摘要
种植模式会改变土壤养分含量及细菌群落多样性，进而影响农田生态系统的结构和功能运行，是作物高产高效的重要因素。目前不同种植行比对土壤养分含量及土壤微生物多样性的系统研究较少，本文基于高通量测序技术，通过开展大田试验，设置三种间作模式，马铃薯蚕豆间作行比2∶2(P2B2)、马铃薯蚕豆间作行比2∶4(P2B4)、马铃薯蚕豆间作行比2∶8(P2B8)，并以单作马铃薯(P)、单作蚕豆(B)作为对照，系统分析了植株农艺性状、光合指标，不同土层养分含量，土壤酶活性及土壤细菌群落的多样性，以期为优化马铃薯种植模式和实现高产高效提供理论依据。其主要研究结果如下: (1)植株农艺性状及光合指标可以直观显示马铃薯蚕豆不同种植行比的差异，三种间作模式P2B2处理对马铃薯株高增幅最高为10.16％，对马铃薯茎粗增幅最低为10.21％，相对叶绿素含量降幅最多为14.20％，对地下部干物质增幅最高为25.69％，P2B8处理马铃薯地上部干物质增幅最高为17.92％，P2B2处理细胞二氧化碳浓度与单作马铃薯相比降幅最小为0.20％，净光合速率降幅最高为41.19％，气孔导度、蒸腾速率增幅最低，为20.50％、为24.28％。 (2)三种间作模式中P2B8处理对蚕豆株高增幅最高为13.82％，相对叶绿素含量增幅最多为19.11％，P2B8处理与单作蚕豆相比地下部干物质及地上部干物质降低了1.90％、26.83％，P2B8处理蚕豆净光合速率增幅最高为14.20％，P2B2处理对蚕豆茎粗增幅最高为48.75％，蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度增幅最高，为59.84％、167％、9.82％。 (3)间作行数对不同土层养分含量有显著差异，各间作处理与单作马铃薯相比整体增大了土壤碱解氮、硝态氮、铵态氮、速效磷含量，降低了土壤速效钾含量。P2B2处理可以显著降低土壤温度，提高土壤含水量。 (4)马铃薯蚕豆不同间作模式的土壤酶活性，P2B4处理土壤脲酶活性、土壤磷酸酶活性，蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性最高，随着土层的加深，土壤酶活性整体呈降低的趋势。 (5)马铃薯蚕豆不同种植行比对土壤细菌群落多样性有显著影响，P2B8处理特有的OTUs及总OTUs均最低，物种相对丰度、多样性最低，分布均匀性最低，土壤优势物种最多，细菌群落空间分布最集中，单作马铃薯与间作模式土壤物种构成有显著差异差异。 (6)三种间作模式马铃薯蚕豆总土地当量比均大于1，有显著增产优势，均增加了单位面积整体产量，P2B2处理马铃薯产量最高，增幅27％，蚕豆产量最低，随在蚕豆间作行数的增加，整体产量及经济效益持续降低。 综合来看，蚕豆间作行数的增加对马铃薯的农艺性状及光合指标优势影响逐渐降低，显著增加土壤氮含量及酶活性，降低了单位面积细菌种群数目，增加少数优势物种，整体产量及经济效益持续降低，但是均高于单作马铃薯，说明各处理仍处于两种间作作物的边际范围内，蚕豆的固氮优势仍然可以体现，这对进一步探究适宜的种植行比对农机与农艺相结合提供科学理论依据。
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