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摘 要：根据马铃薯生长发育的特性和优质高产所需的生态环境条件，阐述了贵州连作栽培马铃薯对土壤生态系统微生物的影响：马铃薯连作导致土壤肥力下降;植物根系分泌物的自毒作用;病原微生物数量持续增加，导致病虫害严重。并提出马铃薯优质、高产、稳产的农业生态适用栽培技术。
关键词：马铃薯连作;土壤生态系统;微生物群落
作为粮菜兼用作物，马铃薯在我国乃至全世界都占有举足轻重的地位，对全球粮食产量安全起到重要作用。因此，马铃薯连作年限过长，养分消耗单一，肥力水平下降，不利于养分的平衡供给;土壤微生物活性降低，影响了养分利用效率;土壤微生物种群结构不合理，有害微生物数量逐渐占优势。
在生态系统中，土壤微生物有机体在养分转化与循环、植物残体降解及腐殖形成中扮演着十分重要的角色。本文就从土壤微生态角度对连作障碍进行过研究，马铃薯连作条件下以根际微生物群落组成、根际细菌和真菌种群结构的变化、以及根系生理变化为特征的根际微生态环境的改变等生物效应，以揭示马铃薯连作障碍的可能机理，为马铃薯连作障碍的综合防控提供理论依据。
1 马铃薯生长发育对生态气候条件的要求
贵州地形复杂，高度相差悬殊，地域间气候差异大。因此，马铃薯种植要选择适宜马铃薯生长发育的生态环境条件。在不同生育时期对温度、水分、光照的要求有一定差异。
马铃薯性喜凉爽，不耐高温。在生育期间平均温度15～21℃为适宜，不同生长发育时期对温度的要求有一定差异。种植马铃薯温度在8～9℃能正常发芽出苗，但出苗缓慢， 12℃ 以上出苗加快，18℃出苗最快。
马铃薯是喜光作物，对光照的要求敏感。光照充足，特别是在强光下，光合作用增强，制造的有机物质较多，块茎形成较早，产量较高。因此，马铃薯是短日照作物，在日照12～13小时 的条件下，块茎形成早，结薯期长，产量高。
马铃薯的种薯由于本身含有75% 以上的水分，在发芽至出苗期间可依靠其本身的水分发芽出苗;幼苗期间叶面积较小，需水也不多;现蕾至开花期块茎形成和膨大，需水量剧增，此时期需水量占全生育期总耗水量的50%以上。
2 马铃薯连作对土壤生态系统微生物的影响
连作障碍是由多个因素引起的，主要包括土壤理化性质恶化、作物根系分泌物的化感作用和土壤微生物区系失衡三个方面的因素。从根本上看，马铃薯连作障碍发生的诱因是由于它生长的土壤微生态环境发生了不利于块茎发育的变化。
因此我们在分析马铃薯连作障碍的具体原因之前，有必要了解马铃薯根际土壤环境到底发生了什么样的改变。土壤微生物是植物根际微生态的重要组成部分，同时微生物种群结构极易受土壤环境变化的影响，因而是监测土壤环境变化的敏感指标。
2.1对土壤微生物量影响
土壤微生物量是土壤有机质的活性部分， 也是分解者亚系统中的主要组成部分，能够调节养分循环、能量流动和生态系统的生产力。马铃薯连作土壤微生物量碳氮比随着土地利用方式的改变而变化。而马铃薯连作栽培会对土壤微生物量产生显著抑制作用，这可能是因为植物根系分泌物的自毒作用。
土壤微生物通过有机物的分解和合成， 调节养分循环，并为植物生长提供必需的养分， 在各类型生态系统的能量流动和物质循环过程中起关键作用。土壤微生物墒是指土壤微生物量碳与总有机碳的比值;代谢墒是土壤基础呼吸强度与微生物生物量的比值，表明了微生物群落的维持能大小和对基质的利用效率。因此，马铃薯连作使土壤微生物的生理活动、代谢能力和群落生态特征发生改变。
分析认为，可能是由于马铃薯持续连作， 导致土壤微生物量碳/氮比加大，微生物为维持生存需要消耗更多的碳源，需要利用更多的土壤有机碳作为能量代谢和土壤微生物的结构组成，并以大量释放二氧化碳的形式所引起，这个过程相应加速了土壤有机质的分解， 由于碳/氮比的失衡， 使得土壤微生物对碳源的利用效率发生变化， 土壤微生物墒、代谢墒随之发生改变。
2.2土壤理化性质的改变
连作引起土壤理化性质的改变主要体现在以下四个方面：土壤养分不均衡，比例失调;土壤次生盐渍化和酸化以及土壤物理性状不良。
由于连续施用大量同类性质的肥料，而特定作物的养分吸收具有一定的选择性和片面性，这样导致土壤中的某些养分被过量消耗，其它养分不断地富集，从而引起土壤中各种养分不均衡，最终影响作物正常生长。
不同类型作物连作对土壤中氮、磷、钟以及有机碳的含量及其形态有不同的影响效果。
土壤次生盐渍化和酸化与连作有着密切的关系，连作会造成土壤富集大量的盐，致使土壤发生严重的板结。也有研究发现，随着连作年限的增加，土壤的pH升高。
2.3土壤生物环境的恶化
土壤中生活着极其丰富的微生物类群，这些微生物类群的代谢活动与作物生长息息相关。一方面土壤微生物的代谢产物会直接影响作物生长发育，另一方面作物还可以为微生物生长繁殖提供营养。
在作物连作过程中，相同的栽培制度和管理措施，为土壤微生物提供了相对稳定的生存环境，由于微生物具有一定的选择性和适应性，一些病原菌便迅速大量繁殖，并成为土壤中的优势类群，使正常轮作条件下微生物群落多样性水平发生变化，最终影响了土壤生物学活性。因此，土壤生态系统的结构和功能很大程度上受到土壤微生物的影响。
3 结论
根际微生态系统是植物—土壤—微生物及其环境相互作用并发挥系统功能的有机组合，植物根系和土壤紧密接触，形成了变异性很大的土壤微区。
马铃薯根际土壤中微生物主要利用的碳源是氨基酸、 羧酸化合物、 碳水化合物，土体和根际土壤微生物所利用的碳源有一定的差异。
马铃薯连作在生长过程产生的自毒物质和土壤病原微生物有关。在较高肥力土壤条件下， 适宜的培肥措施，持续多年的马铃薯栽培， 并没有显著降低土壤肥力。连作栽培下土壤肥力的衰退过程， 也可能是一个缓慢的渐变过程。
参考文献：
[1]刘国燕.生态农业发展战略研究[D].河北工业大学.2011
[2]姚槐应，黄昌勇等编著.土壤微生物生态学及其实验技术[M].科学出版社.2006
[3]贺纪正，李晶，郑袁明.土壤生态系统微生物多样性、稳定性关系的思考[J].生物多样性.2013（04）
[4]马琨，张丽，杜茜，宋乃平.马铃薯连作栽培对土壤微生物群落的影响[J].水土保持学报.2010 （04）
关键词：马铃薯连作;土壤生态系统;微生物群落
作为粮菜兼用作物，马铃薯在我国乃至全世界都占有举足轻重的地位，对全球粮食产量安全起到重要作用。因此，马铃薯连作年限过长，养分消耗单一，肥力水平下降，不利于养分的平衡供给;土壤微生物活性降低，影响了养分利用效率;土壤微生物种群结构不合理，有害微生物数量逐渐占优势。
在生态系统中，土壤微生物有机体在养分转化与循环、植物残体降解及腐殖形成中扮演着十分重要的角色。本文就从土壤微生态角度对连作障碍进行过研究，马铃薯连作条件下以根际微生物群落组成、根际细菌和真菌种群结构的变化、以及根系生理变化为特征的根际微生态环境的改变等生物效应，以揭示马铃薯连作障碍的可能机理，为马铃薯连作障碍的综合防控提供理论依据。
1 马铃薯生长发育对生态气候条件的要求
贵州地形复杂，高度相差悬殊，地域间气候差异大。因此，马铃薯种植要选择适宜马铃薯生长发育的生态环境条件。在不同生育时期对温度、水分、光照的要求有一定差异。
马铃薯性喜凉爽，不耐高温。在生育期间平均温度15～21℃为适宜，不同生长发育时期对温度的要求有一定差异。种植马铃薯温度在8～9℃能正常发芽出苗，但出苗缓慢， 12℃ 以上出苗加快，18℃出苗最快。
马铃薯是喜光作物，对光照的要求敏感。光照充足，特别是在强光下，光合作用增强，制造的有机物质较多，块茎形成较早，产量较高。因此，马铃薯是短日照作物，在日照12～13小时 的条件下，块茎形成早，结薯期长，产量高。
马铃薯的种薯由于本身含有75% 以上的水分，在发芽至出苗期间可依靠其本身的水分发芽出苗;幼苗期间叶面积较小，需水也不多;现蕾至开花期块茎形成和膨大，需水量剧增，此时期需水量占全生育期总耗水量的50%以上。
2 马铃薯连作对土壤生态系统微生物的影响
连作障碍是由多个因素引起的，主要包括土壤理化性质恶化、作物根系分泌物的化感作用和土壤微生物区系失衡三个方面的因素。从根本上看，马铃薯连作障碍发生的诱因是由于它生长的土壤微生态环境发生了不利于块茎发育的变化。
因此我们在分析马铃薯连作障碍的具体原因之前，有必要了解马铃薯根际土壤环境到底发生了什么样的改变。土壤微生物是植物根际微生态的重要组成部分，同时微生物种群结构极易受土壤环境变化的影响，因而是监测土壤环境变化的敏感指标。
2.1对土壤微生物量影响
土壤微生物量是土壤有机质的活性部分， 也是分解者亚系统中的主要组成部分，能够调节养分循环、能量流动和生态系统的生产力。马铃薯连作土壤微生物量碳氮比随着土地利用方式的改变而变化。而马铃薯连作栽培会对土壤微生物量产生显著抑制作用，这可能是因为植物根系分泌物的自毒作用。
土壤微生物通过有机物的分解和合成， 调节养分循环，并为植物生长提供必需的养分， 在各类型生态系统的能量流动和物质循环过程中起关键作用。土壤微生物墒是指土壤微生物量碳与总有机碳的比值;代谢墒是土壤基础呼吸强度与微生物生物量的比值，表明了微生物群落的维持能大小和对基质的利用效率。因此，马铃薯连作使土壤微生物的生理活动、代谢能力和群落生态特征发生改变。
分析认为，可能是由于马铃薯持续连作， 导致土壤微生物量碳/氮比加大，微生物为维持生存需要消耗更多的碳源，需要利用更多的土壤有机碳作为能量代谢和土壤微生物的结构组成，并以大量释放二氧化碳的形式所引起，这个过程相应加速了土壤有机质的分解， 由于碳/氮比的失衡， 使得土壤微生物对碳源的利用效率发生变化， 土壤微生物墒、代谢墒随之发生改变。
2.2土壤理化性质的改变
连作引起土壤理化性质的改变主要体现在以下四个方面：土壤养分不均衡，比例失调;土壤次生盐渍化和酸化以及土壤物理性状不良。
由于连续施用大量同类性质的肥料，而特定作物的养分吸收具有一定的选择性和片面性，这样导致土壤中的某些养分被过量消耗，其它养分不断地富集，从而引起土壤中各种养分不均衡，最终影响作物正常生长。
不同类型作物连作对土壤中氮、磷、钟以及有机碳的含量及其形态有不同的影响效果。
土壤次生盐渍化和酸化与连作有着密切的关系，连作会造成土壤富集大量的盐，致使土壤发生严重的板结。也有研究发现，随着连作年限的增加，土壤的pH升高。
2.3土壤生物环境的恶化
土壤中生活着极其丰富的微生物类群，这些微生物类群的代谢活动与作物生长息息相关。一方面土壤微生物的代谢产物会直接影响作物生长发育，另一方面作物还可以为微生物生长繁殖提供营养。
在作物连作过程中，相同的栽培制度和管理措施，为土壤微生物提供了相对稳定的生存环境，由于微生物具有一定的选择性和适应性，一些病原菌便迅速大量繁殖，并成为土壤中的优势类群，使正常轮作条件下微生物群落多样性水平发生变化，最终影响了土壤生物学活性。因此，土壤生态系统的结构和功能很大程度上受到土壤微生物的影响。
3 结论
根际微生态系统是植物—土壤—微生物及其环境相互作用并发挥系统功能的有机组合，植物根系和土壤紧密接触，形成了变异性很大的土壤微区。
马铃薯根际土壤中微生物主要利用的碳源是氨基酸、 羧酸化合物、 碳水化合物，土体和根际土壤微生物所利用的碳源有一定的差异。
马铃薯连作在生长过程产生的自毒物质和土壤病原微生物有关。在较高肥力土壤条件下， 适宜的培肥措施，持续多年的马铃薯栽培， 并没有显著降低土壤肥力。连作栽培下土壤肥力的衰退过程， 也可能是一个缓慢的渐变过程。
参考文献：
[1]刘国燕.生态农业发展战略研究[D].河北工业大学.2011
[2]姚槐应，黄昌勇等编著.土壤微生物生态学及其实验技术[M].科学出版社.2006
[3]贺纪正，李晶，郑袁明.土壤生态系统微生物多样性、稳定性关系的思考[J].生物多样性.2013（04）
[4]马琨，张丽，杜茜，宋乃平.马铃薯连作栽培对土壤微生物群落的影响[J].水土保持学报.2010 （04）