不同作物茬口对土壤微生物丰度以及冬油菜生长的影响.pdf

摘 要 摘 要 茬口效应是指前茬作物通过一系列生物因子和非生物因子作用对土壤的理化性状、 土壤微生物以及后茬作物生长造成的影响。我国农作物种类多，每种作物都有其独特 的生理生长特性和栽培管理措施。本研究通过两年田间试验，以休闲茬口 （FW ）为对 照，研究不同作物茬口（大豆茬口 （SW ）、毛苕子茬口 （HW ）、玉米茬口 （MW ））对 冬油菜关键生育时期 （苗期、蕾薹期、花期、角果期、成熟期）土壤养分含量、土壤 酶活性、土壤微生物功能基因丰度以及对冬油菜生长发育、品质和产量的影响，分析 不同作物茬口差异，同时为冬油菜生产选择适宜的前茬作物提供理论依据。主要研究 结果如下： （1）不同作物茬口对冬油菜根际和非根际土壤养分含量和酶活性有显著影响。与 休闲茬相比，豆科作物大豆、毛苕子为前茬作物时冬油菜关键生育时期根际和非根际 土壤碱解氮、硝态氮、铵态氮、速效磷含量均显著提高，pH 值明显下降，与此同时， 大豆、毛苕子茬还能显著提高冬油菜关键生育时期根际和非根际土壤蔗糖酶、脲酶、 碱性磷酸酶活性。而豆科作物茬口中大豆茬提升土壤速效养分含量以及土壤酶活性效 应最为明显。玉米茬冬油菜关键生育时期根际与非根际土壤速效养分含量、土壤酶活 性较休闲茬整体均有所下降，但土壤 pH 值有所增加。不同作物茬口间冬油菜根际和非 根际土壤全氮、全磷、有机质含量没有显著差异。 （2 ）通过分析冬油菜花期和成熟期根际以及非根际土壤关键微生物功能基因丰度 可以得出，与休闲茬相比，豆科作物大豆、毛苕子茬能够提高冬油菜花期和成熟期根 际土壤 nifH 基因、Bacterial-amoA 基因、Archeal-amoA 基因丰度，降低 nirS、nirK 基 因丰度。而玉米茬对冬油菜花期和成熟期根际土壤 nifH 基因、Bacterial-amoA 、 Archeal-amoA 基因丰度，nirS 基因、nirK 基因丰度与休闲茬口之间均无明显影响。非 根际土壤冬油菜花期和成熟期根际 nifH 、Bacterial-amoA 、Archeal-amoA 、nirS、nirK 基因丰度对作物茬口的响应有所差异。此外，本试验还发现，作物茬口间冬油菜花期 和成熟期根际和非根际土壤 16SrRNA 、18SrRNA 基因丰度均无显著差异。 （3 ）与休闲茬相比，前茬为豆科作物大豆、毛苕子时能显著提高冬油菜成熟期株 高、茎粗、根长和冬油菜地上部干物质积累，还能明显增加冬油菜成熟期地上部氮、 磷养分吸收。同时，通过对冬油菜盛花期和终花期功能叶片光合特性进行测定发现， 豆科大豆茬、毛苕子茬冬油菜盛花期功能叶片 SPA 值、净光合速率（Pn ）、蒸腾速率 （Tr ）、气孔导度（Gs ）、胞间 CO2 浓度（Ci ）较休闲茬明显提高。豆科作物茬口中以 大豆茬促进冬油菜生长效果最为明显。玉米茬冬油菜各项生长指标与休闲茬相比差异 均不明显。 I 西北农林科技大学硕士学位论文 （4 ）不同作物茬口条件下冬油菜产量和品质存在明显差异。与休闲茬相比，豆科 大豆茬、毛苕子茬能够显著增加冬油菜单株角果数、蛋白质含量、籽粒产量、产油量， 其中以大豆茬提高冬油菜籽粒产量和改善籽粒品质效果最为明显。而玉米茬较休闲茬 冬油菜产量和品质均没有明显差异。 综合以上，在夏闲期种植豆科作物（大豆、毛苕子）能够提高冬油菜土壤速效养 分供给，增加根际土壤中固氮微生物、氨氧化微生物功能基因丰度，改善冬油菜生长 发育和品质，促进冬油菜增产。豆科作物茬口中大豆茬各项指标提升效应最为明显。 因此，在黄土高原地区，在夏季休闲过程中种植大豆、毛苕子是提高冬油菜生产适宜 的前茬作物选择，其中大豆是改善土壤环境，提高冬油菜产量的理想前茬作物。 关键词：冬油菜；作物茬口；土壤养分；土壤微生物；产量；品质 II 目 录