小麦-玉米轮作一体化保护栽培期间土壤微生物群落变化

张 霞

（滕州市农业农村局 山东，枣庄 277500）

小麦和玉米作为我国北方重要的粮食作物，对农业经济发展及国家粮食贮备有着极为重要的影响。由于种植环境的相似性，冬小麦和夏玉米的轮作一直是人们充分利用耕地，提高粮食产量的有效手段。

1 土壤微生物群落的重要性

土壤是植被生长的载体，孕育地球生物多样性，也是地球环境的重要组成部分。自农耕文化发展以来，土壤是人们栽种粮食，实现农业发展的基本保障。而土壤中的微生物是整个土壤生态系统中的重要组成部分，微生物的活动转化为氮钾磷等多种元素，这是都是植株生长发育养分的主要来源，土壤中微生物越多，土壤就越肥沃，越适合粮食农作物的生长。土壤中微生物对土壤基质的变化非常敏感，群落结构组成及微生物的多样性变化决定土壤的肥力。近年来在生物科技研究的过程中对土壤微生物的群落结构组成也有大量的的实验和文献，指导生态系统管理也已经成为了研究的热点。

土壤中微生物群落的变化也是衡量耕地种植农作物的重要指标，小麦-玉米轮作制对土壤微生物群落的影响，有利于当地农业部门及种植户判断农作物生长发育的情况。而之所以采取轮作的方式，是因为在耕地上连续耕种同一种农作物，会导致病虫害遗留在土壤中，造成下次耕种时，病虫害发生的几率会增大；以及持续耕种同一种农作物，土壤吸收的营养成分吸收也比较一致，会降低土壤的肥力。而通过轮作的方式，可以增加土壤中微生物群落，并且耕种的方式不一样，也会让土壤有休生养息的机会，从而增加土壤肥力。轮作还是防治病虫害的重要方式。

2 小麦-玉米轮作一体化保护栽培的原因

小麦-玉米轮作高产栽培在全国很多地区得到较大的推广，对小麦和玉米的产量提升有很大的帮助。而小麦-玉米轮作的方式能够保存土壤中养分及区域的光照和水分，在同一片土地上获得更高的经济效益。

轮作的主要原因有几点，首先是为了改变土壤的环境，防治病虫害对农作物祸害。其次是充分利用土壤中营养成分，可以有效防治土壤中营养成分的流失及缺素症的发生。最后，可以充分利用区域气候、土壤、光照、水分等一切有利资源，提高粮食作用的产量。

小麦-玉米轮作一体化保护栽培，有利于进行农业生产研究，进行多种农业实验，得到更多农业种植的相关数据，让农业种植更加科学和合理，通过人为力量提高粮食作物的产量。

3 保护期间采取不同轮作方式对土壤微生物的影响

小麦-玉米轮作一体化的过程中，会采取多种耕作方式，如免耕、翻耕、浅松和深松、秸秆覆盖等，每种方式都会给土壤微生物群落带来不同的变化。为了得到微生物群落变化的详细数据，需要选取实验地，并详细记录小麦-玉米不同的生长时期，微生物群落变化。

3.1 保护期间采取不同轮作方式对小麦根际土壤微生物的影响

轮作方式对不同时期小麦-玉米的微生物数据会产生一定的影响，如在小麦的扬花期，微生物较为活跃，土壤细菌含量也是最高的，到了小麦-玉米的收获期，根际的细菌数量就明显减少了，通过对集中轮作方式的对比，可以发现翻耕覆盖秸秆浅松土的方式有利于激发土壤微生物的活力和数量。

3.2 保护期间采取不同轮作方式对小麦根际土壤真菌的影响

在轮作时间，小麦在扬花期比拔节期的真菌数量增加的更多，小麦收获期的真菌数量比扬花期更多，而玉米则相反。在轮作期间采用旋耕覆盖玉米秸秆浅松土的方式得到的真菌数量最多。

3.3 保护期间采取不同轮作方式对土壤微生物多样性的影响

微生物的多样化反应了生态环境的良好与否，微生物多样性越丰富的土壤，说明土壤的生态环境越适合种植植株。从小麦-玉米的轮作一体化保护期间的土壤微生物多样性的变化，可以得到微生物多样性在小麦-玉米不同生长阶段的变化有所不同，具体表现在小麦拔节期的土壤微生物多样性指数有所降低，到了小麦收获期生物多样性指数有一定增加；玉米苗期微生物多样性指数降低，在开花期土壤微生物的多样性指数有所上升。轮作一体化保护栽培的时间越久，土壤微生物的多样性就会得到一定的提高。

4 小麦-玉米轮作一体化保护栽培期间，土壤微生物群落变化

4.1 小麦-玉米轮作期间细菌数量变化

在轮作种植期间，土壤中细菌变化较为明显，尤其是小麦在扬花期时，细菌数量和放线细菌数量最高；在玉米花期真菌数量最高。对比了翻耕、浅松、覆盖、深松等多种耕种方式之后，可以发现小麦季节翻耕覆盖的细菌量和放线菌量最高；而玉米季节还是翻耕覆盖的细菌数量最多。各个地区可以根据地区气候、土壤、水分等差异，在小麦-玉米的轮作期间，尝试多种耕种方式，实验出最适应土壤微生物繁殖的耕种方式，提高土壤微生物群落的活力，为小麦和玉米的种植带来源源不断的养分。根据土壤生物性群落的变化，实验数据可以了解到，在小麦和玉米种植的苗期、收获期、开花期以及拔节期，扬花期和收获期都是属于小麦和玉米种植的关键时期，在不同的关键时期，土壤中细菌量的变化以及生物群落的变化都会有所不同。在不同的跟踪方式的观察下，可以得出小麦季翻耕覆盖以及玉米季浅松覆盖栽培跟踪的方式，细菌的均值更高。

4.2 小麦-玉米轮作根际微生物的多样化指数分析

但对生物多样性来说，经过长期实验观察研究发现，轮作的年限越长，微生物多样性的指数会降低，在小麦玉米轮作一体化保护栽培期间，生物多样性受到了一定影响，在不同的生长期间，生物多样性也呈现了一定的波动，在收获期微生物多样化的数量有明显的提高。

从实验数据中也可以得出，在连续耕种的前4年过程中，微生物的多样性指数都是呈现下降趋势的，而到了轮作耕种的第五年会有明显的上升趋势。可以得到在小麦和玉米轮作期间，随着年限到了一定的阶段，土壤中微生物多样性也会呈现小幅度上升趋势，但仍然无法达到在轮作初期，土壤微生物多样性的指数。具体可以表明轮作一年微生物多样性指数大于第二年，第二年大于第三年，第三年大于第四年。

4.3 小麦-玉米轮作期间微生物变化的规律

通过多种实验数据研究发现，在小麦-玉米轮作期间，小麦与玉米的根系不断生长，土壤中微生物的数量也有所增长，农作物的花期代表着植物新陈代谢最旺盛的时期，土壤中微生物的含量也越多，而进入农作物的成熟时期，根系的生长放缓，土壤中微生物的数量也相对将少。从实验数据研究可以看到，小麦-玉米的生长发育与土壤中微生物的增长是呈现正相关的。不同的耕种方式也会影响土壤中微生物的数量，且土壤中微生物的差异较为明显，对比多种耕种栽培的措施，细菌数据变化较小，但翻耕、覆盖秸秆等耕种方式有利于增加土壤中微生物。

4.4 微生物多样性的优势

土壤中微生物的多样性与小麦玉米轮作种植时间的增长存在一定关系，随着种植年限的增加，土壤中微生物多样性也在持续减少，究其原因可能是轮作导致微生物分配不均从而破坏了土壤微生物的生态系统导致起状态不稳定。种植时间长达五年，在小麦的拔节期后，玉米的苗期，土壤的微生物多样性指数会有所提高。根据相关的调查文献表明，小麦种植和玉米种植在五年之后微生物会出现。多样性会出现低幅度的上升。根据研究表明小麦玉米体系中微生物群落的变化是非常复杂的。与作物栽培耕种的方式以及生长的各个时期都有着密切的关系，因此需要多方面去分析了解土壤微生物群落的变化。

综上所述，小麦-玉米一体化保护栽培期间，对土壤微生物群落的变化研究非常重要，可以得到小麦-玉米轮作期间土壤的具体变化值，从而更好地改善轮作耕种方式，提高粮食作物的产值。