间作叶菜对大棚连作黄瓜的生物效应和土壤化学性质及酶活性的影响

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连作障碍已成为制约我国设施黄瓜产业可持续发展的瓶颈,合理间作和填闲作是克服设施蔬菜连作障碍的有效手段之一,但用于间作或填闲作的蔬菜主要集中在葱蒜类和常见叶菜上,存在经济价值不高或种类较为单一等问题,对通过构建多样性间套作和填闲体系来消减黄瓜连作障碍存在一定的局限性。本研究通过定位试验,采用经济价值较高或耐盐的冰菜、番杏、冬寒菜、木耳菜等叶菜与大棚黄瓜间作及夏季填闲种植,分别从黄瓜生长发育、产量、品质,土壤化学性状及酶活性,叶菜产量和净收益等方面,系统研究这些栽培模式消减黄瓜连作障碍的作用机理,为丰富黄瓜间作和夏填闲体系,构建黄瓜可持续发展模式提供理论和技术依据。主要结果如下:1.春茬不同叶菜与黄瓜间作的生物学效应在2019年春茬,不同发育时期的黄瓜株高、最大叶面积等生长指标的结果表明,与冰菜、番杏、青蒜间作处理的黄瓜生长受到一定程度抑制。不同叶菜间作处理的黄瓜产量结果表明,冰菜/黄瓜处理与单作无显著差异,青蒜/黄瓜、番杏/黄瓜处理的产量显著低于单作,冬寒菜、木耳菜、苋菜、空心菜间作处理的黄瓜产量均显著高于单作;但在总净收益上,除青蒜/黄瓜处理显著降低外,其余间作处理的总净收益均显著高于单作,其中冰菜/黄瓜处理最高,依次为番杏/黄瓜、冬寒菜/黄瓜、木耳菜/黄瓜、空心菜/黄瓜和苋菜/黄瓜。在2020年春茬,黄瓜与不同叶菜间作的产量和总净收益结果表明,除木耳菜、苋菜、青蒜间作处理的黄瓜产量与单作无显著差异外,其余间作处理的黄瓜产量均显著高于单作,总净收益以冰菜/黄瓜和番杏/黄瓜处理最高。总体来看,两次春茬各叶菜间作处理的黄瓜营养品质与单作差异不显著。综合田间管理、黄瓜产量及总净收益等情况,间作模式以春茬冰菜/黄瓜、番杏/黄瓜为最优,其栽培模式为:冰菜、番杏与黄瓜同时定植,黄瓜与冰菜的适宜定植株数和行数比均为1:1且冰菜株行距为33 cm×40 cm,黄瓜与番杏的适宜定植株数比为1:0.5~1:0.6、行数比为2:1且番杏株距为30 cm。在管理上,以黄瓜为主,兼顾冰菜和番杏。2.秋茬不同叶菜与黄瓜间作的生物学效应在2019年秋茬,与不同叶菜间作的黄瓜生长发育结果表明,与单作相比,除各处理的黄瓜茎粗无显著差异外,其余形态学指标无明显规律性变化;各间作处理未能显著降低黄瓜枯萎病和根结线虫的病情指数。不同处理的产量和总净收益结果表明,冰菜/黄瓜和番杏/黄瓜处理的黄瓜产量显著高于单作;除冰菜/黄瓜处理外,番杏/黄瓜和木耳菜/黄瓜处理的总净收益显著高于其余处理。比较于2019年春茬和2020年春茬,秋茬叶菜产量均大幅降低,表明秋茬黄瓜不适宜与叶菜间作,但秋茬木耳菜/黄瓜仍具有一定价值。3.春、秋茬不同叶菜与黄瓜间作处理的土壤化学性质及酶活性与单作相比,春茬及秋茬的各间作处理对土壤p H(除极个别处理外)及Mg2+含量无显著影响。连续三茬次间作后,番杏、冰菜和青蒜间作处理的土壤有机质含量显著增加;几乎所有间作处理的土壤全N(除青蒜外)、全P(除木耳菜)及全K(除苋菜、冰菜和青蒜外)的含量都显著下降。所有叶菜间作处理中,以春茬空心菜/黄瓜、番杏/黄瓜和冰菜/黄瓜处理对降低土壤可溶性盐分的效果最佳。连续三茬次间作后,空心菜和番杏间作处理显著提高了土壤中性磷酸酶的活性,番杏、青蒜、冰菜和冬寒菜间作处理显著提高了土壤蔗糖酶的活性,木耳菜、冰菜间作处理显著增强了土壤脱氢酶的活性,但各处理的土壤过氧化氢酶活性无显著差异。在改良大棚黄瓜连作土壤质量上,春茬间作明显强于秋茬间作。春茬间作提高连作土壤质量的效果,从高到低依次为:番杏/黄瓜、冰菜/黄瓜、空心菜/黄瓜、冬寒菜/黄瓜、木耳菜/黄瓜、苋菜/黄瓜、青蒜/黄瓜。4.不同叶菜夏填闲处理的土壤化学性质及酶活性夏季填闲试验结果表明,所有填闲处理对土壤p H和Mg2+无显著影响,各填闲处理显著增加了土壤有机质含量。各夏填闲处理显著降低了土壤EC值,尤其是春茬间作番杏和新撒播的苋菜填闲处理的土壤EC降幅最大。各夏填闲处理显著降低了土壤全N、全P、全K、Ca2+及Cl-的含量,除冬寒菜外,其余夏填闲处理显著降低了土壤Na+的含量。在填闲末期,各填闲处理的土壤脱氢酶活性显著提高,绝大部分填闲处理的土壤过氧化氢酶活性(除新定植番杏外)、中性磷酸酶活性(除春茬间作番杏外)均显著增加,而土壤蔗糖酶活性(除木耳菜和春茬间作番杏外)则显著降低。此外,在填闲末期,空心菜和苋菜填闲处理的土壤脲酶活性显著增强。结合夏填闲叶菜产量、净收益和改良连作土壤质量的情况,以利用春茬间作番杏和春茬间作木耳菜进行夏填闲最兼具经济效益和生态效益。
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