温室土壤连作对黄瓜主要病害的影响

在温室条件下,通过田间系统观察和室内测定相结合的方法,研究了不同连作年限温室土壤对黄瓜主要病害发生的影响.结果表明:随种植年限的延长,土壤中病原微生物数量增加,是导致黄瓜土传病害加重的主要原因;黄瓜植株生长发育不良,黄瓜的光合速率及抗性酶活性降低,植株自身抗病性下降,是引起黄瓜病害发生加重的内因;温室内温度降低、湿度提高、光照下降,是导致黄瓜病害发生加重的外部条件.随着连作年限延长,黄瓜病害发生依次加重,土传病害对连作的反应比气传病害敏感,病害是土壤连作障碍的重要原因之一.     

韭菜连作对大棚土壤微生物和酶活性的影响

通过定点试验研究了连作年限对韭菜产量和品质、土壤微生物和土壤酶的影响。实验结果表明:韭菜连作,使韭菜的产量下降,品质变劣;土壤中真菌和放线菌均下降,放线菌下降的较为明显,细菌数量急剧增加,微生物总量降低;土壤的脲酶、碱性磷酸酶和转化酶活性都有随着连作年限增加而增强的趋势,土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性有随着连作年限增加而下降。     

设施蔬菜轮作和连作土壤酶活性的研究

采用盆栽试验,研究大棚蔬菜(津优1号黄瓜)在轮作(15、18和21年)和连作(2、7年)条件下,对土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶和多酚氧化酶活性的影响。结果表明,轮作土壤的过氧化氢酶、脲酶和转化酶的活性显著地高于连作7年的土壤(P0.05);随着连作年限的增加,过氧化氢酶、脲酶和转化酶的活性显著地降低(P0.05),多酚氧化酶的活性显著升高(P0.05)。通过对产量的分析表明,连作2年、7年土壤的黄瓜产量分别为每3盆7.91和3.14.kg,两者差异显著;轮作15、18和21年土壤的黄瓜产量分别为6.65、6.85和7.16kg/3盆,差异不显著;连作2年土壤的黄瓜产量显著高于其它处理(P0.05),连作7年土壤的黄瓜产量显著低于其它处理,黄瓜产量与土壤酶活性的变化趋势基本一致。过氧化氢酶、脲酶、转化酶和多酚氧化酶可以作为设施蔬菜敏感的土壤酶学指标。     

不同连作年限对薏苡土壤特性、产量和品质的影响

为了探明连作年限对薏苡根际土壤特性、根系形态、产量和品质的影响,以不同连作年限的薏苡为对象,研究其根际土壤性质、根系形态、产量和品质的变化规律及其相关性。结果表明:连作薏苡使土壤逐渐酸化,全氮含量显著升高,全磷、有效磷和速效钾含量显著降低,有机质含量随连作年限的增加逐渐下降,连作6年的土壤碱解氮含量比轮作降低16.32%～33.93%;土壤细菌和放线菌数量明显减少,真菌数量逐渐增加;土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性显著下降,过氧化氢酶活性显著升高,连作6年的土壤过氧化氢酶活性比轮作高出30.18%～38.98%;随着连作年限的增加薏苡总根系长、总根系表面积、根系平均直径和根系总体积呈下降趋势;连作6年薏苡的千粒重、结实率、每穴粒重和每穴粒数显著低于轮作,连作年限每增加一年,薏苡产量减少632.276 kg/hm²,连作6年的薏苡减产44.13%～53.43%;连作薏苡的可溶性糖、赖氨酸和支链淀粉含量降低,连作对粗蛋白和粗脂肪含量的影响不显著。相关性分析结果表明,连作薏苡的土壤有效磷、速效钾、有机质含量以及pH显著影响微生物数量;过氧化氢酶活性与全磷、全钾、有效磷、速效钾含量和pH呈显著负相关,蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性与细菌、放线菌数量以及全磷、全钾、有效磷、速效钾和pH呈显著正相关;土壤理化性质中的有效磷和速效钾含量是影响产量和品质的主要因素。连作导致薏苡根际土壤化学性质和微生物环境恶化,根系发育不良,进而使产量和品质下降。     

黄瓜连作对土壤微生物多样性和酶活性的影响

在相同管理措施下对日光温室黄瓜不同连作年限土壤微生物种类和数量以及酶活性的变化进行了分析。结果表明,随着连作年限的增加,土壤细菌数量和放线菌数量均呈先增加后降低的趋势,连作10 a时达到最高,随着连作年限的进一步延长又逐渐降低;真菌数量持续增加。土脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性均呈先增加后降低的趋势,在连作8～10 a时达到最大,土壤过氧化氢酶活性呈连续降低的趋势。在黄瓜生长季节,随着生育期的推移,3种土壤微生物的数量和5种土壤酶的活性均呈先上升后降低的趋势,3 — 4月份达到最大。     

黄土高原大棚黄瓜不同年限连作对土壤主要理化性状的影响

采用大棚试验和室内分析相结合的方法，分别对位于黄土高原上的庆阳市周边地区不同年限连作黄瓜大棚土壤的主要养分含量状况、水稳性团粒结构及盐积状况进行调查分析。结果表明，随着连作年限的增加，土壤主要养分含量有增加的趋势；2～0．25mm水稳性团粒增加，土壤物理性能有所改善；盐分积累，土壤化学性质变劣。     

不同连作年限不同生长时期对大蒜土壤性质的影响

选取中国出口大蒜主产区山东省济宁市嘉祥县连作5年大蒜田、金乡县连作25年大蒜田和连作40年大蒜田进行大蒜鳞茎产量及各生长时期根际土壤、非根际土壤理化性质研究。结果显示:大蒜随着连作年限的增加,产量出现先下降后回升的现象;随着大蒜连作年限的增加,根际土壤全磷、速效钾含量呈现富集趋势,而有机质含量随着连作年限增加而逐渐降低;全氮、全磷、有效磷、有机质含量受生长时期的影响大于连作年限,而速效钾含量受连作年限的影响大于生长时期;连作年限与全氮、有机质含量呈极显著的负相关关系。     

连作对大棚辣椒生长发育及品质的影响

选取连续种植辣椒3、7、10、15 a的大棚土壤,以种植黄瓜的邻棚土壤为对照进行盆栽试验,研究了连作对辣椒植株株高、茎粗、叶面积、产量、叶片中光合色素质量分数和果实品质的影响。结果表明,随着连作年限增加,辣椒植株的株高、茎粗及产量都明显低于对照;光合色素质量分数降低,其中叶绿素a质量分数和总叶绿素质量分数显著低于对照。连作条件下辣椒果实品质显著下降,其中可溶性固形物质量分数和可溶性蛋白质量分数均显著低于对照。     

平衡施肥对连作日光温室黄瓜产量、品质及土壤理化性状的影响

以农户习惯施肥为对照,采用多点试验,研究目标产量法和数学模型法平衡施肥对连作日光温室黄瓜产量、品质及土壤性质的影响。结果表明,平衡施肥对黄瓜有明显增产、节本增效、改善品质、缓解土壤养分和盐分积累的作用。数学模型法平衡施肥在温室连作年限较长或土壤养分较高的条件下适用,目标产量法平衡施肥在温室连作年限短且土壤养分含量较低条件下适用。目标产量法较农户习惯施肥黄瓜增产5.4%～30.8%,减少化肥投入734～59 253元·hm-2,黄瓜硝酸盐含量降低20.8～145.3 mg·kg-1,VC和总糖含量分别提高0.2～2.5 mg·(100g)-1和0.11%～0.47%;数学模型法较农户习惯施肥黄瓜增产7.6%～34.7%,减少化肥投入944～59 463元·hm-2,黄瓜硝酸盐含量降低14.0～147.0 mg·kg-1,VC和总糖含量分别提高0.4～3.5 mg·(100g)-1和0.14%～1.11%。黄瓜拉秧期平衡施肥与对照相比,土壤养分和电导率明显降低。河北省日光温室黄瓜土壤全盐量与电导率呈极显著直线正相关(R=0.949 5),可以用电导率代替全盐作为反映土壤盐渍化程度的主要指标之一。     

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。     

Soil phenolics in a continuously mono‐cropped cucumber (Cucumis sativus L.) system and their effects on cucumber seedling growth and soil microbial communities

Phenolic compounds have been implicated as autotoxins of cucumber under mono‐cropping management systems. Inhibition of cucumber growth may result from direct uptake of phenolic compounds or an indirect effect resulting from changes in soil microflora. In the present study we monitored the dynamics of soil phenolics in a continuously mono‐cropped cucumber system and then assessed the effects of these compounds on soil microbial communities. Six phenolic compounds were identified in all soil samples in the continuously mono‐cropping system. Soil total phenolic content increased extensively in the first cropping, but maintained a relatively stable level in the following croppings. Amendments of phenolics at the concentration detected in the soil showed inhibitory effects on cucumber seedling growth and stimulatory effects on soil dehydrogenase activity, soil microbial biomass carbon content and soil bacteria and fungi community sizes. Amendments of phenolics caused shifts in soil microbial community structures and soil bacteria and fungi communities had different responses. Our results suggested that direct phytotoxic effects of phenolics on cucumber probably did not happen in continuous mono‐cropping systems, but they might indirectly influence cucumber performance by changing soil microbial communities.     

马铃薯连作栽培对土壤微生物多样性的影响

为阐明马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能多样性的影响,揭示马铃薯连作障碍机制,本试验采用BIOLOG技术结合丛枝菌根真菌(AMF)形态学鉴定方法,就连作0(迎茬)、2 a、4 a、6 a、10 a的马铃薯田块土壤进行研究。结果表明:土壤养分含量随马铃薯连作年限增加有一定程度下降,其中,连作10 a马铃薯根际土壤的全磷、速效磷、速效钾和碱解氮与连作4 a相比分别下降61.32%、26.86%、26.87%和17.24%,但没有明显的养分亏缺和不均衡现象。土壤微生物群落结构发生了较大变化,放线菌、真菌数量显著随连作年限的延长先增加后减少,呈单峰型变化趋势;细菌数量随连作年限的延长呈逐步减少趋势,但差异不显著。连作4~6 a土壤微生物群落依然有较强的功能多样性,培养120 h后,连作6 a较迎茬AWCD值提高3.89%;群落组成中随连作年限的延长以碳水化合物、氨基酸类为碳源的微生物类群代谢能力明显下降,但代谢功能多样性趋于一致。连作马铃薯土壤AM真菌优势种发生改变,迎茬土壤为沙漠球囊霉(Glomus deserticola),连作2 a土壤为扭形球囊霉(Glomus delhiense)和福摩萨球囊霉(Glomus formosanum),连作10 a土壤为球泡球囊霉(Glomus globiferum)。多元分析结果表明,土壤微生物结构与功能多样性、AM真菌多样性变化受土壤p H、全磷含量、放线菌数量、细菌数量及土壤中以碳水化合物、氨基酸类等为碳源基质的微生物类群影响。说明长期连作栽培会影响土壤真菌、放线菌的数量,使真菌群落中AM真菌种的多样性显著下降,优势种发生改变,打破了微生物群落结构与功能平衡,引起土壤微生物群落结构与功能的失调。     

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。     

PLFA方法研究连作对加工番茄根际土壤微生物群落结构的影响

通过在石河子大学农学院试验站开展加工番茄连作定点微区试验,采用氯仿熏蒸和磷脂脂肪酸(PLFA)法相结合,研究了不同连作处理(种植1 a、连作3 a、5 a和7 a)对新疆加工番茄花果期和成熟期根际土壤微生物群落结构及土壤微生物量的影响。结果表明,连作导致土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和微生物熵(q MB)下降,SMBC/SMBN升高,而微生物量磷(SMBP)随连作年限和生育期的变化而不同。连作显著增加了真菌PLFAs含量,降低了细菌PLFAs含量、土壤PLFAs总量及细菌/真菌PLFAs的比值,而放线菌PLFAs含量变化无规律。连作7 a时,成熟期的细菌PLFAs含量、土壤PLFAs总量较对照分别减少62.9%、50.3%(P0.05),而真菌PLFAs含量较对照升高60.2%(P0.05)。从多样性指数分析看,Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Brillouin指数和Pielou指数均随连作年限的延长呈先升后降的变化,其中连作3 a时各项指数最大,连作7 a时最小,表明在本试验年限范围内,连作使得微生物群落多样性与均匀程度皆出现了一定程度的降低。相关性分析表明,土壤微生物各类群PLFAs量、微生物量及土壤肥力之间存在相关性,说明土壤微生物量与土壤肥沃程度相关,可作为评价土壤肥力的生物学指标。可见,加工番茄连作改变了土壤微生物群落结构,降低了土壤微生物量,最终在根际土壤微生态系统和环境因子等因素的综合作用下产生连作障碍。     

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。     

Cucumber Productivity and Soil Degradation in Recropping System in Greenhouse

Soil degradation resulting from recropping of greenhouse-cultivated cucumber (Cucumis statirus L.) has become a serious problem for production. The objective was to determine the soil degradation processes and make suggestions for prevention. Experiments were conducted in a solar greenhouse 4.0 m long and 0.7 m wide during 2001–2005 in northern China. In 2001, every fourth plot was filled with continuously cropped typical sandy soils from the winter–spring cucumber season for 0, 1, 4, or 8 years, respectively. Soil particle composition, nutrient content, and species of soil microbes were analyzed. A grafted cucumber with squash root was transplanted to the continuously cropped soil. Results indicated that cucumber fruit productivity increased with increases of recropping year up to the fourth year and then decreased thereafter with continuous cropping. Soil particle percentages did not change significantly as recropping years increased. Soil nutrients were not the main factor for decreased productivity. As the number of recropping years increased, the soil available nitrogen (N), available phosphorus (P), available potassium (K), and organic content increased. The soil bacteria and fungi increased after 3 or 5 years of recropping, and soil actinomycetes decreased significantly after 5 years of recropping. The ratio of bacteria–fungi–actinomycetes changed, populations of fungi and bacteria increased, and the ratio of actinomycetes decreased, which led to an increase in the occurrence of pathogenic and soil-borne microbes and a decrease in fruit productivity, which were assumed to be the main factors of soil degradation. To stop recropping from influencing populations of fungi, bacteria, and actinomycetes, recropping should not be utilized after 4 years of recropping in order to continue with vegetable productivity in greenhouses.     

生物质炭对黄瓜连作土壤理化性状、酶活性及土壤质量的持续效应

【目的】 探讨不同生物质炭施用量对连作黄瓜根区土壤环境的作用效果,为用生物质炭修复黄瓜连作土壤以及在农业中的推广应用提供科学依据。 【方法】 以如皋市农业科学研究所大棚示范区为试验基地,一次性向设施农田土壤中添加0 (CK)、5 (C1)、10 (C2)、20 (C3)、30 (C4)、40 (C5) t/hm2的生物质炭,通过连续两年温室定位试验,测定生物质炭施用后黄瓜连作根区土壤的物理性状、养分含量及酶活性的变化状况,采用土壤质量指数 (SQI) 评价不同生物质炭施用量对黄瓜连作两季后土壤质量的影响。 【结果】 随着生物质炭施用量的增加,第一季与第二季黄瓜根区土壤的理化性状变化趋势一致,具体表现为容重不断降低,土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量、饱和导水率、有效磷及有机质含量不断升高,且当生物质炭施用量为30 t/hm2(C4处理) 时,土壤中全氮、硝态氮和铵态氮含量最高。与CK相比,生物质炭的施用可以减少黄瓜根区土壤 < 0.25 mm粒径的微团聚体含量,而增加 > 0.25 mm粒径的大团聚体含量,土壤中0.25～0.5 mm和0.5～1 mm粒径的团聚体含量都在高施用量 (40 t/hm 2) 处理中达到最大值。生物质炭施用后的连续两季,黄瓜根区土壤中脲酶与过氧化氢酶活性均随生物质炭施用量的增加呈先增加后降低的趋势,其活性分别在生物质炭施用量为30 t/hm2和20 t/hm2时最大。当生物质炭施用量为30 t/hm2时,两季黄瓜产量都达到最高,分别为3.24 × 104 kg/hm2和6.18 × 104 kg/hm2。通过土壤质量指数 (SQI) 对生物质炭施用后两季黄瓜土壤质量进行评价可知,不同生物质炭施用水平下土壤质量指数依次为C4 > C5 > C3 > C2 > C1 > CK,相应的土壤质量指数分别为0.774、0.740、0.728、0.650、0.635、0.583。 【结论】 施用生物质炭对黄瓜连作田土壤的理化性状和酶活性均有显著影响,高施用量 (40 t/hm2) 条件下对土壤物理性状改善效果最好,当生物质炭施用量为30 t/hm2 (C4处理) 时对黄瓜连作根区土壤的养分含量提升效果最佳。SQI可以客观定量地评价生物质炭施用对连作黄瓜根区土壤质量的影响,其分析结果表明改善黄瓜连作土壤环境的最佳生物质炭施用量为30 t/hm2。      

连作对加工番茄植株生理活性和物质生产的影响

加工番茄是新疆"红色产业"的基础,但随着区域化布局和产业化的发展,连作障碍突出,严重制约着当地加工番茄种植业的可持续发展。因此,本研究于2013年在石河子大学农学院试验站进行田间试验,以当地主栽的加工番茄品种‘里格尔87-5’为试验材料,以3年休闲土壤为正茬对照,选取相邻的连作3年、5年和7年加工番茄种植地块,研究连作对加工番茄植株保护酶活性和物质生产的影响,试图从植株的生理生态特性入手探明加工番茄连作障碍的原因。结果表明:加工番茄连作3年后,在其整个生育进程中均表现出连作障碍效应且随连作年限的延长呈显著增强现象。同一生育时期,随着连作年限的增加,POD活性先增大后减小,CAT和SOD活性及根系活力不断降低,同时MDA含量显著增加,且连作对根系中保护酶活性的影响大于叶片。在试验的年限范围内,连作条件下加工番茄的物质生产力降低,其中连作7年土壤栽培与对照相比差异最显著,其开花前贮藏物质的转运量、转移率和贡献率分别比对照降低57.3%、21%和35.6%;连作条件下加工番茄物质生产力的降低最终导致其产量下降,连作3年、5年和7年的产量分别比对照降低9.4%、15.6%和33.9%;连作条件下加工番茄根冠比对其产量有直接影响,二者呈一元二次显著相关(R2=0.973 5)。说明加工番茄长期连作种植条件下,植株体内保护酶系统受到破坏,组织器官老化,最终导致植株生产库源关系的失调是造成产量下降的主要原因之一。可见,大田生产应合理轮作,避免多年连作,同时调控花果期适宜群体叶面积,建立合理的根冠比,从而减轻连作障碍效应,保证加工番茄获得高产高质。