设施农业不同种植模式系统生产力与土壤生物特性研究

依据在陕西延安日光温室内的田间试验，对黄瓜与不同作物建立的种植模式系统生产力与土壤生物特性进行了研究。结果表明，冬春茬黄瓜收获后采用不同的种植模式，其系统生产力与土壤生物特性发生明显变化。由小青菜、豇豆与黄瓜组成种植模式的系统产品生产力和经济生产力最高，翻青玉米、四季豆与黄瓜组成的模式次之。豇豆作为前茬处理的土壤呼吸强度最高，翻青玉米、四季豆、翻青黑豆和CK处理的土壤呼吸强度次之，番茄和小青菜处理的土壤呼吸强度较低。黄瓜收获后利用夏季休闲3～4个月对降低土壤细菌和真菌数量的效果最好，其次是种植豇豆或与豆科作物轮作。     

黄土高原设施农业种植制度探析

对黄土高原日光温室黄瓜与其他作物建立的不同种植制度研究表明,冬春茬黄瓜收获后采用不同轮作体系可显著减少土壤微生物数量;休闲降低土壤细菌和真菌数量效果最佳,其次为种植豇豆或与其他豆科作物轮作。翻青玉米、翻青黑豆和种植豇豆处理黄瓜产量较高,其次为夏季休闲,而种植番茄和小白菜处理黄瓜产量较低。并提出黄瓜与翻青玉米、豇豆、翻青黑豆轮作是有效预防和克服土壤连作障碍的较佳种植制度。     

小麦、毛苕子与黄瓜轮作对土壤微生态环境及产量的影响

采用常规方法及PCR-DGGE技术对土壤速效养分含量、土壤酶活性和微生物群落结构多样性以及黄瓜产量进行分析,以探究小麦、毛苕子与黄瓜轮作对黄瓜土壤微生态环境及产量的影响。结果表明,不同轮作处理均显著地提高了黄瓜产量,有效地改善了土壤微生态环境。其中小麦-黄瓜轮作黄瓜产量极显著高于对照(p<0.01),增产28.04%,其多酚氧化酶、过氧化氢酶及脲酶活性总体较高。毛苕子-黄瓜处理增产16.78%,并增加了土壤养分含量,转化酶活性较高,极显著高于对照(p<0.01)。DGGE结果表明,轮作有助于根际土壤细菌种类的增多及结瓜后期真菌种类的减少,其中毛苕子-黄瓜处理的影响更为明显。小麦-黄瓜轮作对土壤真菌与定植后30 d土壤细菌群落结构具有一定的影响。总之,小麦、毛苕子与黄瓜轮作有利于缓解黄瓜连作障碍,改善土壤微生态环境,提高黄瓜产量。     

生物有机肥对绿洲温室黄瓜产量、品质及土壤酶活性的影响

采用以假劣玉米种子为辅料生产的生物有机肥,研究了不同用量生物有机肥对绿洲温室黄瓜果实产量、品质及土壤酶活性的影响,结果表明:施用生物有机肥的各处理土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性提高,温室黄瓜株高、叶片数量、产量性状与果实中的可溶性糖、游离氨基酸和维生素C含量均高于对照,果实内硝酸盐含量显著降低;生物有机肥用量为4.05 t/hm^2的A3处理,其土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性在黄瓜结瓜的初期、中期、末期均为最高,不同生长时期各处理对蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性的影响大小均为中期>末期>初期;A3处理的黄瓜产量最高,且果实中可溶性糖、游离氨基酸和维生素C的含量最高,硝酸盐含量最低,品质最优。因此,绿洲温室黄瓜适宜的生物有机肥用量为4.05 t/hm^2。     

连续施用鸡粪对露地黄瓜产量、品质和土壤性质的影响

  【目的】  在连续4年施用不同量鸡粪条件下,探究露地黄瓜产量和品质的提升效果以及土壤性质的变化,以明确露地黄瓜生产中鸡粪的适宜用量。  【方法】  以黄瓜品种‘津优35号’为试材,2015—2018年在甘肃张掖进行了连续4年的田间定位试验,试验设两个土壤类型 (灌漠土和潮土)和5个鸡粪施用水平:不施用鸡粪 (对照,CK),15 t/hm2 (CM15)、30 t/hm2 (CM30)、45 t/hm2 (CM45) 和60 t/hm2 (CM60) ,采用随机区组试验设计。于2018年黄瓜结果盛期,采集黄瓜整株和0—20 cm耕层土壤样品,分析黄瓜产量、品质以及土壤容重、pH、有机质含量和酶 (脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶) 活性。  【结果】  与不施用鸡粪 (CK) 相比,CM15处理增产效果不显著,CM30、CM45和CM60处理黄瓜产量显著提高26.4%～33.0% (灌漠土) 和48.7%～50.1% (潮土),这3个处理之间无显著差异;施用鸡粪不同程度地提高了黄瓜可溶性固形物、可溶性蛋白质、可溶性糖和Vc含量,降低硝酸盐含量,效果以CM15、CM30处理较好。土壤容重和pH降幅随鸡粪施用量的增加而加大,有机质含量增幅随鸡粪施用量的增加而增加,持续施用鸡粪30～60 t/hm2可显著提高土壤有机质含量、降低土壤容重和pH。土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶以及过氧化氢酶活性以CM30、CM45处理较高。黄瓜产量与土壤容重和pH呈显著或极显著负相关,与有机质含量、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性呈显著或极显著正相关;黄瓜可溶性固形物含量与容重呈显著负相关,可溶性糖含量与土壤pH呈显著负相关,硝酸盐含量与土壤pH呈显著正相关,与有机质含量呈显著负相关,可溶性固形物和Vc含量与土壤碱性磷酸酶活性呈显著正相关,可溶性蛋白质和可溶性糖含量与土壤蔗糖酶活性呈显著正相关。  【结论】  鸡粪施用处理降低土壤容重和pH,增加有机质含量和酶活性。鸡粪施用对土壤容重、pH、有机质和酶活性的改良效果与黄瓜产量效应值呈显著或极显著相关关系。黄瓜可溶性固形物与土壤容重,可溶性糖与土壤pH,硝酸盐与土壤pH和有机质密切相关。综合考虑鸡粪施用量在黄瓜产量、品质、改良土壤理化性状上的效果以及肥料效益,灌漠土和潮土均推荐施用30 t/hm2鸡粪。     

不同栽培方式对温室连作黄瓜土壤微生物量碳氮和作物产量的影响

以连作8年温室连作黄瓜土壤为材料,试验设5个不同轮作方式处理, 1）早春茬黄瓜夏茬休闲秋冬茬黄瓜（CK）; 2）早春茬黄瓜夏茬休闲秋冬茬黄瓜间作大蒜（CS1）; 3）早春茬黄瓜夏茬茼蒿秋冬茬黄瓜（CS2）; 4）早春茬番茄夏茬菠菜秋冬茬黄瓜（CS3）; 5）早春茬黄瓜夏茬大蒜秋冬茬黄瓜(CS4),进行了5年的盆栽试验,采用后3年的数据,评价不同栽培方式对土壤微生物量碳氮和主栽作物产量的连年影响,探讨栽培方式对连作黄瓜土壤的修复效果。研究结果表明,相对CK,CS3在第三和四年早春茬显著增加微生物量碳、 氮以及碳/氮,CS2和CS3在三至五年夏茬显著增加微生物量碳和碳/氮, CS2显著增加三至五年早春茬、 早春茬+秋冬茬产量,CS4显著增加第3和4年早春茬、 早春茬+秋冬茬产量和第三至五年秋冬茬产量; 微生物量碳和碳/氮与秋冬茬产量呈显著正相关,与早春茬+秋冬茬产量呈极显著正相关; 处理与季节均对微生物量碳和碳/氮产生极显著影响,且两者有极显著交互作用; 季节、 处理季节对微生物量氮有显著影响,处理、 季节、 处理季节对作物产量有极显著影响。总之,CS2提高微生物量碳、 碳/氮、 作物产量效果最佳。     

不同栽培模式对黄瓜根际土壤酶活性及细菌群落结构的影响

分别以小麦、燕麦、毛葱、芹菜、白菜与黄瓜伴生或套作,研究了不同栽培模式对黄瓜根际土壤酶活性及细菌群落结构的影响,为连作土壤环境修复提供理论依据。结果表明:小麦/黄瓜、燕麦/黄瓜伴生,毛葱/黄瓜套作显著提高了根际土壤过氧化氢酶活性（P0.05）;芹菜/黄瓜套作和小麦/黄瓜伴生显著提高了根际土壤过氧化物酶活性（P0.05）;芹菜/黄瓜套作显著提高了根际土壤脲酶活性（P0.05）;不同栽培模式均显著提高了各时期根际土壤转化酶活性（P0.05）。PCR-DGGE分析结果显示,不同栽培模式在一定程度上提高了黄瓜根际土壤细菌群落结构多样性。DGGE条带测序显示,黄瓜根际土壤细菌大多与不可培养的细菌种属具有较高的同源性,测序比对推测,主要分属于-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、-变形菌纲（Betaproteobacteria）、鞘脂杆菌纲（Sphingobacteria）和芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）四个纲。本研究说明不同栽培模式对土壤酶活性和土壤细菌群落结构均产生一定影响,改变了土壤环境,其中小麦与黄瓜伴生栽培模式效果较好。     

沼渣底施对黄瓜、番茄根围土壤微生态结构及产品品质的影响

在3年黄瓜、番茄的连作棚内,研究了沼渣、鸡粪和化肥以相同养分含量底施,对土壤微生物数量、土壤酶活性及产品品质的影响。结果表明,沼渣处理的黄瓜、番茄土壤微生物数量,与化肥处理相比,真菌数量的降低率分别为38.08%和13.36%,放线菌数量的增高率分别为17.91%和66.67%,细菌数量的增高率分别为77.03%和35.95%;与鸡粪处理相比,真菌数量的降低率分别为16.58%和5.05%,放线菌数量的增高率分别为7.14%和60.49%,细菌数量的增高率分别为26.28%和21.40%。沼渣底施利于多年连作土壤微生物由真菌型向细菌型过渡,降低真菌病害的发生率;与化肥处理相比,可有效提高连作土壤蔗糖酶、中性磷酸酶和脲酶的活性,改善黄瓜和番茄的品质;与鸡粪处理相比,土壤蔗糖酶和中性磷酸酶活性提高,对品质影响不显著。     

生物有机肥提高设施土壤生产力减缓黄瓜连作障碍的机制

【目的】针对土壤连作障碍问题，探索高强度连作条件下生物有机肥在减缓土壤连作障碍发生、平衡土壤养分、调控土壤酶活性等方面的作用机制，为生物有机肥在改良土壤、防控黄瓜连作障碍、促进农业可持续发展等方面的应用奠定基础。【方法】以如皋市农业科学研究所设施蔬菜种植基地为试验平台，采用田间定位试验的方法，设置CK (空白对照)、B10 (生物有机肥施用量为10 t/hm2)、B20 (生物有机肥施用量为20 t/hm2) 3个处理，于第一季黄瓜种植前将生物有机肥一次性施入试验小区，于2016年12月5日、2017年6月28日和2017年11月26日，连续三季，在黄瓜成熟采集0—20 cm土壤样品。将土壤样品分成两份，一份放于4℃冰箱冷藏保存，用于测定土壤生物学性质；另一份风干后过筛处理，以供土壤理化性状分析。同时，调查黄瓜产量。【结果】随着黄瓜连续种植季数增加，CK处理中土壤容重和电导率呈增加趋势，土壤各肥力指标、酶活性、微生物量碳氮含量及黄瓜产量呈下降趋势；在同一季黄瓜成熟期，与CK相比，施用生物有机肥可降低土壤容重和电导率，增加土壤总孔隙度、pH、有机质、全氮、硝态氮和速效磷含量，其中连续种植3季黄瓜过程中，土壤有机质、速效磷和硝态氮含量分别增加了39.3%～83.9%、5.98～14.2%和10.0～22.0%，而土壤电导率降低了8.57%～12.7%。同一季黄瓜成熟期，不同处理中土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶活性由大到小排列均表现为B20 > B10 > CK，且连续种植3季黄瓜后B10和B20处理中4种土壤酶活性均高于第一季黄瓜成熟期CK处理；连续种植3季黄瓜期间，施用生物有机肥处理中土壤微生物量碳、氮含量均明显高于CK，B10和B20处理中微生物量碳、氮含量较CK分别增加了4.26%～23.2%和21.8%～56.2%。与CK相比，第一季、第二季、第三季B10处理黄瓜产量分别提高了3.93%、9.73%、10.6%，B20处理分别提高了12.9%、18.8%、20.2%。黄瓜连作过程中，土壤容重、有机质、硝态氮和速效磷与生物学指标和黄瓜产量相关显著，且土壤pH和电导率与土壤过氧化氢酶活性、蔗糖酶活性、微生物量氮含量和黄瓜产量呈显著相关关系。【结论】生物有机肥可改善黄瓜连作过程中土壤耕性变差、养分失衡和酸化等理化性质变劣的现象，缓解黄瓜连作土壤的次生盐渍化状况，还能提高土壤酶活性、微生物量碳氮含量和黄瓜产量，且黄瓜连作过程中土壤理化性质和生物学特性指标无明显变化，从而减缓黄瓜连作障碍的发生。     

柠条堆肥结合翻耕对设施黄瓜产量和土壤质量的协同影响

研究柠条堆肥结合不同翻耕深度对土壤质量和产量的影响,为西北地区农业废弃资源利用及设施农田稳定健康发展提供理论依据。本研究以设施主栽黄瓜为研究对象,利用连续3茬的田间定位试验,设计传统鸡粪和柠条堆肥两个底肥处理,在此基础上进行不同耕作处理,分别为免耕、翻耕15 cm、翻耕35 cm、翻耕45 cm,共8个处理。分析底肥和翻耕对黄瓜连作土壤养分、酶活性、黄瓜生物量和产量的协同影响作用。结果表明:(1)与传统鸡粪相比,柠条堆肥施用下pH和土壤肥力指数分别显著提升了1.42%和1.84%,土壤EC值、有机质含量、有效磷含量、脲酶活性和磷酸酶活性分别降低了2.61%、5.36%、27.84%、3.51%和3.44%,连续种植后这种差异逐渐减弱,两种肥料处理对黄瓜产量无显著影响。(2)土壤EC值、全氮含量、全磷含量、有效磷含量、脲酶活性均随翻耕深度增加而降低,且免耕和翻耕15 cm处理间的氮素和磷素含量无显著差异,并显著高于其他翻耕处理,而不同耕作处理间黄瓜产量无显著差异。土壤肥力指数随翻耕深度的增加呈先增加后降低的趋势,翻耕15 cm处理土壤肥力指数最高,较其他处理分别显著提高1.20%、5.35%和9.92%。(3)连续种植后土壤有机质和磷素得到累积,且黄瓜产量受栽培季节的影响,秋冬茬黄瓜产量低于早春茬,但土壤肥力变化趋势与之相反。因此,柠条堆肥的连续施用促进了设施黄瓜的增产和土壤肥力的提升,同时结合深翻改善了土壤养分的表层累积,有效缓解了土壤酸化和盐渍化,栽培季节显著影响土壤肥力和黄瓜产量。     

玉米秸秆还田对塑料大棚蔬菜连作土壤改良效果研究(初报)

研究了施用玉米秸秆对蔬菜塑料大棚连作土壤的改良效果及其对黄瓜生长的效应。结果表明：施用０．４％～１．２％玉米秸秆能明显提高土壤有机质含量和孔隙度、降低土壤容重，改善耕层的通透性。秸秆处理还可降低土壤的电导度（ＥＣ），遏制土壤次生盐渍化。施用玉米秸秆促进了黄瓜生产，春茬黄瓜比对照增产５．０％～１０．１％，秋茬黄瓜比对照增产１１．７％～２６．９％。     

Effect of cinnamic acid on soil microbial characteristics in the cucumber rhizosphere

In order to elucidate the effect of allelochemicals on soil microbial characteristics in the cucumber rhizosphere, the soil microbial biomass and respiration, community functional diversity and RAPD marker diversity as affected by exogenous cinnamic acid were studied. Exogenous cinnamic acid increased soil microbial respiration and the metabolic quotient, but decreased soil microbial biomass-C. Soil microbial community functional diversity and genetic diversity (as indicated by RAPD markers) were also significantly altered by exogenous cinnamic acid. These results suggest that allelochemicals can change soil microbial genetic diversity, biological activity and microbial metabolic activity, which alter soil microbial ecology and accordingly affect the growth of cucumber with accumulation in the soil of allelochemicals.     

土壤消毒措施对土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响

采用田间试验方法,研究了垄沟式太阳能消毒、石灰氮麦秸、垄鑫3种土壤消毒方法对日光温室土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响。结果表明,垄沟式太阳能消毒处理对土壤物理特性未产生较大影响,处理后粗粉粒含量较对照降低9.5%,砂粒两个粒径(0.1～0.5mm、0.5～1.0mm)含量较对照分别增加39.4%、117.7%,其余组分无明显变化;石灰氮麦秸处理后黏粒含量增加163%,细粉粒两粒径(0.001～0.005mm、0.005～0.01mm)含量较对照分别增加52.1%和116.8%;施用垄鑫处理后土壤黏粒含量较对照降低65.8%,细粉粒两个粒径含量较对照分别降低33.0%、32.2%。不同处理对土壤微团聚体的形成均有一定阻碍作用,其中石灰氮麦秸处理对土壤团聚体的形成影响最大,其次是垄鑫处理,垄沟式太阳能消毒处理影响最小。3个土壤消毒处理都能提高黄瓜平均叶片数、平均株高、叶绿素含量和黄瓜产量,其中垄沟式太阳能消毒处理能显著提高黄瓜生物学指标,有良好的增产效果。     

紧实胁迫对土壤呼吸强度及黄瓜生长和品质的影响

用容重为1.2和1.5 g cm-3的土壤进行盆栽试验,研究了紧实胁迫对土壤剖面各层中呼吸强度及CO2浓度的影响,调查了黄瓜植株及果实品质对土壤紧实胁迫的反应。结果表明:紧实土壤(高容重)土面下CO2浓度及呼吸强度均大于疏松土壤(低容重)。紧实土壤中黄瓜根系伸长生长受到抑制,根系重量显著减小,根冠比(地下部干重/地上部干重)降低;地上部的鲜重及干重也减小,但干物质含量却有一定程度增加;展开的叶片数减小,黄叶数增加,植株衰老提早。果实增大速度受到抑制,糖/酸比大幅度下降,风味变差。     

NaCl胁迫下苯丙烯酸对黄瓜幼苗根际土壤微生物及产量的影响

实验以耐盐的津绿5号和盐敏感的津优1号黄瓜品种为试材,以NaCl(585 mg kg-1)为盐胁迫条件,研究了盐胁迫下不同浓度的苯丙烯酸(0、25、50、200 mg kg-1)对黄瓜幼苗根际土壤微生物及产量的影响。结果表明,盐胁迫处理降低了黄瓜幼苗土壤根际细菌、真菌、放线菌的数量,而对镰孢菌数量有促进作用,并降低了黄瓜产量。低浓度的苯丙烯酸对黄瓜幼苗土壤根际细菌、真菌、放线菌的数量具有促进作用,对镰孢菌有抑制作用,对盐胁迫有一定的缓解作用,并对黄瓜产量具有促进作用;高浓度苯丙烯酸(200 mg kg-1)则相反,进一步加重了盐害的胁迫程度,抑制了黄瓜产量。盐胁迫对细菌、真菌、放线菌和镰孢菌数量的影响强度大于苯丙烯酸,而苯丙烯酸对细菌群落DGGE条带数和黄瓜产量的影响强度大于盐分胁迫。     

温室黄瓜叶面积扩展与光合特性对土壤水分的响应研究

温室盆栽试验研究土壤水分对黄瓜叶面积扩展与光合特性的影响结果表明,黄瓜叶片扩展经历了指数生长(EG)、线性生长(LSG)和稳定生长(SCG)3个阶段。随土壤含水量的增加,叶面积(LA)显著增大,叶片生长速率(LGR)的最大值明显提前。叶片相对扩展速率(RER)在指数生长阶段迅速增加,但在线性生长和稳定生长阶段则逐渐减小。土壤含水量显著影响了叶片的扩展和光合特性。叶片生长进程中,叶绿素含量和净光合速率(Pn)逐渐增加,处理间差异明显,不同水分处理的叶片净光合速率日变化均表现为单峰曲线,其表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)具有显著差异。     

CO2浓度升高与增施钾肥对土壤化学性质的影响

采用土培和开顶箱法,研究了大气CO_2浓度升高与增施K肥共同作用对土壤化学性质的影响.结果表明,土壤中N、P的含量在高CO_2浓度和高K肥水平下下降,K的含量随K肥用量增加而增加.高K(200、300 mg/kg)处理和高浓度CO_2下温室次生盐渍化土壤中的NO_3~(-)、PO_4~(3-)、Ca~(2+)、Mg~(2+) 含量也显著降低.因此,在未来CO_2浓度升高的环境中,更多的K肥供应能促进作物对此生盐渍化土壤中养分的吸收,降低此生盐渍化土壤中盐分的积累.     

黄瓜和西芹间作对黄瓜生长及枯萎病发生的影响

为研究黄瓜与西芹间作对黄瓜生长、黄瓜枯萎病菌化感作用及田间黄瓜枯萎病发生的影响,本试验采用室内不同土壤浸提液培养黄瓜枯萎病菌和田间测定黄瓜生长与枯萎病病情指数的方法,探讨与西芹间作土壤浸提液对黄瓜枯萎病菌的化感作用和田间防病效果。结果表明:与西芹间作促进了黄瓜营养生长,降低了第1雌花节位,增加了1~30节内雌花数;与西芹间作土壤浸提液培养的黄瓜枯萎病菌菌落直径最小,分别与西芹单作和黄瓜单作达显著性差异(P0.05);黄瓜与西芹间作土壤的乙醇、丙酮和蒸馏水浸提液均对黄瓜枯萎病菌具有一定化感作用,且表现为抑制作用,化感效果可达38.11%~75.90%;且乙醇浸提液培养的枯萎病菌菌落直径最小,与丙酮和蒸馏水浸提液达极显著差异(P0.01)。采用上述3种土壤田间种植黄瓜,在黄瓜第1片真叶期接种黄瓜枯萎病菌,降低了黄瓜枯萎病的病情指数,对比黄瓜单作和西芹单作的抑病效果可达57.03%~72.15%。因此,黄瓜与西芹间作对黄瓜枯萎病菌具有一定化感抑制效果,能够有效降低田间黄瓜枯萎病的发生,为黄瓜土传病害的化感防控提供科学依据。     

轮作和微生物菌肥对黄瓜连作土壤理化性状及生物活性的影响

通过周转箱栽培试验,研究了番茄轮作(T1)、木霉菌肥+黄瓜连作(T2)、木霉菌肥+番茄轮作(T3)、护根宝+黄瓜连作(T4)、护根宝+番茄轮作(T5)5种处理方式对黄瓜连作土壤理化性状及生物活性的影响。结果表明,5种处理方式均能不同程度的改善黄瓜连作土壤的理化性状,同时提高土壤酶活性、增加细菌及放线菌数量及降低真菌数量。与番茄轮作相比,微生物菌肥的改良效果更为明显,且番茄轮作结合施用微生物菌肥的复合改良效果好于单一改良。总体来看,T3处理效果最好,其次为T5,T3在改善连作土壤理化性状、提高土壤酶活性方面具有良好效果,而T5在优化连作土壤微生物菌群方面效果较好。两种菌肥相比,木霉菌肥的总体改良效果好于护根宝。