(zhì)量指標的相關(guān)系數(shù)

Table3CorrelationcoefficientbetweenFusariumoxysporumandsoilfertilityqualityindex

指標 均值標準差樣品數(shù)量(N)皮爾遜相關(guān)系數(shù)斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)pH6．240．4715-0．528?-0．395有機質(zhì)含量(%)2．350．35150．1780．13速效鉀含量(mg/kg)346．5088．5415-0．418-0．484速效磷含量(mg/kg)87．8479．3715-0．799??-0．745??堿解氮含量(mg/kg)129．1222．34150．1820．183細菌總數(shù)(CFU/g)5521333．331358964．4515-0．770??-0．763??放線菌總數(shù)(CFU/g)1397733．33499019．52150．3380．327真菌總數(shù)(CFU/g)146753．33108931．09150．092-0．366線蟲總數(shù)(條/g)2．4882．0515-0．1220．073

*為置信度(雙測)為 0.05 時, 相關(guān)性顯著;**為置信度(雙測)為 0.01 時, 相關(guān)性顯著。

2.3 輪作后再植香蕉園土壤肥力質(zhì)量的綜合評價

于土壤肥力質(zhì)量指標的主坐標分析(PCoA)結(jié)果(圖4)顯示，輪作后再植香蕉園土壤肥力質(zhì)量不同處理間差異明顯。從第1主成分(貢獻率為37.61%)來看, 輪作處理B-W、B-PU散點高、分布明顯, 能顯著地與連作對照B區(qū)分開, 表明這2個輪作處理的土壤肥力質(zhì)量均與連作對照B間存在明顯差異; 但從第2主成分(貢獻率為36.11%)來看, 輪作處理B-PE、B-S、B-W散點分布明顯, 能顯著與連作對照B區(qū)分開, 而B-PU處理與連作對照B仍存在部分重合。表明不同作物輪作后能改變土壤肥力質(zhì)量, B-PE、B-S、B-W處理在10個土壤肥力質(zhì)量指標上與連作對照B已經(jīng)完全區(qū)分開, 而B-PU處理并未區(qū)分開來。

各處理見表1注。圖4 不同輪作處理后土壤肥力質(zhì)量指標PCoA分析Fig.4 PCoA analysis of soil fertility quality indices after different rotation treatments

運用多元回歸樹分析(MRT)評價輪作后再植香蕉的土壤肥力質(zhì)量差異。結(jié)果(圖5)顯示, 基于Bray-Curtis距離的多元回歸樹分析解釋了輪作后再植香蕉的土壤肥力質(zhì)量變化的95.3%。不同處理的土壤肥力質(zhì)量差異第一次分割是以前茬作物(Plant=4.5)為節(jié)點分裂出2個分支(B-PU和其他處理), 然后再根據(jù)不同耕作模式為節(jié)點(Farming=1.5)分裂成2個分支(連作模式和輪作模式), 最后再以不同前茬作物為2個節(jié)點(Plant=3.5和Plant=2.5)分裂成3個分支(B-W、B-PE、B-S)。表明與連作土壤相比, 辣椒、甘蔗及冬瓜輪作處理(B-PE、B-S、B-W)間的土壤肥力質(zhì)量差異較小。同時, 不同耕作模式貢獻了總差異的39.1%, 表明不同耕作模式是造成土壤肥力質(zhì)量差異的主要驅(qū)動因子。

各處理見表1注。圖5 不同輪作處理后土壤肥力質(zhì)量指標MRT分析Fig.5 MRT analysis of soil fertility quality indices after different rotation treatments

3 討 論

3.1 輪作處理可促進香蕉植株生長, 提高香蕉果實產(chǎn)量和品質(zhì)

前人研究發(fā)現(xiàn), 輪作不同作物(辣椒、茄子、番茄、韭菜) 后可促進香蕉生長, 從而提高香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)[1,18,25]。與之類似, 本研究中, 與香蕉連作對照相比, 辣椒、甘蔗、冬瓜輪作處理(B-PE、B-S、B-W) 對再植香蕉的株高、莖圍、產(chǎn)量和品質(zhì)(可溶性蛋白質(zhì)含量)均有顯著促進作用；而南瓜輪作處理(B-PU)與連作對照相比, 在株高、莖粗、產(chǎn)量和品質(zhì)指標上也有一定程度的提高。說明辣椒、甘蔗、冬瓜輪作后可促進再植香蕉植株的生長, 也更有利于提高香蕉果實產(chǎn)量和品質(zhì)。這可能是由于辣椒、甘蔗、冬瓜的輪作增加了土壤中微生物數(shù)量, 改變了土壤肥力水平。

3.2 輪作處理可提高土壤pH值、速效磷含量和細菌總數(shù), 從而制約土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量, 降低發(fā)病率

香蕉枯萎病是香蕉生產(chǎn)中重點防治的土傳病害, 也是香蕉連作障礙的主要構(gòu)成因素, 因此抑制鐮刀菌的繁殖, 降低枯萎病的發(fā)病率是判斷克服連作障礙效果的重要指標。辛侃等[16]研究結(jié)果表明, 與連作對照相比, 水稻輪作后再植香蕉的病原菌數(shù)量下降了71.5%, 香蕉發(fā)病率降低了81.7%, 本試驗結(jié)果與其一致。與連作對照相比, 辣椒-香蕉和甘蔗-香蕉輪作處理(B-PE和B-S)均能顯著降低土壤中尖孢鐮刀菌數(shù)量(減少21.90%～ 31.11%)和香蕉枯萎病發(fā)病率(降低11.98%～12.32%), 且提高枯萎病防控率至73.33%～75.41%。而冬瓜和南瓜輪作后再植香蕉(B-W、B-PU) 并未降低土壤中尖孢鐮刀菌數(shù)量, 仍可顯著降低香蕉枯萎病的發(fā)病率, 這可能是由于本試驗結(jié)果中土壤尖孢鐮刀菌總數(shù)包含有除香蕉枯萎病?；鸵酝獾募怄哏牭毒?。同時, 冬瓜-香蕉輪作處理(B-W)對枯萎病的防控效果顯著高于南瓜-香蕉輪作處理(B-PU)。因此, 辣椒-香蕉和甘蔗-香蕉輪作防控香蕉土傳病害的效果更好, 冬瓜-香蕉輪作次之, 南瓜-香蕉輪作效果最差。

本研究結(jié)果顯示香蕉枯萎病發(fā)病率與尖孢鐮刀菌數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系(P=0.039,R2=0.288 7), 表明尖孢鐮刀菌數(shù)量與香蕉枯萎病的爆發(fā)密切相關(guān)。這與王蓓蓓[26]的研究結(jié)果一致。尖孢鐮刀菌數(shù)量與土壤肥力質(zhì)量指標的相關(guān)性分析結(jié)果顯示, pH值、速效磷和總細菌數(shù)與尖孢鐮刀菌數(shù)量間均呈顯著負相關(guān)關(guān)系。有研究結(jié)果表明，土壤pH與亞麻(LinymusitatissimumL.)、草莓(Fragariaananassa)、香蕉尖孢鐮刀菌之間呈負相關(guān)關(guān)系[27-30]。Davey等[30]研究發(fā)現(xiàn)速效磷含量高的土壤中，由絲核菌引起的小麥根腐病發(fā)病率和茄屬絲核菌引起的莖腐病發(fā)病率均較低。洪珊等[17]的研究結(jié)果表明，輪作茄子后再植香蕉的土壤中總細菌數(shù)量顯著增加，尖孢鐮刀菌數(shù)量顯著降低。Wiggins等[31]研究發(fā)現(xiàn)，燕麥作為綠肥使土壤中細菌和放線菌的密度增加后，會增加土壤對疫病病原菌的抑制效果。因此，本試驗中所有輪作處理的發(fā)病率顯著比連作對照低的原因可能為: 輪作改善了土壤酸性環(huán)境, 提高了速效磷含量和土壤總細菌數(shù)量，抑制了尖孢鐮刀菌的生長, 從而促進了植物生長和增強宿主抵御土傳病原菌的能力。

3.3 輪作能緩解香蕉連作障礙, 改變土壤肥力質(zhì)量

多元回歸樹分析(MRT)和主坐標分析(PCoA)是檢驗多物種和多環(huán)境因子之間關(guān)系的2個有效方法[32-33], 本研究借鑒其評價輪作后再植香蕉的土壤肥力質(zhì)量差異。MRT分析結(jié)果顯示，不同輪作耕作模式的貢獻率最高, 占了總差異的39.1%, 說明不同輪作模式是造成本試驗土壤肥力質(zhì)量差異的主要驅(qū)動因子。而與連作土壤相比, 辣椒、甘蔗及冬瓜輪作處理(B-PE、B-S、B-W)間的土壤肥力質(zhì)量差異較小。同時, PCoA分析結(jié)果顯示, 從第1主成分(貢獻率為37.61%)上能將冬瓜、南瓜輪作處理(B-W、B-PU)與連作對照B區(qū)分開來, 而辣椒、甘蔗輪作處理(B-PE、B-S)與連作對照B存在重合部分, 這表明第一主成分可能是以前茬作物的親緣關(guān)系來聚類, 而B-W和B-PU處理中前茬作物同為葫蘆科, 所以與其他處理區(qū)分開。而從第2主成分(貢獻率為36.11%)上能將辣椒、甘蔗和冬瓜輪作后再植香蕉(B-PE、B-S、B-W)顯著與連作對照B區(qū)分開。說明這3個輪作處理在10個土壤肥力質(zhì)量指標上能顯著改變連作土壤的質(zhì)量, 而南瓜輪作后再植香蕉(B-PU)并未有效地改變土壤肥力質(zhì)量。與此類似, 高圣超等[34]在對土壤微生物多樣性的分析中發(fā)現(xiàn), 3個施肥處理的細菌群落結(jié)構(gòu)在PC1 軸上聚在一起, 而與對照是分開的, 表明施肥明顯改變了土壤細菌的群落構(gòu)成。結(jié)合本試驗的MRT和PCoA結(jié)果分析可知, 輪作能緩解香蕉連作障礙, 促進土壤養(yǎng)分和土壤微環(huán)境平衡, 從而改變土壤肥力質(zhì)量。試驗中輪作辣椒、甘蔗、冬瓜后再植香蕉的輪作模式, 均有效地優(yōu)化了土壤肥力質(zhì)量，但南瓜輪作后再植香蕉卻未改善土壤肥力質(zhì)量，其原因有待進一步研究。

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