不同栽培条件下蔬菜塑料大棚土壤尖孢镰刀菌数量的变化

应用尖孢镰刀菌选择性培养基,调查了太湖地区不同蔬菜品种、不同栽培年限、不同栽培方式及不同土壤深度的蔬菜塑料大棚土壤中尖孢镰刀菌数量的变化情况。结果显示,栽种黄瓜的土壤中尖孢镰刀菌数量达1.6×104cfug-1干土,显著大于栽种芹菜和茄子的土壤。随着栽培年限的增加,土壤中尖孢镰刀菌数量有增加的趋势,连作4a土壤中尖孢镰刀菌数量比连作1a土壤增加了22%。与有土栽培相比,基质槽培土壤中尖孢镰刀菌数量较少,仅1.1×104cfug-1干土,基质栽培可能是国内今后蔬菜塑料大棚的发展方向之一。随着土层深度的增加,土壤中尖孢镰刀菌数量逐渐降低,尖孢镰刀菌很少从表层土向下迁移。这些结果为蔬菜塑料大棚土壤的可持续利用提供了一些初步的微生物学依据。     

桂西北不同植被恢复阶段土壤氨氧化细菌遗传多样性研究

以桂西北喀斯特不同植被恢复阶段(草丛、灌木林、次生林、原生林)生态系统为研究对象,运用分子生物学技术分析了土壤氨氧化细菌amoA功能基因多样性,探讨了其与脲酶活性和土壤理化性质的关系.结果显示,随着植被的恢复,土壤氨氧化细菌多样性指数与均匀度指数呈增大趋势(灌木林例外),且土壤中氨氧化细菌群落结构发生了改变:主要表现在因Nitrosospira3簇种群对铵态氮浓度敏感度差异导致其在3a、3b簇中分布不一致;相关分析表明;土壤脲酶活性与铵态氮浓度呈正相关关系,土壤脲酶可能通过影响铵态氮浓度改变氨氧化细菌多样性,但植被恢复后期土壤铵态氮浓度减少并未降低土壤氨氧化细菌多样性.LIBSHUFF和RDA分析揭示,植被类型和土壤脲酶活性及pH与氨氧化细菌群落结构紧密相关,说明植被和土壤氮素有效性以及pH可能是决定土壤氨氧化细菌多样性的主要因子,为深入理解喀斯特地区土壤氮素循环提供了一定的科学依据.     

不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤的细菌群落多样性差异

土壤细菌群落在蔬菜栽培中发挥着重要作用。基于DNA和RNA水平,利用PCR-DGGE技术研究了不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤细菌群落多样性差异,以及土壤理化性质与细菌群落多样性的关系。结果表明：不同栽培方式下土壤细菌多样性存在明显差异,土壤微生物的优势种群和数量受有机、常规栽培和季节影响,有机栽培较之常规栽培能够显著增加土壤细菌群落多样性;聚类分析表明,16S rDNA细菌群落多样性与季节相关,而16S rRNA细菌群落多样性与栽培方式相关;差异条带测序显示,大多细菌与不可培养细菌种属有较高同源性,其余9种推测属于假单胞菌属;CCA分析说明pH是影响土壤细菌群落多样性的主要因素,有机栽培土壤中微生物生物量C、N以及有机质含量显著高于常规栽培土壤。综上,有机栽培能够丰富活性细菌群落多样性,具有土壤优化效应。     

模拟条件下土壤硝化作用及硝化微生物对不同水分梯度的响应

以江苏滨海县一植稻土壤为研究对象,在微宇宙培养条件下设置了不同水分处理(最大持水量的30%、60%、90%和淹水2 cm深),研究了硝化作用及硝化微生物对水分变化的响应特征。结果表明:淹水处理显著降低了土壤的氧化还原电位(Eh),但所有处理土壤Eh变化范围为330~500 m V,土壤整体处于氧化态。在每7天向土壤加入10 mg kg-1NH+4-N的连续培养过程中,各个水分处理均观察到明显的NH+4-N降低和NO-3-N累积的现象,60%WHC处理下土壤硝态氮累积最显著和迅速,90%WHC处理次之,随培养时间延长,30%WHC和淹水处理也观察到明显的硝化作用。淹水处理中氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的数量显著高于非淹水处理,且淹水处理中AOB在DGGE图谱上的条带更加清晰明亮,而氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)的群落组成和数量在不同水分处理间无明显变化。表明该土壤中AOB对水分条件变化响应灵敏,是该土壤的硝化作用、尤其是淹水条件下硝化作用发生的主要原因。     

不同施肥方式下土壤氨氧化细菌的群落特征

为了研究长期定位施肥对棕壤中氨氧化细菌（ammonia-oxidizing bacteria,AOB）种群结构多样性和垂直分布特征的影响,本研究采用化学分析、荧光定量PCR（qPCR）和变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术,针对沈阳农业大学试验区不同施肥方式（不施肥、低量无机氮肥、高量无机氮肥、无机氮肥与有机肥配施）下不同土壤深度（0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm）的土壤理化性质、AOB丰度及种群多样性进行分析,比较不同施肥方式对土壤AOB种群的影响。结果显示,与不施肥相比,施肥会降低土壤pH,增加土壤铵态氮（70.5%~939.21%）和硝态氮（253.20%~625.48%）含量。随土壤深度增加,土壤pH升高,铵态氮和硝态氮含量除低量无机氮肥处理外,多呈降低趋势。土壤增施氮肥可提高AOB丰度,降低总细菌丰度。其中,0~20 cm土层中AOB丰度较高,且高量无机氮肥处理的AOB数量最高,为9.65×10⁵拷贝数·g^-1（干土）。DGGE图谱分析显示,不同处理下,AOB群落结构多样性指数存在明显差异（P<0.05）,各多样性指数均在表层（0~20 cm）最高,增施氮肥则显著降低AOB的多样性。聚类分析表明,4个施肥处理中,高量无机氮肥处理聚为一类,其他处理则因土壤深度不同而异;3个土壤深度中,除不施肥处理外,所有施肥处理均表现为0~20 cm、20~40 cm土层发生聚类,40~60 cm则明显与其他两层分开。冗余梯度分析（RDA）显示,硝态氮（P=0.027）是造成影响AOB群落结构差异的主要原因。上述研究结果表明,长期定位施肥土壤AOB的数量和群落结构多样性受施肥方式显著影响,并表现出明显的垂直分布特征。与无机氮肥相比,有机无机配施处理有助于改善土壤pH,维持不同土壤深度下AOB群落结构多样性。     

设施菜田土壤剖面中的反硝化特征

利用田间原位硅胶管法和自动连续在线培养监测体系（Robot 系统）,分别监测了设施菜田不同施肥处理土壤剖面N2O浓度以及不同土层土壤反硝化潜势、NO和N2O产生潜势。结果表明:灌溉施肥后,传统施肥处理（CN）土壤剖面50 cm和90 cm处的N2O浓度都会出现峰值,50 cm处的N2O浓度峰值都高于90 cm处; 50 cm处的N2O变幅在2.15～50.77 l/L 之间,90cm处的变幅在2.57～14.05 l/L 之间;空白处理（CK）剖面N2O浓度几乎不受灌水的影响,50 cm和90 cm处的N2O浓度变幅较小,在1.43～2.75 l/L 之间。反硝化潜势、NO和N2O产生潜势的监测结果显示,040 cm土层反硝化较为强烈;40100 cm土层中由于受碳源限制,反硝化发生及强度明显滞后,添加碳源,经过48 h培养后,能够达到与表层反硝化潜势相当的程度;厌氧条件下,上层040 cm土壤的N2O和NO产生量远高于底层40100 cm的。由此推测,原位监测的高N2O浓度,可能来源自上层的扩散,因而田间表层通量观测数据可能会低估N2O产生量。底层土壤有一定反硝化潜势,当施用有机肥后,底层土壤氮素反硝化损失不容忽视。     

寿光大棚菜地土壤呼吸强度、酶活性、pH与EC的变化研究

为防治土壤退化、促进农业可持续发展提供科学依据,以寿光地区露地土壤作对照,研究了连作1、5、8和12年大棚蔬菜(番茄)土壤有关生物学指标的变化。结果表明,土壤呼吸强度和脱氢酶活性棚内高于棚外,并随连作年限延长开始增强而后减弱,由于管理差异,12年棚龄土壤又回升。随着连作年限延长,土壤脲酶活性逐渐减弱,而过氧化氢酶活性逐渐增强;土壤呼吸强度和酶活性都由表层向底层逐渐减弱。土壤pH随连作年限增加逐渐下降,而EC逐渐增加,至12年棚龄时,与对照比0—20 cm土层pH下降了1.06单位,其他层次变化不显著。试验还表明,该地区表层土壤pH变化于6.45~7.51,EC 0.5 mS/cm,能较好地满足作物生长需要,同时,EC是影响土壤pH及酶活性变化的重要因素。土壤EC及过氧化氢酶活性可作为反映大棚菜地土壤质量变化的参考指标。     

菜地土壤CO2与N2O排放特征及其规律

为了解不同集约化类型菜地土壤CO2和N2O排放特征及影响因子,选取京郊20年露地老菜地(OV20)、3年菜地种植历史的露地新菜地(OV3)、3年大棚菜地(GV3),以及相邻的当地典型粮田玉米地(Maize)4个类型地块,研究了春黄瓜生育期间土壤CO2和N2O排放特征及影响因子。结果表明:1)春黄瓜生育期间的土壤CO2排放通量主要受土壤5 cm处温度(指数关系)和土壤水分(对数关系或二次抛物线关系)影响;期间玉米地土壤CO2平均排放通量为(346.8±56.5)mg.m-2.h-1,20年露地菜地、3年露地菜地有机肥处理、3年露地菜地配施处理、3年大棚菜地的土壤CO2平均排放通量分别是玉米地的1.38、1.21、1.39和1.56倍。2)土壤N2O排放通量与施肥活动密切相关,排放高峰都出现在氮肥施用后,并受土壤温度和水分的影响。基肥后土壤温度低(15～20℃),排放峰出现在第5 d,排放峰持续时间(长达20 d)与施肥量相关;追肥后土壤温度高(>20℃),排放高峰发生早(追肥后第3 d),但因追肥用量低,因此持续时间短(仅一周)。3)黄瓜生长期内玉米地N2O累积排放量为N(1.95±0.10)kg.hm-2,20年老菜地、3年大棚菜地和3年新菜地N2O累积排放量分别是同期大田玉米地的1.67、1.95和1.99倍。4)本实验中春黄瓜生长季菜地土壤化肥氮N2O排放系数在1.86%～4.71%之间,显著高于IPCC旱地排放缺省值1%。其中,新菜地排放系数高于老菜地,设施菜地排放系数高于露地菜地;但有机肥氮的N2O排放系数则远远低于化肥氮的排放系数,仅为0.11%。     

不同施肥模式下设施菜田土壤团聚体养分和微生物量特征

【目的】针对设施蔬菜生产中普遍存在的化肥施用严重超量、化肥与有机肥配施模式不合理等现象,利用日光温室蔬菜有机肥/秸秆替代化肥模式定位试验,研究了不同施肥模式对设施菜地土壤团聚体养分、微生物量碳氮含量的影响,为设施蔬菜优质高效生产和减量施用化肥提供科学依据。【方法】将25%或50%的无机氮肥用玉米秸秆或猪粪中氮替代,进行温室蔬菜田间定位试验。试验共设5个处理(各处理等氮、等磷、等钾):1)全部施用化肥氮(4/4CN);2) 3/4化肥氮+1/4猪粪氮(3/4CN+1/4MN);3) 2/4化肥氮+2/4猪粪氮(2/4CN+2/4MN);4) 2/4化肥氮+1/4猪粪氮+1/4秸秆氮(2/4CN+1/4MN+1/4SN);5) 2/4化肥氮+2/4秸秆氮(2/4CN+2/4SN)。在定位试验第6年冬春茬黄瓜季拉秧期采取耕层土壤样品,分析土壤团聚体分布规律和稳定性,并测定各粒级团聚体中土壤养分和微生物量碳、氮含量。【结果】设施菜地土壤团聚体以250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体为主,其含量分别平均为32.0%和38.4%。较4/4CN模式,有机肥/秸秆替代化肥模式提高了土壤大团聚体(> 250μm)比例。配施秸秆模式对土壤团聚体分布影响相对较大,并显著提高土壤团聚体机械稳定性,平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)分别提高6.1%和11.2%。在<250μm团聚体、250~1000μm团聚体、1000~2000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,不同有机肥化肥配施模式(3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN、2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN)土壤有机碳含量较4/4CN模式分别增加36.8%~89.6%、34.9%~100.3%、29.5%~69.2%和21.7%~72.1%,分别平均增加69.8%、76.6%、56.9%和49.2%。不同施肥模式对有机碳、全氮、硝态氮、速效磷的影响规律基本一致。土壤有机碳、全氮主要分布在250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,平均分别占土壤有机碳储量的34.1%、35.2%和土壤全氮储量的34.0%、36.4%。土壤硝态氮在250~1000μm团聚体与1000~2000μm团聚体中含量较高,土壤速效钾、微生物量碳氮含量表现为随土壤团聚体直径的增大而提高,而速效磷则随土壤团聚体直径的增大而降低。【结论】设施菜田土壤团聚体优势粒级为> 2000μm团聚体和250~1000μm团聚体,配施秸秆模式显著提高土壤团聚体的机械稳定性。有机肥/秸秆替代化肥模式提高土壤各级团聚体有机碳、全氮、硝态氮和速效磷含量。设施菜地土壤有机碳氮主要分布在250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,而微生物量碳、氮含量随土壤团聚体直径的减小而呈增加的趋势。     

滩涂围垦区不同连作年限蔬菜大棚土壤质量特征

通过区域调查、采样和分析,系统研究了苏北滨海围垦滩涂设施农业土壤的连作障碍特征。研究表明,随着大棚青椒和韭菜连作年限的增加,大棚土壤呈不同程度的板结趋势,0~20、20~60 cm的表、根层土壤逐渐呈轻中度的盐渍化趋势,土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾等养分含量呈显著降低趋势,土壤全磷、有效磷、全钾含量则无显著变化,土壤微生物数量呈显著降低趋势。滩涂青椒和韭菜连作大棚土壤基本不缺磷肥,但有补充氮肥、钾肥和有机肥的必要性。滩涂地区大棚青椒和韭菜连作3年后,土壤呈现较为严重的连作障碍特征,主要表现为严重的次生盐渍化、养分失衡和微生物环境恶化风险,全年棚期的青椒连作障碍风险尤为显著,因此提出滩涂大棚青椒和韭菜的连作年限应不超过2年。     

不同施肥模式对设施菜田土壤微生物量碳、氮的影响

【目的】 本文利用天津日光温室蔬菜不同施肥模式定位试验,研究了不同施肥模式对设施菜田土壤微生物量碳、氮含量的影响,为设施蔬菜高效施肥和菜田土壤可持续利用提供依据。 【方法】 调查在第 9 茬蔬菜 (秋冬茬芹菜) 和第 10 茬蔬菜 (春茬番茄) 进行。定位试验设 8 个处理,分别为:1) 不施氮;2) 全部施用化肥氮 (4/4CN);3) 3/4 化肥氮 + 1/4 猪粪氮 (3/4CN + 1/4PN);4) 2/4 化肥氮 + 2/4 猪粪氮 (2/4CN + 2/4PN);5) 1/4 化肥氮 + 3/4 猪粪氮( 1/4CN + 3/4PN);6) 2/4 化肥氮 + 1/4 猪粪氮 + 1/4 秸秆氮 (2/4CN + 1/4PN + 1/4SN);7) 2/4 化肥氮 + 2/4 秸秆氮 (2/4CN + 2/4SN);8) 农民习惯施肥 (CF),除不施氮肥和农民习惯施肥外,其余处理为等氮磷钾处理。在不同生育时期,采 0—20 cm 土壤样品,测定土壤微生物量碳、氮含量,并分析其与蔬菜产量之间的关系。 【结果】 两茬蔬菜不同施肥模式土壤微生物量碳、氮含量总体上均随生育期的推进呈先增后降的趋势。芹菜季较高土壤微生物量碳含量出现在定植后 90 d,土壤微生物量氮较高含量出现在定植后 60 d;番茄季分别出现在定植后 20～80 d 和 60 d。芹菜季 5 个有机无机肥料配施模式土壤微生物量碳、氮含量分别在 185.0～514.6 和 34.3～79.1 mg/kg 之间,较化肥(4/4CN)模式平均分别增加 15.1%～81.7% 和 24.5%～100.0%,其中以配施秸秆模式土壤微生物量碳、氮含量相对较高,平均分别增加 62.0%～81.7% 和 81.1%～100.0%;番茄季 5 个有机无机肥料配施模式土壤微生物量碳、氮含量分别在 120.7～338.0 和 25.5～68.8 mg/kg 之间,较 4/4CN 模式平均分别增加 16.9%～86.9% 和 12.2%～109.3%,又以配施秸秆模式土壤微生物量碳、氮含量最高,平均分别增加 61.4%～86.9% 和 78.2%～109.3%。两季蔬菜不同生育期土壤微生物量碳、氮含量与当季蔬菜产量和定位试验开始以来蔬菜总产量之间均呈极显著正相关关系。 【结论】 同等养分投入量下,有机无机肥料配合施用提高土壤微生物量碳、氮的效果显著好于单施化肥,又以化肥配施秸秆效果更佳;土壤微生物量碳、氮含量与设施蔬菜产量之间呈极显著正相关关系。证明有机无机肥配施,特别是配施一定量的秸秆可有效提高土壤微生物量碳、氮含量,维持较高的菜田土壤肥力,有利于设施蔬菜的可持续和高效生产。      

不同使用年限蔬菜大棚土壤溶质含量变化的试验研究

在石灰性褐土上分别选取种植1、3、6、9年蔬菜的大棚土壤,旨在研究不同种植年限对土壤养分、盐分、微量元素及重金属的影响。结果表明,随着种植年限的增加,大棚土壤的养分、盐分等均显著高于对照,其年度增长率表现为有机质＜氨态氮＜全盐量＜速效钾＜硝态氮＜速效磷,其中速效磷、硝态氮、全盐量依次较对照提高21.8倍、15.9倍、2.3倍。微量元素的年度增长幅度表现为Mn＜Zn＜Cu＜Fe,其中有效态Cu、Zn、Fe含量均高于临界值。重金属年度的增长幅度表现为Pb＜Cr＜Cd,虽然Cr、Cd、Pb均未超标,但大棚土壤养分、盐分、微量元素与重金属含量均随大棚利用年限的增加呈递增趋势,须引起人们的关注。     

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。     

赣南地区设施菜地土壤全硒含量分布特征

为探究江西省赣州设施菜地土壤全硒（Se）的含量及其分布特征,于2021年对赣南地区设施蔬菜大棚采集0～20 cm耕层土壤样235件,测定了土壤采样点的经纬度、海拔及土壤中全硒含量和理化性质。结果表明,赣南地区设施菜地土壤全硒质量分数平均为0.31 mg/kg,变化范围为0.03～1.25 mg/kg,全硒含量分布频率符合正态分布。研究区域设施菜地富硒土壤资源较为丰富,85.1%的样点数土壤全硒含量处于足硒及以上水平（>0.175 mg/kg）,其中有22.1%的样点数土壤属于富硒水平标准（>0.400～3.000 mg/kg）,而富硒土壤主要集中在赣南地区的正西部及东北部等部分区域;7.2%和7.7%的样点数土壤全硒质量分数分别达硒不足（>0.125～0.175 mg/kg）和潜在硒不足水平（≤0.125 mg/kg）,二者主要集中在赣南地区西南角部分区域,不存在硒中毒区域。海拔每增加1 m,设施土壤全硒质量分数降低5.35×10-4 mg/kg;纬度每增加1°和pH值每增加一个单位,土壤全硒质量分数分别增加0.090和0.049 mg/kg。综上,赣南地区设施菜地土壤硒资源具有较大利用潜力,并可依据研究区域全硒含量分布特征开展具有针对性的设施富硒蔬菜发展策略。     

Phosphorus accumulation and leaching risk of greenhouse vegetable soils in Southeast China

Over-fertilization has caused significant phosphorus(P) accumulation in Chinese greenhouse vegetable production(GVP) soils. This study, for the first time, quantified profile P accumulation directly from soil P measurements, as well as subsoil P immobilization, in three alkaline coarse-textured GVP soil profiles with 5(S5), 15(S15), and 30(S30) years of cultivation in Tongshan, Southeast China. For each profile, soil samples were collected at depths of 0–10(topsoil), 10–20, 20–40, 40–60, 60–80, and 80–100 cm. Phosphorus accumulation was estimated from the difference in P contents between topsoil and parent material(60–100 cm subsoil). Phosphorus mobility was assessed from measurements of water-soluble P concentration(PSol). Finally, P sorption isotherms were produced using a batch sorption experiment and fitted using a modified Langmuir model. High total P contents of 1 980(S5), 3 190(S15), and 2 330(S30) mg kg~(-1) were measured in the topsoils versus lower total P content of approximately 600 mg kg~(-1) in the 80–100 cm subsoils. Likewise, topsoil PSol values were very high, varying from 6.4 to 17.0 mg L~(-1). The estimated annual P accumulations in the topsoils were 397(S5), 212(S15), and 78(S30) kg ha~(-1) year~(-1). Sorption isotherms demonstrated the dominance of P desorption in highly P-saturated topsoils, whereas the amount of adsorbed P increased in the 80–100 cm subsoils with slightly larger P adsorption capacity. The total P adsorption capacity of the 80–100 cm subsoils at a solution P concentration of0.5 mg L~(-1) was 15.7(S5), 8.7(S15), and 6.5(S30) kg ha~(-1), demonstrating that subsoils were unable to secure P concentrations in leaching water below 0.5 mg L~(-1) because of their insufficient P-binding capacity.