谷子是我國北方旱區(qū)的主栽作物之一,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。寧夏中部干旱帶揚(yáng)黃灌區(qū)是寧夏谷子種植的主要優(yōu)勢區(qū)域之一,該區(qū)域干旱少雨、水資源匱乏、種植結(jié)構(gòu)單一,而谷子長期連作又易導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降,土壤微生物多樣性降低等一系列問題,本研究通過引選低耗水及及耐旱作物來緩解生產(chǎn)中的連作障礙、缺水現(xiàn)狀,從而優(yōu)化農(nóng)田作物結(jié)構(gòu),為寧夏中部干旱帶揚(yáng)黃灌區(qū)谷子生產(chǎn)構(gòu)建健康的輪作模式。本研究于2017-2018年在寧夏中部干旱帶進(jìn)行了定位試驗,設(shè)置了谷子→大豆(MRG)、谷子→籽粒莧(MRA)、谷子→藜麥(MRQ)3種輪作模式,以谷子連作為對照(CK),對各輪作(連作)作物根際土壤理化性狀、酶活性和根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)等進(jìn)行研究。主要研究結(jié)果如下:1.與連作相比,輪作有利于提高土壤含水率、全氮、全鉀、全磷和有機(jī)質(zhì)的含量,降低土壤pH和全鹽含量。其中以MRQ輪作處理土壤全氮、全磷、全鉀含量增加最多,分別增加了 13.20%、80.36%、253.05%,以MRA處理有機(jī)質(zhì)含量增加最多和pH、全鹽含量降低最明顯,有機(jī)質(zhì)含量增加了 25.36%,pH、全鹽降低了 2.01%、65.91%。2.不同輪作模式均能夠提高土壤過氧化氫酶、脲酶和堿性磷酸酶的活性;另外,除MRG處理的蔗糖酶活性下降外,MRG、MRQ輪作模式的土壤蔗糖酶活性也有所上升。與連作相比,MRQ處理顯著提高了土壤過氧化氫酶和堿性磷酸酶活性,分別提高了 8.72%、11.54%,MRA處理顯著提高了蔗糖酶的活性,提高了 20.16%。3.輪作可以提高土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)(Chao1指數(shù)、ACE指數(shù))、真菌多樣性指數(shù)(Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù))和真菌豐富度指數(shù)(Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)),除MRQ處理的細(xì)菌多樣性指數(shù)(Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù))低于連作外,MRG、MRA處理也高于連作。4.所有土壤樣品檢測到的22門細(xì)菌中放線菌門(Actinobacteria)、變形菌門(Proteobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、酸桿菌門(Acidobacteria)和芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)的相對豐度達(dá)92.1%,成為優(yōu)勢種群。其中,變形菌門(Proteobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、酸桿菌門(Acidobacteria)和芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)的相對豐度在輪作模式下增加,分別增加了 4.66%～18.61%、0.85%～27.53%、25.54%～86.60%、11.52%～37.83%,而放線菌門(Actinobacteria)的豐度降低,降低了 8.42%～30.98%。所有土壤樣品檢測到的7門真菌中子囊菌門(Ascomycota)的相對豐度達(dá)91.7%,為優(yōu)勢真菌類群,輪作使得子囊菌門的相對豐度降低。輪作模式降低土壤有害微生物的比例,MRG、MRA和 MRQ 處理分別比 CK 降低 2.73%、2.72%、2.27%。5.與連作相比,各輪作模式經(jīng)濟(jì)效益增加,土壤環(huán)境變好。經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)依次為MRAMRGMRQCK,MRA、MRG 和 MRQ 較 CK 顯著增加 287.19%、58.49%和 50.41%。6.通過對不同輪作模式進(jìn)行綜合評價,發(fā)現(xiàn)3種輪作模式的綜合得分均高于連作,其中以谷子→籽粒莧模式得分最高。因此,推薦該種模式為寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)谷子輪作的首選模式。
【學(xué)位單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S154.3;S515

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本文編號：2818232