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。     

厌氧还原土壤灭菌对设施蔬菜地连作障碍土壤性质的影响

设施蔬菜地连作土壤,往往由于大量施用化肥、蒸发量大、受雨水淋滤少等原因,导致土壤退化,引发土传植物病害频发等连作障碍问题。厌氧还原土壤灭菌处理设施蔬菜地连作障碍土壤,降低土壤的氧化-还原电位,创造强还原环境,快速调节退化土壤理化性质和微生态结构,改良设施蔬菜地连作障碍土壤,提高设施蔬菜产量和品质,增加农民收入。对采集蚌埠市蔬菜基地设施蔬菜地连作障碍土壤,分设对照(不添加物料、不淹水)、处理1(少量稻草+淹水)、处理2(高量稻草+淹水)、处理3(少量稻草+少量猪粪+淹水)、处理4(高量稻草+高量猪粪+淹水)、处理5(高量稻草+饱和水)、处理6(高量稻草+高量猪粪+饱和水)共7组样品,每组样品分设3个平行样,实验室内30℃恒温箱密封培养15天,期间取样3次分析土壤理化性质及可培养微生物数量变化。结果表明,厌氧还原土壤灭菌处理可以降低土壤p H值和Ec值,去除SO42-和NO3-等水溶性盐分离子,调节土壤理化性质,尖孢镰刀菌由处理前104cfu g-1降低至103cfu g-1的致病临界浓度,起到抑制土传植物病原菌作用,防治设施农业连作障碍。不同有机物料的处理效果均较好,但处理间差异不显著,虽处理10天与处理15天相比,各处理样品的理化性质和微生物含量变化不显著,但与处理5天相比较,差异显著(P<0.05)。     

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。     

设施农业中存在的土壤障碍及其对策研究进展

本文综述了我国设施农业栽培中存在的土壤障害问题及其对策的研究进展。根据我国各地研究报道,设施栽种土壤存在的主要障碍是某些理化性状和生物学环境恶化、连作障碍明显。为此前人研究提出了解决设施农业中土壤障碍问题的主要对策,包括合理轮作、合理施肥、防治次生盐渍化、土壤消毒和选用抗性品种等。同时讨论了设施土壤质量的评价指标,并分析提出了今后设施农业土壤需进一步研究的问题。     

设施蔬菜连作障碍原因及防治措施

连作障碍是设施蔬菜栽培中的一个关键问题.从土壤次生盐渍化、土壤微生物种类变化及植物自毒作用等方面综述了设施蔬菜连作障碍产生的原因,并提出了包括品种选择、轮作、合理施肥、嫁接及生物防治等防治措施.     

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。     

设施蔬菜连作障碍原因及防治措施

连作障碍是设施蔬菜栽培中的一个关键问题。从土壤次生盐渍化、土壤微生物种类变化及植物自毒作用等方面综述了设施蔬菜连作障碍产生的原因，并提出了包括品种选择、轮作、合理施肥、嫁接及生物防治等防治措施。     

连作条件下不同施肥处理对设施黄瓜产量和品质的影响

研究了连作条件下不同施肥处理对设施黄瓜产量和品质的影响。结果表明:在连作条件下,农民传统施肥和不施肥均会造成黄瓜产量下降、品质变劣。合理施肥能够相对减小产量的降幅,提高黄瓜的品质。随着设施黄瓜连作年限的延长,农民传统施肥黄瓜产量、Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量均降低,黄瓜果实硝酸盐含量不断增加。减施氮磷肥、增施钾肥有机肥及优化施肥黄瓜产量降低,Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量均升高,黄瓜果实硝酸盐含量降低。综合产量和品质两个因素,优化施肥效果最佳,与农民传统施肥相比,产量降幅减小74.7%,Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量分别提高39.6%、17.7%、29.3%、53.0%、20.7%,黄瓜果实硝酸盐含量降低20.6%。     

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。     

花生连作土壤障碍机制研究进展

花生是我国主要经济作物和油料作物,连作障碍问题严重影响花生的产量与品质,制约着我国花生产业可持续发展。已有研究认为自毒物质积累、病菌增加、土壤微生物群落失衡及土壤理化性质恶化是花生连作障碍的主要因子,但大多停留在单因子水平上,有的认识缺乏直接的证据。本文简要综述了花生连作障碍的危害、机制及调控措施,结合作者近几年来相关研究,主要从花生根系分泌物效应、化感物质存留特征、土壤生物群落演变等方面介绍了花生连作障碍机制研究进展,最后对花生连作障碍的进一步研究及防控技术发展方向提出展望。     

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。     

自毒作用与连作障碍

自毒作用是连作障碍的发生机制之一,该作用主要是由有机酸、醛类芳香酸、香豆素、醌类、生物碱和类萜等植物次生代谢产物及其分解产物所引起的。其作用机理包括增加细胞膜膜通透性、降低酶活性、抑制植物的养分吸收等。相应的矫治措施主要有合理施肥、施用微生物制剂、嫁接、轮作和间套作等。本文综述了自毒作用在连作障碍中的作用机制以及相应的矫治措施。     

蚯蚓粪对作物连作障碍抑制作用研究进展

随着集约化生产的进一步发展,连作障碍已成为制约我国一些地区种植业可持续发展的瓶颈问题。蚯蚓粪是一种优质的有机肥,目前已成功应用于连作障碍防治,并取得了一定的研究成果。本文简要介绍了蚯蚓粪的理化性质和生物学性质,综述概括了其在抑制连作障碍方面的研究进展,并对以后的研究提出了展望,以期能为作物连作障碍综合防治提供一定的参考。     

生物质炭对连作参地土壤肥力及微生物特性的影响

为分析生物质炭用于老参地土壤修复的可行性,本研究采用Biolog、高通量测序等技术研究了3种生物质炭对连作参地人参品质、土壤肥力、微生物群落结构与功能多样性变化的影响。结果显示,增施不同生物质炭均有助于两年生重茬人参生物量及总皂苷含量的积累。结合生物质炭对土壤性质的影响研究结果发现,不同生物质炭对土壤有效磷、有机碳含量具有稳定的提升效果,增幅分别为47.04%~237.73%、8.09%~38.71%。增施生物质炭促进了土壤微生物的代谢活性,增加了土壤对聚合物类、酚酸类、氨基酸类、羧酸类碳源的利用效率,其中以酚酸类物质为底物的功能微生物种群数量显著增加。高通量测序结果显示,老参地土壤细菌物种数、丰度与多样性均呈下降趋势,细菌优势门类减少,单个门类优势度上升。生物质炭处理下土壤中细菌丰度与多样性增加,调控了变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门、芽单胞菌门的优势度,使其数量变化趋势趋向于新林土。上述分析表明,重茬人参生物量和品质的提高与生物质炭提升土壤中人参生长的关键肥力指标,促进微生物代谢,调控细菌群落结构变化趋势有关。综上,生物质炭对老参地土壤表现出良好的修复、改良作用,适量增施生物质炭有利于老参地土壤质量的调节与恢复。     

连作植烟土壤具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应评价

为科学评价连作植烟土壤中具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应,丰富现有连作障碍机理,以烤烟品种K326为试验材料,基于前期田间实测结果设置不同浓度梯度(间苯三酚:0.20、1.00、5.00 mg·kg^-1,对羟基苯甲酸0.02、0.10、0.50 mg·kg^-1)进行盆栽试验。结果表明,两种酚酸物质均显著抑制了烤烟种子萌发。间苯三酚抑制了幼苗根系的生长,且浓度越大抑制作用越强;对羟基苯甲酸对幼苗根系生长的影响表现出"低促高抑"的浓度效应。随着间苯三酚浓度的增加,叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,而过氧化物酶(POD)活性呈下降趋势;随着对羟基苯甲酸浓度的增加,叶片SOD、CAT和POD活性均呈先升后降趋势。此外,两种酚酸物质均降低了烤烟幼苗叶片叶绿素含量,增加了丙二醛(MDA)含量。随着处理时间的延长,胁迫作用趋势相同。由此可知,间苯三酚和对羟基苯甲酸不同程度地抑制了烤烟幼苗的生长,且存在浓度效应。间苯三酚表现为抑制作用,浓度越高抑制作用越强;对羟基苯甲酸浓度≤0.10 mg·kg^-1时...     

烟草连作障碍研究进展

烟草因连作种植导致产量和品质的下降已成为当前烟叶生产中面临的全国性难题。本文以连作对烟草的危害为切入点,从烟田土壤营养失调、根系中化感自毒物质积累、土壤生物学环境恶化等角度阐述了烟草连作障碍的产生机理,介绍了当前消除烟草连作障碍的主要调控措施,并对烟草连作障碍领域的研究及技术发展方向进行了展望。     

大型水坝幻想的破灭向您介绍《大型水坝的社会及环境影响》一书

设在英国的Wadebrige生态中心,于1984年将金斯密思和哈德亚德希两位学者向欧洲生态行动组织提交的报告《大型水坝的社会及环境影响》汇集成三卷书公开出版。这个报告收集了世界各地大型水坝的有关资杆,就大型水坝对社会及环境的影响进行了综合分析。报告指出:“修建大型水坝不是解救世界性饥荒、提供能源或缓解洪患的良策”,“如执意建坝,我们将不得不接受将水坝影响所及的整个地区人类及非人类群体的多数作为代价来助长只是少数人的政洽及经济的利益”,“最终留给我们的是淤满的水库和弃置的、庞大的混凝土遗骸;并将使曾养育着与其长期共存的、欢乐的群体的沃土,沦落为广垠的、混乱的荒地,于是我们所能期望的只是这些废墟作为愚昧无知及永被嘲弄的碑石,提醒后人,使他们长铭不忘。”     

黄土高原国家攻关试区农业科技进步贡献率的分析与评价

采用农业科技进步的贡献率的统一算法,对黄土高原国家攻关试区的农业科技进步贡献率进行了测算,并结合黄土高原试区的特点,对测算结果进行了初步的分析和评价。     

基于专利数据的连作障碍防治技术发展趋势分析

连作障碍严重影响着作物的产量和品质，研发高效的连作障碍防治技术是实现集约化农业可持续生产的关键。基于incoPat科技创新情报平台，检索并分析2000年至2019年期间国内外连作障碍防治技术的专利产出，对专利申请数量、技术构成、区域分布、主要申请人、法律状态等方面分析，揭示国内外作物连作障碍防治技术领域的研发状况、技术发展趋势和产学研情况。近年来，作物连作障碍防治技术领域专利数量急剧增加；结合现代生物和材料等新兴技术发展，新的研发充分考虑了连作障碍生物防治技术产品化和应用的结合；我国在作物连作障碍防治技术领域的专利申请机构多为企业和个人，高校和科研院所申请的专利转化率低，高校/科研院所与企业合作申请的专利数量少。连作障碍防治技术领域的应用成为焦点，生物和材料新技术成果正引入连作障碍生物防治技术的开发；中国在连作障碍防治领域的产学研合作和专利技术质量亟需加强。     

黄瓜连作土壤及营养基质热处理的生物效应研究

为明确黄瓜连作土壤和营养基质热处理的生物效应,以连作12茬黄瓜的土壤和营养基质为试材,分别设55℃和75℃2个处理温度,48 h和96 h 2个处理时间,热处理后采用塑料钵进行黄瓜苗期试验,研究土壤和营养基质热处理对黄瓜生长、土壤酶活性、土壤微生物区系和土壤养分的影响。结果表明,连作土壤和营养基质热处理后均明显促进了黄瓜的生长,减轻了连作障碍的发生;热处理显著提高了土壤中的过氧化氢酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性及细菌和放线菌数量,以及有机质、全氮、碱解氮、速效钾的含量,降低了真菌数量;但短时间55℃热处理提高了营养基质过氧化氢酶、中性磷酸酶活性和细菌及放线菌数量,降低了蔗糖酶和脲酶活性、真菌数量及全氮、碱解氮、速效钾的含量。综上所述,对连作土壤和营养基质进行热处理可有效减轻黄瓜连作障碍,其中以55℃、96 h的处理效果最明显。本研究为蔬菜连作营养基质修复再利用提供了理论基础和技术依据。