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荞麦耐旱、耐瘠、适应性强、生育期短,营养价值高,食药兼用,在我国北方旱区作物布局中占有重要地位,但受制于自然条件、种植传统及市场需求等因素,目前我国荞麦连作普遍,致其生育状况恶化、产量下降、品质变劣。连作障碍很大程度上制约了荞麦的产量和品质,因此,研究连作对荞麦植株生理特性和土壤环境效应的影响,探讨荞麦连作障碍机理及产量形成内部机制,对于提高我国荞麦产量及品质,促进我国旱区荞麦产业发展具有重要意义。本研究以荞麦西农9920品种为供试材料,设荞麦连作2年(T1)、连作3年(T2)、连作4年(T3)和轮作(CK)4个处理,结合田间试验与室内分析,研究了不同年限连作及轮作在荞麦不同生育时期对其干物质积累、功能叶片活性氧代谢、土壤养分、土壤酶、土壤微生物、根系分泌物及籽粒产量的作用影响,得出主要结论如下:(1)随着生育期的推进不同处理荞麦植株地上部干物质积累均呈现递增趋势,但连作荞麦植株干物质积累量和籽粒产量显著低于轮作,且随着连作年限的增加而下降。收获后轮作荞麦籽粒产量达1046.75 kg·hm-2,分别是连作2年、连作3年、连作4年的1.06、1.13和1.20倍。可见连作显著降低了荞麦植株的生长量及籽粒产量。(2)与轮作相比,连作加速了荞麦功能叶片的衰老进程,且随着连作年限的增加,荞麦功能叶片SOD活性、叶绿素和可溶性蛋白含量显著下降,MDA和氧自由基积累量显著升高,籽粒产量下降;POD活性变化起伏较大,开花初中期连作低于轮作,且随连作年限的增加显著降低,生育后期连作高于轮作,且随连作年限的增加显著升高。(3)在不施肥的情况下,荞麦连作和轮作田土壤氮、磷、钾含量均呈降低趋势,且随着连作年限的增加,土壤基本养分下降幅度增大,其中磷和钾含量下降更为明显;连作导致土壤p H升高,加剧了土壤碱化。随着连作年限的增加,土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶总体呈下降趋势,土壤脲酶活性呈先降低后升高变化趋势,蔗糖酶活性在出苗至成熟期呈下降趋势。(4)荞麦田土壤微生物菌落数不同群落间表现为:细菌>放线菌>真菌;不同种植方式土壤微生物总量表现为:连作>隔年作>轮作;连作土壤微生物B/F值[(细菌+放线菌)/真菌]显著大于隔年作及轮作,且差异达显著水平。经GC-MS检测,荞麦根系浸提液主要化感成分有26种,其中含量较高的有邻苯二甲酸二辛酯、肉桂酸、对羟基苯甲酸、单硬脂酸甘油酯、2,4-二叔丁基苯酚等。综上所述,荞麦连作出现了一定程度的连作障碍现象,与轮作相比,连作荞麦干物质积累下降,功能叶片活性氧代谢失调,叶片衰老进程加速,土壤理化性质恶化,土壤微生物菌落失衡,最终导致特粒产量下降。因此,在养麦生产上要采取合理栽培措施,尽量与豆科作物轮作倒荘,施用一定肥料,改善±壤环境,从而减缓连作障碍,实现养麦的高产优质栽培。