间作玉米对连作马铃薯光合作用的调节作用

摘 要：研究间作对马铃薯连作障碍是否有土壤生物群落多样性减轻调节作用，消减病虫害已在我国农业领域广泛应用。通过玉米与马铃薯盆栽正茬、重茬和田间正茬，利用光合作用分析技术，阐明间作玉米对马铃薯连作土壤微生物群落多样性的调节原理。结果表明：间作玉米对马铃薯土壤微生物群落多样性调节作用明显，往有利于马铃薯稳产、高产的方向发挥作用。

关键词：马铃薯；光合作用；连作障碍

中图分类号：S532 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150733007

马铃薯是忌连作作物，在育种工作中面临的问题之一就是试验地的轮作倒茬，长期的连作会造成马铃薯种植过程中的连作障碍，表现为马铃薯品种退化、品质降低、产量下降等，严重制约着马铃薯种植业的进一步发展。导致连作障碍发生主要原因来自土壤，微生物种群结构失衡是导致作物减产、土壤质量下降的主要原因之一[1]。为采取科学农艺措施进行土壤环境调控，减轻连作障碍，提高马铃薯产量和品质[2]。有愈来愈多的注意力集中到用土壤微生物参数来评价土壤肥力和土壤质量。这些参数主要包括土壤微生物生物量、种群多样性以及土壤各种酶活性[3]。

1 材料与方法

1.1 试验地点、品种、方法

试验于2013年在福建农林大学试验基地试验田进行，利用盆栽种植。马铃薯品种为紫花851，玉米品种为金菲。方法为将40个空盆放入统一处理过的土壤，以减少试验误差。再将40盆带土的盆均分成4个处理，各个处理按照常规的栽培种植方法进行。具体各个小区处理的种植方式如下：T1；10盆种植玉米T2：10盆种植马铃薯T3：10盆间作马铃薯与玉米T4：10盆不种植任何作物做空白处理。各小区面积约0.0942平方米。除试验处理不同外，其余田间管理同目前生产上优质马铃薯和玉米的生产方法。

1.2 净光合速率的测定

随机取样，5次重复，马铃薯叶片选择第N片叶，玉米以穗位叶作为测定叶片。测量时选择晴朗无风的天气，在上午10：00-14： 00进行测定。设备为美国Li-cor公司生产的Li-6400 便携式光合作用测定系统，选用红蓝光源，光量子通量密度（PPFD）设为2 000μmol /（ m2・s） 。

2 结果与分析

2.1 拔节期冠层内叶片光合特性垂直变化特征

表1描述了四个处理中玉米叶片和马铃薯叶片的最大光合速率（PN）和气孔导度（gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）和蒸腾速率（E）对种植方式的反应。在三个处理中，马铃薯的光合速率（PN）在单作中，马铃薯的光合速率大于间作中马铃薯叶片的光合速率，但差异不显著；玉米叶片的光合速率表现出玉米单作显著高于玉米马铃薯间作；马铃薯叶片的气孔导度（gs）表现出马铃薯单作显著高于马铃薯玉米间作，玉米叶片的气孔导度（gs）表现出玉米单作大于间作中玉米叶片的气孔导度（gs）但差异不显著；马铃薯叶片的胞间二氧化碳浓度（Ci）表现出马铃薯单作显著高于马铃薯玉米间作，玉米叶片的二氧化碳浓度（Ci）表现出玉米单作显著低于马铃薯玉米间作。

3 结论与讨论

光合作用的相关参数是检验植物光和器官光合能力的重要指标。在本研究中，我们通过不同的方法描述这四个参数在四种不同种植方式中的反应，实验结果表明，间作会对玉米及马铃薯的光合作用产生显著的影响，在相同的施肥水平上，实验结果表现出，单作的光合作用要优于间作。在以往的报道中相比单作，间作作物的光合速率往往表现出较高的水平，这可能与不同种植方式下，冠层的结构差异、养分供应状况等因素共同作用的结果。但在盆栽试验中，作物并不会形成较好的群体冠层结构，因此土壤养分，及养分利用效率可能是影响光合作用相关参数的重要因素。

参考文献

[1] 吴凤芝，刘元英.设施蔬菜连作障碍原因综合分析与防治措施[J].东北农业大学学报，2000，31（ 3 ）： 241- 247.

[2] 周礼恺，曹承绵.土壤酶活性的总体在评价土壤肥力水平中作用[J].土壤学报，1983，20（4）： 413-417.

[3] 郭瑞英， 陈清，李晓林.土壤微生物-抑病性与土壤健康[J].中国蔬菜， 2005， S1： 78-82.

作者简介：林梓烨（1994-），女，汉族，福建长汀人，福建农林大学作物科学学院13级农学本科生；刘先彬（1993-），男，汉族，福建三明人，福建农林大学作物科学学院12级农学本科生；张金荣（1990-），男，汉族，福建长汀人，福建农林大学作物科学学院10级农学专业。