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优良的土壤结构是农业高产优质的基础 连作 会引起土壤肥力下降 土传病害严重 根系分泌的 自毒作用增强 病原微生物数量增多等问题 从而导 致作物生长受阻 病害严重 品质和产量降低 1 2 DOI 10 13629 ki 53 1054 2021 11 006 中国食用菌 2021 40 11 32 36 EDIBLE FUNGI OF CHINA CN53 1054 Q ISSN 1003 8310 菌 菜轮作对土壤质量及蔬菜品质的影响 瞿 飞 杨 静 赵夏云 唐 兵 马关鹏 文林宏 贵州省农业科学院园艺研究所 贵州 贵阳 550025 摘要 通过研究食用菌与蔬菜轮作模式对土壤质量及蔬菜品质的影响 旨在改善土壤质量和提高蔬菜品质 为 高产优质蔬菜生产提供理论依据 试验选用大球盖菇分别与辣椒和白菜轮作 设蔬菜连作土样为对照 CK 辣椒连作与白菜连作植株样分别为对照 CK2 和 CK3 设单种大球盖菇土样为 T1处理 大球盖菇 辣椒轮作土样 为 T2处理 大球盖菇 辣椒轮作植株样为 G1 处理 大球盖菇 白菜轮作土样为 T3 处理 大球盖菇 白菜轮作植 株样为 G2 处理 土壤测定养分 酶活等 植株测定品质指标 对比分析土壤质量和蔬菜品质的变化 结果表 明 T1 T2和 T3 处理均能显著提高土壤养分 T2处理和 T3 处理使土壤粒径分布发生较大变化 主要从粗粘粒 结构向粗粉粒发生了转变 试验中 4种土壤酶发生不同变化 T1处理和 T3 处理可显著提高土壤脲酶活性 T2 处理显著提高蔗糖酶活性 酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性呈下降趋势 T2处理和 T3 处理可使蔬菜产量显著增 高 VC 增长幅度较大 其他品质指标变化较小 综上 菌 菜轮作可显著改善土壤质量 提高蔬菜产量与品质 关键词 轮作 土壤 质量 蔬菜 品质 中图分类号 S646 9 文献标志码 A 文章编号 1003 8310 2021 11 0032 05 Effects of Edible Fungus vegetable Rotation on Soil Quality and Vegetable Quality QU Fei YANG Jing ZHAO Xia yun TANG Bing MA Guan peng WEN Lin hong Horticulture Institute Guizhou Academy of Agricultural Sciences Guiyang 550025 China Abstract In order to improve soil quality and vegetable quality the effects of mushroom and vegetable rotation on soil quality and vegetable quality were studied In the experiment the rotation of Pleurotus nebrodensis Capsicum annuum and Chinese cabbage was used The soil samples of continuous cropping of vegetables mushroom Capsicum and mushroom Chinese cabbage were set as control CK CK2 and CK3 The soil samples only cultivated with P nebrodensis were set as T1 treatment and the soil samples of mushroom and pepper in rotation were set as T2 and Capsicum plant samples were treated as G1 The results showed that the treatment of T2 and G1 was the best The soil samples of mushroom and cabbage under rotation were set as T3 treatment and the cabbage plant samples were treated as G2 Soil nutrient enzyme activity and plant quality index were deter mined The changes of soil quality and vegetable quality were compared and analyzed T1 T2 and T3 treatments could signifi cantly improve soil nutrients T2 and T3 treatments changed the soil particle size distribution from coarse clay to coarse silt In this study four kinds of soil enzymes had different changes T1 and T3 treatments significantly increased soil urease activity T2 significantly increased soil sucrase activity acid phosphatase and catalase activity showed a downward trend The results showed that T2 and T3 treatments significantly increased the yield of vegetables increased VC significantly and other quality indexes changed little In conclusion edible fungus vegetable rotation can significantly improve soil quality increase vegetable yield and quality Key words crop rotation soil quality vegetables quality 基金项目 贵州省百层次人才黔科合平台人才培养资助项目 2016 5671 贵州省科技计划资助项目 黔科合支撑 2017 2572 贵州 省科技计划资助项目 黔科合支撑 2019 2393 贵州省科技计划资助项目 黔科合支撑 2019 2392 作者简介 瞿飞 1991 男 硕士 研究实习员 主要从事蔬菜遗传育种方面研究 E mail 827658831 通信作者 文林宏 1980 男 硕士 研究员 主要从事蔬菜遗传育种方面研究 E mail 595231309 收稿日期 2021 08 25 轮作是近年来应用最广泛 最有效的科学栽培管理 方法之一 合理轮作能有效解决连作障碍的一系列 问题 如降低土壤有害物质的积累 改善土壤生态 结构 3 4 创造良好的作物生长环境 促进农业产业 增产增收 从而实现农田土壤生态可持续发展 土 壤结构广义上定义为土壤颗粒 团聚体 孔隙的空 间排列或异质性 5 有相关研究表明 直接通过覆盖 种植 对土壤扰动最小 不同作物轮作可以保持和 改善土壤质量 6 轮作可以提高土壤养分利用率 提 高根际土壤微生物群落物种多样性和土壤酶活性 减少病虫害的发生 7 土壤肥力形成机制复杂 土壤 肥力评价方法也不尽一致 8 温庭臣等 9 运用主成分 分析和聚类分析方法综合评价了土壤肥力特征 毛 宁等 10 在研究大球盖菇与草莓轮作对土壤及草莓生 长的影响中发现 轮作可显著改善土壤质量 增加 土壤酶活 促进植物生长 有效缓解草莓连作障碍 章明清等 11 研究表明 利用蔬菜 水稻对氮和磷吸 收能力上的差异 创制菜 稻轮作体系 较蔬菜连作 促进了氮 磷的高效利用 降低了土壤氮 磷流失 率 近年来 不同作物轮作已得到广泛应用 相关 报道也较多 但以食用菌和蔬菜轮作模式对土壤养 分 酶活以及蔬菜品质的影响报道较少 研究在贵 州省农业科学院园艺所科研基地进行 选择大球盖 菇与辣椒 白菜轮作为研究对象 分析轮作后土壤 养分含量 酶活以及蔬菜品质的响应变化 为现代 高效山地农业发展提供理论材料 1 材料与方法 1 1 材料 试验土壤为贵州省园艺研究所常年用于辣椒和 白菜连作的土壤 土壤类型为石灰岩发育的微酸性 黄壤 0 30 cm 土层有机质含量 28 96 g kg 1 有效 氮 0 15 g kg 1 有效磷 23 49 mg kg 1 有效钾 0 25 g kg 1 通风条件好 光照较充足 肥力中等 供试食用菌选用大球盖菇 培养基料为玉米芯 辣椒品种为香辣四号 白菜品种为贵蔬高抗三季王 1 2 试验设计 试验以大田方式进行 大田面积 1 334 m 2 2019 年 11 月在栽培大球盖菇前五点法取蔬菜连作土壤 5 个样 设为对照 CK 2020年 5月待大球盖菇采 收后取 5个土样 设为处理 T1 大球盖菇 辣椒 大球盖菇 白菜轮作试验分别划分 3块试验小区 面 积相同 待轮作蔬菜成熟后 随机取土壤样品 设 大球盖菇 辣椒土样为处理 T2 大球盖菇 白菜土样 为处理 T3 植株样取样前使用卷尺测定株高 株 幅 用电子秤称取整株蔬菜重量 用锡箔纸包裹植 株样品 菌 菜轮作辣椒和白菜植株样分别设为处理 G1 和 G2 辣椒和白菜连作植株样分别设为对照 CK1 和 CK2 1 3 样品测定 土壤样品测定指标及方法 总氮 凯氏定氮法 有效氮 碱解扩散法 总磷 HClO 4 H 2 SO 4 消煮法 有效磷 碳酸氢钠浸提 钼锑抗比色法 总钾 火焰 光度法 有效钾 醋酸铵浸提 火焰光度法 有机 质 重铬酸钾油浴法 土壤粒径分析 六偏磷酸钠 吸管法 比重 排水称重法 脲酶 二乙酰 肟比色 法 酸性磷酸酶 对硝基苯磷酸二钠比色法 过氧 化氢酶 高锰酸钾滴定法 蔗糖酶 3 5 二硝基水 杨酸比色法 植株样品测定指标及方法 VC 高效液相色 谱 可溶性糖 蒽酮比色法 可溶性蛋白 G 250 考马斯亮蓝法 纤维素 蒽酮比色法 辣椒素 高 效液相色谱 1 4 数据处理与分析 采用 microsoft excle 2010 软件对数据进行处理 SPSS 20 0 软件进行数据统计性分析 相关性分析 采用 origin 8 0 软件作图 2 结果与分析 2 1 不同处理对土壤养分的影响 不同处理下土壤养分特征如表 1所示 如表 1 所示 各处理与对照相比均有不同程度 变化 表现为 T1 处理后土壤 pH 总氮 总磷 有 效磷 有效钾和有机质等指标显著提高 P 0 05 T2 和 T3 处理后 土壤养分均显著提高 P 0 05 T1 处理的 pH 有效钾高于 T2 和 T3 处理 其他指 标均低于轮作处理 T2 与 T3 处理主要在有效氮 有效磷及有机质方面出现显著差异 P 0 05 且 T3 均高于 T2 T1 处理后土壤 pH 显著升高 P 0 05 接茬蔬菜后又降低 轮作过程 pH 呈先升高后降低趋 势 从养分含量变化说明单独栽培大球盖菇与菌 菜 轮作均能一定程度改善土壤养分 T3 处理促进氮磷 有效态转化优于其他处理 T1 处理对有效钾的转化 贡献率最高 瞿 飞等 菌 菜轮作对土壤质量及蔬菜品质的影响 0 005 0d 0 25 0 02c 24 1 0 74d 处理 pH 含量 g kg 1 对照 CK 6 99 0 12c 1 37 0 03b 0 547 0 01b 5 27 0 19b 0 147 0 007c 有效磷 有效钾 有机质 总氮 总磷 总钾 有效氮 T1 7 85 0 12a 1 72 0 08a 0 825 0 13a 4 86 0 41b 0 149 0 003c 0 031 0 005c 0 377 0 01a 35 2 0 68c 0 044 0 002b 0 335 0 01b 54 3 1 52b T2 7 61 0 15ab 1 79 0 05a 0 837 0 01a 6 12 0 08a 0 193 0 005b T3 7 36 0 10b 1 67 0 07a 0 797 0 01a 5 91 0 10a 0 219 0 009a 0 056 0 002a 0 314 0b 64 4 2 53a 2 2 不同处理对土壤粒径分布的影响 不同处理后土壤粒径含量占比情况见图 1 如图 1所示 从含量分布可以看出粒级出现 8 个等级 其中 2 m 5 m 5 m 10 m 10 m 20 m 20 m 50 m 这五个等级含量占比较高 T1处理下土壤粒径主要集中在 2 m 5 m 5 m 10 m 10 m 20 m 分别占比 25 1 20 4 和 19 3 T2处理下土壤粒径主要集中在 2 m 5 m 5 m 10 m 10 m 20 m 分别占比 19 1 18 3 和 22 3 T3处理下土壤粒径主要集中在 2 m 5 m 5 m 10 m 10 m 20 m 20 m 50 m 分别占比 19 7 18 3 21 9 和 19 7 各处理与对照相比 T1处理和对照分布一致 T2和 T3处理一致 与对照相比有显著差异 说明轮作处 理可改变土壤团聚结构 根据 土壤理化分析 12 对土壤粒径进行分级 按照粒径大小分为 9级 粒径 10 000 m 为石块 粒径 3 000 m 10 000 m 为粗硕 粒径 1 000 m 3 000 m 为细硕 粒径 250 m 1 000 m 为粗砂 粒 粒径 50 m 250 m 为细砂粒 粒径 10 m 50 m 为粗粉粒 粒径 5 m 10 m 为细粉粒 粒径 1 m 5 m 为粗粘粒 粒径 1 m 为粘粒 2 3 不同处理对土壤酶活性影响 不同处理对土壤酶活性的影响 见图 2 如图 2所示 与对照相比 不同处理对土壤酶 活产生较大影响 T1和 T3处理可显著提高土壤脲 酶活性 P 0 05 分别提高 44 0 和 37 5 T2处 理显著提高蔗糖酶活性 P 0 05 达 21 8 T3处 理显著降低 26 4 P 0 05 T1无显著差异 T2 和 T3处理显著降低酸性磷酸酶活性 P 0 05 分 别降低 87 8 和 83 5 T2处理后土壤过氧化氢酶 活性显著降低 P 0 05 降低 55 6 T3处理则提 高 39 0 活性 P 0 05 数据反映出不同处理对土 壤酶活可产生不同程度的影响 但不同酶活反应具 有较大差异 2 4 菌 菜轮作对蔬菜品质的影响 轮作处理对辣椒和白菜品质的影响见表 2和表3 由表 2和表 3数据分析可知 轮作对辣椒 白 菜品质具有明显影响 相比对照 G1 处理可明显提 高辣椒生长量 其中单株产量增产 40 8 VC 含量 45 5 可溶性蛋白增加 16 可溶性糖和辣椒素含 量略低 与白菜轮作的 G2 处理中 白菜生长量也明 显提高 单株产量增产 12 4 VC 增加 45 5 可 溶性糖增加 21 9 纤维素含量降低 19 6 可溶性 蛋白含量降低 28 1 由此可知 轮作能有效提高 蔬菜产量和部分品质含量 3 讨论 3 1 不同处理对土壤质量的影响 土壤肥力与养分的有效利用是保障农业可持续 表 1 不同处理土壤养分特征 Tab 1 Soil nutrient characteristics of different treatments 注 不同小写字母表示差异显著 P 0 05 Note Different lowercase letters represent significant differences P 0 05 图 1 不同处理土壤粒径分布 Fig 1 Distribution of soil particle size under different treatments 30 25 20 15 10 5 0 0 1 1 2 2 5 5 10 10 20 20 50 50 100 100 200 粒径 m 粒径占比 T1 T2 T3 对照 CK 图 2 不同处理的土壤酶活 Fig 2 Enzyme activity of different treatment soil 注 不同小写字母代表差异显著 P 0 05 Note Different lowercase letters represent significant differences P 0 05 50 40 30 20 10 0 脲酶 m g g 1 d 1 600 500 400 300 200 100 0 T1 T2 T3 对照 CK 处理 T1 T2 T3 对照 CK 处理 生产的基础 轮作已成为作物现代化高效栽培的重 要环节 其对土壤作用的丰富多样 本研究中单种 大球盖菇 大球盖菇分别与辣椒 白菜轮作可显著 改善土壤质量 提高土壤肥力 相关研究结果与本 研究结果基本一致 如稻 菜轮作能显著提高双季稻 土壤质量 13 玉米 豌豆 小麦轮作后土壤全氮和有 机质的含量显著提高 14 谷子 大豆轮作可改善土壤 肥力状况 15 轮作对土壤肥力作用效果要优于只栽 培大球盖菇 尤其有效态养分含量 但大球盖菇连 作 辣椒白菜的连作及轮作没有试验数据分析对比 因此 该轮作效果还需进一步对比验证 明确此轮 作模式的优势 土壤酶活是土壤质量水平中重要的生物指标 轮作模式中不同作物生长期对土壤作用效果存在差 异 易引起土壤中酶活性的变化 16 合理的轮作能 促进土壤生物化学作用 提高土壤相关酶活性 17 试验中 4种酶活反应发生无规律变化 T3 处理使 脲酶和过氧化氢酶活性显著提高 蔗糖酶和酸性磷 VC mg g 1 可溶性蛋白 mg g 1 可溶性糖 mg g 1 辣椒素 g kg 1 5 5 0 11 4 2 0 25 13 3 0 76 0 28 0 006 10 1 0 33 5 0 0 35 13 1 0 55 0 22 0 008 处理 株高 cm 株幅 cm 单株产量 g 对照 CK1 54 3 2 5 67 3 2 6 243 3 12 5 G1 65 3 1 9 76 7 5 2 410 7 8 2 VC mg g 1 可溶性蛋白 mg g 1 可溶性糖 mg g 1 纤维素 6 1 0 68 3 2 0 15 16 4 0 22 1 84 0 000 6 11 2 0 98 2 3 0 06 21 0 0 49 1 48 0 000 3 处理 株高 cm 株幅 cm 单株产量 g 对照 CK2 38 7 0 5 71 7 2 1 1 113 61 8 G2 40 3 1 2 79 0 2 2 1 270 28 3 表 2 轮作处理对辣椒品质的影响 Tab 2 Effect of rotation on quality of Capsicum annuum 表 3 轮作处理对白菜品质的影响 Tab 3 Effect of rotation on quality of Chinese cabbage 瞿 飞等 菌 菜轮作对土壤质量及蔬菜品质的影响 40 30 20 10 0 酸性磷酸酶 m g g 1 h 1 0 07 0 06 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 T1 T2 T3 对照 CK 处理 T1 T2 T3 对照 CK 处理 过氧化氢酶 m g g 1 蔗糖酶 m g g 1 d 1 酸酶降低 相关研究发现 番茄与大白菜轮作后土 壤过氧化氢酶活性显著提高 18 与本试验结果相似 而菌 辣椒轮作仅促进蔗糖酶活性的提高 有研究 发现 通过添加辣椒秸秆等有机物料与酸化土壤进 行培养 随着培养时间的延长 土壤脲酶 过氧化 氢酶等活性出现下降现象 19 总体而言 不同处理 方式下土壤酶活变化没有表现出一定的规律性 可 能与轮作次数 周期等相关 后期需长期多次进行 验证 土壤粒径被看作理想球体的直径 粒径含量分 布可表示土壤团聚结构类型 土壤团聚体结构稳定 性影响土壤通透性和微生态环境 20 本研究结果显 示 菌 菜轮作处理试验组较只栽培大球盖菇处理试 验组以及对照组 土壤粒径分布发生明显变化 主 要从粗粘粒结构向粗粉粒发生转变 一定程度上优 化了土壤通透性和微生物环境 相关研究也表明 保护性耕作可增强土壤团聚体的形成 21 不同作物 轮作可使土壤根系分泌的类型增加 同时保持土壤 微生物多样性 使微团聚体含量增多 促进土壤结 构改良 22 但持续单一轮作模式是否对土壤团聚结构 产生负作用 还需长期监测 3 2 菌 菜轮作对蔬菜品质的影响 本研究结果发现 轮作可使蔬菜产量显著增高 VC含量增长幅度较大 其他品质指标变化较小 因 此 后续可考虑产量和 VC含量较低的蔬菜资源进 行此轮作模式研究 一方面进一步验证菌 菜轮作对 该方面的影响效果 另一方面可协助优良品种的选 育及生产 参考文献 1 罗峰 王朋 高建明 等 施肥对连作甜高粱生物产量及 品质的影响 J 西北农业学报 2012 21 12 65 68 2 王劲松 樊芳芳 郭珺 等 不同作物轮作对连作高粱生 长及其根际土壤环境的影响 J 应用生态学报 2016 27 7 2283 2291 3 吴凤芝 王学征 黄瓜与小麦和大豆轮作对土壤微生物群 落物种多样性的影响 J 园艺学报 2007 6 1543 1546 4 姚致远 王峥 李婧 等 轮作及绿肥不同利用方式对作 物产量和土壤肥力的影响 J 应用生态学报 2015 26 8 2329 2336 5 Ball BC Bingham I Rees RM et al The role of crop rotations in determining soil structure and crop growth conditions J Canadian Journal of Soil 2005 85 5 557 577 6 Balota EL Colozzi Filho A Andrade DS et al Microbial biomass in soils under different tillage and crop rotation sys tems J Biology and Fertility of Soils 2003 38 1 15 20 7 单贵莲 初晓辉 陈功 等 滇西北亚高山草甸土壤养 分及酶活性对放牧和封育的响应 J 中国草地学报 2018 40 4 6 8 刘创民 李昌哲 史敏华 等 多元统计分析在森林土壤 肥力类型分辨中的应用 J 生态学报 1996 4 444 447 9 温延臣 李燕青 袁亮 等 长期不同施肥制度土壤肥力特 征综合评价方法 J 农业工程学报 2015 31 7 91 99 10 毛宁 贾海燕 王金成 等 大球盖菇 香菇与草莓轮 作对土壤质量及草莓生长的影响 J 中国食用菌 2020 39 7 61 64 11 章明清 李娟 孔庆波 等 菜 稻轮作对菜田氮 磷利 用特性和富集状况的影响 J 植物营养与肥料学报 2013 19 1 117 126 12 中国科学院南京土壤研究所 土壤理化分析 M 上海 上 海科学技术出版社 1978 13 王志强 缪建群 刘英 等 长江中游双季稻田不同轮 作方式对土壤质量的影响 J 中国生态农业学报 中英 文 2020 28 11 1703 1714 14 Zuber S Behnke G Nafziger E et al Carbon and nitrogen content of soil organic matter and 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