江淮地区苜蓿短期连作对后作高丹草生长及土壤微环境的影响

李争艳; 徐智明; 李岩; 李杨; 《草业学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：为了探究苜蓿连作对后作高丹草产量品质及土壤健康状况的影响，分别以撂荒地正茬种植高丹草（yr₀）为对照、苜蓿1年龄（yr₁）、3年龄（yr₃）、5年龄（yr₅）后轮作高丹草3种处理方式为研究对象，采用传统方法，试剂盒及高通量测序方法检测了轮作后高丹草的生长状况及产量差异、轮作后土壤化学性质、酶活性及微生物结构组成的变化，阐明了苜蓿短期连作对后作高丹草生长及产量的影响，从土壤微环境的角度评价了苜蓿连作对后作高丹草的影响。研究结果显示，与正茬高丹草相比（yr₀），苜蓿轮作高丹草促进了后茬高丹草叶片数量及产量的增加，3年龄苜蓿（yr₃）轮作高丹草与正茬（yr₀）高丹草相比，后作高丹草产量增加了63.23%（P<0.05），粗蛋白及中性洗涤纤维含量也相应提高；后作高丹草土壤p H值随着前作苜蓿年龄的增加持续降低，土壤有机质、全氮含量持续增加，5年龄（yr₅）苜蓿轮作高丹草后有机质含量比正茬高丹草（yr₀）土壤增加了78.25%、全氮含量与正茬高丹草（yr₀）土壤相比增加了34.88%（P<0.05）；蔗糖酶活性在1年龄（yr₁）苜蓿轮茬高丹草土壤中最高，脲酶在3年龄（yr₃）后茬土壤中活性最高；在苜蓿轮作高丹草根际土壤中门水平优势细菌群落为变形菌、拟杆菌和厚壁菌，优势真菌群落为子囊菌、担子菌和聚合菌；前茬苜蓿3年龄（yr₃）时轮作高丹草土壤细菌丰富度及多样性指数均为最高（P<0.05）；前茬苜蓿5年龄（yr₅）时轮作高丹草土壤真菌Shannon指数最高（P<0.05）；苜蓿轮作高丹草土壤中的绿弯菌、浮霉菌、放线菌随着前作苜蓿年龄的增加呈先增加随后降低的变化趋势；相关性分析表明，土壤p H、有机质含量与土壤微生物结构关系紧密，苜蓿-高丹草轮作处理下，前作苜蓿分泌物和残体降解物进入土壤生态系统，加速特异微生物区系重构，缓解了土壤酸化及调整营养物质循环，具有改良土壤的作用，能够促产增效，但是种植年限不宜过久，种植年限超过3年后，土壤中的营养成分会打破平衡。该结果为江淮地区苜蓿连作障碍的生态修复，构建饲草可持续高效生产栽培关键技术体系提供了理论依据。

关键词： 苜蓿-高丹草轮作 高丹草生长 微生物群落结构 土壤环境