李燕培 王靜 林佳琦 肖世祥 馮斗 鄧英毅， 禤維言

摘要：為揭示蕉園行間間種甘薯對(duì)土壤結(jié)構(gòu)變化的影響，以及解決香蕉園多年連作單種產(chǎn)生的土壤結(jié)構(gòu)差、保水保肥力下降等問題，以桂蕉1號(hào)為材料，設(shè)置香蕉與甘薯間種和香蕉單作2種不同的種植模式，通過測(cè)定土壤容重、孔隙度及團(tuán)聚體穩(wěn)定性等指標(biāo)，比較分析蕉園間種甘薯對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，在5月至9月期間，與單作相比，蕉園間種甘薯可使土壤容重和固相組成降低，降幅分別為3.28%～9.97%、1.24%～3.76%;使土壤孔隙度、土壤液相、氣相占比升高，提升的幅度分別為1.24～3.76、0.36～6.39、0.88～4.34百分點(diǎn);對(duì)于土壤團(tuán)聚體的結(jié)構(gòu)組成，間種甘薯促進(jìn)了微團(tuán)聚體向較大粒級(jí)的團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化，使>2 mm、0.25～2.00 mm粒級(jí)的水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量增加，增幅分別為1.15～13.01、0.60～21.69百分點(diǎn)，同時(shí)使土壤0.053～<0.25 mm、<0.053 mm粒級(jí)的水穩(wěn)性微團(tuán)聚體含量下降，降幅分別為1.78～22.47、0.24～1.17百分點(diǎn)，因而使間種的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定率（WSAR）、R>0.25、平均質(zhì)量直徑（MWD）和幾何平均直徑（GMD）值等均顯著高于單作，但團(tuán)聚體破壞率（PAD）小于單作。研究結(jié)果表明，在蕉園行間間種甘薯可以提高土壤孔隙度，降低土壤容重，促進(jìn)微團(tuán)聚體向較大團(tuán)聚體轉(zhuǎn)變，具有顯著提高土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性以及改善土壤物理性狀和結(jié)構(gòu)的重要作用。

關(guān)鍵詞：香蕉;甘薯;間作;土壤;物理性狀;結(jié)構(gòu)特性

中圖分類號(hào)：S344.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）05-0205-07

收稿日期：2021-10-31

基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（編號(hào)：CARS-31）;廣西創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展專項(xiàng)（桂科AA18118028-8）;廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳項(xiàng)目（編號(hào)：201401）。

作者簡(jiǎn)介：李燕培（1996—），男，廣西貴港人，碩士研究生，主要從事作物栽培技術(shù)與生理研究。E-mail：1274688649@qq.com。

通信作者：禤維言，博士，副教授，主要從事作物栽培生理與作物基因工程研究。E-mail：xuanwy@gxu.edu.cn。

香蕉（Musanana Lour.）是世界上貿(mào)易和交易量最大的幾種水果之一[1]，主要分布在熱帶和亞熱帶的地區(qū)。中國(guó)是世界上第二大香蕉生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也是第一大香蕉消費(fèi)國(guó)。在中國(guó)香蕉主要種植在廣東省、廣西壯族自治區(qū)、海南省、云南省等省區(qū)[2]，但是，近年來(lái)由于香蕉受枯萎病的嚴(yán)重危害，使香蕉種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展正遭受到毀滅性威脅，部分蕉園的枯萎病發(fā)病率達(dá)到40%～80%[3]，嚴(yán)重的甚至超過90%[4]。香蕉枯萎病是一種土傳性真菌病害，傳播途徑廣泛，可以通過帶病菌的土壤、雨水、勞作工具等傳播蔓延[5]，受害植株幼齡期無(wú)明顯癥狀，到成株期和抽蕾結(jié)實(shí)期，先從下部葉片邊緣變黃向主脈擴(kuò)展，葉片枯萎倒折在假莖旁，葉片由下到上相繼發(fā)黃，直到頂葉死亡，最后全株枯死[6-7]。目前，傳統(tǒng)的香蕉種植制度主要是常年連作單種，由此形成嚴(yán)重的連作問題，加之大量施用農(nóng)藥、化肥等[8]，造成土壤養(yǎng)分失衡、營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)以及土壤理化性狀下降、土壤容重及團(tuán)聚體等結(jié)構(gòu)惡化[9];使土壤酸化[10]，植物自毒物質(zhì)積累，土壤微生物多樣性失調(diào)，病原微生物增加，病蟲害發(fā)生加劇[11]等問題。相關(guān)研究表明，輪作和間套作等種植模式對(duì)改善作物連作障礙和減輕土傳病害發(fā)生有著重要的作用[5]，合理的間套作可以提高養(yǎng)分利用效率，改善土壤理化性質(zhì)和質(zhì)地結(jié)構(gòu)，改善土壤微生物群落多樣性，減少病蟲害的發(fā)生[12-13]。土壤團(tuán)聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單位，是土壤的重要組成部分，影響著土壤各種物理和化學(xué)性質(zhì)，在土壤中有“三大作用”，即保證和協(xié)調(diào)土壤的水肥氣熱、影響土壤酶的種類和活性、維持和穩(wěn)定土壤疏松熟化層[14]。土壤團(tuán)聚體具有對(duì)外部環(huán)境的變化或者抵抗外力作用而保持其原有形態(tài)的能力，即為團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，包括水穩(wěn)定性、力學(xué)穩(wěn)定性等。土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性是重要的物理性質(zhì)[15]，影響著土壤水分、通氣性、可蝕性等，從而影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育[16]。不同的土地利用方式和類型影響著土壤團(tuán)聚體的分布和穩(wěn)定性、土壤孔隙度、土壤容重等物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)[17-18]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，玉米、大豆間作土壤團(tuán)聚體平均質(zhì)量直徑（MWD）、幾何平均直徑（GMD）比單作和輪作分別提高了12%～36%、14%～39%[19];在果園中種草和套種綠肥具有降低土壤容重、增加土壤孔隙度和改善土壤物理結(jié)構(gòu)的作用[20];玉米與馬鈴薯間作可以提高>2 mm和0.25～2.00 mm土壤團(tuán)聚體比列，增強(qiáng)了土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性[21]。目前，對(duì)于蕉園間套種研究主要集中在對(duì)土壤肥力和微生物多樣性方面的影響[22-23]，而對(duì)于蕉園土壤物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響效應(yīng)尚未見有研究報(bào)道。本研究通過在蕉園行間間種甘薯，旨在探明對(duì)土壤容重、土壤團(tuán)聚體等物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響效應(yīng)，以期為香蕉與甘薯間種模式的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試香蕉品種為桂蕉1號(hào)，甘薯品種為普薯32號(hào)。

1.2 試驗(yàn)實(shí)施

本試驗(yàn)于2020年1月至2021年9月期間進(jìn)行，試驗(yàn)地位于廣西壯族自治區(qū)崇左市扶綏縣渠黎鎮(zhèn)（107° 78′E，22° 51′N），廣西大學(xué)亞熱帶農(nóng)科新城CARS國(guó)家香蕉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系試驗(yàn)示范基地。試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理，香蕉單作和香蕉間種甘薯。香蕉種植株距2 m、行距為2.7 m，在間種處理的香蕉行間種植2行甘薯，甘薯株距為0.5 m、行距為1.0 m，每個(gè)處理的小區(qū)面積為81 m2，試驗(yàn)重復(fù)3次。香蕉田間管理與生產(chǎn)上的田間管理相同，按常規(guī)栽培措施進(jìn)行施肥、灌溉和病蟲害防治。

1.3 樣品采集

分別與2021年5、6、7、8、9月在各處理小區(qū)采用隨機(jī)取樣的方法，進(jìn)行土壤容重測(cè)定，采集0～20 cm 土樣約1 kg帶回室內(nèi)，將土塊沿著自然結(jié)構(gòu)輕輕剝開，使之成為10 mm的土塊，除去動(dòng)植物殘?bào)w、石塊和結(jié)核等，放置自然風(fēng)干，用于土壤團(tuán)聚體測(cè)定。土壤團(tuán)聚體測(cè)定采用Elliott的方法[24]。干篩法，稱取100 g風(fēng)干土，置于孔徑依次為2、0.25、0.053 mm的篩套最上層，振蕩10 min，收集各級(jí)篩上的土樣并稱質(zhì)量，即獲得>2 mm、0.25～2 mm、0.053～<0.25 mm、<0.053 mm的機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體。濕篩法：根據(jù)各級(jí)干篩土壤團(tuán)聚體比例配成50 g風(fēng)干土樣，將土樣均勻鋪撒在篩套最上層，篩套置于水桶中，在室溫下浸潤(rùn)5 min，以30次/min和上下振幅3 cm在水中振蕩2 min，將各級(jí)篩上的團(tuán)聚體體沖洗至燒杯中，即獲得>2 mm、0.25～2 mm、0.053～<0.25 mm、<0.053 mm的水穩(wěn)定性團(tuán)聚體，將各級(jí)水穩(wěn)定性團(tuán)聚體烘干稱質(zhì)量。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤容重、土壤孔隙度、土壤三相比的計(jì)算公式如下[25-27]：

（1）ρ=m×100V×（100+W）;

（2）f=1-ρ/ρs×100%;

（3）土壤三相比=固相 ∶液相 ∶氣相=（1-土壤孔隙度） ∶（土壤重量含水量×容重） ∶（土壤孔隙度-液相）。

式中：ρ為土壤容重，g/cm3;m為環(huán)刀內(nèi)濕土質(zhì)量，g;V為環(huán)刀容積，cm3;W為環(huán)刀內(nèi)土壤質(zhì)量含水率，%;f為土壤孔隙度，%;ρs為土壤比重，取 2.65 g/cm3[28]。

>0.25 mm團(tuán)聚體含量 （R>0.25）、平均質(zhì)量直徑（MWD）、幾何平均直徑（GMD）、土壤團(tuán)聚體破壞率（PAD）、土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定率（WSAR）計(jì)算公式如下[29-32]：

（4）R>0.25=m>0.25/mT×100%;

（5）MWD=∑ni=1Xi×Wi;

（6）GMD=exp∑ni=1WilnXi∑ni=1Wi;

（7）PAD=（DR>0.25-WR>0.25）/DR>0.25×100%;

（8）WSAR=mWR>0.25/mDR>0.25×100%。

式中：m>0.25為大于0.25 mm團(tuán)聚體質(zhì)量，g;mT為各級(jí)團(tuán)聚體總質(zhì)量，g;Xi為各級(jí)團(tuán)聚體的平均直徑，mm;Wi為各級(jí)團(tuán)聚體的質(zhì)量百分含量，%;DR>0.25為干篩大于0.25 mm機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量，%;WR>0.25為濕篩大于0.25 mm水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量，%;mWR>0.25為濕篩大于0.25 mm機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體重量;mDR>0.25為干篩大于0.25 mm水穩(wěn)定性團(tuán)聚體質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

測(cè)定數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行處理和作圖，采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕉園間種甘薯對(duì)土壤容重及孔隙度的影響

土壤容重和孔隙度是衡量土壤質(zhì)地和耕性特點(diǎn)的重要指標(biāo)，容重較小而孔隙度較大的土壤結(jié)構(gòu)比較疏松，有利于作物根系生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。從表1可以看出，5—9月期間，蕉園間種甘薯的土壤容重為1.29～1.42 g/cm3，單作的土壤容重為1.37～1.45 g/cm3，間種的土壤容重均小于單作，降幅為3.28%～9.97%，其中在5、6月，其差異達(dá)到顯著或極顯著水平，其余月份差異不顯著;間種甘薯的土壤孔隙度為46.44%～51.51%，單作的為 45.21%～48.29%，間種的土壤孔隙度較單作增幅為1.24～3.76百分點(diǎn)，其中在5、6月差異達(dá)到顯著或極顯著水平，其余月份差異未達(dá)顯著水平。間種和單作處理在不同月份土壤的容重和孔隙度不同，其中在7、8月的土壤容重均大于其他月份，而在這2個(gè)月中的土壤孔隙度則是處于較低水平;間種的土壤孔隙度在5、6、9月均超過50%，而在不同月份中單作的土壤孔隙度均小于50%。結(jié)果表明，蕉園間種甘薯具有降低土壤容重和提高土壤孔隙度的良好效應(yīng)。

2.2 蕉園間種甘薯對(duì)土壤三相比的影響

土壤的固相、液相和氣相等三相最優(yōu)的比值為2 ∶1 ∶1，三相比例適宜，水與氣協(xié)調(diào)有利于作物根系活動(dòng)和對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收利用;水氣不協(xié)調(diào)如水多氣少作物根系不能正常呼吸或水少氣多作物根系不能吸收利用土壤中的養(yǎng)分均會(huì)抑制根系的正常發(fā)育[33]。從表2可以看出，蕉園間種甘薯具有調(diào)整土壤三相比例的作用，在5—9月期間，間種甘薯的土壤三相分別為48.49%～53.56%、31.65%～39.73%、6.79%～16.39%，單作的分別為51.71%～54.80%、28.09%～39.30%、5.91%～19.40%，間種的土壤固相較單作低，降幅為1.24～3.76百分點(diǎn)，其中在5、6月間種和單作的土壤固相差異達(dá)到顯著和極顯著水平;在5—8月期間間種的土壤液相占比均比單作高，間種較單作的增幅為0.36～6.39百分點(diǎn)，而9月中的間種土壤液相占比低于單作，降幅為1.12%，其中間種和單作之間土壤液相占比差異達(dá)到顯著水平的只有5月，其余月份差異均未達(dá)顯著水平;在6—9月中間種的土壤氣相占比均高于單作，間種比單作增加的幅度為0.88～4.34百分點(diǎn)，而5月間作的土壤氣相占比較單作的低，但在5—9月期間不同月份中間種和單作的土壤氣相占比差異均未達(dá)顯著水平。除5月外，間種甘薯的蕉園土壤三相的比值均小于單作，更接近2 ∶1 ∶1的最適三相比，即水氣更協(xié)調(diào)。

2.3 蕉園間種甘薯對(duì)土壤穩(wěn)定性團(tuán)聚體組成的影響

土壤團(tuán)聚體的組成和性狀是影響土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)地的重要因素，是評(píng)價(jià)土壤侵蝕、壓實(shí)和板結(jié)等物理狀態(tài)的主要指標(biāo)。較大粒徑的團(tuán)聚體在改善土壤孔隙性、增強(qiáng)土壤通透性和抵抗土壤侵蝕等方面具有重要作用。土壤結(jié)構(gòu)疏松、通氣透水性能較好有助于作物根系生長(zhǎng)活動(dòng)[33-34]。

蕉園行間間種甘薯對(duì)土壤不同粒級(jí)穩(wěn)定性團(tuán)聚體的組成有一定的調(diào)整作用。蕉園間種甘薯和單作的土壤穩(wěn)定性團(tuán)聚體粒徑組成見表3。在5月至9月期間，間種土壤>2 mm和0.25～2 mm粒級(jí)團(tuán)聚體的占比分別為56.45%～64.89%和31.34%～38.58%，單作的分別為32.77%～55.42%和36.21%～54.45%，間種土壤>2 mm團(tuán)聚體的組成占比各月均大于單作，間種較單作增加的增幅為2.77～18.84百分點(diǎn)，除5月外其差異均達(dá)到極顯著水平，但間種的0.25～2 mm粒級(jí)團(tuán)聚體的組成占比各月均小于單作，間種較單作下降的降幅為1.98～10.52百分點(diǎn)，其中6月至8月二者之間的差異達(dá)到極顯著或顯著水平;在0.053～<0.25 mm和<0.053 mm 粒級(jí)組成方面，間種的組成占比分別為3.46%～6.91%和0.06%～0.68%，單作的分別為7.64%～12.15%和0.34%～1.13%，間種的均比單作的低，間種較單作下降的降幅分別為0.74～8.59百分點(diǎn)和0.05～0.78百分點(diǎn)，其中除了5月外間作和單作之間在0.053～<0.25 mm粒級(jí)團(tuán)聚體組成占比上的差異均達(dá)到顯著或極顯著水平，而在<0.053 mm粒級(jí)團(tuán)聚體組成上的差異只有8月和9月的達(dá)到顯著或極顯著水平。結(jié)果表明，蕉園間種甘薯具有顯著增加土壤>2 mm粒級(jí)穩(wěn)定性團(tuán)聚體的組成含量，減少0.25～2 mm、0.053～<0.25 mm 和<0.053 mm等粒級(jí)團(tuán)聚體組成的作用，起到促進(jìn)土壤微團(tuán)聚體向大團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化、明顯改善了土壤的通透性。

2.4 蕉園間種甘薯對(duì)土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體組成的影響

土壤結(jié)構(gòu)的好壞與土壤結(jié)構(gòu)的大小、性狀和肥力等特性相關(guān)，并與土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性密切相關(guān)。土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的組成是評(píng)價(jià)土壤結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性指標(biāo)之一[35]。蕉園間種甘薯和不間種甘薯的單作土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體粒徑分布見表4。在5—9月期間，蕉園間種甘薯土壤>2 mm和0.25～2 mm粒級(jí)的水穩(wěn)定性團(tuán)聚體組成分別為8.32%～26.06%和54.09%～64.33%，單作的分別為7.17%～21.56%和42.50%～57.28%，與單作比較，6—9月間種的土壤>2 mm粒級(jí)水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的組成增幅為1.15～13.01百分點(diǎn)，差異達(dá)到顯著或極顯著水平，除6月外在0.25～2 mm粒級(jí)的水穩(wěn)定性團(tuán)聚體組成上間種的均比單作的高，增幅為0.60～21.69百分點(diǎn)，其中在5月、7月和9月中的差異達(dá)到顯著或極顯著水平;在0.053～<0.25 mm 和<0.053 mm等粒級(jí)的水穩(wěn)團(tuán)聚體組成上，間種甘薯的占比分別為17.85%～23.38%和1.12%～1.59%，單作的分別為25.16%～45.06%和1.22%～2.65%，除6月外間種的均比單作的低，降幅分別為1.78～22.47百分點(diǎn)和0.24～1.17百分點(diǎn)，其差異除5月外均達(dá)到極顯著或顯著水平。結(jié)果顯示，蕉園間種甘薯顯著增加了土壤>2 mm和 0.25～2 mm 粒級(jí)水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的含量，降低了0.053～<0.25 mm 和<0.053 mm粒級(jí)的土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量，具有促進(jìn)土壤微團(tuán)聚體向大團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化，明顯提高土壤>0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成的作用。

2.5 蕉園間種甘薯對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性特征的影響

土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性關(guān)系到土壤對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和協(xié)調(diào)功能，是評(píng)價(jià)和衡量土壤抗蝕性能和土壤質(zhì)量的重要因素[36]，其主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有土壤團(tuán)聚體破壞率（PAD）、團(tuán)聚體穩(wěn)定率（WSAR）、>0.25 mm粒徑團(tuán)聚體含量（R>0.25）、平均質(zhì)量直徑（MWD）及幾何平均直徑（GMD）等。從表5可以看出，5—9月期間，間種土壤的PAD為14.52%～22.51%，小于單作的19.05%～41.77%，與單作相比，間作土壤PAD的月平均值降低了28.36%，而且在7—9月期間其差異均達(dá)到顯著或極顯著水平;間種甘薯的土壤WSAR、干篩和濕篩的R>0.25、MWD與GMD等指標(biāo)均大于單作，其中間種的WSAR月平均值比單作的增加了14.63%，干篩和濕篩R>0.25的月平均值分別比單作的提高了7.19%和21.44%，除6月WSAR外間種和單作其差異在6—9月中均達(dá)到顯著或極顯著水平;間種干篩和濕篩的MWD和GMD的月均值比單作的分別提高了11.96%、19.71%和22.59%、34.80%，除5月外不同月份的差異均達(dá)到顯著或極顯著水平。因此，蕉園行間間種甘薯具有降低土壤團(tuán)聚體的破壞率、提高土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定率、增加粒徑>0.25 mm團(tuán)聚體含量和平均質(zhì)量直徑及其幾何平均直徑的顯著效應(yīng)，對(duì)于增強(qiáng)蕉園土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性具有重要的作用。

2.6 蕉園間種和單作的土壤物理性狀指標(biāo)間的相關(guān)性分析

對(duì)于蕉園土壤不同粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量、水穩(wěn)定性指標(biāo)、物理性質(zhì)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，R>0.25、 >2mm和0.25～2 mm粒級(jí)水穩(wěn)定性團(tuán)聚體與MWD、GMD、WSAR呈極顯著正相關(guān)，與PAD呈極顯著負(fù)相關(guān)，0.25～2 mm粒級(jí)團(tuán)聚體、R>0.25與土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān)，與土壤孔隙度呈顯著正相關(guān);0.053～<0.25 mm、<0.053 mm粒級(jí)團(tuán)聚體與R>0.25、MWD、GMD、WSAR呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與PAD呈顯著或極顯著正相關(guān);MWD、GMD、WSAR三者之間均呈極顯著正相關(guān)，與PAD呈極顯著負(fù)相關(guān)，0.053～<0.25 mm粒級(jí)團(tuán)聚體與土壤容重呈顯著正相關(guān)，與土壤孔隙度呈顯著負(fù)相關(guān);R>0.25、GMD與土壤孔隙度呈顯著正相關(guān)，與土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān) （表6）。因此，增加 >0.25mm 粒級(jí)土壤團(tuán)聚體的組成含量、降低 <0.25mm 微團(tuán)聚體的組成，在改良香蕉園土壤結(jié)構(gòu)、降低容重增加土壤通透性能和提高土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性等方面具有重要的作用效應(yīng)。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，與單作相比，蕉園間種甘薯可使土壤容重和固相組成降低，降幅分別為3.28～9.97百分點(diǎn)和1.24～3.76百分點(diǎn);使土壤孔隙度、土壤液相和氣相占比升高，提升的幅度分別為 1.24～3.76、0.36～6.39、0.88～4.34百分點(diǎn);對(duì)于土壤團(tuán)聚體的結(jié)構(gòu)組成，間種甘薯促進(jìn)了微團(tuán)聚體向較大粒級(jí)的團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化，使>2 mm和0.25～<2 mm 粒級(jí)的水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量增加，增幅分別為1.15～13.01百分點(diǎn)和0.60～21.69百分點(diǎn)，同時(shí)使土壤0.053～<0.25 mm和<0.053 mm粒級(jí)的水穩(wěn)性微團(tuán)聚體含量下降，降幅分別為1.78～22.47、0.24～1.17百分點(diǎn)，因而使間種的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)WSAR、R>0.25、MWD和GMD等值均顯著高于單作，但團(tuán)聚體破壞率PAD小于單作。因此，在蕉園行間間種甘薯起到提高土壤的孔隙度，使土壤容重降低，促進(jìn)微團(tuán)聚體向較大團(tuán)聚體轉(zhuǎn)變的作用效應(yīng)，具有顯著提高土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性以及改善土壤物理性狀和結(jié)構(gòu)的重要作用。

本研究結(jié)果與玉米和菜豆或大豆間作[29，37]、柑橘和三葉草或黑麥草間作[38]等的研究結(jié)果相似，均具有降低土壤容重和提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的作用效應(yīng)。土壤容重和土壤孔隙度是土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，土壤容重小，說明土壤比較疏松，通透性好[38]，并且土壤孔隙度大小對(duì)土壤的水分含量和保水性能具有重要影響，通常土壤孔隙度占比為 50%～60%比較適宜[39];土壤三相比是反映土壤固、液、氣是否協(xié)調(diào)的重要指標(biāo)，三相比例適宜說明土壤的水氣比較協(xié)調(diào)[27]。蕉園的行間種植甘薯后其土壤容重和固相均小于單作，土壤孔隙度、液相和氣相均大于單作，尤其是在夏季的6—8月期間作用效果更加顯著，其原因是在夏季由于光照、溫度和降水量均比春季和秋季大，甘薯莖葉生長(zhǎng)較快、基本完全覆蓋了蕉園的行間和株間，減少了強(qiáng)降水對(duì)表土層的沖刷和肥料的淋溶流失，更有利于香蕉根系的生長(zhǎng)活動(dòng)。

土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)地的好壞與土壤的團(tuán)聚體組成、特性及其穩(wěn)定性密切相關(guān)[40]。通常土壤的R>0.25含量越高、MWD和GMD越大，土壤團(tuán)聚性越好，穩(wěn)定性越高[18];PAD越低和WSAR越高，土壤結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，其抗侵蝕能力就越強(qiáng)[30]。蕉園與甘薯間種后，土壤的PAD明顯比單作的低，而R>0.25、MWD、GMD和WSAR等均較單作的有顯著提升，其主要原因是香蕉和甘薯2種作物根系相互作用，地下根系網(wǎng)絡(luò)更加發(fā)達(dá)，土壤根系含量增加，其互相纏繞的固結(jié)作用使得土壤更加容易形成大團(tuán)聚體[41];發(fā)達(dá)的地下根系可以產(chǎn)生更加豐富的分泌物，增加了土壤碳源的種類和含量，為土壤微生物的繁殖活動(dòng)提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，使土壤微生物種群和數(shù)量增加，改善了土壤微生物的群落組成和結(jié)構(gòu)[42]，使土壤微生物活動(dòng)更加旺盛，分泌物質(zhì)含量增加，并與真菌菌絲形成黏結(jié)網(wǎng)絡(luò)[43]，這些均有利于土壤微團(tuán)聚體向大團(tuán)聚體轉(zhuǎn)變，從而增強(qiáng)了土壤團(tuán)聚體的機(jī)械穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性。南方夏季高溫多雨，而且降水強(qiáng)度比較大，強(qiáng)降水對(duì)土壤表層沖刷嚴(yán)重，行間間種甘薯后，由于甘薯在夏季高溫、多雨、強(qiáng)光照的條件下生長(zhǎng)比較旺盛，發(fā)達(dá)的莖葉匍匐于地面，起到覆蓋表土層、減少水土流失和土壤侵蝕的作用，減少了因雨水沖刷導(dǎo)致大團(tuán)聚體向微團(tuán)聚體的轉(zhuǎn)變，具有增強(qiáng)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性及緩解集中雨水對(duì)土壤結(jié)構(gòu)破壞的顯著效應(yīng)。此外，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性有著密切關(guān)系，通常土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，有機(jī)膠結(jié)物質(zhì)越多，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性就越強(qiáng)[44]，間作甘薯根莖葉枯萎腐爛后還田，增加了土壤腐殖質(zhì)的含量，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體顆粒有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生，并與微生物分泌物和礦物質(zhì)形成新的團(tuán)聚體核心，在土壤有機(jī)膠結(jié)物作用下形成大團(tuán)聚體，使土壤大團(tuán)聚體數(shù)量增加，從而提高了土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性[45]，對(duì)于改良蕉園土壤結(jié)構(gòu)具有顯著效應(yīng)。

前人也有在蕉園間種花生、大豆的研究報(bào)道[22，46]，但花生、大豆等作物的生物產(chǎn)量均比甘薯的低，而甘薯的莖葉和分枝均匍匐于地面生長(zhǎng)，不會(huì)影響人和機(jī)械在田間進(jìn)行其他勞動(dòng)作業(yè)，因而甘薯作為蕉園間種作物比其他作物具有更多優(yōu)勢(shì)。

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