全 文 ： * ?广东省重点项目“节水农业技术研究与示范”( A20601) 部分研究内容
收稿日期 : 2004-08-24 改回日期 : 2004-09-29
菠萝-甘蔗轮作制度对甘蔗生长及土壤生态的影响 *
郑 超 刘月廉 谢治国 谭中文
(湛江海洋大学农学院 湛江 524088) (华南农业大学农学院 广州 510642)
摘 要 研究菠萝-甘蔗轮作制对甘蔗生长及土壤生态的影响结果表明 , 菠萝-甘蔗轮作甘蔗产量和糖度均高于甘
蔗-甘蔗连作 ; 与连作田相比轮作田可改善土壤通气性和蓄水能力 , 加速土壤速效养分的释放 , 增强土壤酶活性和
增加土壤微生物总量 ;有益的氨化细菌和硝化细菌成倍增加 ,而无益的厌氧性细菌、反硝化细菌则受抑制。
关键词 菠萝-甘蔗轮作 土壤微生物区系 土壤酶活性
Effects of crop rotation of pineapples-sugarcane on sugarcane growth and soil microflora . ZHENG Chao, LI U Yue-
Lian, XIE Zhi-Guo( Agronomy College of Zhanjiang Ocean University, Zhanjiang 524088, China) , TAN Zhong-Wen
(Agronomy College of South China Agricultural University, Guangzhou 510642,China) , CJ EA , 2006, 14( 1) :79～80
Abstract Theeffects of crop rotation of pineapples-sugarcaneon sugarcane growth and soil microflora were studied . The
results show that both of the sugarcane yield and sucroser content of cane in the crop rotation of pineapple-sugarcane are
higher than thoseof the continuous cropping of sugarcane-sugarcane . Compared with other fields, the crop rotation field
can improve thecapability of aeration and water storage, accelerate the release of thequick effective nutrient, strengthen
soil enzymeactivity and increasethetotal quantityof microbe of soil . The beneficial ammonifier and thenitrifying bacteria
double increase, while the unbeneficial anaerobic bacteria and denitrifying bacteria are inhibited .
Key words Rotation of pineapples-sugarcane, Soil microflora, Soil enzymeactivity
(Received Aug . 24, 2004; revised Sept . 29, 2004)
甘蔗与西瓜、玉米、豆科或其他高固 N 作物间作均可不同程度提高甘蔗产量和糖分及其农艺性状[ 1 ,2] 。
目前有关菠萝-甘蔗轮作对甘蔗提高产量和糖分的机理方面研究尚少见报道。本试验研究了菠萝-甘蔗轮作
对甘蔗生长和土壤理化性质及微生物区系变化的影响 ,为提高旱田轮作甘蔗产量及糖度提供理论依据。
1 试验材料与方法
菠萝-甘蔗轮作定位试验在雷州半岛地区湛江市幸福农场旱田轮作试验田进行 ,供试土壤类型属玄武岩
砖红壤 ,连作试验地 0～20cm耕层土壤有机质含量为 14.58g/ kg, 全 N 0.69g/ kg, 碱解氮 6.86mg/ kg, 速效
磷 ( P2 O5 ) 6. 50mg/ kg, 速效钾 ( K2O)40. 66mg/ kg;轮作试验地 0～20cm耕层土壤有机质含量 15.58g/ kg, 全
N 0. 75g/ kg,碱解氮 10. 55mg/ kg, 速效磷 ( P2 O5 ) 9. 65mg/ kg, 速效钾 ( K2 O) 58.58mg/ kg。试验设菠萝-甘蔗
轮作型与甘蔗-甘蔗连作型 (对照 ) 2个处理 ,按对比法 3 次重复 , 每小区面积为 0.067hm2。蔗种采用双芽苗
经浸种、消毒后于 2002 年 2 月 6 日播种 , 每小区播种量为 3800 芽。施尿素 750kg/ hm2 , 过磷酸钙 1500
kg/ hm2 ,氯化钾 750kg/ hm2 , 全部 P 肥、30% N 肥和 30% K 肥作基肥 , 剩余 70% N 肥和 K 肥于甘蔗大培土时
施入。轮作周期中各处理植物残茬均留于田中 ,其他田间管理同常规。于甘蔗生长初期调查甘蔗萌芽率和
分蘖率 ,甘蔗生长后期调查分析甘蔗产量及其构成因素和蔗糖分。并分别于甘蔗种植前、甘蔗分蘖期、成熟
期用 5点取样法 , 每样点按 S 型 6点取样 , 采集轮作田 0～20cm耕层土样混匀 , 分别测定土壤养分、土壤水
分[ 3] 和土壤微生物 [ 4] 及土壤酶活性[ 5 ,6] 。
2 结果与分析
2 . 1 菠萝-甘蔗轮作对土壤理化性质及养分含量的影响
研究表明菠萝-甘蔗轮作可明显改变土壤理化性状 , 菠萝-甘蔗轮作 > 0. 25mm团聚体总量为 336g/ kg,
第 14 ?卷第 1期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14 No .1
2 0 0 6 ?年 1 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture Jan ., 2006
高于甘蔗-甘 蔗连作田 ( 302g/ kg) , 土壤 容重由 1.34g/ kg 减至 1. 26g/ kg, 土壤 孔隙度由 49. 43% 增至
52.45% , 其原因可能是由于菠萝具有庞大须根系 , 提供了形成团聚体所需的有机胶结物质和生物应力 , 有
利于土壤团聚体形成 ,并通过改变土壤孔隙状况而改善土壤通透性。菠萝-甘蔗轮作田枯落物多于甘蔗-甘
蔗连作对照田 , 有利于雨水入渗 , 故其有效含水量 ( 100. 3g/ kg)、有效贮水量 ( 29.51g/ kg) 分别比对照田高
21.45g/ kg和 4.15g/ kg。这表明菠萝-甘蔗轮作后形成良好的土壤结构 , 有利于提高土壤肥力 , 增加水分入
渗 ,促进根系生长 , 提高有效水量 ,防止水土流失等[ 7] 。与基本土样相比 , 甘蔗成熟期 2种不同处理土壤速
效养分含量均有所增加 ,菠萝-甘蔗轮作田碱解氮为 22. 78mg/ kg, 而对照田为 17.02mg/ kg,速效磷 (P2 O5 ) 为
19.12mg/ kg,而对照田为 15.03mg/ kg,速效钾 (K2 O)为 98.97mg/ kg,而对照田为 64.53mg/ kg。表明菠萝-甘蔗
轮作田土壤速效养分含量比对照田增幅大 ,更有利于速效养分的释放 ,特别是有利于 K 的释放。
2 . 2 菠萝-甘蔗轮作对土壤微生物区系及土壤酶活性的影响
菠萝-甘蔗轮作对增加土壤微生物总量有明显影响 , 菠萝-甘蔗轮作田 0～20cm土层土壤细菌、放线菌、
真菌数量分别为 11.23 万个/ g干土 、6.70 万个/ g干土 和 2. 36 万个/ g干土 , 而对照田分别为 7.65 万个/ g干土 、
3. 59万个/ g干土 和 2. 56万个/ g干土 ,除真菌外轮作田土壤细菌、放线菌均大于连作对照田 , 表明菠萝-甘蔗轮
作增加了土壤微生物总量 ,这是因为轮作改善了土壤结构 , 从而增强了土壤微生物整体活性。菠萝-甘蔗轮
作田土壤中氨化细菌、硝化细菌、好气性自生固 N 菌、一般厌氧细菌和反硝化细菌数量分别为 600个/ g干土 、
1.65万个/ g干土 、33个/ g干土 、1.9万个/ g干土 和 1. 18万个/ g干土 , 而对照田分别为 350个/ g干土、1.15 万个/ g干土、
24个/ g干土 、4. 5万个/ g干土 和 2. 43万个/ g干土 ,菠萝-甘蔗轮作田氨化细菌和硝化细菌均高于对照田 , 表明轮
作田土壤气相比例增加 ,土壤通气状况较好 , 提供了大量有机质 , 促进土壤氨化作用和硝化作用的发挥 , 使
氨化细菌和硝化细菌增加 ,而好气性自生固 N 菌数量小且变化较小。菠萝-甘蔗轮作对降低厌气性微生物
数量有明显效果 ,一般厌气细菌轮作田比连作田降低了 1.37倍 ,反硝化细菌则降低了 1. 06 倍 ,表明菠萝-甘
蔗轮作可改善土壤通气性和提高土壤氧化还原性 , 从而抑制土壤厌气微生物和其他有害微生物活性。甘
蔗-菠萝轮作田土壤中淀粉酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶分别为 17.10mg/ g、115. 75 mg/ g、2. 36mg/ g
和 59.36mg/ g,而对照田分别为 5.29mg/ g、89.33mg/ g、0.98mg/ g 和 30.47mg/ g, 轮作田分别为对照田的
3. 23倍、1.30倍、2.41倍和 1. 95倍 , 故实行菠萝-甘蔗轮作有利于提高土壤酶活性。
2 . 3 不同轮作制度对甘蔗生长的影响
菠萝-甘蔗轮作甘蔗萌芽率、分蘖率、茎长、茎径和有效茎数分别为 70. 23%、102. 36%、259cm、2. 43cm
和 7. 2万条/ hm2 , 而甘蔗-甘蔗连作则分别为 66.7%、95. 44%、246cm、2.30cm和 6.75万条/ hm2 , 菠萝-甘蔗
轮作甘蔗萌芽率、分蘖率、茎长、茎径和有效茎数均明显高于甘蔗-甘蔗连作 , 表明轮作可促进甘蔗的生长。
甘蔗-菠萝轮作甘蔗产量为 111.90t/ hm2 , 比连作 ( 102. 75t/ hm2 )增产 8.9% ; 轮作甘蔗蔗糖分、糖锤度、蔗汁
还原糖、蔗汁重力纯度分别为 208.8g/ kg、128.5g/ kg、7. 5g/ kg 和 851.3g/ kg, 而连作则分别为 195.9g/ kg、
113. 4g/ kg、6.8g/ kg和 836.4g/ kg,这说明轮作后甘蔗产量及其品质均优于连作甘蔗。
3 小 结
与甘蔗-甘蔗连作相比 , 菠萝-甘蔗轮作可提高甘蔗产量和糖度 , 且其农艺性状如甘蔗分蘖率、萌芽率和
有效茎数等均明显高于连作。其原因是轮作可改善土壤结构 , 改善土壤通气性和土壤持水能力 , 有利于甘
蔗根系生长 ;增强土壤酶活性和增加有益微生物数量 , 并抑制一般厌氧性细菌和反硝化细菌的生长 , 加速了
土壤速效养分的释放 ,促使甘蔗更好地吸收养分。本试验仅在新植甘蔗上进行 ,而菠萝-甘蔗轮作究竟对宿
根生长的影响如何 ,尚有待于进一步研究。
参 考 文 献 h
1 广东省农业科学院果树研究所 .菠萝及其栽培 .北京 : 轻工业出版社 , 1987 .4～5
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4 许光辉 , 郑洪元 .土壤微生物分析方法手册 .北京 : 中国农业出版社 ,1986 .46～248
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6 严旭升 .土壤肥力研究法 .北京 :中国农业出版社 , 1988 .13～18
7 姚贤良 .我国红壤物理性质的研究近况及展望 .李庆奎与我国土壤科学的发展 .南京 : 江苏科学技术出版社 , 1992 .135～139
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