中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (11): 2176-2189.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.11.008
陈会鲜1(), 何文1, 阮丽霞1(
), 黄小娟1, 兰秀1, 蔡兆琴1, 李恒锐1, 黄珍玲1, 韦婉羚1, 梁振华1, 李天元1, 曹升2(
), 李喜弟3, 韦均参3
收稿日期:
2024-08-21
接受日期:
2024-12-10
出版日期:
2025-06-01
发布日期:
2025-06-09
通信作者:
联系方式:
陈会鲜,E-mail:798555436@qq.com。
基金资助:
CHEN HuiXian1(), HE Wen1, RUAN LiXia1(
), HUANG XiaoJuan1, LAN Xiu1, CAI ZhaoQin1, LI HengRui1, HUANG ZhenLing1, WEI WanLing1, LIANG ZhenHua1, LI TianYuan1, CAO Sheng2(
), LI XiDi3, WEI JunCan3
Received:
2024-08-21
Accepted:
2024-12-10
Published:
2025-06-01
Online:
2025-06-09
摘要:
【目的】 探索木薯大豆间作模式对木薯生长及其连作土壤的影响,分析木薯大豆间作模式缓解木薯连作障碍的潜能,为缓解木薯连作障碍提供理论参考。【方法】 在木薯连作土壤上,对比木薯连年单作和木薯大豆间作两种种植模式下木薯根际土壤理化性质、微生物物种多样性及其群落结构的差异,探索木薯大豆间作模式对木薯连作土壤的影响,对比两种种植模式下木薯株高、茎粗、产量、光合特性的差异,并分析土壤理化性质、微生物物种多样性及群落结构与木薯株高、茎粗、产量、光合特性之间的相关性,探索木薯大豆间作模式对木薯生长的影响。【结果】 (1)在3年试验中,相较于木薯连年单作,木薯大豆间作的土壤pH、孔隙度、有机质含量、碱解氮含量、细菌数量、真菌数量以及木薯的株高、产量、光合速率、蒸腾速率等均逐年提高,土壤容重逐年下降,且在试验进行到第2年或第3年时,这些指标的差异达到显著水平;(2)木薯大豆间作对木薯连作土壤的细菌和真菌物种多样性影响不大,但对土壤优势真菌群落组成及相对丰度的影响较大,其中对木霉属(Trichoderma)真菌丰度的影响最为显著;(3)土壤pH与木薯叶片蒸腾速率呈显著正相关,土壤有机质含量与木薯叶片光合速率、蒸腾速率、株高呈显著正相关,土壤孔隙度、碱解氮含量均与木薯叶片光合速率、蒸腾速率呈显著正相关关系,木霉属真菌的相对丰度与木薯茎粗、株高、产量及叶片光合速率、蒸腾速率均呈显著正相关关系。【结论】 木薯大豆间作模式可提高土壤的pH、孔隙度、有机质含量及碱解氮含量,调节土壤微生物群落结构,提高木霉属真菌的丰度,缓解木薯连作土壤酸化、板结、养分下降等问题,从而促进木薯生长,对木薯连作障碍具有缓解作用。
陈会鲜, 何文, 阮丽霞, 黄小娟, 兰秀, 蔡兆琴, 李恒锐, 黄珍玲, 韦婉羚, 梁振华, 李天元, 曹升, 李喜弟, 韦均参. 间作大豆对木薯生长及连作土壤特性的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(11): 2176-2189.
CHEN HuiXian, HE Wen, RUAN LiXia, HUANG XiaoJuan, LAN Xiu, CAI ZhaoQin, LI HengRui, HUANG ZhenLing, WEI WanLing, LIANG ZhenHua, LI TianYuan, CAO Sheng, LI XiDi, WEI JunCan. Effects of Intercropping Soybean on Cassava Growth and Soil Characteristics[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(11): 2176-2189.
表1
两种种植模式木薯株高、茎粗及产量"
试验阶段 Trial period | 种植模式 Cropping pattern | 株高 Plant height (m) | 茎粗 Stem diameter (cm) | 产量 Yield (kg/plant) |
---|---|---|---|---|
2021 (试验第1年 First year of trial) | 木薯连作第5年 The fifth year of continuous cropping cassava | 1.52±0.09a | 25.11±1.36a | 1.37±0.16a |
木薯大豆间作第1年 First year of cassava/soybean intercropping | 1.51±0.13a | 24.48±2.98a | 1.28±0.07a | |
2022 (试验第2年 Second year of trial) | 木薯连作第6年 The sixth year of continuous cropping cassava | 1.70±0.13a | 32.29±1.86a | 1.40±0.15a |
木薯大豆间作第2年 The second year of cassava/soybean intercropping | 1.90±0.22a | 37.36±1.64a | 2.18±0.16a | |
2023 (试验第3年 Third year of trial) | 木薯连作第7年 The seventh year of continuous cropping cassava | 1.46±0.17b | 33.25±2.02b | 1.47±0.32b |
木薯大豆间作第3年 The third year of cassava/soybean intercropping | 1.94±0.14a | 42.43±2.45a | 3.45±0.48a |
表2
两种种植模式下木薯的光合特性"
试验阶段 Trial period | 种植模式 Cropping pattern | CO2浓度 Ci (µmol·mol-1) | 气孔导度 Gs (mmol·m-2·s-1) | 净光合速率 Pn (µmol·m-2·s-1) | 蒸腾速率 Tr (mmol·m-2·s-1) | 水分利用率 WUE (µmol·mmol-1) |
---|---|---|---|---|---|---|
2021 (试验第1年 First year of trial) | 木薯连作第5年 The fifth year of continuous cropping cassava | 299.21±11.83a | 866.74±258.35a | 23.18±0.81a | 9.26±1.76a | 2.52±0.14a |
木薯大豆间作第1年 First year of cassava/soybean intercropping | 306.35±7.81a | 1018.10±215.76a | 25.64±0.96a | 9.75±1.57a | 2.44±0.17a | |
2022 (试验第2年 Second year of trial) | 木薯连作第6年 The sixth year of continuous cropping cassava | 312.12±2.35a | 1224.51±310.38a | 25.49±2.13b | 8.64±3.27b | 2.97±0.21a |
木薯大豆间作第2年 The second year of cassava/soybean intercropping | 388.37±3.12a | 1601.42±172.21a | 39.53±3.25a | 14.75±3.20a | 2.64±0.25a | |
2023 (试验第3年 Third year of trial) | 木薯连作第7年 The seventh year of continuous cropping cassava | 304.45±7.14a | 1273.23±143.39a | 23.81±2.53b | 8.32±3.16b | 3.28±0.83a |
木薯大豆间作第3年 The third year of cassava/soybean intercropping | 397.13±9.18a | 1623.34±240.31a | 40.74±2.85a | 15.39±2.78a | 2.43±0.54a |
表3
两种种植模式下土壤的pH、含水量、孔隙度和容重"
试验阶段 Trial period | 种植模式 Cropping pattern | pH | 孔隙度 Porosity (%) | 容重 Bulk density (g·cm-³) | 土壤含水量 Soil water content (%) |
---|---|---|---|---|---|
2021 (试验第1年 First year of trial) | 木薯连作第5年 The fifth year of continuous cropping cassava | 4.74±0.04a | 34.27±1.35a | 1.55±0.03a | 18.42±1.08a |
木薯大豆间作第1年 First year of cassava/soybean intercropping | 4.81±0.12a | 35.31±1.79a | 1.52±0.02a | 19.19±1.29a | |
2022 (试验第2年Second year of trial) | 木薯连作第6年 The sixth year of continuous cropping cassava | 4.71±0.28a | 33.28±2.19a | 1.59±0.04a | 19.17±1.03a |
木薯大豆间作第2年 The second year of cassava/soybean intercropping | 4.93±0.75a | 36.12±1.04a | 1.47±0.03b | 20.69±1.52a | |
2023 (试验第3年Third year of trial) | 木薯连作第7年 The seventh year of continuous cropping cassava | 4.39±0.28b | 34.79±1.09b | 1.75±0.08a | 19.05±1.93a |
木薯大豆间作第3年 The third year of cassava/soybean intercropping | 5.07±0.75a | 39.72±1.04a | 1.26±0.05b | 21.19±1.52a |
表4
两种种植模式下的土壤养分含量"
试验阶段 Trial period | 种植模式 Cropping pattern | 有机质 Organic matter (g·kg-1) | 速效钾 Available potassium (mg·kg-1) | 速效磷 Available phosphorus (mg·kg-1) | 碱解氮 Alkali-hydrolyzable nitrogen (mg·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|
2021 (试验第1年First year of trial) | 木薯连作第5年 The fifth year of continuous cropping cassava | 20.57±1.07a | 156.54±5.83a | 46.28±1.55a | 92.28±2.40a |
木薯大豆间作第1年 First year of cassava/soybean intercropping | 21.58±0.46a | 156.46±4.00a | 51.28±1.00a | 109.28±4.01a | |
2022 (试验第2年Second year of trial) | 木薯连作第6年 The sixth year of continuous cropping cassava | 19.88±0.33b | 145.28±2.51a | 45.72±1.84a | 94.18±1.96b |
木薯大豆间作第2年 The second year of cassava/soybean intercropping | 23.98±2.06a | 157.48±6.52a | 53.83±2.61a | 116.60±1.01a | |
2023 (试验第3年Third year of trial) | 木薯连作第7年 The seventh year of continuous cropping cassava | 18.18±0.85b | 167.23±5.07a | 55.16±1.85a | 100.25±9.26b |
木薯大豆间作第3年 The third year of cassava/soybean intercropping | 25.18±1.16a | 175.09±3.19a | 50.13±1.97a | 127.60±4.34a |
表5
两种种植模式下木薯根际土壤微生物数量"
试验阶段 Trial period | 种植模式 Cropping pattern | 细菌 Bacteria (×105 cfu·g-1) | 真菌 Fungi (×103 cfu·g-1) | 放线菌 Actinomycete (×105 cfu·g-1) | 微生物总数 Total number (×105 cfu·g-1) |
---|---|---|---|---|---|
2021 (试验第1年First year of trial) | 木薯连作第5年 The fifth year of continuous cropping cassava | 15.29±1.09a | 27.34±2.13a | 2.38±0.36a | 17.70±2.05a |
木薯大豆间作第1年 First year of cassava/soybean intercropping | 20.46±2.16a | 30.28±1.06a | 2.45±0.72a | 22.94±2.62a | |
2022 (试验第2年Second year of trial) | 木薯连作第6年 The sixth year of continuous cropping cassava | 18.75±2.74b | 23.05±2.43b | 3.92±0.66a | 22.69±2.08b |
木薯大豆间作第2年 The second year of cassava/soybean intercropping | 30.73±2.98a | 34.37±1.36a | 4.17±0.54a | 34.93±3.74a | |
2023 (试验第3年Third year of trial) | 木薯连作第7年 The seventh year of continuous cropping cassava | 20.53±1.79b | 28.06±1.49b | 2.83±0.34a | 22.59±2.18b |
木薯大豆间作第3年 The third year of cassava/soybean intercropping | 37.14±2.27a | 47.02±1.67a | 3.89±0.31a | 39.08±1.38a |
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