文献分享丨中国农业科学院刘恩科团队揭示轮作提高了青藏高原青稞产量和土壤质量

在青藏高原地区共选择了39块青稞田进行土壤化学性质测试和产量统计。与CC5（≤5年CC）相比，CC10（5-10年CC）和CC10+（≥10年CC）的产量分别下降了10%和23%（图1）。CW5（≤5年青稞-小麦轮作）、CW10（5-10年青稞-小麦轮作）和CW10+（≥10年青稞-小麦轮作）的产量分别比CC5、CC10和CC10+高6%、9%和17%。CR5（≤5年青稞轮作）和CR10（5-10年青稞轮作）的产量分别比CC5和CC10高8%和12%。

图1.西藏青稞长期连作和轮作的平均产量。在CC5、CW5、CR5、CC10、CW10、CR10、CC10+、CW10+中，橙色代表CC，绿色代表CW，紫色代表CR。每种处理均使用生物学重复。数据以平均值±标准偏差表示。经邓肯多重比较分析计算，不同字母表示藏青稞产量之间存在显著差异。

与短期种植相比，藏青稞长期连作和轮作都显著降低了土壤有机质（SOM）含量（图2a）。与CC相比，CW和CR明显增加了SOM含量。随着种植年限的增加，三种种植模式的SOM含量均有所下降。轮作模式的土壤微生物生物量碳（MBC）含量明显高于连作模式（图2b）。CR5和CR10的土壤MBC含量分别比CC5和CC10高23%和33%。两种轮作模式的土壤中的多溴联苯含量随着种植年限的增加而降低。

与连作相比，藏青稞与油菜轮作的三个轮作年的土壤全氮（TN）含量都有所增加（图2c）。与CC10相比，CW10显著增加了土壤TN含量。长期连作和轮作显著降低了土壤中的NH₄⁺ -N含量（图2d）。CW和CR明显增加了土壤中的NH₄⁺ -N含量。CW5和CR5的土壤NH₄⁺ -N含量分别比CC5高25%和27%。CC5和CW5的土壤NO₃^- -N 含量明显低于CR5，CC10的土壤NO₃^- -N含量明显低于CR10（图2e）。CR10的土壤微生物生物量氮（MBN）含量比CC10高45%（图2f）。CW和CR的全磷（TP）含量明显高于CC（图2g）。CR5的TP含量明显高于CC5和CW5，分别增加了17%和5%。当种植时间小于10年时，土壤全钾（TK）含量与种植模式无明显差异（图2h）。CC的pH值明显高于CW和CR（图2i）。随着青稞连作和轮作年限的增加，土壤pH值也随之升高。

对西藏青稞田9种土壤性质的相关性分析表明，SOM与pH的相关性最高，且呈负相关。西藏青稞田中TK含量的变化与其他土壤特性无显著相关性，与TN的相关性最弱。西藏青稞田土壤碳、氮含量的变化与MBC和MBN含量的变化呈显著正相关。

图2.西藏青稞连作和轮作不同年份的SOM、MBC、TN、NH₄⁺ -N、NO₃^- -N、MBN、TP、TK和pH的差异。橙色代表CC，绿色代表CW，紫色代表CR。CC处理：≤5，小于或等于5年；5-10，5-10年；≥10，大于或等于10年。在CC5、CW5、CR5、CC10、CW10、CR10、CC10+、CW10+中分别有n=24、n=15、n=18、n=15、n=9、n=9、n=18、n=9。每种处理均使用生物学重复。数据以平均值±标准误差表示。经邓肯多重比较分析计算，不同字母表示藏青稞产量之间存在显著差异。