全 文 ：第 27 卷 第 5 期 作　物　学　报 V o l. 27, N o. 5
2001 年 9 月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA Sep t. , 2001
连作花生田主要微生物类群与土壤酶活性变化及其交互作用Ξ
孙秀山　封海胜　万书波　左学青
(山东省花生研究所, 山东莱西 266601)
提　要　通过连续 5 年盆栽试验, 研究了花生不同连作年限对植株生育、土壤及根际微生物主要类群
和主要土壤酶活性的影响及其相互关系。结果表明: 花生连作, 主茎变矮, 单株结果数减少, 荚果变
小, 总生物产量和荚果产量降低。随着连作年限的增加, 土壤和根际的真菌数量显著增加, 细菌和放
线菌数量显著减少。土壤中碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性逐年降低。土壤及花针期根际真菌显著抑
制碱性磷酸酶活性; 土壤细菌、土壤放线菌及成熟期根际细菌显著促进碱性磷酸酶活性; 花针期根际
真菌显著抑制蔗糖酶和脲酶活性, 土壤细菌显著促进蔗糖酶活性, 土壤细菌、成熟期根际放线菌显著
促进脲酶活性。细菌型土壤向真菌型土壤转变可能是花生连作的重要特征。
关键词　连作花生; 主要微生物类群; 主要土壤酶
Changes of M a in M icrob ia l Stra in s and Enzym es Activ it ies in Peanut
Con tinuous Cropp ing So il and The ir In teraction s
SUN X iu2Shan　FEN G H ai2Sheng　W AN Shu2Bo　ZUO Xue2Q ing
(S hand ong P eanu t R esearch Institu te, L aix i, S hand ong 266601, Ch ina)
Abstract　　Effects of peanu t con t inuou s cropp ing (PCC) on p lan t grow th and developm en t
and changes of m ain m icrob ia l st ra in am oun ts and enzym es act ivit ies in PCC so il have been
invest iga ted by po t experim en ts fo r 5 years. T he resu lts show ed tha t the stem becam e sho rt,
num ber of podsöp lan t decreased, pod size becam e sm all, b iom ass and pod yield decreased un2
der PCC condit ion, w hen com pared w ith ro ta t ing system. A s advance of PCC years, fungi
num ber in the so il and rh izo sphere increased obviou sly, bacteria and act inom yces num ber de2
clined dist inct ly, and act ivit ies of a lka line pho sphatase (A KP) , saccharase and u rease in the
so il decreased year by year. Fungi in the so il and rh izo sphere du ring flow ering2pegging stage
(FPS) rest ra ined rem ar2kab ly A KP act ivit ies, bu t bacteria and act inom yces in the so il and
bacteria in the rh izo sphere du ring pod2f illing stage (PFS) p rom o ted rem arkab ly the A KP ac2
t ivit ies. Fungi in the rh izo sphere du ring FPS inh ib ited rem arkab ly the act ivit ies of saccharase
and u rease, bacteria in the so il p rom o ted the act ivit ies of saccharase, bacteria in the so il and
act inom yces in the rh izo sphere in PFS p rom o ted rem arkab ly the act ivit ies of u rease. Convert2
ing of so il from bacteria type to fungi type m ay be an im po rtan t characterist ic of PCC so il.
Key words　　Peanu t con t inuou s cropp ing; M ain m icrob ia l st ra in s; M ain enzym es in the so ilΞ 本研究为山东省科委资助项目“花生连作障碍及其对策的研究”的部分内容
收稿日期: 2000201211, 接受日期: 2000207214
Received on: 2000201211, A ccep ted on: 2000207214

花生属连作障碍较严重作物, 连作一般减产 10% 以上[ 1 ]。本文主要就连作花生土壤及根
际主要微生物类群与主要土壤酶活性的变化及其相互关系进行了探讨。
1　材料与方法
1. 1　供试材料　　供试土壤取同一地块质地、肥力相同的砂壤土, pH 值 7. 4, 有机质含量
9. 72 gökg, 全氮含量 0. 59 gökg, 水解氮 73 m gökg, 全磷 (P 2O 5) 0. 38 gökg, 速效磷 17 m gö
kg, 速效钾 (K2O ) 70 m gökg。供试肥料: 尿素 (含氮 46% )、重过磷酸钙 (含 P 2O 5 44% )、硫酸
钾 (含 K 2O 50% )、硼酸 (分析纯)、钼酸铵 (分析纯)。供试品种: 花 37。
1. 2　试验方法
1. 2. 1　供试土壤的制作　　1986 年将取自同一地块的耕层土壤过筛拌匀后, 均匀地摊放于
一个预先挖好的面积 8 m ×8 m , 深 30 cm , 底土坚实的土池内。灌水沉实后, 整成活土层 30
cm 的轮作土取土池, 池内按照休闲2甘薯2玉米 3 年轮作制种植作物, 至 1991 年共种植 6 年。
1. 2. 2　试验处理及方法　　自 1986 年开始, 每年自轮作土取土池中取土 6 盆, 不施肥连续
种植花生, 至 1991 年设置成连作 1、2、3、4、5 年土及多年轮作土对照 (记为CK) 6 个处理。
试验在本所盆栽场进行, 采用筒状白瓷盆, 盆上下口直径均为 31 cm , 高 33 cm , 面积
754. 8 cm 2, 每盆装风干土 27. 5 kg。1991 年花生播种前各处理均按每公顷 150 kg N , 225 kg
P 2O 5, 300 kg K2O , 3 kg B , 225 g M o 施肥。培养土壤微生物和测定土壤酶活性所用土样采
用每盆三点取样, 处理内土样充分混合均匀, 然后用对角线均分法制作。根际微生物取自全
根根际。土壤微生物的培养于花生播种施肥前当天进行, 根际微生物的培养分别于花生花针
期、结荚期和成熟期进行, 重复 2 次。真菌培养采用查彼克氏 (Czapek) 培养基, 细菌培养采
用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基, 放线菌培养采用淀粉铵琼脂培养基, 真菌、细菌、放线菌的计
数采用稀释平板法[ 2 ]。花生收获后测定土壤酶活性, 碱性磷酸酶活性的测定采用 ДЖЦББС显
色法, 蔗糖酶采用 3, 52二硝基水杨酸比色法, 脲酶采用苯酚一次氯酸钠比色法, 过氧化氢酶
采用容量法。
试验设 6 次重复, 于 5 月上旬点水播种, 每盆播 4 粒, 出苗后留健苗 2 株。生育期间精细
管理, 按时浇水, 收获时, 每盆所产荚果和茎叶分别装袋, 烘干称重, 考察总干物重和荚果产量。
2　结果与分析
2. 1　不同连作年限对花生植株性状和产量的影响
2. 1. 1　对植株性状的影响　　主茎高度在一定程度上反映个体生长的好坏, 是衡量花生生
育状况的一项简易指标, 结实状况则反映产量高低和增产潜力。研究表明, 与轮作相比, 花
生连作 1～ 5 年, 主茎高度降低 1. 8%～ 12. 5% , 百果重降低 5. 5%～ 18. 2% ; 连作 2～ 5 年,
单株结果数减少 0. 5%～ 18. 7% (表 1)。
2. 1. 2　对总生物产量及产量的影响　　由表 2 可见, 花生连作, 对总生物产量和荚果产量影
响十分明显。连作 2～ 5 年, 总生物产量和荚果产量分别降低 10. 9%～ 24. 2%、6. 0%～
33. 5%。
2. 2　不同连作年限土壤及根际微生物主要类群的变化　　花生连作, 由于种植制度和管理
方法的相同, 为土壤及根际微生物创造了相对稳定的微生态环境, 定向影响着土壤及根际微
生物的生长发育和繁殖。
816　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　27 卷

表 1　　花生不同连作年限对植株性状的影响
Table 1　　Effects of con tinuous cropping (CC) on plan t tra its of peanut
处理
T reatm ent
主茎高
Stem heigh t
(cm )
结实状况　Podsöp lan t
幼果
U nm atured pods
秕果
Pop s
饱果
Full filled pods
结果数
Pod num ber
百果重
1002pod
w eigh t
(g)
轮作 (CK)　Ro tation 21. 65 58. 4 19. 0 17. 4 36. 4 139. 1
连作 1 年　CC fo r 1 year 20. 10 53. 6 26. 6 15. 0 41. 6 121. 5
连作 2 年　CC fo r 2 years 21. 25 36. 6 20. 0 16. 2 36. 2 131. 4
连作 3 年　CC fo r 3 years 20. 55 32. 2 19. 8 15. 8 35. 6 129. 2
连作 4 年　CC fo r 4 years 18. 95 24. 8 16. 8 14. 6 31. 4 129. 4
连作 5 年　CC fo r 5 years 19. 10 28. 0 19. 6 10. 0 29. 6 113. 8
表 2　　花生不同连作年限对总生物产量及荚果产量的影响
Table 2　　Effects of con tinuous cropping on biomass and pod y ield of peanut
处理
T reatm ent
轮作
CK
连作 1 年
CC fo r 1 year
连作 2 年
CC fo r 2 year
连作 3 年
CC fo r 3 year
连作 4 年
CC fo r 4 year
连作 5 年
CC fo r 5 year
总生物产量　B iom ass (göpo t) 90. 77 90. 38 80. 92 80. 64 70. 18 68. 78
荚果产量　Pod yield (göpo t) 50. 63 50. 54 47. 58 45. 92 40. 64 33. 68
表 3　　花生不同连作年限土壤微生物类群的变化
Table 3　　Changes of so il m icrobia l stra in s in con tinuous
cropping so il of peanut
处理
T reatm ent
真菌
Fungusög
dry so il
细菌
Bacterium ög
dry so il
放线菌
A ctinom yceög
dry so il
轮作CK 0. 5×104 8. 2×104 7. 5×104
连作 1 年　CC fo r 1 year 1. 2×104 8. 2×104 4. 7×104
连作 2 年　CC fo r 2 years 1. 3×104 4. 8×104 3. 8×104
连作 3 年　CC fo r 3 years 1. 3×104 3. 7×104 3. 3×104
连作 4 年　CC fo r 4 years 1. 6×104 4. 4×104 2. 5×104
连作 5 年　CC fo r 5 years 1. 5×104 4. 4×104 2. 6×104
2. 2. 1　土壤微生物主要类群的变化
　　研究发现, 随着连作年限的增
加, 土壤中的真菌数量大幅度提高,
与多年轮作相比较, 连作 1～ 5 年, 真
菌数量增加 140%～ 220% ; 细菌和
放线菌数量显著降低, 连作 2～ 5 年,
细菌、放线菌数量分别减少 41. 5%
～ 53. 6% 和 49. 3%～ 65. 3% (表 3)。
2. 2. 2　根际微生物主要类群的变化
表 4　　花生不同连作年限根际微生物主要类群的变化 (花针期)
Table 4　　Changes of m icrobia l stra in s in the rh izosphere dur ing
f lower ing-pegg ing stage of peanut
处理
T reatm ent
真菌
Fungusög
dry so il
细菌
Bacterium ög
dry so il
放线菌
A ctinom yceög
dry so il
轮作CK 1. 6×104 55. 6×104 17. 5×104
连作 1 年　CC fo r 1 year 1. 6×104 55. 6×104 5. 1×104
连作 2 年　CC fo r 2 years 2. 2×104 42. 6×104 11. 0×104
连作 3 年　CC fo r 3 years 4. 5×104 50. 1×104 8. 1×104
连作 4 年　CC fo r 4 years 5. 0×104 45. 8×104 5. 2×104
连作 5 年　CC fo r 5 years 6. 1×104 44. 5×104 4. 9×104
　　花生根际微生物主要类群的变化
趋势与土壤微生物主要类群基本一
致; 花针期、结荚期和成熟期三个生
育时期相比较, 花针期变化最为规律
和明显 (表 4～ 表 6)。同一连作年限
三个不同生育时期的真菌数量由多到
少依次为结荚期、成熟期和花针期,
细菌数量由多到少依次为花针期、结
荚期和成熟期, 放线菌数量三个生育
时期相比较规律不明显。
2. 3　不同连作年限花生主要土壤酶活性的变化　　土壤酶主要来自微生物细胞, 但也可以
来自动植物残体[ 3 ]。花生连作, 植株生育受到明显抑制, 土壤微生物主要类群发生规律性变
化, 这就必然导致主要土壤酶活性的定向改变。本试验研究表明, 随着连作年限的增加, 碱
性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶的活性均有逐年降低趋势。其中, 碱性磷酸酶活性降低最重, 连作 1
9165 期　　　　　　孙秀山等: 连作花生田主要微生物类群与土壤酶活性变化及其交互作用　　　　　　　　

表 5　　花生不同连作年限根际微生物主要类群的变化 (结荚期)
Table 5　　Changes of m icrobia l stra in s in the rh izosphere dur ing
pod- setting stage of peanut
处理
T reatm ent
真菌
Fungusög
dry so il
细菌
Bacterium ög
dry so il
放线菌
A ctinom yceög
dry so il
轮作CK 8. 2×104 36. 4×104 9. 1×104
连作 1 年　CC fo r 1 year 7. 4×104 36. 5×104 7. 1×104
连作 2 年　CC fo r 2 years 9. 8×104 35. 2×104 6. 9×104
连作 3 年　CC fo r 3 years 6. 2×104 36. 1×104 7. 1×104
连作 4 年　CC fo r 4 years 10. 0×104 29. 1×104 9. 3×104
连作 5 年　CC fo r 5 years 17. 3×104 17. 4×104 8. 5×104
年, 降低 15. 4% , 连作 4 年, 高达
37. 4% ; 蔗糖酶次之, 连作 2 年
后, 降低幅度超过 10% , 连作 4
年, 降低幅度为 16. 1% ; 脲酶亦
有所降低, 连作 1～ 5 年, 降低幅
度最高不超过11. 3%。连作对过
氧化氢酶活性影响不大, 不同连
作年限间提高和降低不超过 5%
(表 7)。
2. 4　土壤及根际主要微生物类群
表 6　　花生不同连作年限根际微生物主要类群的变化 (成熟期)
Table 6　　Changes of m icrobia l stra in s in the rh izosphere
dur ing pod-f ill ing stage of peanut
处理
T reatm ent
真菌
Fungusög
dry so il
细菌
Bacterium ög
dry so il
放线菌
A ctinom yceög
dry so il
轮作 CK 3. 2×104 29. 2×104 5. 4×104
连作 1 年　CC fo r 1 year 4. 1×104 24. 8×104 5. 4×104
连作 2 年　CC fo r 2 years 7. 0×104 22. 7×104 5. 6×104
连作 3 年　CC fo r 3 years 4. 6×104 19. 7×104 3. 1×104
连作 4 年　CC fo r 4 years 4. 2×104 21. 2×104 4. 2×104
连作 5 年　CC fo r 5 years 5. 0×104 16. 9×104 4. 7×104
数量与主要土壤酶活性的相关分析
2. 4. 1　土壤微生物类群数量与主要
土壤酶活性的相关分析　　相关分
析发现, 土壤微生物主要类群数量
与主要土壤酶中的碱性磷酸酶、蔗
糖酶和脲酶活性有着极大关系。其
中, 真菌数量与碱性磷酸酶活性关
系极其密切, 呈极显著负相关。细
菌数量与蔗糖酶活性关系极其密切,
呈极显著正相关; 与碱性磷酸酶、
脲酶活性关系密切, 呈显著正相关。放线菌数量与碱性磷酸酶活性关系极其密切, 呈极显著
正相关。真菌、细菌和放线菌数量与过氧化氢酶活性关系不大 (表 8)。
表 7　　花生不同连作年限主要土壤酶活性的变化
Table 7　　Changes of activ ities of ma in enzymes in CC so il of peanut
处理
T reatm ent
碱性磷酸酶
A KP
Gram of
pheno lög
so il. 24h
±%
compared
w ith CK
蔗糖酶
Saccharase
M illigram
of
Gluco seög so il. 24h ±%comparedw ith CK 脲酶U reaseM illigramofN H 42N ögso il. 24h ±%comparedw ith CK 过氧化氢酶CatalaseGram0. 1NKM nO 4ögso il. 24h ±%comparedw ith CK
轮作CK 1. 23 29. 2 0. 479 3. 79
连作 1 年　CC fo r 1 year 1. 04 - 15. 4 30. 0 + 0. 3 0. 487 + 0. 02 3. 85 + 1. 6
连作 2 年　CC fo r 2 years 0. 95 - 22. 3 27. 0 - 7. 5 0. 464 - 3. 1 3. 97 + 4. 7
连作 3 年　CC fo r 3 years 0. 87 - 29. 8 25. 5 - 12. 7 0. 432 - 9. 8 3. 70 - 2. 4
连作 4 年　CC fo r 4 years 0. 77 - 37. 4 24. 5 - 16. 1 0. 425 - 11. 3 3. 84 + 1. 3
连作 5 年　CC fo r 5 years 0. 78 - 36. 6 26. 2 - 10. 3 0. 445 - 7. 1 3. 89 + 2. 6
2. 4. 2　根际微生物类群数量与主要土壤酶活性的相关分析　　花针期根际真菌数量与主要
土壤酶中的碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性关系密切, 呈显著正相关; 花针期根际微生物主
要类群数量与过氧化氢酶活性无明显相关关系。结荚期根际微生物主要类群数量对主要土壤
酶活性影响不大。成熟期根际细菌数量与碱性磷酸酶活性关系十分密切, 呈极显著正相关;
放线菌数量与脲酶活性关系密切, 呈显著正相关 (表 9)。
026　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　27 卷

表 8　　花生不同连作年限土壤微生物变化与土壤酶活性相关分析
Table 8　　Correlation s between changes of m icrobia l stra in s and
activ ities of ma in enzymes in CC so il of peanut
微生物种类
M icrobial strains
碱性磷酸酶
A KP
蔗糖酶
Saccharase
脲酶
U rease
过氧化氢酶
Catalase
真菌　Fungi - 0. 99543 3 - 0. 7078 - 0. 6766 0. 2768
细菌　Bacteria 0. 86193 0. 93353 3 0. 89373 - 0. 0022
放线菌　A ctinom yces 0. 98393 3 0. 7841 0. 7587 - 0. 19483　结语与讨论花生连作, 连作土壤对地上部营养生长和地下部生殖生长均产生负面影响, 具体表现为: 主茎变矮, 单株结果数减少, 荚果变小, 并最终导致生
物产量和荚果产量降低。
表 9　　花生不同连作年限花针期根际微生物变化与土壤酶活性相关分析
Table 9　　Correlation s between changes of m icrobia l stra in s in the
rh izosphere and activ ities of ma in enzymes in CC so il of peanut
微生物种类
M icrobial strains
碱性磷酸酶
A KP
蔗糖酶
Saccharase
脲酶
U rease
过氧化氢酶
Catalase
　 花针期　Pod2pegging stage
真菌　Fungi - 0. 87703 - 0. 82583 - 0. 86073 - 0. 1161
细菌　Bacteria 0. 8106 0. 7355 0. 6023 - 0. 5542
放线菌　A ctinom yces 0. 7970 0. 4009 0. 4360 - 0. 1253
　 结荚期　Pod2sett ing stage
真菌　Fungi - 0. 4885 - 0. 2803 - 0. 2274 0. 5205
细菌　Bacteria 0. 6461 0. 4405 0. 4317 - 0. 3079
放线菌　A ctinom yces 0. 0127 - 0. 2083 - 0. 2455 - 0. 1342
　 成熟期　Pod2filling stage
真菌　Fungi - 0. 3803 - 0. 2859 - 0. 1240 0. 6777
细菌　Bacteria 0. 91583 3 0. 7147 0. 7460 0. 0431
放线菌　A ctinom yces 0. 5703 0. 7087 0. 81573 0. 7160 　　连作土壤微生态环境相对稳定, 土壤微生物类群的生长发育和繁殖呈现一定的规律性。即土壤及根际真菌数量显著增加, 细菌和放线菌数量显著减少, 土壤由细菌性向真菌性转变可能是连作花生的重要特征。　　随着连作年限的增加, 土壤中的主要酶活
性呈现逐年递减趋势。
相关分析发现, 土壤真菌显著抑制碱性磷酸酶活性, 而花针期根际真菌对碱性磷酸酶、蔗糖
酶和脲酶活性均具有显著抑制作用; 土壤细菌对碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性均有显著促
进作用, 花针期和成熟期根际细菌则同时促进碱性磷酸酶活性; 土壤放线菌显著促进碱性磷
酸酶活性; 成熟期根际放线菌显著促进脲酶活性。因此, 抑制土壤和花针期根际真菌的大量
滋生, 增加土壤细菌、花针期和成熟期根际细菌以及土壤放线菌、成熟期根际放线菌数量,
可能是提高土壤中碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性, 解除花生连作障碍的一个重要对策。
另外, 结荚期根际真菌的数量是土壤真菌数量的 11～ 30 倍, 但相关分析表明, 其与主要
土壤酶的相关不显著, 说明并非所有的土壤及根际真菌都对主要土壤酶活性起抑制作用。至
于是哪一种或几种真菌, 尚待进一步研究证明。细菌和放线菌也存在同样的问题。
参　考　文　献
1　张思苏, 封海胜, 万书波等. 花生科技, 1992, (2) : 21～ 23
2　中国科学院南京土壤研究所微生物室. 土壤微生物实验法, 北京: 科学出版社, 1985, 40～ 275
3　陈华癸, 李　阜, 陈文新等. 土壤微生物学, 上海: 科技出版社, 1979, 54
1265 期　　　　　　孙秀山等: 连作花生田主要微生物类群与土壤酶活性变化及其交互作用