不同连作年限对大蒜根际土壤养分含量、微生物数量及酶活性的影响

王喜枝，姚丽娟，王艳丽，武社梅，李本银，王立河*，田春丽，贾云超(.河南农业职业学院,河南 中牟 45450; .中牟县农业农村工作委员会,河南 中牟 45450; .河南省农业科学院 植物营养与资源环境研究所,河南 郑州 45000)

不同连作年限对大蒜根际土壤养分含量、微生物数量及酶活性的影响

王喜枝1，姚丽娟1，王艳丽2，武社梅2，李本银3，王立河1*，田春丽1，贾云超1
(1.河南农业职业学院,河南 中牟 451450; 2.中牟县农业农村工作委员会,河南 中牟 451450; 3.河南省农业科学院 植物营养与资源环境研究所,河南 郑州 450002)

为进一步明确大蒜连作障碍形成的原因，研究了连作0(对照)、10、20、30 a大蒜根际土壤养分含量、土壤微生物数量和土壤酶活性的动态变化。结果表明，随着连作年限的增加，大蒜鳞茎产量显著下降，与对照相比，连作10、20、30 a鳞茎产量分别下降22.74%、26.48%、27.16%；大蒜根际土壤pH值呈上升趋势，土壤有机质含量呈增加趋势，整体上土壤全氮、全磷、有效钾、碱解氮、有效锌含量呈下降趋势；土壤微生物数量呈先下降(0～20 a)后上升(30 a)趋势，且差异达极显著水平；土壤酶活性呈先降后升趋势，土壤脲酶和过氧化氢酶活性以连作20 a最低，碱性磷酸酶活性以10 a最低。相关性分析表明，整体上土壤微生物数量和土壤酶活性与土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效钾含量呈正相关，而与土壤pH值、有机质和缓效钾含量呈负相关；过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与所测微生物数量(除真菌外)皆呈正相关，其中过氧化氢酶活性与放线菌数量相关性达显著水平，脲酶活性与固氮菌数量呈极显著正相关。综上，大蒜长期连作后，大蒜鳞茎产量降低，土壤有机质含量增加，土壤pH值上升，土壤养分失衡；连作20 a大蒜根际土壤微生物数量和土壤酶活性达到最低水平，而连作30 a土壤微生物数量和酶活性回升，但微生物结构并没有显著改变。

大蒜； 连作； 土壤微生物； 土壤酶活性； 土壤养分

中国是全球最主要的大蒜生产、消费和出口国，也是世界上最清洁、质量最稳定的大蒜供应商。其中，素有“蒜乡”之称的河南省中牟县是全国闻名的大蒜生产基地，大蒜出口合格率高达94%，出口量占全国总量的70%以上，打出了“中牟大白蒜”品牌，带动了中牟经济的迅猛发展。然而，随着世界范围内对大蒜需求量的逐年增加，加之经济效益的驱动，大蒜种植面积迅速扩大，大蒜主产区的连作现象日益严重，中牟大蒜已普遍连作30 a以上，导致该作物病害增加、产量及品质下降[1]。大蒜连作已成为一个广泛存在、危害严重、亟待解决的生产性问题。

连作障碍的形成是多种因素作用的结果[2]，而土壤微生态环境的好坏直接影响到植物的生长。土壤微生物数量及土壤酶活性是土壤质量的重要指标[3-4]，同一种作物长期连作，必然造成土壤理化性质发生变化[5-13]。研究表明[5-21]，作物连作会改变土壤微生物数量和土壤酶活性，影响土壤pH值，打破土壤养分平衡，改变土壤理化性质。连作对大蒜根际土壤养分含量、土壤微生物数量和土壤酶活性的影响虽然也有相关研究[14,19]，但研究还不够深入，尤其是大蒜连作土壤养分含量与酶活性和微生物数量的相关分析至今未见报道。鉴于此，立足于中牟大蒜生产基地，研究了连作0(对照)、10、20、30 a大蒜根际土壤养分含量、土壤微生物数量和土壤酶活性的变化及其相关性，旨在进一步明确大蒜连作障碍形成的原因，以期为防治和减轻大蒜连作障碍提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料和设计

供试大蒜品种：中牟大白蒜，市售。供试土壤：不同连作年限土样于2011年9月取自大蒜主产区中牟县官渡镇水溃村，经调查后选择土壤类型一致，田间管理相同，大蒜—玉米轮作分别为10、20、30 a大蒜地各3块，以邻近的小麦—玉米轮作超过5 a的地块为对照(0 a)，试验地块的玉米收获后秸秆全部还田。土壤类型为潮土，质地为轻壤，是中牟县有代表性的大蒜种植土质，用棋盘式布点法采集 0～20 cm 耕层土壤样品，将相同连作年限不同地块的土壤样品混匀。供试肥料：复混肥20-15-15；氮肥为尿素[CO(NH2)2，含N 46%]，市售。

为保证试验环境及管理一致，于2011年10月—2014年6月在河南省农业高新科技园区网室采用盆栽方式进行。种植大蒜所用塑料盆上、下口径和高度分别为25 cm、17 cm和20 cm。每盆装5 kg干土(测土壤含水量进行湿土和干土的换算)，种植大蒜4株。各处理统一管理，盆栽施肥量按当地农民大田常规施肥量的3倍施用，每盆基施复混肥(20-15-15)5 g，在返青期和抽苔期分别追施尿素3 g。每个处理8盆，重复3次，随机排列。

1.2 采样

抽苔期(4月中下旬)采集大蒜根际土壤(每个处理随机选取3盆，去除表土，取0～20 cm土层中的根系，轻轻抖动出根际土壤，混匀，用灭菌的塑料袋包扎密封)，一部分用于土壤微生物数量的测定，一部分风干，过1 mm孔筛，用于测定土壤酶活性。收获期(5月下旬)采集大蒜根际土壤测定土壤理化性质，每处理随机取10盆测定大蒜鳞茎产量。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 大蒜鳞茎产量 收获时，将每盆大蒜所产鳞茎风干后称质量计为产量。

1.3.2 土壤养分含量 土壤pH值用电位法测定，有机质含量用重铬酸钾外加热法测定，全氮含量用蒸馏法测定，全磷含量用碳酸钠熔融—钼锑抗比色法测定，全钾含量用氢氧化钠熔融—火焰光度法测定，碱解氮含量用扩散法测定，有效磷含量用Olsen法测定，缓效钾含量用热硝酸浸提—火焰光度法测定，有效钾含量用火焰光度法测定，有效钼含量用草酸—草酸铵浸提—极谱法测定，有效锌含量用DTPA浸提—原子吸收分光光度法测定，有效硼含量用沸水浸提—姜黄素分光光法测定。

1.3.3 土壤微生物数量和生理类群 土壤中细菌、真菌、放线菌数量及生理类群均采用稀释平板计数法测定。细菌的分离计数用牛肉膏—蛋白胨培养基，真菌的分离计数用马丁氏培养基(1 000 mL培养基中加1%链霉素3 mL)，放线菌用改良高氏一号培养基(每300 mL培养基中加3%重铬酸钾1 mL)，氨化细菌用蛋白胨琼脂培养基，固氮菌用阿须贝无氮培养基。微生物计数的基本单位为cfu/g。按照公式[22]计算微生物数量，每克样品的菌数=同一个稀释度几次重复的菌落平均数×5×稀释倍数。

1.3.4 土壤酶活性 参照文献[23]的方法分别测定土壤中脲酶、过氧化氢酶及碱性磷酸酶活性。

1.4 数据统计分析

试验数据采用Excel 2003和DPS v7.05版统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 连作对大蒜鳞茎产量的影响

由表1可知，与对照相比，随着连作年限的增加，大蒜鳞茎产量显著下降，10、20、30 a鳞茎产量分别下降22.74%、26.48%、27.16%。其中以0～20 a降幅较大，而连作30 a大蒜鳞茎产量虽低于20 a，但差异不显著。由此可知，长期连作会导致大蒜鳞茎产量下降。

表1 连作对大蒜鳞茎产量的影响

注：同行不同大小写字母分别表示处理间差异达0.01和0.05显著水平,表2同。

2.2 连作对大蒜根际土壤养分含量的影响

由表2可知，中牟县土壤呈碱性，且随着连作年限的增加而上升，这可能是产生大蒜连作障碍的原因之一；各处理土壤有机质含量不高且随着连作年限的延长呈上升趋势，这可能与当地玉米秸秆还田有关。

土壤全量养分决定了土壤养分供应容量，能为作物当季吸收利用的则主要是速效性养分。由表2可知，各连作年限土壤全氮含量皆低于对照，其中以20 a含量最低且达极显著水平，随着连作年限的增加土壤全磷含量逐渐降低，各连作年限全钾含量与对照相比差异不显著，说明随着连作年限的增加，大蒜根际土壤氮、磷的总量处于消耗状态，而总钾量相对稳定；土壤碱解氮含量皆极显著低于对照，说明连作导致土壤碱解氮含量降低；土壤有效磷含量随连作年限增加呈现出先上升后下降而后又上升的趋势，其中以连作10 a有效磷含量最高；土壤有效钾含量皆极显著低于对照，说明连作会导致土壤有效钾含量降低；土壤缓效钾含量随连作年限的增加呈现出先升后降的趋势，但整体上，土壤缓效钾含量皆高于对照。

各连作年限土壤有效锌含量皆低于对照，随连作年限的增加呈现先下降后上升的趋势，其中以连作20 a含量最低,且达显著水平，其变化趋势与土壤全氮含量变化一致；土壤有效硼含量随连作年限的增加呈现出先上升后下降的趋势，但整体上，土壤有效硼含量皆高于对照，但连作20 a与连作10 a、连作30 a与连作20 a土壤有效硼含量差异均未达显著水平，而连作30 a与连作10 a土壤有效硼含量差异达显著水平；土壤有效钼含量皆显著高于对照，其中连作30 a土壤有效钼含量差异达极显著水平。说明随着大蒜连作年限的增加，当地土壤有效锌、有效硼处于消耗状态，而土壤有效钼处于积累状态。

依据全国土壤养分分级标准(6级制)，不同连作年限的土壤有机质含量处于低等水平(4级)，土壤全氮含量处于中等(3级)或低等水平(4级，连作20 a的土壤)，土壤全磷含量处于低等(4级)或极低水平(5级，连作30 a的土壤)，土壤全钾含量处于中等水平，说明土壤全量养分的储存量不足；各处理土壤有效态氮、磷、钾含量皆处于高等(2级)以上水平，说明当地农民非常重视氮、磷、钾肥的施用；各处理有效锌含量处于高等(2级)水平，有效硼含量处于中低(3级或4级)水平，有效钼含量处于极低(低于5级)水平。

表2 连作对大蒜根际土壤养分含量的影响

2.3 连作对大蒜根际土壤微生物数量的影响

土壤微生物是土壤中活的有机体，是最活跃的土壤肥力因子之一。由表3可知，除土壤真菌和氨化细菌外，不同连作年限大蒜根际土壤微生物数量皆极显著低于对照(0 a)，随着连作年限的增加大蒜根际土壤微生物数量皆呈先下降(0～20 a)后上升(30 a)的趋势。大蒜连作0～20 a根际土壤细菌数量显著下降，连作超过20 a时土壤细菌数量则呈上升趋势，但连作30 a细菌数量依旧显著低于对照；大蒜根际土壤放线菌数量变化趋势同细菌；真菌数量随连作年限的增加变化与细菌相同，呈先下降后上升的趋势，但其降低幅度却低于细菌和放线菌，如20 a细菌数量与对照相比降低86.27%，放线菌数量降低77.24%，真菌数量却仅降低47.29%，而连作达30 a时其数量却高于对照；大蒜根际土壤微生物总数变化趋势同细菌。此外，细菌与真菌的数量之比随连作年限的增加呈先极显著下降(0～20 a)而后上升(30 a)的趋势，但连作30 a比值依旧远远低于对照；放线菌与真菌的数量比随连作年限的增加而下降。这说明大蒜连作会破坏土壤微生物菌群平衡，导致土壤病原菌积累，土壤病害发生严重，进而影响大蒜生长发育。大蒜根际土壤氨化细菌、固氮菌随连作年限变化趋势同细菌，皆呈现出先极显著降低后极显著升高的趋势。

表3 连作对大蒜根际土壤微生物数量的影响

注：B/F表示细菌数和真菌数的比值，A/F表示放线菌数和真菌数的比值;同列不同大、小写字母分别表示处理间差异达0.01、0.05显著水平，表4同。

2.4 连作对大蒜根际土壤酶活性的影响

不同连作年限对大蒜根际土壤酶活性的影响结果见表4，结果表明，不同连作年限的土壤酶活性皆极显著低于对照，随着连作年限的增加呈先下降后上升的趋势。其中，土壤过氧化氢酶和土壤脲酶活性以连作20 a最低，碱性磷酸酶活性以连作10 a最低。因此，连作会降低土壤无机磷含量，减缓土壤有机质转化速度，增加过氧化氢对植物的毒害作用等，从而影响土壤养分的有效性，形成连作障碍，导致大蒜产量下降。

表4 连作对大蒜根际土壤酶活性的影响 mg/g

2.5 连作大蒜根际土壤养分与土壤酶活性和微生物数量的相关分析

土壤微生物数量及土壤酶活性在土壤养分的循环转化中发挥重要作用。由表5可知，大蒜根际土壤细菌数量和微生物总量与土壤碱解氮含量分别呈显著和极显著正相关；放线菌数量与全钾和碱解氮含量分别呈显著和极显著正相关，而与有效硼含量呈显著负相关；固氮菌数量与全氮、有效锌含量分别呈显著、极显著正相关，而与土壤pH值、有机质含量呈显著负相关。

过氧化氢酶活性与土壤碱解氮、有效钾含量呈显著正相关，而与土壤pH值呈显著负相关，与土壤有机质含量呈极显著负相关；碱性磷酸酶活性与全钾含量呈极显著正相关，而与土壤缓效钾和有效硼含量呈极显著负相关；土壤脲酶活性与全氮、全磷含量呈显著正相关，与有效锌含量呈极显著正相关，而与土壤有机质含量呈显著负相关，与土壤pH值呈极显著负相关。

由此可见，微生物数量及酶活性的高低会影响到土壤养分含量，值得注意的是除真菌外，土壤pH值与土壤微生物数量和土壤酶活性皆呈负相关，这说明土壤pH值升高会影响土壤微生物环境和土壤酶活性，对土壤养分的循环转化不利。

土壤微生物是土壤酶的一个重要来源，因此大蒜根际土壤酶活性与土壤微生物数量应当存在一定的联系。进一步相关性分析表明，除过氧化氢酶和脲酶活性与真菌数量呈负相关外，3种土壤酶活性与所测微生物数量皆呈正相关，其中过氧化氢酶活性与放线菌数量相关性达显著水平(相关系数为0.927)，脲酶活性与固氮菌数量呈极显著正相关(相关系数为0.997)。

表5 不同连作年限大蒜根际土壤养分含量与酶活性和微生物数量的相关系数

注：*、**分别表示相关性达显著(P<0.05)、极显著(P<0.01)水平。

3 结论与讨论

3.1 连作条件下大蒜根际土壤养分含量的变化

本研究表明，中牟土壤呈碱性，土壤pH值处于8.28～8.39，总体趋势是随连作年限的增加呈上升趋势，这与陈绪兰等[24]、刘建国等[9]、孙权等[12]的研究结果相同，但与陈慧等[5]、邓阳春等[6]、高亚娟等[8]的结论不一致，表明土壤pH值受多种因素的影响。相关性分析发现，土壤pH值与土壤微生物数量(除真菌外)和土壤酶活性皆呈负相关，甚至达到显著水平，这说明土壤pH值的改变是产生大蒜连作障碍的原因之一，在大蒜生产实际中，可以依据不同地域连作条件下土壤pH值变化特征，通过调节pH值的方式，如施用腐植酸、石膏等在一定程度上防治大蒜连作障碍。

大蒜根际土壤全氮、全磷、有效钾、碱解氮含量随着大蒜连作年限的增加整体呈下降趋势，这一研究结果与大多数人的研究结果相同[9,12,14]；土壤有效锌含量变化趋势与土壤全氮含量变化一致，说明土壤全氮含量对土壤锌有效性的影响比较明显，这与刘合满等[25]的研究结果比较一致；随着连作年限的增加，土壤有效硼含量和有机质含量的变化趋势与黄建风[26]研究结果相同，但长期连作仍导致土壤有效硼的大量消耗；卢丽萍等[27]的研究表明，土壤有效钼含量随着土壤有机质含量和土壤pH值的升高而增加，而本试验中连作20 a土壤有效钼含量的数据不符合此规律，有待于进一步研究。虽然连作土壤有机质、有效硼、有效钼含量整体有所增加，但各处理有机质含量皆处于低等水平，有效硼含量处于中低水平，有效钼处于极低水平。因此，在大蒜种植中，除应补充氮、磷、钾肥外，还应注意施用有机肥和微肥。

3.2 连作条件下大蒜根际土壤微生物数量和酶活性的变化

大多研究表明，随着作物连作年限的增加，作物根际土壤细菌、放线菌数量下降，真菌数量增加，土壤酶活性降低[5,8,11,16-18]。而本试验表明，随着大蒜连作年限的增加，土壤微生物数量呈先下降(0～20 a)后上升(30 a)趋势；土壤酶活性呈先下降后上升趋势，土壤脲酶和过氧化氢酶活性以连作20 a最低，碱性磷酸酶活性以10 a最低，这一研究结果与刘军等[28]、刘建国等[9]的研究成果较为一致。刘军等[28]研究表明，随着棉花连作年限增加，秸秆还田连作模式下真菌数量持续增加，细菌和微生物总量在连作5～20 a逐渐下降，25 a后又上升，棉花秸秆还田能够增加土壤微生物数量，改善棉田土壤微生物种群结构；刘建国等[9]研究表明，棉花长期连作和秸秆还田后，土壤物理性状改善，棉花连作5～10 a，土壤酶活性较低，连作障碍较明显，连作10 a以上土壤酶活性上升。

本研究表明，玉米秸秆还田大蒜连作模式下土壤有机质含量逐渐增加，土壤微生物数量和土壤酶活性呈先下降后上升趋势。中牟大蒜普遍连作30 a以上，结合秸秆还田技术，应当进一步改善大蒜根际土壤环境，增加土壤有益菌和微生物总量，如施用微生物肥、有机肥、微生物菌剂等。调查发现，在政府的大力支持下，中牟县当地长期实行玉米秸秆全部还田，本试验大蒜根际土壤微生物数量与土壤酶活性的研究结果可能与此项措施有关。

3.3 大蒜连作土壤养分与酶活性和微生物数量的相关性

土壤养分的循环转化有赖于土壤微生物和土壤酶的催化，越来越多的研究表明，土壤养分含量与土壤微生物数量和土壤酶活性存在着密切的联系[3,12,19-20]。本试验表明，随着连作年限的增加，土壤全氮、全钾、碱解氮、有效锌等养分含量皆表现出先降低后略上升的趋势，这一变化趋势与土壤微生物数量和酶活性的变化趋势相同；整体上土壤微生物数量和土壤酶活性均与土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效钾含量呈正相关，与土壤pH值、有机质和缓效钾含量呈负相关；土壤固氮菌数量和脲酶活性与土壤全氮、有效锌含量分别呈显著、极显著正相关，土壤细菌、放线菌、微生物总量和过氧化氢酶活性与土壤碱解氮含量呈显著或极显著正相关。因此，缓解大蒜连作障碍除应补充土壤养分外，还应增加土壤有益菌数量和土壤酶活性。

综上，随着连作年限的增加，大蒜鳞茎产量降低，土壤pH值上升，土壤有机质含量增加，土壤养分失衡；连作20 a大蒜根际土壤微生物数量和土壤酶活性达到最低水平，而连作30 a虽然土壤微生物数量和酶活性增加，但微生物结构没有显著改变。因此，在大蒜的生产中应避免连作，注意合理倒茬，对于长期连作的大蒜主产区，可以通过调节土壤pH值(如施用腐植酸等)，增加土壤养分含量，施用微生物肥、有机肥、微生物菌剂等方式防治大蒜连作障碍，以提高大蒜产量。

[1] 高群,孟宪志,于洪飞.连作障碍原因分析及防治途径研究[J].山东农业科学,2006(3):60-63.

[2] 张子龙,王文全.植物连作障碍的形成机制及其调控技术研究进展[J].生物学杂志,2010,27(5):69-72.

[3] 邱莉萍,刘军,王益权,等.土壤酶活性与土壤肥力的关系研究[J].植物营养与肥料学报,2004,10(3):277-280.

[4] Insam H,Mitchell C C,Dormaar J F.Relationship of soil microbial biomass and activity with fertilization practice and crop yield of three ultisols[J].Soil Biol Biochem,1991,23:459-464.

[5] 陈慧,杨志玲,袁志林,等.白术连作根际土壤的理化性质及微生物区系变化[J].植物资源与环境学报,2014,23(1):24-29.

[6] 邓阳春,黄建国.长期连作对烤烟产量和土壤养分的影响[J].植物营养与肥料学报,2010(4):840-845.

[7] 杜连凤,张维理,武淑霞,等.长江三角洲地区不同种植年限保护菜地土壤质量初探[J].植物营养与肥料学报,2006,12(1):133-137.

[8] 高亚娟,王永和,杜岩,等.大棚草莓连作对土壤微生物区系和土壤养分含量的影响[J].北方园艺,2013(21):56-58.

[9] 刘建国,张伟,李彦斌,等.新疆绿洲棉花长期连作对土壤理化性状与土壤酶活性的影响[J].中国农业科学,2009,42(2):725-733.

[10] 娄翼来,关连珠,王玲莉,等.不同植烟年限土壤pH和酶活性的变化[J].植物营养与肥料学报,2007,13(3):531-534.

[11] 马瑞瑞,高小丽,崔雯雯,等.芸豆连作田土壤酶活性和养分含量研究[J].华北农学报,2013,28(5):157-162.

[12] 孙权,陈茹,宋乃平,等.宁南黄土丘陵区马铃薯连作土壤养分、酶活性和微生物区系的演变[J].水土保持学报,2010,24(6):208-212.

[13] 周德平,褚长彬,刘芳芳,等.种植年限对设施芦笋土壤理化性状、微生物及酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报,2012,18(2):459-466.

[14] 李敏.大蒜连作对土壤微生物区系、理化性状及根系分泌物的影响[D].长春:吉林农业大学,2012.

[15] 付慧兰,杨振明,邹永久,等.大豆连作对土壤酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报,1996,2(4):374-377.

[16] 胡元森,刘亚峰,吴坤,等.黄瓜连作土壤微生物区系变化研究[J].土壤通报,2006,7(1):126-129.

[17] 黄玉茜,韩晓日,杨劲峰,等.花生连作土壤微生物区系变化研究[J].土壤通报,2011,12(3):552-556.

[18] 李琼芳.不同连作年限麦冬根际微生物区系动态研究[J].土壤通报,2006,7(3):563-565.

[19] 刘素慧,刘世琦,张自坤,等.大蒜连作对其根际土壤微生物和酶活性的影响[J].中国农业科学,2010,43(5):1000-1006.

[20] 孙秀山,封海胜,万书波,等.连作花生主要微生物类群与土壤酶活性变化及其交互作用[J].作物学报,2001,27(5):617-621.

[21] 吴凤芝,孟立君,王学征.设施蔬菜轮作和连作土壤酶活性的研究[J].植物营养与肥料学报,2006,12(4):554-558,564.

[22] 喻子牛,何绍江,李阜棣.农业微生物学实验技术[M].北京:农业出版社,1996:69-89.

[23] 关松荫.土壤酶及研究方法[M].北京:农业出版社,1986:274-332.

[24] 陈绪兰,姚春红.棉花连作对土壤主要理化性状的影响[J].中国棉花,2014,41(6):23-24,27.

[25] 刘合满,张兴昌,苏少华.黄土高原主要土壤锌有效性及其影响因素[J].农业环境科学学报,2008,27(3):898-920.

[26] 黄建风.影响土壤有效硼含量的因素研究[J].现代农业科技,2008(9):108,111.

[27] 卢丽萍,管力生,杨果,等.山东省土壤有效钼含量及影响因素[J].山东农业科学,1991(1):20-23.

[28] 刘军,唐志敏,刘建国,等.长期连作及秸秆还田对棉田土壤微生物量及种群结构的影响[J].生态环境学报,2012,21(8):1418-1422.

Effects of Continuous Cropping for Different Years on Garlic Rhizosphere Soil Nutrients Contents,Microorganisms Number and Enzyme Activities

WANG Xizhi1,YAO Lijuan1,WANG Yanli2,WU Shemei2,LI Benyin3,WANG Lihe1*,TIAN Chunli1,JIA Yunchao1
(1.Henan Vocational College of Agriculture,Zhongmu 451450,China; 2.Agriculture Rural Work Committee of Zhongmu County,Zhongmu 451450,China; 3.Institute of Plant Nutrition,Resource and Environment,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China)

With the rhizosphere soils in which garlic was grown for 0(control),10,20,30 years as research object,the changes of soils nutrients，soil microflora quantity and enzyme activities were studied to reveal the mechanism of garlic continuous cropping obstacle.The results showed that with the increasing of continuous cropping years,garlic bulb yield dropped significantly,compared with the control,the bulb production fell by 22.74%,26.48%,27.16% in 10,20,30 years of continuous cropping.Soil pH value and organic content enhanced significantly,total nitrogen,total phosphorus,rapidly-available potassium,alkaline hydrolysis nitrogen and effective zinc contents declined.The number of soil microorganisms decreased in 0—20 years and increased in 20—30 years,and the difference reached significant level.Soil enzyme activity tended to firstly decrease and then increase,soil urease and catalase activities were the lowest in 20 years of continuous cropping,and alkaline phosphatase activity was the lowest in 10 years of continuous cropping.Correlation analysis showed that both soil microbial quantity and soil enzyme activity were positively correlated with total nitrogen,total phosphorus,total potassium,alkaline hydrolysis nitrogen and rapidly-available potassium contents,but negatively correlated with soil pH value,organic matter and slowly-available potassium contents;except fungi,catalase,urease and alkaline phosphatase activities were positively correlated with the test microorganisms.Catalase activity showed significant correlation with actinomycetes number at 0.05 level,and urease activity showed significant positive correlation with azotobacter number at 0.01 level.The results above demonstrated that after long-term continuous cropping,bulb yield of garlic reduced,soil organic matter content and soil pH value increased,and soil nutrient got imbalanced;the microorganism quantity and enzyme activity of garlic rhizosphere soil reached the lowest level in 20 years of continuous cropping,and increased in continuous cropping for 30 years,but the microbial structure did not change significantly.

garlic; continuous cropping; soil microbe; soil enzyme activities; soil nutrient

2016-04-20

河南省教育厅科学技术研究重点项目(13B210065)

王喜枝(1967-)，女，河南武陟人，副教授，本科,主要从事土壤与植物营养方面的研究。 E-mail:623764334@qq.com

*通讯作者：王立河(1967-)，男，河南唐河人,教授,本科,主要从事土壤与植物营养方面的研究。 E-mail:wlhwww2002@aliyun.com

S154.2

A

1004-3268(2016)09-0058-07