蘭州百合(Liliumdavidiivar.)為多年生鱗莖草本植物，其鱗莖含有多種人體必需的氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、微量元素、糖分及無(wú)機(jī)鹽，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，被譽(yù)為“蔬菜人參”。此外，百合還具有清熱解毒、清心安神、補(bǔ)肺滋陰及止咳化痰的功效，有著“藥食同源”的特性。隨著生活水平的不斷提高，人們養(yǎng)生意識(shí)逐漸加強(qiáng)，蘭州百合需求量日趨增加，使得百合種植業(yè)成為當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)。然而，在蘭州百合產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，蘭州百合連作現(xiàn)象較為嚴(yán)重。連作能夠影響百合植株的光合作用，破壞部分酶的代謝平衡，從而抑制百合植株的生長(zhǎng)。此外，連作可使百合土壤表層鹽分積聚，逐漸鹽漬化，土壤粘性增大，板結(jié)加重，土壤養(yǎng)分失衡，且自毒物質(zhì)積累產(chǎn)生自毒作用，土傳病害加重，使得蘭州百合的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯下降。加之受土地、氣候和環(huán)境的限制，蘭州百合適生范圍窄，并且百合具有極強(qiáng)的忌地性，連作障礙已成為限制蘭州百合產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的主要問(wèn)題。連作障礙(Continuouscroppingobstacles)是指在同一土壤連續(xù)栽培同種或近緣作物時(shí)，作物出現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育變差、產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降、病蟲害發(fā)生加重的現(xiàn)象。近年來(lái)，對(duì)于蘭州百合連作主要集中于自毒物質(zhì)的提取和鑒定以及對(duì)百合植株生理生態(tài)作用及響應(yīng)機(jī)制的研究，而對(duì)蘭州百合連作化學(xué)計(jì)量學(xué)特征及影響機(jī)制的研究則相對(duì)較少。

土壤碳、氮、磷是土壤養(yǎng)分的核心，土壤微生物、凋落物再分配過(guò)程及土壤養(yǎng)分平衡受其含量變化的影響。研究碳、氮、磷化學(xué)計(jì)量特征可以反映生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部碳氮磷耦合關(guān)系，具有重要的生態(tài)指示作用。土壤作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征對(duì)于揭示土壤碳、氮、磷間的相互作用和平衡制約關(guān)系及揭示養(yǎng)分的可獲性有著積極作用。另一方面，土壤酶作為土壤系統(tǒng)中所有生化反應(yīng)的“催化劑”，直接參與土壤碳、氮、磷循環(huán)，能夠靈敏的指示和預(yù)警土壤生境變化，是土壤質(zhì)量和養(yǎng)分供應(yīng)能力的重要表征。本文通過(guò)探討蘭州百合土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征和酶活性對(duì)連作的響應(yīng)，以期為解析蘭州百合連作障礙形成機(jī)制以及農(nóng)田養(yǎng)分調(diào)控和土壤可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)土樣采自蘭州市榆中縣園子岔鄉(xiāng)小岔村(N36°15′，E104°26′)。園子岔鄉(xiāng)位于榆中縣北部山區(qū)，海拔2300m，年降水量300mm，年平均氣溫4.2℃，作物生長(zhǎng)期為117天，無(wú)霜期期110天，該地區(qū)氣候干燥、土質(zhì)疏松、遠(yuǎn)離工業(yè)生產(chǎn)區(qū)，是蘭州百合的天然優(yōu)良產(chǎn)地。

1.2樣品的采集

本試驗(yàn)選取種植年限為1、2、3年，且經(jīng)過(guò)同等管理的蘭州百合地，于2019年7月中下旬，采集根際土（每種連作年限采集5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)采集5株）。將采集的土壤樣品帶回室內(nèi)，剔除雜物，風(fēng)干，過(guò)篩，備用。于7月底按：有機(jī)肥施7500～9000kg/hm²、碳酸氫銨600kg/hm²、普通過(guò)磷酸鈣1200kg/hm²、硫酸鉀225kg/hm²，混勻，全地面撒施耕翻入土，并及時(shí)把土地耱平整。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤理化性質(zhì)的測(cè)定參照《土壤農(nóng)化分析》測(cè)定。土壤pH：（水土比5:1）酸度計(jì)法；土壤有機(jī)質(zhì)：重鉻酸鉀容量法—外加熱法；土壤全氮：半微量開(kāi)氏法；土壤全磷：HClO₄-H₂SO₄法；有效氮：堿解擴(kuò)散法；有效磷：Olsen法；可溶性有機(jī)碳(DOC)采用水浸提法（水土比10:1）用儀器multiN/C3100測(cè)定浸提液。

土壤酶活性測(cè)定方法參照關(guān)松蔭編著的《土壤酶及其研究法》（關(guān)松蔭，1986）。過(guò)氧化氫酶：滴定法；土壤蔗糖酶：3,5-二硝基水楊酸比色法；土壤脲酶：苯酚鈉-次氯酸鈉比色法；堿性磷酸酶：磷酸苯二鈉比色法（硼砂緩沖液）。

1.4數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)使用MicrosoftExcel2013進(jìn)行整理，SPSS23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1連作對(duì)百合土壤理化性質(zhì)的影響

由表1可知，連作對(duì)蘭州百合土壤的理化性質(zhì)有明顯的影響。隨著種植年限的增加，土壤pH呈下降趨勢(shì)，且種植3年的土壤pH顯著低于種植1年和2年。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量隨著種植年限的增加，總體呈上升趨勢(shì)。較種植1、2年相比，種植3年后土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著增加，種植3年比種植2年增加了13.70%，種植2年比種植1年土壤有機(jī)質(zhì)含量有所增加，但差異不顯著；種植3年的土壤全氮含量比種植2年土壤全氮含量顯著提高了19.23%，種植1年和種植2年間土壤全氮含量變化差異不明顯；土壤全磷含量在種植3年時(shí)顯著上升，種植1年和種植2年間土壤全磷含量無(wú)顯著差異。連作對(duì)蘭州百合土壤可溶性有機(jī)碳含量沒(méi)有顯著影響。土壤堿解氮含量隨著種植年限的增加呈上升趨勢(shì)，同種植1年相比，種植2年和種植3年堿解氮的含量分別增加了14.75%、25.34%，各種植年限間均達(dá)到差異顯著水平。隨著種植年限的增加，土壤速效磷含量呈增加趨勢(shì)，種植3年后，土壤速效磷含量顯著增加，同種植1年、2年相比，土壤速效磷含量分別增加了60.05%、37.23%，種植1年和種植2年間土壤速效磷含量差異不顯著。

2.2連作對(duì)百合土壤C、N、P化學(xué)計(jì)量比的影響

同種植1年相比，種植2、3年土壤C/N分別顯著提高了18.91%、13.57%，種植3年較種植2年相比，土壤C/N略有所下降，差異不顯著（圖1a）。土壤C/P隨著種植年限的增加呈上升趨勢(shì)，種植1年比種植3年土壤C/P顯著下降了12.82%，種植1年與種植2年土壤C/P無(wú)顯著差異（圖1b）。連作對(duì)土壤N/P沒(méi)有顯著影響（圖1c）。

2.3連作對(duì)百合土壤酶活性的影響

從圖2(a,b,c,d)可知，連作對(duì)百合土壤酶活性有明顯的影響。隨著種植年限的增加，土壤過(guò)氧化氫酶、土壤蔗糖酶、土壤脲酶、土壤堿性磷酸酶活性呈U型變化。同種植1年相比，種植2年后土壤過(guò)氧化氫酶活性顯著下降了7.80%；種植3年后過(guò)氧化氫酶的活性有所上升，但差異不明顯（圖2a）。種植2年較種植1年土壤蔗糖酶活性顯著下降了49.71%；在種植3年后，土壤蔗糖酶活性又顯著上升，較種植2年相比，增強(qiáng)了21.71%（圖2b）。土壤脲酶活性在種植2年后比種植1年顯著下降了17.17%；種植3年后土壤脲酶活性又有所增加，比種植2年顯著增加了39.02%（圖2c）。同種植2年相比，土壤堿性磷酸酶活性比種植1年顯著降低了43.31%；種植3年后土壤堿性磷酸酶活性比種植2年又顯著增加了51.39%，各種植年限間差異達(dá)顯著水平（圖2d）。

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