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。     

不同土壤改良剂对番茄生长和土壤肥力的影响

为了筛选有效缓解宁夏设施土壤连作障碍的改良剂,以不添加改良剂为对照,以添加自制酸性改良剂(SM)、矿土改良剂(MS)、硅钙钾改良剂(SCP)、北京紫光酸性改良剂(BJ)、脱硫灰改良剂(DR)、微生物菌剂改良剂(M)为处理,研究不同改良剂对设施连作番茄生长和土壤肥力的影响。结果表明,施用改良剂能显著提高番茄株高相对生长速率,显著降低土壤pH值(P0.05)。施用SCP能显著提高番茄的株高相对生长速率、果实品质、土壤肥力,显著增加番茄产量(5.10%,P0.05);施用BJ能促进番茄增产,显著提高根系活力和果实糖酸比(P0.05);施用MS能显著提高果实可溶性固形物和维生素C含量及株高相对生长率,显著增加土壤速效钾含量和根系总表面积(P0.05)。综上,SCP处理能有效改善土壤肥力,促进植株生长,提高果实品质和产量,为最佳处理。相关性分析结果表明,pH值、磷酸酶活性越高越不利于植株生长和果实品质的提高,有机质、速效氮含量越高越有利于植株生长和果实品质的提高。     

基于葵花杆硫酸铵生物基肥的番茄不同生育期配方肥的效果

有机水溶肥能有效促进作物生长和改良作物特性。针对番茄不同生育期需肥特性不同,本试验以生物基磺酸盐为基础,设计苗期、花期、结果期配方肥,苗期N₂O+P₂O₅+K₂O总量为22,设置E1(12-4-6)、E2(9-4-9)两个N-P-K水平;开花期N₂O+P₂O₅+K₂O总量为50,设置M1(20-8-22)、M2(19-6-25)两个N-P-K水平;膨果期N₂O+P₂O₅+K₂O总量为58,设置L1(15-9-34)、L2(13-7-38)两个N-P-K水平,共8个处理,系统研究其对番茄植株长势、果实品质与产量以及土壤养分的影响,以筛选出能有效提高番茄品质、产量及有效改良土壤养分的配方肥。结果表明,番茄生长前期N-P-K为12-4-6和9-4-9时对植株生长无显著影响;生长中期N-P-K为20-8-22时比19-6-25有利于株高、茎粗、叶片数的增加;生长后期N-P-K为20-8-22(M1)13-7-38(L2)有利于提高茎粗、叶片数、叶绿素含量。E1M2L1和E2M1L2可溶性糖含量最大为5.71%、5.70%,E1M1L1显著低于E1M2L1;E2M1L2可溶性固形物含量最高,较E2M2L2高9.1%;E1M2L2的V_C含量最高,E2M1L1、E2M1L2和E2M2L1次之。E1M1L2显著增加了番茄产量,比E2M2L2最低产量高88.2%,E1M2L1和E2M1L2次之,667 m²产量分别达3 748.60、3 347.81 kg。E2M1L2速效养分含量、EC、pH均表现居中。从产量而言,E1M1L2能够显著增加番茄产量,增加经济效益,但通过主成分分析表明,E2M1L2即苗期总肥量为22,N∶P∶K为9∶4∶9,开花期总肥量为50,N∶P∶K为20∶8∶22,膨果期总肥量为58,N∶P∶K为13∶7∶38更有利于番茄生长,果实品质和土壤质量的提高。     

生物有机肥与保水剂对设施连作黄瓜生长和土壤肥力的影响

以传统全营养液水溶肥为对照(CK),研究生物有机肥(S)与保水剂(B)对设施连作黄瓜生长和土壤肥力的影响,以确定生物有机肥的合适用量以及其与保水剂的配施效果。结果表明,B+S处理供肥以及保水、保肥效果较S处理更好。与CK相比,B+S处理可促进黄瓜植株生长发育;明显提高0~20 cm土壤的EC和速效磷、有机质含量,显著提高土壤速效氮含量,降低土壤pH值,其中B+S200处理土壤速效磷含量提高了17.21%,B+S400处理土壤有机质含量提高了62.74%,B+S600处理土壤速效氮含量提高了59.48%;促进根系的生长发育;提高叶片的光合速率;提高黄瓜产量,提高幅度为5.37%~12.54%;提高果实可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量,提高幅度分别为7.73%~18.18%、15.08%~15.20%、44.48%~47.58%。因此,生物有机肥与保水剂结合施用改善土壤、促进黄瓜生长发育效果更好,其中B+S200处理效果最好。     

不同灌水量及频率对番茄品质及糖分累积影响的研究

采用两因素随机区组试验设计,设置4个灌水量(L1,L2,L3,L4)及2个灌水频率(P1,P2),通过对冬春茬和夏秋茬番茄营养品质、糖组分、糖代谢酶及产量的研究,以期探讨灌水量及频率对番茄品质形成机理的影响及综合品质产量最优的合理灌水量及频率。研究结果表明:适当减少灌水量可提高番茄各营养指标含量、糖组分含量、SS和SPS活性以及WUE,但抑制AI和NI活性且降低了产量,而灌水频率对各指标无显著影响;冬春茬可溶性酸、可溶性糖含量、糖酸比、SS和SPS活性、果糖和葡萄糖含量均在L2处理达到了最大,而产量以L4最大,其中Vc、葡萄糖、SS活性等对其品质及产量形成影响较大;夏秋茬L1处理番茄营养品质指标、糖组分含量(淀粉除外)、SS活性显著高于L3、L4,产量仍以L4最大,果糖含量L1处理甚至显著高于L3与L4 1.02倍和1.25倍,其中Vc、蔗糖、NI活性等对其品质及产量形成影响较显著;根据主成分综合品质及产量得出,冬春茬与夏秋茬温室番茄苗期、开花坐果期、盛果期至拉秧分别灌水150、200、400 ml·株~(-1)·d~(-1)与300、600、900 ml·株~(-1)·d~(-1),每天灌水1次或者2次时品质及产量综合得分最佳。     

不同种植年限对设施蔬菜土壤及基质质量的影响

为探讨种植年限对设施蔬菜土壤及基质质量的影响,分别选取0,1,3,7年的土壤和基质,分析其养分、土壤微生物和酶活性的变化,综合评价设施蔬菜土壤及基质随种植年限质量的演变状况。结果表明,土壤pH、有机质和C/N值随年限增加呈降低趋势,7年有机质和pH含量最低;不同年限间土壤全氮和EC无显著差异,土壤速效氮、速效磷和速效钾随种植年限增加呈增加趋势;土壤酶活性和微生物数(除真菌外)均先增加后降低,7年真菌数量最高;基质全氮含量随种植年限的增加而降低,原始基质EC为2. 13 m S·cm~(-1),当种植作物后,基质EC值迅速下降至1年后,无显著变化,基质细菌、微生物总数和放线菌/真菌值都呈现先增加后降低的趋势,均在种植1年时最高,分别比原始基质高0. 85,0. 47和3. 14倍。综合质量分数表明,基质质量随种植年限增加逐渐降低,种植4年后下降速度变慢,土壤质量先提升后降低,种植达4年时土壤质量最好,4年后有下降趋势。     

耕层厚度对黄瓜叶片光合荧光与根系生理特性的影响

高度集约化栽培模式下常年机械浅耕可引起土壤耕层变浅、犁底层变厚、土壤质量下降等问题。本试验总土层厚度设计50 cm,耕层分别设定10 cm(PL10)、20 cm(PL20)、30 cm(PL30)、40 cm(PL40)、50 cm(PL50)。在2017年和2018年研究不同耕层条件下黄瓜叶片光合荧光、根系生理和植株生长特性。结果表明,浅耕层(PL10、PL20)显著增大了叶片蒸腾速率(T_r)和初始荧光值(F_o),显著提高了根系过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。中耕层(PL30)显著提高了株高相对生长率(RGH-PH)和茎体积相对生长率(RGH-SV),提高了叶片净光合速率(P_n)、最大荧光值(F_m)、光能转化率(F_v/F_m)和光化学淬灭系数(qP),显著提高了根系活力(RA)和脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)含量。浅耕层早期果实产量(FY)高于其他耕层,但在中后期显著低于其他耕层,而且深耕层(PL40和PL50)的果实产量与浅耕层相反,2个栽培季节总的果实产量PL30处理均高于其他处理。主成分分析显示,中耕层(PL30)和深耕层(PL50)显著区别于其他处理。综合植株长势和根系特性,土壤耕层深度30 cm有利于浅根系作物黄瓜的生长发育。     

纳米碳与枯草菌对黄瓜幼苗生长及土壤环境的影响

为筛选适宜黄瓜苗期生长的枯草芽孢杆菌浓度,以黄瓜幼苗为材料,设置纳米碳溶胶和枯草芽孢杆菌浓度双因素试验,纳米碳溶胶稀释倍数设0、350、650倍,枯草芽孢杆菌浓度为0、8×10⁷、1.6×10⁸ CFU·mL^-1,分析枯草芽孢杆菌和纳米碳溶胶对黄瓜苗期长势、根系生长状况和土壤肥力的影响。结果表明,适宜浓度的枯草芽孢杆菌和纳米碳溶胶能够显著增强黄瓜幼苗的地上、地下部分生长,改善土壤状况。单施情况下,1.6×10⁸ CFU·mL^-1枯草芽孢杆菌处理可以促进根系生长,显著降低土壤电导率(EC值)的同时提升土壤P含量,增强土壤酶活性,增加细菌、放线菌数量;650倍纳米碳溶胶处理可以显著促进植株叶片生长,提升土壤有机质含量和蔗糖酶活性,土壤放线菌数量增加57.36%。8×10⁷ CFU·mL^-1枯草芽孢杆菌与650倍纳米碳溶胶共处理使株高相对生长率提高6.51%,显著促进根系生长,根系干质量、鲜质量、表面积、直径和体积均为处理中最高,比未添加菌剂与纳米碳的处理分别提高56.63%、57.14%、66.15%、56.55%、21.94%,降低土壤EC值,土壤中细菌数量是未添加菌剂与纳米碳的1.85倍,综合表现最优。     

不同用量园艺废弃物堆肥对西芹植株生长、土壤养分、重金属含量的影响

为改善宁夏园艺废弃植株残体利用率低及环境污染严重的问题,以无添加堆肥和常规鸡粪添加为CK1和CK2,设计堆肥与土壤质量比1.0%、2.5%、5.0%、10.0%的还田处理,采用两茬的连续试验,系统探究堆肥不同还田量对设施西芹土壤的培肥效果以及对西芹产量的影响。结果表明:随堆肥还田量增加土壤pH和EC显著增加,10.0%还田处理增加pH效果最显著,连续施用鸡粪增加EC、降低pH最显著;土壤全氮和速效氮、磷均随堆肥还田量增加而增加,10.0%增加效果最显著,鸡粪处理优于1.0%和2.5%还田处理,低于5.0%、10.0%还田处理;第一茬微量元素Zn、Cu、Fe、Mn和重金属Cr随堆肥还田量增加而增加,第二茬Fe、Mn、Cr增加效果一致,鸡粪处理的Cd累积量最高;随堆肥还田量增加土壤微生物量碳和氮增加,10.0%还田处理微生物量碳和氮最高,5.0%次之,鸡粪微生物量碳和氮低于5.0%、10.0%还田处理;随堆肥还田量增加西芹植株干鲜重和产量增加,鸡粪、10.0%还田处理西芹植株干鲜重最高,5.0%次之。综合考虑,10.0%堆肥还田增加西芹产量、改善土壤养分效果最佳,5.0%次之,鸡粪易造成盐分和重金属Cd累积。