小麥-玉米輪作一體化保護栽培期間土壤微生物群落變化

張 霞

（滕州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山東，棗莊 277500）

小麥和玉米作為我國北方重要的糧食作物，對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展及國家糧食貯備有著極為重要的影響。由于種植環(huán)境的相似性，冬小麥和夏玉米的輪作一直是人們充分利用耕地，提高糧食產(chǎn)量的有效手段。

1 土壤微生物群落的重要性

土壤是植被生長的載體，孕育地球生物多樣性，也是地球環(huán)境的重要組成部分。自農(nóng)耕文化發(fā)展以來，土壤是人們栽種糧食，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本保障。而土壤中的微生物是整個土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，微生物的活動轉(zhuǎn)化為氮鉀磷等多種元素，這是都是植株生長發(fā)育養(yǎng)分的主要來源，土壤中微生物越多，土壤就越肥沃，越適合糧食農(nóng)作物的生長。土壤中微生物對土壤基質(zhì)的變化非常敏感，群落結構組成及微生物的多樣性變化決定土壤的肥力。近年來在生物科技研究的過程中對土壤微生物的群落結構組成也有大量的的實驗和文獻，指導生態(tài)系統(tǒng)管理也已經(jīng)成為了研究的熱點。

土壤中微生物群落的變化也是衡量耕地種植農(nóng)作物的重要指標，小麥-玉米輪作制對土壤微生物群落的影響，有利于當?shù)剞r(nóng)業(yè)部門及種植戶判斷農(nóng)作物生長發(fā)育的情況。而之所以采取輪作的方式，是因為在耕地上連續(xù)耕種同一種農(nóng)作物，會導致病蟲害遺留在土壤中，造成下次耕種時，病蟲害發(fā)生的幾率會增大；以及持續(xù)耕種同一種農(nóng)作物，土壤吸收的營養(yǎng)成分吸收也比較一致，會降低土壤的肥力。而通過輪作的方式，可以增加土壤中微生物群落，并且耕種的方式不一樣，也會讓土壤有休生養(yǎng)息的機會，從而增加土壤肥力。輪作還是防治病蟲害的重要方式。

2 小麥-玉米輪作一體化保護栽培的原因

小麥-玉米輪作高產(chǎn)栽培在全國很多地區(qū)得到較大的推廣，對小麥和玉米的產(chǎn)量提升有很大的幫助。而小麥-玉米輪作的方式能夠保存土壤中養(yǎng)分及區(qū)域的光照和水分，在同一片土地上獲得更高的經(jīng)濟效益。

輪作的主要原因有幾點，首先是為了改變土壤的環(huán)境，防治病蟲害對農(nóng)作物禍害。其次是充分利用土壤中營養(yǎng)成分，可以有效防治土壤中營養(yǎng)成分的流失及缺素癥的發(fā)生。最后，可以充分利用區(qū)域氣候、土壤、光照、水分等一切有利資源，提高糧食作用的產(chǎn)量。

小麥-玉米輪作一體化保護栽培，有利于進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究，進行多種農(nóng)業(yè)實驗，得到更多農(nóng)業(yè)種植的相關數(shù)據(jù)，讓農(nóng)業(yè)種植更加科學和合理，通過人為力量提高糧食作物的產(chǎn)量。

3 保護期間采取不同輪作方式對土壤微生物的影響

小麥-玉米輪作一體化的過程中，會采取多種耕作方式，如免耕、翻耕、淺松和深松、秸稈覆蓋等，每種方式都會給土壤微生物群落帶來不同的變化。為了得到微生物群落變化的詳細數(shù)據(jù)，需要選取實驗地，并詳細記錄小麥-玉米不同的生長時期，微生物群落變化。

3.1 保護期間采取不同輪作方式對小麥根際土壤微生物的影響

輪作方式對不同時期小麥-玉米的微生物數(shù)據(jù)會產(chǎn)生一定的影響，如在小麥的揚花期，微生物較為活躍，土壤細菌含量也是最高的，到了小麥-玉米的收獲期，根際的細菌數(shù)量就明顯減少了，通過對集中輪作方式的對比，可以發(fā)現(xiàn)翻耕覆蓋秸稈淺松土的方式有利于激發(fā)土壤微生物的活力和數(shù)量。

3.2 保護期間采取不同輪作方式對小麥根際土壤真菌的影響

在輪作時間，小麥在揚花期比拔節(jié)期的真菌數(shù)量增加的更多，小麥收獲期的真菌數(shù)量比揚花期更多，而玉米則相反。在輪作期間采用旋耕覆蓋玉米秸稈淺松土的方式得到的真菌數(shù)量最多。

3.3 保護期間采取不同輪作方式對土壤微生物多樣性的影響

微生物的多樣化反應了生態(tài)環(huán)境的良好與否，微生物多樣性越豐富的土壤，說明土壤的生態(tài)環(huán)境越適合種植植株。從小麥-玉米的輪作一體化保護期間的土壤微生物多樣性的變化，可以得到微生物多樣性在小麥-玉米不同生長階段的變化有所不同，具體表現(xiàn)在小麥拔節(jié)期的土壤微生物多樣性指數(shù)有所降低，到了小麥收獲期生物多樣性指數(shù)有一定增加；玉米苗期微生物多樣性指數(shù)降低，在開花期土壤微生物的多樣性指數(shù)有所上升。輪作一體化保護栽培的時間越久，土壤微生物的多樣性就會得到一定的提高。

4 小麥-玉米輪作一體化保護栽培期間，土壤微生物群落變化

4.1 小麥-玉米輪作期間細菌數(shù)量變化

在輪作種植期間，土壤中細菌變化較為明顯，尤其是小麥在揚花期時，細菌數(shù)量和放線細菌數(shù)量最高；在玉米花期真菌數(shù)量最高。對比了翻耕、淺松、覆蓋、深松等多種耕種方式之后，可以發(fā)現(xiàn)小麥季節(jié)翻耕覆蓋的細菌量和放線菌量最高；而玉米季節(jié)還是翻耕覆蓋的細菌數(shù)量最多。各個地區(qū)可以根據(jù)地區(qū)氣候、土壤、水分等差異，在小麥-玉米的輪作期間，嘗試多種耕種方式，實驗出最適應土壤微生物繁殖的耕種方式，提高土壤微生物群落的活力，為小麥和玉米的種植帶來源源不斷的養(yǎng)分。根據(jù)土壤生物性群落的變化，實驗數(shù)據(jù)可以了解到，在小麥和玉米種植的苗期、收獲期、開花期以及拔節(jié)期，揚花期和收獲期都是屬于小麥和玉米種植的關鍵時期，在不同的關鍵時期，土壤中細菌量的變化以及生物群落的變化都會有所不同。在不同的跟蹤方式的觀察下，可以得出小麥季翻耕覆蓋以及玉米季淺松覆蓋栽培跟蹤的方式，細菌的均值更高。

4.2 小麥-玉米輪作根際微生物的多樣化指數(shù)分析

但對生物多樣性來說，經(jīng)過長期實驗觀察研究發(fā)現(xiàn)，輪作的年限越長，微生物多樣性的指數(shù)會降低，在小麥玉米輪作一體化保護栽培期間，生物多樣性受到了一定影響，在不同的生長期間，生物多樣性也呈現(xiàn)了一定的波動，在收獲期微生物多樣化的數(shù)量有明顯的提高。

從實驗數(shù)據(jù)中也可以得出，在連續(xù)耕種的前4年過程中，微生物的多樣性指數(shù)都是呈現(xiàn)下降趨勢的，而到了輪作耕種的第五年會有明顯的上升趨勢。可以得到在小麥和玉米輪作期間，隨著年限到了一定的階段，土壤中微生物多樣性也會呈現(xiàn)小幅度上升趨勢，但仍然無法達到在輪作初期，土壤微生物多樣性的指數(shù)。具體可以表明輪作一年微生物多樣性指數(shù)大于第二年，第二年大于第三年，第三年大于第四年。

4.3 小麥-玉米輪作期間微生物變化的規(guī)律

通過多種實驗數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，在小麥-玉米輪作期間，小麥與玉米的根系不斷生長，土壤中微生物的數(shù)量也有所增長，農(nóng)作物的花期代表著植物新陳代謝最旺盛的時期，土壤中微生物的含量也越多，而進入農(nóng)作物的成熟時期，根系的生長放緩，土壤中微生物的數(shù)量也相對將少。從實驗數(shù)據(jù)研究可以看到，小麥-玉米的生長發(fā)育與土壤中微生物的增長是呈現(xiàn)正相關的。不同的耕種方式也會影響土壤中微生物的數(shù)量，且土壤中微生物的差異較為明顯，對比多種耕種栽培的措施，細菌數(shù)據(jù)變化較小，但翻耕、覆蓋秸稈等耕種方式有利于增加土壤中微生物。

4.4 微生物多樣性的優(yōu)勢

土壤中微生物的多樣性與小麥玉米輪作種植時間的增長存在一定關系，隨著種植年限的增加，土壤中微生物多樣性也在持續(xù)減少，究其原因可能是輪作導致微生物分配不均從而破壞了土壤微生物的生態(tài)系統(tǒng)導致起狀態(tài)不穩(wěn)定。種植時間長達五年，在小麥的拔節(jié)期后，玉米的苗期，土壤的微生物多樣性指數(shù)會有所提高。根據(jù)相關的調(diào)查文獻表明，小麥種植和玉米種植在五年之后微生物會出現(xiàn)。多樣性會出現(xiàn)低幅度的上升。根據(jù)研究表明小麥玉米體系中微生物群落的變化是非常復雜的。與作物栽培耕種的方式以及生長的各個時期都有著密切的關系，因此需要多方面去分析了解土壤微生物群落的變化。

綜上所述，小麥-玉米一體化保護栽培期間，對土壤微生物群落的變化研究非常重要，可以得到小麥-玉米輪作期間土壤的具體變化值，從而更好地改善輪作耕種方式，提高糧食作物的產(chǎn)值。