小麦秸秆对西瓜生长与土壤养分作用探究

本文是农学论文，本研究选取最优84-24小型西瓜品种为试材，通过不同量小麦秸秆对连作西瓜生长指标、生理指标、枯萎病病害情况的作用；且在不同取样时期西瓜根际土壤养分和土壤酶活性的变化；在实验室状态下，通过添加小麦秸秆对土壤呼吸强度和土壤微生物生物量碳氮的作用。试验分为两大部分，一是盆栽试验，二是大田试验，通过以上试验得出以下结论：1、在不同的土壤条件下添加小麦秸秆的效果是不同的。2、五年连作的熟土：（1）在盆栽中添加小麦秸秆可以提高植株的株高、茎粗和干鲜重，降低盆栽西瓜枯萎病的发病率和病情指数，且添加1%秸秆效果最好。（2）添加两次小麦次秸秆的盆栽试验中，随着定植时间增长，土壤中的碱解氮、速效钾、有机质、全氮含量明显增加，pH值显著降低，EC值显著增加。（3）添加小麦秸秆可以增加盆栽西瓜土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶的活性。（4）添加小麦秸秆在盆栽试验初期可以增加土壤呼吸的强度和土壤微生物生物量氮的含量

1引言

目前克服连作障碍的途径主要有：农业防治、植物调控防治、生物防治、物理防治以及化学防治等。植物调控防治是选育抗性品种和嫁接技术，培育抗性育种的防治方法最根本，但已知抗性品种较少且抗性不稳定，而嫁接技术成本太高；生物防治效果不稳定，处于研究阶段；物理防治运用温湿消毒、洗盐等方法，但成本过高且防治效果有限；化学防治虽然见效快但存在农药残留污染环境等问题；农业防治手段较多，其中利用生物多样性及化感作用原理防治连作障碍是主要发展趋势,有待研究和进一步的开发。伴生小麦对于西瓜栽培意义非凡，能够使连作西瓜的净光合速率得以提高，西瓜叶片的衰老得以减缓，并且是光合功能期得以延长，可以提升连作西瓜的抗病性[3]。前期研究发现施入小麦残茬，可促进西瓜生长，利于土壤微生物繁殖，增加有益微生物数量，减少枯萎病致病菌数量，对西瓜连作土壤有一定的修复作用[4]。因此，本实验在已有研究的基础上，通过添加不同比例和次数的小麦秸秆分析其对西瓜生长情况、土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物生物量碳氮以及相关指标的影响，以期探明不同添加量小麦秸秆在连作西瓜生长和土壤养分改良方面发挥的作用。为缓解连作障碍提高土壤养分，为小麦秸秆的生态利用提供理论依据和技术支持。

2材料与方法

2.1试验材料和仪器

尿素、柠檬酸、氢氧化钠、苯酚、次氯酸钠、硫酸铵、甲苯、3,5-二硝基水杨酸、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、蔗糖、葡萄糖、磷酸苯二钠、2,6-双溴苯醌氯酰亚胺、硼砂、过氧化氢、硫酸、高锰酸钾、乙酸乙酯、次硫酸钠、TTC、无水乙醇、磷酸氢二钾、石英砂、草酸2,6-二氯酚靛酚、碳酸氢钠、抗坏血酸、牛血清蛋白、考马斯亮蓝G-250、磷酸、蒽酮、酚酞、甲基橙、盐酸、氯仿、无水氯化钙、邻菲啰啉、醋酸、醋酸锂、水合茚三铜、还原茚三酮、二甲基亚砜、硫酸钾、丙酮、硫酸亚铁、重铬酸钾。

2.2试验设计

自2017年5月至2017年8月在东北农业大学实验站大棚中进行盆栽试验。西瓜在55℃水浴浸种30min后常温静置12h，放入30℃恒温箱培养至出芽。待在营养钵中长至四叶一心定植于有不同处理土壤的250*250mm塑料盆中，观察测定各处理10天内的幼苗成活率并及时补苗，之后常规管理。根据秸秆添加量设置17CK（0）、17T1（1%）、17T2（2%）共计为3个相应处理，每个处理3次重复，每个重复20盆，三次重复随机排列，秸秆添加比例质量比。共计3*3*20=180盆(250*250mm塑料盆)，试验处理及编号如下表。每个处理三次重复，每个重复随机选取三株挂签，用于测定生长和生理指标。于定植后第20d，40d，60d进行破坏性取样，每个处理三次重复，每个重复随机选取三株，土样保留，植株用于测定干鲜重（全株干鲜重包括果实）和植株养分。

3结果与分析.......................................14

3.1添加小麦秸秆对盆栽西瓜生长及土壤养分的影响.........................14

3.2添加小麦秸秆对大田西瓜生长及土壤养分的影响......................324

3.3讨论....................................................45

4.1添加小麦秸秆对连作西瓜生长的影响.............................45

4.2添加小麦秸秆对土壤养分和土壤酶活性的影响................45

4.3添加小麦秸秆对土壤呼吸和微生物生物量的影响..................46

5结论....................................................484

4讨论

4.1添加小麦秸秆对连作西瓜生长的影响

苗锦山等[96]研究发现甜玉米和小麦秸秆还田配施复合生物菌剂促使连作甜瓜株高、茎粗、单株叶面积以及根、叶干物质积累，甜瓜生育进程加快，但在本试验中，大田试验中连作西瓜植株生长和养分积累因为添加小麦秸秆而产生一定的抑制效果，分析现象原因可能是施入小麦秸秆改变了土壤养分的结构，产生了化感物质，魏云霞等[97]人发现紫云英+油菜秸秆浸提液能够一定程度抑制玉米种子发芽、幼苗苗高和根长。由定植第40d数据发现，添加小麦秸秆对于连作西瓜生长表现为显著的促进作用，分析其原因可能是随着西瓜不断的生长，秸秆在腐解过程中释放出碳源或者某些养分，也可能是因为在秸秆腐解过程中产生了某些能够对西瓜生长产生促进效果的化感物质，而西瓜生长因添加小麦秸秆而表现出的促进并且呈现先抑制后促进的结果，分析产生的原因可能是秸秆腐解释放了某些抑制作物生长的物质含量随时间动态变化抑制作物生长也可能是植物在生长过程中受到土壤环境的影响，具体原因还有待于进一步研究。本试验结果表明，施入小麦秸秆一定程度促进连作西瓜的生长及抑制了枯萎病的发病，而添加1%小麦秸秆效果相对更好，由此可说明添加小麦秸秆对连作西瓜的生长的产生的促进效果因添加秸秆比例的不同存在差异。

4.2添加小麦秸秆对土壤养分和土壤酶活性的影响

作物秸秆含有作物必需的碳、氮、磷、钾等营养元素,是重要的有机肥源之一。土壤酶主要来源于土壤中生物及植物根系分泌是土壤的组成成分，在土壤生态系统内的物质循环和能量转换中起着至关重要的作用，对于土壤中生物化学反应起到催化作用，直接参与土壤中物质的转化、养分释放和固定过程,反映土壤生态系统中各个生物化学反应的强度，通常用其活性的强度来衡量土壤肥力状况[98-103]。庶糖酶、脲酶和磷酸酶是土壤中常见的水解酶，分别是土壤有机碳、氮、磷代谢的专一酶，对提高土壤氮素利用率，增加易溶性营养物质，提高磷素有效性有着重要的作用。过氧化氢酶能分解土壤中的过氧化氢，使作物免遭毒害，其活性过高或过低，均不利于作物生长[104-108]。张桂玲[109]研究了不同覆盖材料对桃园土壤微生物数量和酶活性的影响,结果表明,覆盖秸秆显著增加土壤碱解氮、速效钾、全氮、全钾和有机质含量，显著提高壤脲酶和磷酸酶活性。

5结论

连作两年的生茬土壤：（1）在大田中加入小麦秸秆的第一年，增加株高、茎粗，抑制鲜重和干重；添加小麦秸秆后的第二年，添加1%秸秆处理显著增加了干鲜重和G值，但不能降低枯萎病的发病率和病情指数。（2）在大田中加入小麦秸秆可以显著增加碱解氮、速效钾和有机质的含量。（3）在大田中添加小麦秸秆的第一年，可以在一定程度上增加土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶的活性；在大田中添加小麦秸秆后的第二年，对脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性影响不显著，但显著提高了过氧化氢酶的活性。（4）但在大田试验的第二年试验初期降低了土壤呼吸强度；添加小麦秸秆增加了大田试验土壤的微生物生物量碳的含量。
参考文献（略）