幾種高溫悶棚方法的篩選研究.pdf
<p>-13- 中國園藝文摘 2018 年第 1 期 幾種高溫悶棚方法的篩選研究 徐明喜，孫菲菲，李偉明，劉慶葉，陳莉莉，吳旭東，張宗俊，黃忠陽 (南京市蔬菜科學研究所，江蘇 南京 210042) 摘 要： 試驗通過設(shè)置單施石灰氮、單施有機肥、有機肥+石灰氮和碳銨+生石灰4個處理，與對照 CK1(不悶棚，不施任何肥料)和對照CK2(悶棚，不施任何肥料)進行比較，研究在不同肥料處理下幾 種高溫悶棚方法對改變土壤理化性狀及土壤微生物數(shù)量的效果，從而選出最優(yōu)的高溫悶棚方法。研究 結(jié)果表明：施用有機肥+石灰氮進行高溫悶棚能顯著提高土壤的pH值；施用有機肥、有機肥+石灰氮、 碳銨+生石灰對于提高土壤中NH 4 -N的含量有顯著的效果；在NO 3 -N和速效P的含量上，單施石灰氮、 有機肥、有機肥+石灰氮、碳銨+生石灰均顯著優(yōu)于對照；在速效K含量上，施用有機肥、有機肥+ 石灰氮對于提高速效K含量效果顯著；施用有機肥和有機肥+石灰氮能顯著提高土壤中有機質(zhì)含量； 同時有機肥+ 石灰氮能有效減少土壤中有害微生物的數(shù)量。 關(guān)鍵詞：高溫悶棚；肥料；土壤理化性狀 近年來，隨著人們對蔬菜需求的不斷增長，設(shè)施 蔬菜產(chǎn)業(yè)也得到快速發(fā)展，不斷成為冬春季節(jié)蔬菜供 應(yīng)的最主要方式 1 。但在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)過程中，農(nóng)民 為了追求高經(jīng)濟效益，一方面在設(shè)施內(nèi)連年種植同一 種作物，導致設(shè)施內(nèi)土壤連作障礙日益加重，破壞了 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，導致植物土傳病害頻繁發(fā)生； 另一方面，為了獲得高產(chǎn)，施用大量化肥，破壞了土 壤的理化結(jié)構(gòu)，加之設(shè)施內(nèi)常年不受雨水淋洗，過量 的化肥不斷積累造成土壤鹽漬化，嚴重威脅設(shè)施蔬 菜的可持續(xù)發(fā)展 2,3 。面對連作障礙帶來的各種危害， 很多專家也進行大量研究，根據(jù)現(xiàn)有的研究可知，造 成連作障礙最主要的原因是常年連作使土壤中繁殖大 量的有害微生物，抑制了有益微生物的生長和繁殖， 使得土壤中微生物區(qū)系發(fā)生改變，最終導致植物生病 死亡。尖孢鐮刀菌就是其中的一種有害微生物，它是 一種世界性分布的土傳病原真菌，寄主范圍廣泛，主 要通過侵染植物的維管束引起植物感染枯萎病，嚴重 時會導致作物死亡，造成絕收，堪稱植物的癌癥，因 此研究減少土壤中尖孢鐮刀菌等有害微生物顯得尤為 關(guān)鍵 4 。而本試驗利用高溫悶棚的方法來改變連作土 壤中的微生物群落，并且通過施用一些有機肥料和微 生物菌劑來重新構(gòu)建土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，達到減少 土壤中有害微生物的目的，從而保證植物的健康生長。 高溫悶棚技術(shù)是指通過塑料薄膜將大棚完全密 封，利用夏季78月份的高溫季節(jié)，在大棚內(nèi)大量 澆水，使棚內(nèi)迅速升溫到6070以上，并保持一 定時間，利用高溫對大棚進行殺菌消毒的一種方法。 該技術(shù)方法簡單、成本較低，能有效殺滅土壤中的有 害細菌和真菌，對土傳病害有明顯的防治效果，因此 得到大面積的推廣使用 5,6 。 1 材料與方法 1.1 試驗材料 供試肥料為石灰氮(氰氨化鈣)，由寧夏大榮實 業(yè)集團有限公司提供。碳銨，由廣西南寧市豐登化工 有限責任公司生產(chǎn)，含氮17.1%。有機肥由南通惠 農(nóng)生物有機肥有限公司提供，總養(yǎng)分5%，有機質(zhì) 45%。 1.2 試驗時間和地點 試驗時間為2016年7月24日8月14日，悶 棚長達20 d。 試驗在南京市蔬菜科技園內(nèi)進行，地點位于江蘇 省南京市江寧區(qū)橫溪街道。該地屬北亞熱帶濕潤氣候， 夏季多暴雨，氣溫高，濕度大；年平均氣溫15.4， 年均降水量1 106 mm，78月極端最高氣溫有時 高達40，一般在35左右 7 。 1.3 試驗設(shè)計 試驗共設(shè)6個處理，每個處理設(shè)3個重復(fù)，分別 如下： CK1：常規(guī)對照(即大棚未密封)，不施肥不加水； CK2：大棚密封，不施肥不加水；T1：大棚密封，單 施石灰氮(750 kg/hm 2 )+灌水；T2：大棚密封，單 施有機肥(7 500 kg/hm 2 )+灌水；T3：大棚密封，施 用有機肥(7 500 kg/hm 2 )和石灰氮(750 kg/hm 2 )+ 灌水；T4：大棚密封，施用碳銨(1 500 kg/hm 2 )和 生石灰(1 500 kg/hm 2 )+灌水。 第一作者簡介：徐明喜(1985-)，男，農(nóng)藝師；主要從事 農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用工作。 -14- 1.4 測試項目及方法 土壤理化性狀主要測量指標為pH、EC、有機質(zhì)、 全N、NH 4 -N、NO 3 -N、全P、速效P、速效K。 土樣采集用土鉆，每個小區(qū)取3個點混合，深度為 030 cm的耕層，具體測定方法參照鮑士旦的土壤 理化分析 8 。 土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量采用尖孢鐮刀菌選擇性培養(yǎng) 基測定：KH 2 PO 41 g、KCL 0.5 g、MgSO 4 .7H 2 O 0.5 g、Fe-Na-EDTA 0.01 g、L-天門冬酰胺20 g、 D-半乳糖20 g、瓊脂25 g、滅菌蒸餾水1 000 ml，另 添加以下物質(zhì)：二硝基苯(75%WP)1 g、牛膽汁0.5 g、 Na 2 B 4 O 7 -10H 2 O 1 g、硫酸鏈霉素0.3 g，用10% 磷酸調(diào)節(jié)pH至3.8 9 。 1.5 數(shù)據(jù)分析 測定數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件進行分析，差異 顯著性采用單因素方差分析評價，顯著性水平設(shè)為 0.05，多重比較采用最小顯著極差法(LSD)。數(shù)據(jù)整 理和平均值、標準差等計算以及圖形的繪制均使用 Excel 2007軟件。 2 結(jié)果與分析 2.1 灌水高溫悶棚處理土壤理化性狀分析 2.1.1 不同處理土壤中pH值變化 圖1表明，與 對照CK1和CK2相比，處理T1、T2和T4的pH 值有一定的提高，但差異不顯著，而處理T4則顯著 高于對照；T4與處理T1、T2和T4相比有一定的提高， 但差異不顯著。說明不同高溫悶棚處理對土壤pH值 有一定的提升作用，施用有機肥+石灰氮的處理效 果最明顯。處理 b b ab ab a ab 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 pH 圖1 不同處理土壤pH值變化 2.1.2 不同處理土壤中EC值變化 從圖2可以看 出，悶棚之前的處理CK1和悶棚后的處理在EC值 上無明顯差異，悶棚后各處理之間也無顯著差異。結(jié) 果表明，高溫悶棚前后對土壤EC值無顯著改變。a a a a a a 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 EC ( s/cm) 處理 圖2 不同處理土壤EC值變化 2.1.3 不同處理對土壤中全N含量的影響 圖3表 明，在全N含量上，各個處理之間差異不顯著，但 處理T1、T2、T3和T4與對照相比都有一定的提高。 說明高溫悶棚對提高土壤中的全氮含量有一定的效 果，但效果不明顯。a a a a a a 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 全N(g/kg) 處理 圖3 不同處理土壤全N含量的變化 2.1.4 不同處理對土壤中NH 4 -N含量的影響 由 圖4可知，CK1和CK2在NH 4 -N含量上無明顯差異， T1、T2、T3和T4在NH 4 -N含量上也無明顯差異。 T1、T2、T3和T4顯著高于CK1和CK2的NH 4 -N 含量。結(jié)果表明，施用石灰氮、有機肥、有機肥+ 石灰氮、碳銨+生石灰能顯著提高土壤中NH 4 -N的 含量，有機肥和有機肥+石灰氮的提高效果更好。b b a a a a 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 NH 4-N(mg/kg) 處理 圖4 不同處理土壤NH 4 -N含量的變化 -15- 中國園藝文摘 2018 年第 1 期 2.1.5 不同處理對土壤中NO 3 -N含量的影響 從 圖5可以看出，在NO 3 -N含量上，悶棚前對照CK1 和悶棚后對照CK2相比無明顯差異，T1、T2、T3 和T4各處理間差異不明顯；而處理T1、T2、T3和 T4的NO 3 -N含量顯著高于對照CK1和CK2。說明 單施石灰氮、有機肥、有機肥+石灰氮、碳銨+生 石灰對提高土壤中NO 3 -N的含量均有顯著效果。 b b a a a a 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 NO 3 -N(mg/kg) 處理 圖5 不同處理土壤NO 3 -N含量的變化 2.1.6 不同處理對土壤中全P含量的影響 圖6表 明，從全P含量看，各個處理之間差異不顯著。說明 高溫悶棚對提高土壤中的全氮含量無明顯效果。a a a a a a 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 全 P(g/kg) b b a a a a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 速效P(mg/kg) 處理 處理 圖6 不同處理土壤全P含量的變化 2.1.7 不同處理對土壤中速效P含量的影響 由 圖7可知，在速效P含量上，對照CK1和CK2之間 無明顯差異，處理T1、T2、T3和T4相比差異不明顯； 處理T1、T2、T3和T4顯著高于對照CK1和CK2。 結(jié)果表明，單施石灰氮、有機肥、有機肥+石灰氮 和碳銨+生石灰，均能顯著提高土壤中速效P的含量。 2.1.8 不同處理對土壤中速效K含量的影響 從 圖8可以看出，CK1的速效K含量與CK2、T1和 T4相比有一定的差異，但差異不顯著，而和T2、T3 相比，則顯著低于T2和T3；CK2和T1之間相比差 異不明顯；CK2和T1與T2和T4之間有一定差異， 但差異不顯著，與T3相比，則顯著低于T3；T2、 T3和T4之間有一定差異，但差異不顯著。說明在高 溫悶棚時施用有機肥和有機肥+石灰氮均能顯著提 高土壤中速效K的含量，而有機肥+石灰氮對提高 速效K含量效果更明顯。a a a a a a 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 全 P(g/kg) b b a a a a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 速效P(mg/kg) 處理 處理 圖7 不同處理土壤速效P含量的變化處理 處理 c bc bc ab a abc 0 20 40 60 80 100 120 140 160 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 速效K(mg/kg) b b b a a b 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 有機質(zhì)(g/kg) 圖8 不同處理土壤速效K含量的變化 2.1.9 不同處理對土壤中有機質(zhì)含量的影響 圖 9表明，CK1、CK2、T1和T4在有機質(zhì)含量上差異 不明顯，T2和T3也無明顯差異，處理T2和T3則 顯著高于CK1、CK2、T1和T4。說明施用有機肥和 有機肥+石灰氮均能顯著提高土壤中有機質(zhì)的含量。處理 處理 c bc bc ab a abc 0 20 40 60 80 100 120 140 160 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 速效K(mg/kg) b b b a a b 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 有機質(zhì)(g/kg) 圖9 不同處理土壤有機質(zhì)含量的變化 -16- 2.2 灌水高溫悶棚處理土壤微生物區(qū)系分析 由圖10可知，CK1的尖孢鐮刀菌的數(shù)量顯著高 于CK2、T1、T2、T3和T4，而CK2和T2顯著高 于T1、T3和T4，CK2和T2相比無明顯差異。T1、 T3和T4之間無明顯差異，但T3的尖刀鐮孢菌數(shù)量 少于T1和T4。說明高溫悶棚能有效減少土壤中有害 微生物的數(shù)量，而單施石灰氮、有機肥+石灰氮和 碳銨+生石灰的處理與純粹的高溫悶棚相比效果更 顯著，其中施用有機肥+石灰氮效果最優(yōu)。a b c b c c 0 50 100 150 200 250 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 尖孢鐮刀菌數(shù)量(×10 6 copies/g) 處理 圖10 不同處理土壤有機質(zhì)含量的變化 3 結(jié)論與討論 3.1 結(jié)論 (1)施用石灰氮、有機肥、有機肥+石灰氮、碳 銨+生石灰均能提高土壤的pH值，而有機肥+石 灰氮的提高效果最顯著。 (2)施用石灰氮、有機肥、有機肥+石灰氮、碳 銨+生石灰均能顯著提高土壤中NH 4 -N的含量，而 有機肥和有機肥+石灰氮的提高效果更好。 (3)單施石灰氮、有機肥、有機肥+石灰氮和碳 銨+生石灰均能顯著提高土壤中NO 3 -N的含量和速 效P含量。 (4)施用有機肥、有機肥+石灰氮能顯著提高土 壤中有機質(zhì)的含量。 (5)施用有機肥和有機肥+石灰氮均能顯著提高 土壤中速效K的含量，而有機肥+石灰氮的提高效 果更明顯。 (6)高溫悶棚能有效減少土壤中有害微生物的數(shù)量， 而單施石灰氮、有機肥、有機肥+石灰氮和碳銨+ 生石灰的處理與純粹的高溫悶棚相比效果更顯著。 綜合以上結(jié)論，本試驗選出更優(yōu)的高溫悶棚方法 是有機肥+石灰氮的處理。其不僅能有效減少土壤 中有害微生物的數(shù)量，改善土壤微生物環(huán)境，而且， 在土壤理化性狀的諸多方面均優(yōu)于其他處理，故本試 驗篩選出有機肥+石灰氮作為最佳的高溫悶棚處理， 進行下一步的細化研究。 3.2 討論 顧和平等人研究表明，高溫悶棚促進了可溶性 氮素的溶解，使得土壤可溶性氮素增加。李亞娟等 人報道，加氮處理和淹水培養(yǎng)均顯著提高青紫泥的 NH 4+ -N含量，與本試驗得出的高溫悶棚能提高土壤 的N含量趨于一致，說明高溫悶棚能有效改善土壤 理化性狀，提高土壤中養(yǎng)分的利用率 10,11 。同時有研 究表明，高溫悶棚能顯著減少和減輕因連作引發(fā)的土 傳病害，這與本試驗中高溫悶棚能降低土壤中有害微 生物的結(jié)論相一致，說明高溫悶棚對殺滅土壤中的有 害菌有顯著成效 12-15 。 參考文獻： 1 陳傳翔,楊巍,常義軍等.高溫悶棚下不同處理對土壤理 化性狀的影響J.長江蔬菜,2015,(10):47-52. 2 劉亞鋒,孫富林,周毅.黃瓜連作對土壤微生物區(qū)系的 影響基于可培養(yǎng)微生物種群的數(shù)量分析J.中國蔬 菜,2006,(1):4-7. 3 彭德良.蔬菜病蟲害綜合治理(十):蔬菜線蟲病害的發(fā) 生和防治J.中國蔬菜,1998,(4):57-58. 4 王振躍,馬長生,袁紅霞等.不同西瓜品種對枯萎病抗性 鑒定J.中國西瓜甜瓜,2001,(4):8-9. 5 焦永剛,石琳琪,董靈迪等.不同灌水量和填充物對高溫 悶棚地溫及茄子產(chǎn)量的影響J.河北農(nóng)業(yè)科學,2009, 13(9):32-33. 6 羅思良,潘廷由,劉承勇.百色市溫棚甜瓜高產(chǎn)高效無土 栽培技術(shù)J.長江蔬菜,2012,(12):40-47. 7 毛久庚.南京地區(qū)設(shè)施蔬菜栽培實用技術(shù)M.南京:江 蘇科學技術(shù)出版社,2011. 8 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析M.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000. 9 Komada H.Development of a selective medium for quantitative isolation of Fusarium oxysporum from natural soilJ.Rev Plant Protec Res,1975,(8):114-125. 10 顧和平,袁星星,陳新等.高溫浸泡土壤對連作大棚土 體修復(fù)和病害防治的效果J.江蘇農(nóng)業(yè)科學,2013,41 (7):348-351. 11 李亞娟,楊俞娟,張友潤等.水分狀況與供氮水平對土壤 可溶性氮素形態(tài)變化的影響J.植物營養(yǎng)與肥料學報, 2010,16(5):1153-1160. 12 陶笑,楊興國,袁建玉等.高溫悶棚克服設(shè)施番茄連作 障礙試驗J.上海蔬菜,2011,(6):51-53. 13 郎德山,肖萬里,徐友信.壽光地區(qū)日光溫室干濕交替 二次悶棚法J.中國蔬菜,2013,(21):29-30. 14 汪紅燕,祝頌平.大棚覆膜悶棚高溫滅菌的效果J.浙 江農(nóng)業(yè)科學,2013,(6):624-626. 15 馮義,蔡明佳,閣衛(wèi)紅.高溫悶棚技術(shù)在大棚辣椒連作 生產(chǎn)上的應(yīng)用J.長江蔬菜,2014,(12):55-58. -17- 中國園藝文摘 2018 年第 1 期 Selection of several kinds of high temperature stuffy shed methods XU Ming-xi, SUN Fei-fei, LI Wei-ming, LIU Qing-ye, CHEN Li-li, WU Xu-dong, ZHANG Zong-jun, HUANG Zhong-yang Abstract: The effect of several kinds of high temperature stuffy shed methods on soil physical and chemical properties and soil microbial quantity was studied in order to choose the optimal method This test by setting up different fertilizer treatments including lime nitrogen, organic fertilizer, organic fertilizer + lime nitrogen and ammonium bicarbonate + quick lime, and two contrasts including CK1 (not stuffy shed, without any fertilizer) and CK2 (stuffy shed, without any fertilizer). The results show that organic fertilizer plus lime nitrogen applied in high temperature and stuffy shed can increase the soil pH value significantly; the organic fertilizer, organic fertilizer plus lime nitrogen, bicarbonate plus quick lime can improve the NH 4 -N content in soil significantly; as for the contents of NO 3 -N and available P, the effects of lime nitrogen, organic fertilizer, organic fertilizer plus lime nitrogen, bicarbonate plus quicklime were significantly better than the controls; organic fertilizer, organic fertilizer plus lime nitrogen can improve the contents of available K and organic matter significantly; at the same time , organic fertilizer + lime nitrogen can effectively reduce the number of harmful microorganisms in the soil. Key words: high temperature tightly greenhouse; fertilizer; soil physical and chemical properties （上接5頁） 13 劉學全,唐萬鵬,周志翔等.宜昌市城區(qū)不同綠地類型 環(huán)境效應(yīng)J.東北林業(yè)大學學報,2004,32(5):53- 54,83. 14 慕彩蕓,屠月青,馮瑤.氣象因子對哈密市大氣可吸入 顆粒物濃度的影響分析J.氣象與環(huán)境科學,2011, (S1):75-79. 15 宋宇,唐孝炎,張遠航等.夏季持續(xù)高溫天氣對北京 市大氣細粒子(PM 2.5 )的影響J.環(huán)境科學,2002, (4):33-36. Study on the capturing haze particles function of garden plant communities in Xingtai TANG Wei-bin, LI Huan, ZHANG Jing-gang Abstract: This paper selected twelve representative plant community quadrats distributed in the urban area of Xingtai as the objects. The dust-retention effect for PM 2.5and PM 10was studied in these different plant community quadrats by measuring the dust fall rate and analyzing the influence of the environment factors on the dust-retention effect, including wind speed, temperature and humidity. The results show that different plant community structures had different dust retention manifestations on PM 2.5and PM 10with the order of arbor type>arbor-grass>arbor-shrub>arbor-shrub-grass. The relationship between environmental factors and the concentration of fine particles in air was rather complicated. The temperature in plant community was negatively correlated with the concentration of fine particles, namely the lower the temperature was, the greater the concentrations of PM 2.5and PM 10were. The relative humidity in plant community and the concentration of fine particles was positively correlated, namely the greater the humidity was, the greater the concentrations of PM 2.5and PM 10were. The wind speed and the concentration of fine particles was negatively or positively correlated, depending on the wind direction. Since the dust-retention ability of PM 2.5and PM 10is related to the configuration mode of plant community, it is necessary to consider the reasonable mixture configuration of different plant species besides selecting the species with high dust-retention effect for PM 2.5and PM 10 , in order to enhance the effect of urban forest blocking and reduce particulate pollutants in the air. Key words: garden plant community; configuration mode; PM 2.5 ; PM 10 ; dust-retention effect</p>
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