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马铃薯产业已成为带动甘肃省农业和农村经济发展,促进农业增效和农民增收的重要支柱产业,在保障粮食安全方面也发挥着十分重要的作用。甘肃省中部沿黄灌区是我国主要的加工型马铃薯生产基地和种薯基地,地处该区的国营景泰条山农场的马铃薯生产以订单为主,旺盛的订单造成了轮作倒茬困难,马铃薯连作障碍严重,对企业的种植效益造成了严重影响。基于本课题组在甘肃省中部沿黄灌区设置的马铃薯田间定位试验,采集不同连作年限下马铃薯耕层土壤,分析其盐分积累和离子组成的变化,以期探明土壤水溶性盐离子与连作障碍之间的关系,为缓解和克服该区的马铃薯连作障碍提供科学依据。主要研究结果如下:马铃薯连作对土壤中水溶性总盐量的影响马铃薯连作显著增加了土壤的水溶性总盐的含量。与对照RP相比,2011年连作处理CP3、CP5、CP6的土壤总盐量分别比对照增加了60.23%、122.73%、151.14%。2012年连作处理CP3、CP4、CP6、CP7的土壤总盐量增加了33.82%、47.41%、100.74%、55.56%。2013年连作处理CP3、CP4和CP5的土壤总盐量分别比对照增加了89.9%、155.6%和157.6%。随连作年限延长,土壤的电导率(EC)也随之升高,2011年CP3、CP5和CP6处理的表层土壤电导率分别比RP增加了13.04%、34.78%和43.48%。2012年CP3、CP4、CP6和CP7处理的表层土壤电导率分别比RP增加了101.76%、58.82%、97.06%和113.53%。2013年CP3、CP4和CP5处理的表层土壤电导率分别比RP增加了41.7%、41.7%和56.3%。马铃薯连作对土壤中盐分离子组成变化的影响阳离子中K+的含量同轮作的对照相比,增加幅度较大,2011年CP3、CP5、CP6处理分别增加了75.76%、218.18%、166.67%;2012年CP3、CP4、CP6处理分别增加了21.21%、39.39%、203.03%;2013年CP3、CP4和CP5处理的K+含量分别增加40.0%、60.0%和73.3%。其次为Na+,其含量在处理之间差异显著,2011年CP3、CP5、CP6处理的Na+含量分别比对照分别增加了23.08%、49.23%、110.77%;2012年CP3、CP4、CP6处理分别增加了13.33%、33.33%、23.33%;2013年CP3、CP4和CP5处理增加47.6%、52.4%和57.1%。阴离子中Cl-增幅较大,2011年CP3、CP5、CP6处理Cl-含量分别比对照分别增加了41.67%、208.33%、275.00%;2012年CP3、CP4、CP6、CP7处理分别增加了76.67%、76.67%、166.67%、140.00%;2013年CP3、CP4和CP5处理增加100.0%、150.0%和455.0%。Ca2+含量随连作年限下降,2011年CP3、CP5、CP6处理的Ca2+含量分别比对照分别降低了16.67%、8.33%、12.50%;2012年CP6、CP7处理分别降低了25.00%、40.16%;2013年CP3、CP4和CP5处理的Ca2+的含量与轮作相比分别降低了23.3%、32.1%和48.2%,通过总体变化趋势推测,土壤中盐分的累积过程中贡献较大的是Na+、Mg2+、HCO3-、Cl-这4种离子。土壤盐渍化的主要原因是NaCl、MgCl2、NaHCO3、Mg(HCO3)2等盐分随连作年限的积累。通过计算,ESP值基本在20%以上,马铃薯连作后土壤为碱土,且随着连作年限的延长马铃薯碱化程度增加。马铃薯连作对土壤pH值的影响pH值随着马铃薯连作年限的递增呈现出下降的趋势,且连作年限和土壤pH值间呈现出显著或极显著的负相关关系(R2=0.443-0.871*/**)。连作马铃薯不同生育时期土壤盐分含量及其离子组成的变化不同处理在各生育时期的土壤全盐含量表现不同,RP-CP3处理的土壤全盐含量在块茎形成期最高,而CP4-CP5处理的土壤全盐含量在块茎膨大期最高,已经达到中度盐渍化水平,影响了马铃薯的结薯数从而降低了马铃薯的产量。K+、Ca2+、Mg2+均在块茎形成期含量达到到高水平,Na+、Cl-和SO42-的含量则在块茎膨大期呈现较高水平,HCO3-在成熟期含量达到最高;CO32-随生育期则持续上升。综上所述,马铃薯连作引起土壤中水溶性盐总量的积累,盐离子组成发生变化,进而影响植株正常的代谢活动,马铃薯生长发育受阻,最终导致块茎产量大幅度下降。