几种高温闷棚方法的筛选研究.pdf

-13- 中国园艺文摘 2018 年第 1 期 几种高温闷棚方法的筛选研究 徐明喜，孙菲菲，李伟明，刘庆叶，陈莉莉，吴旭东，张宗俊，黄忠阳 南京市蔬菜科学研究所，江苏 南京 210042 摘 要 试验通过设置单施石灰氮、单施有机肥、有机肥石灰氮和碳铵生石灰4个处理，与对照 CK1不闷棚，不施任何肥料和对照CK2闷棚，不施任何肥料进行比较，研究在不同肥料处理下几 种高温闷棚方法对改变土壤理化性状及土壤微生物数量的效果，从而选出最优的高温闷棚方法。研究 结果表明施用有机肥石灰氮进行高温闷棚能显著提高土壤的pH值；施用有机肥、有机肥石灰氮、 碳铵生石灰对于提高土壤中NH 4 -N的含量有显著的效果；在NO 3 -N和速效P的含量上，单施石灰氮、 有机肥、有机肥石灰氮、碳铵生石灰均显著优于对照；在速效K含量上，施用有机肥、有机肥 石灰氮对于提高速效K含量效果显著；施用有机肥和有机肥石灰氮能显著提高土壤中有机质含量； 同时有机肥 石灰氮能有效减少土壤中有害微生物的数量。 关键词高温闷棚；肥料；土壤理化性状 近年来，随着人们对蔬菜需求的不断增长，设施 蔬菜产业也得到快速发展，不断成为冬春季节蔬菜供 应的最主要方式 [1] 。但在设施蔬菜生产过程中，农民 为了追求高经济效益，一方面在设施内连年种植同一 种作物，导致设施内土壤连作障碍日益加重，破坏了 土壤微生物群落结构，导致植物土传病害频繁发生； 另一方面，为了获得高产，施用大量化肥，破坏了土 壤的理化结构，加之设施内常年不受雨水淋洗，过量 的化肥不断积累造成土壤盐渍化，严重威胁设施蔬 菜的可持续发展 [2,3] 。面对连作障碍带来的各种危害， 很多专家也进行大量研究，根据现有的研究可知，造 成连作障碍最主要的原因是常年连作使土壤中繁殖大 量的有害微生物，抑制了有益微生物的生长和繁殖， 使得土壤中微生物区系发生改变，最终导致植物生病 死亡。尖孢镰刀菌就是其中的一种有害微生物，它是 一种世界性分布的土传病原真菌，寄主范围广泛，主 要通过侵染植物的维管束引起植物感染枯萎病，严重 时会导致作物死亡，造成绝收，堪称植物的癌症，因 此研究减少土壤中尖孢镰刀菌等有害微生物显得尤为 关键 [4] 。而本试验利用高温闷棚的方法来改变连作土 壤中的微生物群落，并且通过施用一些有机肥料和微 生物菌剂来重新构建土壤微生物群落结构，达到减少 土壤中有害微生物的目的，从而保证植物的健康生长。 高温闷棚技术是指通过塑料薄膜将大棚完全密 封，利用夏季7～8月份的高温季节，在大棚内大量 浇水，使棚内迅速升温到60～70℃以上，并保持一 定时间，利用高温对大棚进行杀菌消毒的一种方法。 该技术方法简单、成本较低，能有效杀灭土壤中的有 害细菌和真菌，对土传病害有明显的防治效果，因此 得到大面积的推广使用 [5,6] 。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试肥料为石灰氮氰氨化钙，由宁夏大荣实 业集团有限公司提供。碳铵，由广西南宁市丰登化工 有限责任公司生产，含氮≥17.1。有机肥由南通惠 农生物有机肥有限公司提供，总养分≥5，有机质 ≥45。 1.2 试验时间和地点 试验时间为2016年7月24日～8月14日，闷 棚长达20 d。 试验在南京市蔬菜科技园内进行，地点位于江苏 省南京市江宁区横溪街道。该地属北亚热带湿润气候， 夏季多暴雨，气温高，湿度大；年平均气温15.4℃， 年均降水量1 106 mm，7～8月极端最高气温有时 高达40℃，一般在35℃左右 [7] 。 1.3 试验设计 试验共设6个处理，每个处理设3个重复，分别 如下 CK1常规对照即大棚未密封，不施肥不加水； CK2大棚密封，不施肥不加水；T1大棚密封，单 施石灰氮750 kg/hm 2 灌水；T2大棚密封，单 施有机肥7 500 kg/hm 2 灌水；T3大棚密封，施 用有机肥7 500 kg/hm 2 和石灰氮750 kg/hm 2 灌水；T4大棚密封，施用碳铵1 500 kg/hm 2 和 生石灰1 500 kg/hm 2 灌水。 第一作者简介徐明喜1985-，男，农艺师；主要从事 农业废弃物循环利用工作。 -14- 1.4 测试项目及方法 土壤理化性状主要测量指标为pH、EC、有机质、 全N、NH 4 -N、NO 3 -N、全P、速效P、速效K。 土样采集用土钻，每个小区取3个点混合，深度为 0～30 cm的耕层，具体测定方法参照鲍士旦的土壤 理化分析 [8] 。 土壤尖孢镰刀菌数量采用尖孢镰刀菌选择性培养 基测定KH 2 PO 41 g、KCL 0.5 g、MgSO 4 .7H 2 O 0.5 g、Fe-Na-EDTA 0.01 g、L-天门冬酰胺20 g、 D-半乳糖20 g、琼脂25 g、灭菌蒸馏水1 000 ml，另 添加以下物质二硝基苯75WP1 g、牛胆汁0.5 g、 Na 2 B 4 O 7 -10H 2 O 1 g、硫酸链霉素0.3 g，用10 磷酸调节pH至3.8 [9] 。 1.5 数据分析 测定数据采用SPSS 22.0软件进行分析，差异 显著性采用单因素方差分析评价，显著性水平设为 0.05，多重比较采用最小显著极差法LSD。数据整 理和平均值、标准差等计算以及图形的绘制均使用 Excel 2007软件。 2 结果与分析 2.1 灌水高温闷棚处理土壤理化性状分析 2.1.1 不同处理土壤中pH值变化 图1表明，与 对照CK1和CK2相比，处理T1、T2和T4的pH 值有一定的提高，但差异不显著，而处理T4则显著 高于对照；T4与处理T1、T2和T4相比有一定的提高， 但差异不显著。说明不同高温闷棚处理对土壤pH值 有一定的提升作用，施用有机肥石灰氮的处理效 果最明显。处理 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 图1 不同处理土壤pH值变化 2.1.2 不同处理土壤中EC值变化 从图2可以看 出，闷棚之前的处理CK1和闷棚后的处理在EC值 上无明显差异，闷棚后各处理之间也无显著差异。结 果表明，高温闷棚前后对土壤EC值无显著改变。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 μs/cm 处理 图2 不同处理土壤EC值变化 2.1.3 不同处理对土壤中全N含量的影响 图3表 明，在全N含量上，各个处理之间差异不显著，但 处理T1、T2、T3和T4与对照相比都有一定的提高。 说明高温闷棚对提高土壤中的全氮含量有一定的效 果，但效果不明显。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Ng/kg 处理 图3 不同处理土壤全N含量的变化 2.1.4 不同处理对土壤中NH 4 -N含量的影响 由 图4可知，CK1和CK2在NH 4 -N含量上无明显差异， T1、T2、T3和T4在NH 4 -N含量上也无明显差异。 T1、T2、T3和T4显著高于CK1和CK2的NH 4 -N 含量。结果表明，施用石灰氮、有机肥、有机肥 石灰氮、碳铵生石灰能显著提高土壤中NH 4 -N的 含量，有机肥和有机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-Nmg/kg 处理 图4 不同处理土壤NH 4 -N含量的变化 -15- 中国园艺文摘 2018 年第 1 期 2.1.5 不同处理对土壤中NO 3 -N含量的影响 从 图5可以看出，在NO 3 -N含量上，闷棚前对照CK1 和闷棚后对照CK2相比无明显差异，T1、T2、T3 和T4各处理间差异不明显；而处理T1、T2、T3和 T4的NO 3 -N含量显著高于对照CK1和CK2。说明 单施石灰氮、有机肥、有机肥石灰氮、碳铵生 石灰对提高土壤中NO 3 -N的含量均有显著效果。 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 -Nmg/kg 处理 图5 不同处理土壤NO 3 -N含量的变化 2.1.6 不同处理对土壤中全P含量的影响 图6表 明，从全P含量看，各个处理之间差异不显著。说明 高温闷棚对提高土壤中的全氮含量无明显效果。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 Pg/kg b b a a a a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 速效Pmg/kg 处理 处理 图6 不同处理土壤全P含量的变化 2.1.7 不同处理对土壤中速效P含量的影响 由 图7可知，在速效P含量上，对照CK1和CK2之间 无明显差异，处理T1、T2、T3和T4相比差异不明显； 处理T1、T2、T3和T4显著高于对照CK1和CK2。 结果表明，单施石灰氮、有机肥、有机肥石灰氮 和碳铵生石灰，均能显著提高土壤中速效P的含量。 2.1.8 不同处理对土壤中速效K含量的影响 从 图8可以看出，CK1的速效K含量与CK2、T1和 T4相比有一定的差异，但差异不显著，而和T2、T3 相比，则显著低于T2和T3；CK2和T1之间相比差 异不明显；CK2和T1与T2和T4之间有一定差异， 但差异不显著，与T3相比，则显著低于T3；T2、 T3和T4之间有一定差异，但差异不显著。说明在高 温闷棚时施用有机肥和有机肥石灰氮均能显著提 高土壤中速效K的含量，而有机肥石灰氮对提高 速效K含量效果更明显。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 Pg/kg b b a a a a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 速效Pmg/kg 处理 处理 图7 不同处理土壤速效P含量的变化处理 处理 c bc bc ab a abc 0 20 40 60 80 100 120 140 160 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 速效Kmg/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 有机质g/kg 图8 不同处理土壤速效K含量的变化 2.1.9 不同处理对土壤中有机质含量的影响 图 9表明，CK1、CK2、T1和T4在有机质含量上差异 不明显，T2和T3也无明显差异，处理T2和T3则 显著高于CK1、CK2、T1和T4。说明施用有机肥和 有机肥石灰氮均能显著提高土壤中有机质的含量。处理 处理 c bc bc ab a abc 0 20 40 60 80 100 120 140 160 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 速效Kmg/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 有机质g/kg 图9 不同处理土壤有机质含量的变化 -16- 2.2 灌水高温闷棚处理土壤微生物区系分析 由图10可知，CK1的尖孢镰刀菌的数量显著高 于CK2、T1、T2、T3和T4，而CK2和T2显著高 于T1、T3和T4，CK2和T2相比无明显差异。T1、 T3和T4之间无明显差异，但T3的尖刀镰孢菌数量 少于T1和T4。说明高温闷棚能有效减少土壤中有害 微生物的数量，而单施石灰氮、有机肥石灰氮和 碳铵生石灰的处理与纯粹的高温闷棚相比效果更 显著，其中施用有机肥石灰氮效果最优。a b c b c c 0 50 100 150 200 250 CK1 CK2 T1 T2 T3 T4 尖孢镰刀菌数量10 6 copies/g 处理 图10 不同处理土壤有机质含量的变化 3 结论与讨论 3.1 结论 1施用石灰氮、有机肥、有机肥石灰氮、碳 铵生石灰均能提高土壤的pH值，而有机肥石 灰氮的提高效果最显著。 2施用石灰氮、有机肥、有机肥石灰氮、碳 铵生石灰均能显著提高土壤中NH 4 -N的含量，而 有机肥和有机肥石灰氮的提高效果更好。 3单施石灰氮、有机肥、有机肥石灰氮和碳 铵生石灰均能显著提高土壤中NO 3 -N的含量和速 效P含量。 4施用有机肥、有机肥石灰氮能显著提高土 壤中有机质的含量。 5施用有机肥和有机肥石灰氮均能显著提高 土壤中速效K的含量，而有机肥石灰氮的提高效 果更明显。 6高温闷棚能有效减少土壤中有害微生物的数量， 而单施石灰氮、有机肥、有机肥石灰氮和碳铵 生石灰的处理与纯粹的高温闷棚相比效果更显著。 综合以上结论，本试验选出更优的高温闷棚方法 是有机肥石灰氮的处理。其不仅能有效减少土壤 中有害微生物的数量，改善土壤微生物环境，而且， 在土壤理化性状的诸多方面均优于其他处理，故本试 验筛选出有机肥石灰氮作为最佳的高温闷棚处理， 进行下一步的细化研究。 3.2 讨论 顾和平等人研究表明，高温闷棚促进了可溶性 氮素的溶解，使得土壤可溶性氮素增加。李亚娟等 人报道，加氮处理和淹水培养均显著提高青紫泥的 NH 4 -N含量，与本试验得出的高温闷棚能提高土壤 的N含量趋于一致，说明高温闷棚能有效改善土壤 理化性状，提高土壤中养分的利用率 [10,11] 。同时有研 究表明，高温闷棚能显著减少和减轻因连作引发的土 传病害，这与本试验中高温闷棚能降低土壤中有害微 生物的结论相一致，说明高温闷棚对杀灭土壤中的有 害菌有显著成效 [12-15] 。 参考文献 [1] 陈传翔,杨巍,常义军等.高温闷棚下不同处理对土壤理 化性状的影响[J].长江蔬菜,2015,1047-52. [2] 刘亚锋,孙富林,周毅.黄瓜连作对土壤微生物区系的 影响Ⅰ基于可培养微生物种群的数量分析[J].中国蔬 菜,2006,14-7. [3] 彭德良.蔬菜病虫害综合治理十蔬菜线虫病害的发 生和防治[J].中国蔬菜,1998,457-58. [4] 王振跃,马长生,袁红霞等.不同西瓜品种对枯萎病抗性 鉴定[J].中国西瓜甜瓜,2001,48-9. [5] 焦永刚,石琳琪,董灵迪等.不同灌水量和填充物对高温 闷棚地温及茄子产量的影响[J].河北农业科学,2009, 13932-33. [6] 罗思良,潘廷由,刘承勇.百色市温棚甜瓜高产高效无土 栽培技术[J].长江蔬菜,2012,1240-47. [7] 毛久庚.南京地区设施蔬菜栽培实用技术[M].南京江 苏科学技术出版社,2011. [8] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京中国农业出版社,2000. [9] Komada H.Development of a selective medium for quantitative isolation of Fusarium oxysporum from natural soil[J].Rev Plant Protec Res,1975,8114-125. [10] 顾和平,袁星星,陈新等.高温浸泡土壤对连作大棚土 体修复和病害防治的效果[J].江苏农业科学,2013,41 7348-351. [11] 李亚娟,杨俞娟,张友润等.水分状况与供氮水平对土壤 可溶性氮素形态变化的影响[J].植物营养与肥料学报, 2010,1651153-1160. [12] 陶笑,杨兴国,袁建玉等.高温闷棚克服设施番茄连作 障碍试验[J].上海蔬菜,2011,651-53. [13] 郎德山,肖万里,徐友信.寿光地区日光温室干湿交替 二次闷棚法[J].中国蔬菜,2013,2129-30. [14] 汪红燕,祝颂平.大棚覆膜闷棚高温灭菌的效果[J].浙 江农业科学,2013,6624-626. [15] 冯义,蔡明佳,阁卫红.高温闷棚技术在大棚辣椒连作 生产上的应用[J].长江蔬菜,2014,1255-58. -17- 中国园艺文摘 2018 年第 1 期 Selection of several kinds of high temperature stuffy shed s 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 s on soil physical and chemical properties and soil microbial quantity was studied in order to choose the optimal 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页） [13] 刘学全,唐万鹏,周志翔等.宜昌市城区不同绿地类型 环境效应[J].东北林业大学学报,2004,32553- 54,83. [14] 慕彩芸,屠月青,冯瑶.气象因子对哈密市大气可吸入 颗粒物浓度的影响分析[J].气象与环境科学,2011, S175-79. [15] 宋宇,唐孝炎,张远航等.夏季持续高温天气对北京 市大气细粒子PM 2.5 的影响[J].环境科学,2002, 433-36. 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 typearbor-grassarbor-shrubarbor-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