海南省不同地區連作年限對香蕉園土壤養分及線蟲數量的影響

趙艷+張曉波+阮云澤+王雅楠

摘要：以海南省儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣4個種植區香蕉園為例，通過采取不同種植年限（0、1、2、3、4年）香蕉園土壤，研究連作香蕉園土壤養分及線蟲數量變化。結果表明：隨著連作年限的增加，土壤有機質、全氮含量呈現先上升后下降的趨勢。土壤速效磷、速效鉀含量隨種植年限的延長而增加，呈現強烈的富集作用。線蟲數量隨種植年限的延長而增加。由此可見，香蕉長期連作改變了蕉園土壤中的養分比例，導致土壤中營養元素比例失調及線蟲數量增加，從而影響了香蕉生長。

關鍵詞：蕉園;連作;土壤養分;線蟲數量

中圖分類號： S344.4 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）04-0315-03

收稿日期：2014-06-03

基金項目：海南大學青年基金 （編號：qnjj1201）;海南省自然科學基金（編號：312060）。

作者簡介：趙 艷（1981—），女，山西太谷人，博士，講師，主要從事微生物學研究。E-mail：yanbo315@126.com。

通信作者：阮云澤，博士，副教授，主要從事微生物學研究。E-mail：23065041@qq.com。

香蕉是單子葉的多年生常綠大型草本果樹，其營養成分豐富，經濟價值高，是海南省產量最高的熱帶水果，也是海南省熱帶高效農業的支柱產業之一[1-3]。近年來，隨著耕地面積的減少，海南省香蕉種植模式普遍以大面積連作為主，隨著連作年限的增加以及農藥、化肥、激素等各類農用化學藥品的大量使用，香蕉生長緩慢，果實發育遲緩，抗寒力下降，病蟲害發生嚴重，蕉園生態系統遭到嚴重破壞，土壤中有益微生物數量不斷減少，以枯萎病為代表的土傳病害日益嚴重，很多產區出現連作障礙[4]。目前，國內外許多學者對煙草、棉花、小麥、大豆等作物的連作障礙問題進行了研究，結果表明，作物連作后土壤結構破壞情況較嚴重，土壤pH值下降，氮、磷、鉀養分不平衡，有機質含量下降[5-7]。目前，關于海南省不同地區不同連作年限蕉園土壤養分及線蟲數量的研究較少。本研究主要對海南省儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣4個地區不同連作年限蕉園土壤養分及線蟲數量進行分析，揭示不同連作年限對香蕉土壤養分及線蟲數量的影響，旨在為連作蕉園合理施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 采樣地點

土壤采自儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣4個香蕉種植產區，主要位于海南省北部、南部地區。土壤質地分別為黏土、紅壤土、黏土、壤土。

1.2 土壤樣品采集

在上述不同試驗區分別選取種植年限為1、2、3、4年的香蕉園土壤，同時在相鄰地方選取荒地土壤作為對照（0年），取樣時每塊地采用對角線5點取樣，取樣深度0～30 cm，混勻后取500 g土裝袋，注明采集時間與地點，帶回實驗室，立即測定線蟲數量，土壤經自然風干過篩處理后測定相應的理化指標。

1.3 土壤養分與線蟲數量測定方法

按常規方法[8-9]分析土壤養分，采用重鉻酸鉀法分析土壤有機質含量，采用半微量凱氏定氮法測定土壤全氮含量，采用0.03 mol/L NH4F-0.025 mol/L HCL浸提-鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量，采用1 mol/L NH4OAC浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀，采用貝曼漏斗法[10]分離土壤線蟲。

1.4 數據處理

采用Excel 2003、SPSS 11.0軟件處理數據。

2 結果與分析

2.1 連作年限對香蕉園土壤有機質含量的影響

由圖1可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤有機質含量隨種植年限的延長均表現為先上升后下降趨勢，種植第1年有機質含量與對照（0年）相比明顯下降，第2年有機質含量明顯增加，第3年有機質含量達到最高，與對照相比差異均不顯著，第4年有機質含量開始下降，與對照相比差異均不顯著。種植第1年土壤有機質含量與對照相比顯著下降，這可能是由于農民種植香蕉時，對土地進行耕翻，破壞了土壤的團聚體結構，從而使土壤中的有機物暴露在空氣中，有機物失去保護作用而強烈分解，也可能是由于土壤孔性、溫度、濕度條件得到了改善，微生物活性增強，從而促進了呼吸作用，加速了有機質的礦化作用[11]。種植第1年還田的香蕉莖不能完全轉化為土壤腐殖質，加上農民有機肥的投入不夠，因此，種植第1 年香蕉園土壤有機質含量呈現明顯的下降趨勢[12]。

2.2 連作年限對香蕉園土壤全氮含量的影響

由圖2可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤的全氮含量隨種植年限的延長表現出先上升后下降的趨勢。種植第1、2年土壤全氮含量時高時低，第3年土壤全氮含量達到最高。第4年土壤全氮含量均明顯下降，與第3年相比差異顯著。

2.3 連作年限對香蕉園土壤速效磷、速效鉀含量的影響

由圖3可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤速效磷含量隨種植年限的延長逐漸增加，種植第1年土壤速效磷含量與對照相比，除樂東縣外，儋州市、臨高縣、澄邁縣土壤速效磷含量均有所下降;第2年至第4年，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣土壤速效磷含量不斷上升，第4年土壤速效磷含量達到最高，與對照相比差異均顯著，表現出強烈的富集作用。由圖4可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤速效鉀含量隨種植年限的延長逐漸增加，種植第1年土壤速效鉀含量與對照相比，土壤速效鉀含量均有所下降，除澄邁地區不顯著外，其他地區均差異顯著;種植第2年至第4年，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣土壤速效鉀含量不斷上升，第4年土壤速效鉀含量達到最高。由此可知，隨著種植年限的延長，土壤速效鉀、速效磷富集作用明顯，這可能與當地農民長期施用氮磷鉀復合肥有關。

2.4 連作年限對香蕉園土壤線蟲數量的影響endprint

由圖5可以看出，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤線蟲數量隨種植年限的延長逐漸增加，與對照相比，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣種植香蕉第1年土壤線蟲數量分別增加了3倍、5倍、20倍、29倍，第2年分別增加了4倍、5倍、16倍、19倍，第3年后分別增加了2倍、4倍、4倍、5倍，第4年分別增加了1倍、1倍、1倍、2倍。儋州市、樂東縣蕉園線蟲數量比臨高縣、澄邁縣少，這可能是由于農民施用生物有機肥較多，生物有機肥可增加植物線蟲的專性寄生菌、機會寄生菌數量，抑制根結線蟲對作物的侵染，減少根結線蟲病害的發生[13-15]。

3 結論與討論

3.1 連作年限對香蕉園土壤有機質、全氮含量的影響

香蕉莖稈還田是蕉園有機質的主要來源，農田返還有機質的多少，一方面取決于香蕉產量的高低，另一方面取決于蕉農能夠將多少莖稈返回蕉園。隨著香蕉連作年限的增加，香蕉產量逐漸降低，能夠返還農田的莖稈數量不斷減少，連作年限越長，能補充土壤的有機物也越少[13-16]。本研究結果表明，隨著蕉園連作年限的增加，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤有機質含量均呈現先上升后下降趨勢，這與鐘爽等研究結果[17]一致。此外，由于土壤中絕大部分氮素為有機結合形態，所以，土壤全氮含量與有機質含量通常呈正相關。隨著蕉園連作年限的增加，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤有機質、全氮含量均表現為先上升后下降趨勢。

3.2 連作年限對香蕉園土壤速效磷、速效鉀含量的影響

磷元素在土壤中較難移動，淋溶較少，容易在土壤中積累[18]。本研究結果表明，儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣香蕉園土壤速效磷含量隨種植年限的延長逐漸增加，香蕉連作第1年，由于土壤理化性狀較好，香蕉對速效磷的吸收利用率較高，除樂東縣外，其他地區土壤速效磷含量與對照相比顯著下降。隨著種植年限的增加，土壤理化性狀不斷惡化，導致香蕉對速效磷的吸收能力及利用率逐漸下降，出現明顯的富集現象。香蕉是喜鉀作物，鉀元素是香蕉生育期氮磷鉀三要素中需求量最大的營養元素，每株香蕉每年需施用鉀肥1 kg左右[19]。本試驗結果表明，隨著連作年限的增加，土壤中速效鉀含量均出現不同程度的富集，可見香蕉生長過程中雖然鉀肥施用量很高，但是吸收率、利用率卻很低，這可能是由于長期連作導致土壤理化性狀惡化及鉀素供應受阻，最終導致土壤鉀素含量不斷升高[20]。

3.3 連作年限對香蕉園土壤線蟲數量的影響

有學者認為，植物寄生線蟲是引起作物連作障礙的原因之一[21]。某一線蟲群體的建立并不是偶然的，根結線蟲群體增大是栽培、耕作、灌溉及其他農業措施引起線蟲生境改變的結果，這種環境條件在很大程度上破壞了原有的生物多樣性、群體結構，導致根結線蟲群體數量逐漸上升，嚴重破壞了寄主植物[22]。本研究結果表明，土壤線蟲數量隨種植年限的增加而增加，這與Liu等研究結果[23]一致。

本研究結果表明，海南省儋州市、臨高縣、澄邁縣、樂東縣蕉園土壤速效磷、速效鉀含量都出現了富集作用，有機質含量隨著種植年限的延長逐漸減少，土壤線蟲數量逐漸增加，容易造成蕉園土壤某些微量元素缺乏，不利于香蕉生長。為了使海南省蕉園土壤養分更加平衡、土壤線蟲數量減少，應嚴格控制磷肥、鉀肥的施用，加大有機肥投入，提高香蕉園土壤肥力。

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