大豆重迎茬减产的原因及农艺对策研究——重迎茬大豆的根际微生物

通过连续8年在黑龙江省6个生态区9个固定轮作场圃综合试验,试验区专项研究,框区、盆栽试验,实验室分析,以及大量的大面积生产调查,发现大豆重迎茬种植,根际土壤中的微生物区系构成发生变化。总的趋势是细菌数量减少,真菌、放线菌增加,在真菌中病原真菌增加。由于根际微生物的这种变化,重迎茬大豆的生长发育和产量受到一定的影响,这也是造成大豆重迎茬减产的一个原因。     

大豆重迎茬减产的原因及农艺对策研究——大豆重迎茬减产的原因与机理(上)

通过连续8年在黑龙江省6个生态区9个固定轮作场圃综合试验,试验区专项研究,框区、盆栽试验,实验室分析,以及大量的大面积生产调查,发现影响重迎茬大豆产量的主要因素有土壤病虫危害、根系分泌物、根茬腐解物、根际微生物及其分泌物、土壤养分以及植株对于养分的吸收利用,其中土壤病虫危害是最主要的影响因素。各种影响因素间有相互推进的作用,其中主要的起因是根茬腐解物的积累改变了根际土壤的微生态环境,进一步影响了重迎茬大豆根际土壤微生物区系的组成、加剧了病虫危害、降低了土壤养分的可利用性、减弱了植株对于土壤养分的吸收利用,影响了植株的生长发育,导致减产。     

大豆重迎茬减产的原因及农艺对策研究——重迎茬大豆的根系分泌物与根茬腐解物

通过连续8年在黑龙江省6个生态区9个固定轮作场圃综合试验,试验区专项研究,框区、盆栽试验,实验室分析,以及大量的大面积生产调查,发现大豆重迎茬种植根系分泌物增加,且对大豆生长发育及土壤微生物区系有不利的影响,同时也影响到土壤微量元素的活化;根茬腐解物对大豆的生长和根系活力都有不利的影响,并使大豆的产量明显降低。研究结果表明,根系分泌物和根茬腐解物对重迎茬大豆的生长发育和产量有一定的影响,它们也是造成大豆重迎茬减产的一个原因。     

黑龙江省北部高寒地区大豆重迎茬缓解剂筛选的研究

１９９５－１９９６两年在黑龙江省北部高寒地区的黑河农业科学研究所试验地，进行了大豆重迎茬缓解剂的筛选试验。结果表明，一些缓解剂对重迎茬大豆的根腐病或根蛇潜绳有较好的防治效果，大部分缓解剂能促进重迎茬大豆的生长发育，增加干物质积累和根瘤数量，增产幅度在３．６％～１７．４％，其中大豆微复药肥Ⅰ号最好。     

大豆重迎茬减产的原因及农艺对策研究Ⅳ.重迎茬大豆的土壤养分与养分吸收

连续8年在黑龙江省5个生态区9个9区固定轮作场圃综合试验，试验区专项研究，框区、盆栽试验，实验室分析，以及大量的大面积生产调查，发现大豆重迎茬种植，根际土壤养分虽然在理论计算时，会出现氮素营养亏缺，但是生产实际中，由于施肥的缘故，大豆重迎茬并没有造成养分的明显偏耗，不仅氮磷钾三元素如此，硼、钼、锰、锌等微量元素也是不同轮作方式间没有明显的差异；在不施肥的盆栽条件下，大豆以及玉米、小麦重茬种植都比正茬轮作多消耗了土壤中的主要营养元素，其中重茬大豆对全磷和速效钾的消耗高于重茬玉米、重茬小麦；大豆重迎茬种植，植株对营养的吸收能力发生了变化，对于大多数营养元素、特别是对于氮磷钾三要素的吸收能力下降，但是，对于钙、镁、铁等微量元素的吸收量增加；增施钾肥能显著地提高重迎茬大豆的产量。这一切都说明根际土壤养分的变化以及根对养分吸收能力减弱对重迎茬大豆的生长发育和产量有一定的影响，但并不是大豆重迎茬减产的主要原因。     

黑龙江省北部高寒地区大豆重迎茬级解剂筛选的研究

１９９５－１９９６两年在黑龙江省北部高寒地区的黑河农业科学研究所试验地，进行了大豆重迎茬缓解剂的筛选试验。试验表明，一些缓解剂对重迎茬大豆的根腐病或根蛇潜绳有较好的防治效果，大部分缓解剂能促进重迎茬大豆的生长发育，增加干物质积累和要瘤数量，增产幅度在３．６％－１７．４％，其中大豆微复药肥Ⅰ号最好。     

正茬与迎茬对大豆根际土壤微生物群落组成的影响

为探索正茬与迎茬种植方式对大豆根际土壤微生物群落组成的影响,分析导致大豆迎茬障碍形成的主要病原微生物,研究大豆迎茬障碍的形成机制,进而为其生物防治提供一定的理论基础,本研究采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术分析正茬与迎茬大豆根际土壤微生物群落组成。结果表明：大豆迎茬种植在一定程度上降低了土壤细菌群落丰度和多样性,而增加了土壤真菌群落丰度和多样性。正茬与迎茬大豆根际土壤微生物群落组成和主要优势菌群所占比例均存在较大差异。酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)分别为正茬和迎茬大豆根际土壤细菌群落中最具优势的细菌门。镰孢霉属(Fusarium)和粗糙孔菌属(Subulicystidium)分别为正茬和迎茬大豆根际土壤真菌群落中最具优势的属。     

大豆重迎茬减产的原因及农艺对策研究Ⅲ.重迎茬大豆的土壤养分与养分吸收

通过连续8年在黑龙江省6个生态区9个9区固定轮作场圃综合试验，试验区专项研究，框区，盆栽试验，实验室分析，以及大量的大面积生产调查，发现大豆重迎茬种植，根部病虫危害加剧，在影响重迎茬大豆生长发育，产量品质的诸多因素中，所起的作用最大，杀灭土壤中的病菌和害虫，重迎茬大豆的产量不比正茬低。在减缓重迎茬损失的各种调控措施中，以杀灭土壤中病，虫为主要目标的土壤处理剂和种衣剂效果最好。这一切都说明根际土壤病虫害加剧是大豆重迎茬减产的主要原因。     

营养型大豆重迎茬专用肥筛选试验研究

采用田间进行了重迎茬大豆专用肥筛选,结果表明:NPK不同组合可明显促进重迎茬大豆生长发育,主要表现在增加了大豆株高、提高大豆地上和地下生长;增加了干物质积累、根瘤数量;增加了营养生长时期根/冠比值.进而提高产量,以处理2产量最高,增产达到17.15%.     

复合生防菌群对连作土壤大豆根际可培养微生物区系的影响

土壤微生物区系的变化是引起大豆连作障碍的主要因素之一。本实验采用盆栽试验,研究了复合生防菌群对大豆根际土壤可培养微生物区系的调节作用。结果表明,复合生防菌群可以明显改变大豆根际微生物区系组成。在大豆不同时期,复合生防菌群处理的大豆根际细菌、真菌和放线在数量发生较大改变。在大豆真叶期和复叶期,复合生防菌群接种处理大豆根际细菌较对照增幅分别达到71.8%和114.3%,而根际真菌较对照减少12.9%和22.3%.。在大豆真叶期,复合生防菌群接种处理大豆根际放线菌数量较对照减少9.9%,而在复叶期,根际放线数量较对照增加27.4%。此外,研究结显示,施用复合生防菌可有效降低土传病原菌镰孢菌属（Fusarium）和丝核菌属（Rhizoctonia）的比例,并且提高根瘤菌（Rhizobium）、固氮菌（Azotobacter）、木霉属（Trichoderma）、假单胞菌属（Pseudomonas）和芽孢杆菌属(Bacillus)等有益菌的比例。总之,该复合生防菌群对改善连作土壤大豆根际微生物区系方面有良好的效果。     

连作对植棉区土壤微生物数量的影响

2011年,对湖南常德植棉区不同连作年限棉田土壤中可培养微生物的数量变化进行了研究。结果表明,棉花连作导致土壤中可培养微生物数量减少,不同连作年限棉田的土壤微生物数量差异显著,连作5、10和15年的棉田与种植1年的棉田相比,土壤中的细菌和放线菌数量明显减少,而真菌数量在连作10年后大量增加;在棉花的整个生育期,不同连作年限的棉田土壤微生物菌群数量因生育期的不同而有较明显的差异,其中细菌和真菌数量在4个生育期（苗期、现蕾期、花铃期、吐絮期）的差异显著,放线菌在苗期的数量与其他3个生育期的差异显著。     

连作大豆根际土及根系、冠部三要素含量变化动态的研究

通过对轮、连作大豆根际土及根系、冠部氮、磷、钾三要素含量的定期测定，发现根际土中，速效氮含量连作区略高于轮作区；速效磷含量变异程度大且无规律；速效钾含量连作区低于轮作，差异达显著水平（ｔ＝４．４７８，ｔ０．０５＝４．３０３）。根系和冠部的全氮含量连作区均高于轮作区，冠部除鼓粒期外差异均达到显著水平；全磷含量鼓粒前连作区低于轮作区，盛花期差异达显著水平，鼓粒后基本无差异；全钾含量连作区均低于轮作区，差异达极显著水平（ｔ＝８．００９，ｔ０．０１＝３．１６９）。由此认为氮素不是限制连作大豆产量的因素；连作大豆快速生长期植株缺磷，应及早补施磷肥；大豆连作可导致缺钾，应增施钾肥。     

大豆轮作系统对土壤细菌生理菌群的影响

大豆连作引起土壤微生态变化,导致大豆产量和品质下降,试验研究了连作和轮作条件下,大豆根际土壤氨氧化细菌、好气性自生固氮茼、好气性纤维素分解菌和反硝化细菌4种细菌生理菌群差异.结果表明:大豆轮作系统条件下,麦-米-豆轮作和休闲区氨氧化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌数量高于大豆15年连作;轮作大豆反硝化细菌数量稍低于大豆连作.     

大豆连作微量元素营养研究Ⅱ.连作对钼营养的影响

本文通过田间与盆栽对比试验及室内分析相结合的方法,研究了大豆连作胁迫下钼营养的变化特征。结果表明：不同连作年限播前土壤有效钼的含量低于正茬。不同生育期各连作年限土壤有效钼的变化趋势和植株钼的积累特征与正茬相似,但含量低于正茬,且在盛花期土壤有效钼降到钼营养临界值（０．１ｍｇ／ｋｇ）附近,结荚期低于临界值。结荚期连作大豆土壤和植株钼营养与根瘤固氮、植株氮营养及产量间相关显著或极显著。上述结果说明,连作胁迫导致的钼营养亏缺可能是连作大豆产量降低的一个重要原因。此外,本文还探讨了连作大豆土壤有效钼降低的原因。     

大豆连作土壤有机化合物对大豆根腐病菌生长的影响

采用田间试验、生物模拟试验及化学分析等方法,研究了大豆连作土壤有机化合物(糖、氨基酸、有机酸)对大豆根腐病菌的影响.结果表明:轮作、连作大豆土壤糖组分对半裸镰孢菌、粉红粘帚菌、尖镰孢菌的生长多表现出低浓度促进高浓度抑制的规律,低浓度糖组分对粉红粘帚菌、尖镰孢菌生长的促进作用,连作显著高于轮作.轮作、连作土壤氨基酸组分对半裸镰孢菌、粉红粘帚菌、尖镰孢菌的生长多表现出显著的促进作用.轮作、连作土壤有机酸组分对上述三种病原菌生长多表现出显著促进作用,但连作高浓度有机酸组分能显著抑制粉红粘帚菌生长.上述结果表明,大豆连作土壤有机化合物与根腐病发生存在极密切关系,它们是根腐病严重发生的重要物质诱因.     

大豆连作微量元素营养研究Ⅲ.连作对锰营养的影响

本文通过田间与盆栽对比试验及室内分析相结合的方法,研究了大豆连作胁迫下锰营养的变化特征。结果表明,不同生育时期中各连作年限土壤有效锰含量总体高于正茬,但连作大豆植株吸收积累锰却低于正茬,这种差异在盛花、结荚、鼓粒期表现明显。不同生育时期连作大豆植株锰营养与氮、磷营养相关极显著,分枝期植株锰营养与多酚氧化酶活性相关显著,盛花期、结荚期植株锰营养与产量相关显著。此外,本文还探讨了连作大豆土壤有效锰变化的原因。本研究为合理进行连作大豆锰营养调控,减轻连作障碍提供了科学依据。     

摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)对连作大豆根际土壤细菌菌群的影响

为探究丛枝菌根真菌(Arbuscula mycorrhizal fungi,AMF)-摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)对不同连作年限大豆土壤细菌菌群的影响,分析了接种F.mosseae后连作0,1,3和5年的根系菌根侵染率、细菌菌群结构和多样性以及KEGG功能预测,从而为AMF缓解大豆连作障碍提供理论依据。结果表明:大豆土壤细菌菌群多样性和丰度随着连作年限升高而减少,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)和硝化杆菌属(Nitrobacter)等有益菌丰度也随着连作年限升高而减少。而接种F.mosseae不仅能改善根际土壤的细菌多样性,提高Sphingomonas、Gemmatimonas、Nitrospira和Lysobacter等有益菌的丰度,还改善了根际细菌群落氨基酸代谢、强化信号转导、膜转运和碳水化合物代谢等功能,显著缓解了大豆连作障碍。     

不同耕作方式对大豆胞囊线虫群体数量的影响

研究四种耕作方式(连作、轮作、水田改旱作和撂荒)对大豆苗期胞囊线虫群体数量的影响.研究结果表明,在黑龙江和辽宁两省,连作使大豆田土壤中胞囊数量显著增加,撂荒使大豆田土壤中胞囊积累数量最少,其次是水改旱和轮作.连作可促进大豆根上和根内胞囊线虫数量显著增加,随连作年限增加,根内胞囊线虫数量也显著增加.轮作条件下根上和根内大豆胞囊线虫的发生较连作少,但高于水改旱和撂荒,其中在3种轮作方式中玉米-玉米-大豆的轮作土壤中胞囊数量积累最少,根上和根内大豆胞囊线虫发生也较少.水改旱条件下,根上和根内大豆胞囊线虫的发生数量都很少.撂荒条件下,根上未发现胞囊线虫,而且根内胞囊线虫发生也很少.大豆种衣剂的施用在一定程度上能够抑制或干扰胞囊线虫的孵化与侵染.