摘要
大豆作为主要的蛋白和油料作物之一，由于种植结构较单一使大豆种植不可避免的连作，而连作导致大豆根腐病加重、土壤理化性质改变、土壤有效养分含量降低等。而生物炭作为一种新型的土壤改良剂有改善土壤理化性质和增强有益菌等多种功能，但目前关于生物炭在大豆连作障碍中的应用及机理研究却鲜有报道。本研究基于田间定位试验，研究连作轮作种植模式下生物炭对土壤主要化学性质、土壤酶活性、大豆生长发育及大豆根腐病发病的发生情况，并采用高通量测序技术分析不同处理镰孢菌群落多样性和结构的差异，以期评价生物炭对盐碱地大豆短期连作土壤改良作用，为生物炭在大豆连作、轮作的应用提供理论依据。主要结果如下: 1.施入一定量的生物炭均可显著提高土壤养分含量，连作和轮作条件下B25处理速效钾的含量分别比对照显著提高60.69％和40.61％。轮作条件B25处理的碱解氮含量为123.61mg/kg，相较于B0提高了4.33％,且显著高于连作体系。对于土壤有机质含量，连作条件下B15、B25有机质含量分别比对照提高了4.20％-12.31％和4.60％-16.80％,轮作条件下提高了2.63％-5.62％和6.40％-8.71％。 2.施入一定量的生物炭显著提高了大豆土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性。连作条件下B15处理较对照B0处理的土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别提高11.47％-70％、2.89％-23.14％、5.15％-8.96％，B25处理分别提高11.67％-59.335、1.36％-46％、2.83％-8.87％;轮作下B15处理较对照B0处理，土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别提高3.47％-57.15％、11.88％-62.04％、6.83％-25.71％,B25处理较未施炭B0处理土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别提高3.40％-57.15％、9.93％-66.29％、6.51％-32.43％。 3.施入生物炭B15处理提高了大豆植株的株高、干物质的量。连作条件下花期-结荚期，B15处理较对照B0处理显著提高了株高、茎粗、地上干物质量和地下干物质量，分别提高18.02％、11.94％、37.89％、12.03％,产量提高43.00％;轮作条件下花期-结荚期，生物炭处理B15较未施炭处理B0株高、茎粗、地上干物质量和地下干物质量分别提高15.45％、15.15％、32.65％、19.29％,产量提高56.16％。 4.施入生物炭各处理均降低了根腐病发病率和病情指数，其中，B15处理效果最好，连作B15处理较对照B0处理发病率降低59％,病情指数降低55％;轮作B15处理较对照B0处理发病率降低60％，病情指数降低64％。轮作模式各处理根腐病发病率、病情指数均低于连作模式。通过Illumina Miseq高通量测序，结果表明，施炭处理显著降低连作土壤镰孢菌群落丰富性及多样性，其中，B15处理较B0处理Chao1指数、Shannon指数分别降低了15.57％、6.64％;B25处理较B0处理Chao1指数、Shannon指数分别降低11.71％、13.31％。 综合得出添加生物炭提升了大豆土壤养分含量和大豆生长发育指标，降低了根腐病发病情况，且盐碱地大豆连作、轮作模式下的推荐适宜生物炭用量为15t/hm2。
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