设施菜地种植年限对土壤理化性质和生物学特征的影响

【目的】 研究分析北京郊区不同种植年限设施菜地的土壤生态环境、土壤理化性状、土壤微生物数量、土壤线虫群落结构的差异,为不同种植年限设施菜地土壤管理提供科学依据。 【方法】 以露地土壤为对照 (CK),采集种植 3年、5年、8年和 12年的0—30 cm设施蔬菜土壤样品,采用常规土壤理化性质检测方法测定了土壤的理化性状,采用荧光定量法和线虫形态学鉴定方法,分析土壤细菌、真菌数量以及土壤线虫群落组成。 【结果】 随种植年限增加,设施菜地土壤容重和pH值均明显下降,总孔隙度、EC值、SO₄2–、Ca2+、有机碳、NH₄+-N、NO₃–-N含量均持续升高。与CK相比,种植年限 3年、5年、8年、12年的样地土壤细菌和真菌的数量均显著增加 (P < 0.05)。随种植年限增加,根结线虫属 ( Meloidogyne)、螺旋属 (Helicotylenchus)、异皮属 (Heterodera) 丰度逐渐增加;土壤线虫密度、植物寄生性线虫丰度显著增加 (P < 0.05),而食细菌、食真菌、杂食/捕食线虫丰度逐渐降低。线虫群落的多样性 H′、SR指数和均匀性J′ 指数均呈现出先增加后降低趋势,与CK相比,种植年限 12年样地的指标值显著降低 (P < 0.05)。所有种植样地NCR > 0.5,表明样地土壤食物网以食细菌通道为主,土壤有机质以细菌分解途径为主。WI、MI指数逐渐降低,而PPI指数表现出相反的趋势,其中种植年限12年样地WI < 1,这表明土壤矿化途径转变为以植物到植食性线虫为主要参与者,土壤生态系统受干扰程度逐渐增强,土壤健康状况变差。土壤环境因子与土壤生物数量间的冗余分析表明,土壤pH 、总孔隙度、容重、EC值、有机碳、SO ₄2–、NH₄+-N、NO₃–-N是影响细菌、真菌和线虫数量的关键因子,不同种植年限设施菜地由于改变这些因素而影响土壤生物群落组成。 【结论】 连续种植导致京郊设施菜地盐分含量显著升高、养分失衡、土壤酸化。理化性状的变化改变了细菌和真菌数量,进而导致土壤线虫总数、植物寄生性线虫比率逐渐增加,尤其根结线虫属比率增加显著,食细菌、真菌和杂食/捕食线虫比率逐渐降低。以种植12年后的土壤受干扰程度最大,土壤微生态失衡最严重。      

土壤次生盐渍化与微生物数量及土壤理化性质研究

次生盐渍化已成为制约设施栽培农业发展的主要障碍因子,为揭示次生盐渍化对土壤微生物和理化性质的影响,对上海市南汇区和崇明区设施栽培大棚土壤酶活性和微生物活性进行研究.结果表明:随着栽培时间的增加,土壤表层(0-5 cm)有机质变化不明显;而土壤中硝态氮和总盐量增加,连续栽培15年土壤的硝态氮(94.23 mg/kg)是露地表层土的14.8倍,EC值是露地的14.9倍;从第5年起土壤出现酸化现象.次生盐渍化越严重,对土壤脲酶、磷酸酶和呼吸强度的抑制越明显,连续栽培15年土壤脲酶活性受抑制率达到71.8%.EC值、总盐、硝态氮与放线菌、细菌数量都呈极显著负相关,与真菌数量呈显著负相关,最高相关系数达到-0.957.次生盐渍化对于深层土(15-20 cm)的影响没有表层土明显.     

不同种植年限设施芦笋土壤微生物群落结构与功能研究

以上海某设施园艺场长期设施芦笋种植土壤为研究对象,采用常规梯度稀释混菌平板法和Biolog-Eco微平板反应系统,研究了芦笋设施种植1、3、5、8及11年棚土壤微生物群落结构及功能多样性。结果表明:设施栽培芦笋后,土壤细菌种群数量减少,真菌数量增加,细菌与真菌数量比(B/F值)降低;除11年棚表现特殊外,随种植年限增加,土壤微生物代谢活性逐渐下降,5年和8年棚AWCD值均仅为对照1年棚的15%左右;土壤微生物代谢类群多样性减少,5年和8年棚的土壤微生物丰富度指数(S)均仅为对照1年棚的72%左右,Shannon指数均为对照1年棚的82%左右,Mc Intosh指数则均为对照1年棚的90%;不同种植年限芦笋设施土壤中微生物群落的碳源代谢特征发生了明显的分异变化,主成分分析表明,这种变化主要体现在对6种碳水化合物和5种氨基酸碳源的代谢利用上;设施芦笋土壤微生物参数指标对土壤p H和EC值变化响应敏感,另外,土壤速效磷和速效钾含量也是影响土壤微生物代谢和区系分异的2个主要因素。     

生物有机类复合调理剂在设施叶菜障碍土壤上的应用效果

针对设施叶菜土壤次生盐渍化和酸化严重,研制生物有机类复合调理剂,并从改良土壤综合性状方面探明其改良机制,为研制生物有机类复合调理剂及其在设施障碍土壤中的应用提供技术支撑和科学依据。以植物源有机肥、生物炭和耐酸耐盐功能微生物为原料研制生物有机类复合调理剂1和调理剂2,市场购买生物有机类调理剂3,并以化肥处理为常规对照,在苏南苋菜和鸡毛菜大棚中进行小区试验。调理剂1和调理剂2降低了土壤铵态氮和硝态氮含量,降低了电导率7.2%～12.9%,并显著增加了产量11.7%～24.5%。调理剂3增加了土壤有效磷和速效钾含量,显著增加电导率9.8%～20.8%,降低了土壤pH值,增加1.8%苋菜产量,但减少3.0%鸡毛菜产量。土壤生物学性状方面,调理剂1和调理剂2能显著增加土壤酶活性和有益微生物数量及微生物活性和多样性,并增加7.8%～30.2%土壤细菌数量,减少8.0%～45.2%土壤真菌数量。调理剂3则对土壤酶活性和微生物数量影响不显著,但降低了微生物活性和多样性。统计分析显示,对于高养分酸化设施叶菜土壤,高生物活性调理剂1和调理剂2主要通过降低盐分含量和改善土壤生物学性状有效缓解连作障碍,进而达到增产。在盐渍化和养分过度积累的设施障碍土壤中,应施用养分适宜、生物活性高的有机类土壤调理剂。     

番茄连作对日光温室土壤微生物及土壤理化性状的影响

对大庆地区具有代表性的温室进行调查研究,了解不同种植年限对番茄温室土壤微生物及土壤理化性状的影响,为解决温室土壤连作障碍问题奠定理论依据。结果表明,随着种植年限增加,细菌、真菌的数量及土壤速效钾、有效磷、碱解氮、有机质、盐分的含量呈增加趋势,种植年限为10年分别是对照(露地菜田)的2.14、1.33、2.18、2.09、1.96、2.86、9.5倍,土壤p H值相反,种植年限为10年比对照下降了0.64,但放线菌数量与B/F值[(细菌+放线菌)/真菌]在第5年与第7年达到最高,呈现先增高再降低的趋势,分别比对照增加了34.12%、44.26%;随着土壤深度的增加,土壤微生物数量及土壤速效钾、有效磷、碱解氮、有机质、盐分含量降低,土壤含水量、p H值增加。综合分析番茄连作对土壤微生物和土壤理化性状的影响,番茄连作6年后出现一定程度的连作障碍问题。     

不同种植年限苜蓿对土壤理化性质、微生物群落和苜蓿品质的影响

随着种植年限的延长,苜蓿地土壤质量及牧草品质逐步退化。通过对不同种植年限苜蓿土壤理化性质、牧草品质的测定,分析比较了土壤质量及牧草质量的变化。结果表明:在苜蓿生长季内,土壤含水量随月份的递增其变化规律各异,随取土深度的增加呈先增加后降低的变化趋势;随种植年限的延长,碱解氮和速效钾含量逐渐下降,速效磷含量呈先增加后降低的变化规律;各种植年限苜蓿地土壤微生物区系以细菌为主,真菌数量最少,微生物总数以4年生苜蓿地最高,3年生最低;苜蓿品质随种植年限延长而逐渐下降,即栽培年限对苜蓿地的土壤质量及牧草品质均有不同程度的影响。     

不同种植年限设施地土壤养分和重金属含量的变化特征

为了解设施地土壤的理化性质,以江苏省苏北地区大棚土壤为例,研究种植年限分别为1,3,5,7 a大棚土壤含水量、全N、全P、全K和重金属含量的变化情况。结果表明,随着种植年限的增加,设施地土壤含水量显著降低,随着土层深度的增加,土壤含水量进一步降低。设施地土壤全N、全P和全K含量比大田高,特别是全N和全K积累量大,且分布于耕作层,随着土层深度的增加全N和全K含量变化较大;同时,随着种植年限增加,设施地土壤全N、全P和全K含量显著增加,7 a左右的设施地土壤20 cm耕作层中的全N含量分别为1.99,1.87,2.40 g/kg;全P含量分别为1.03,1.01,1.74 g/kg;全K含量分别为1.94,3.52,4.40 g/kg,且全N和全K含量随着土层深度的增加而逐渐降低,与土层深度的变化呈显著负相关关系。随着种植年限的增加重金属含量增加,7 a左右大棚种植年限扬州和连云港地区20 cm土层中的Pb含量分别为194,225 mg/kg;淮安地区不同种植年限20 cm土层的Cd含量分别为0.80,0.93,1.14,2.49 mg/kg;扬州和连云港地区无论种植年限多久,Cr含量均大于120 mg/kg;扬州地区As含量均大于25 mg/kg,Pb、Cr和As含量随着土层深度的增加而逐渐降低,与土层深度的变化呈显著负相关关系。所以设施地随着种植年限的增加,土壤理化性质会发生变化,应采取措施保持土壤含水量,防止土壤板结、盐渍化,消除重金属累积。     

设施土壤微生物学特性变化研究

采用定点取样的方法，研究了不同种植年限设施土壤微生物主要类群、生物量碳和5种酶活性的变化特点，结果表明：（1）不同种植年限设施土壤微生物主要类群随季节变化不一致，细菌数量先升后降，高峰出现在6月，10月最低；真菌和放线菌数量均在3月最多，而后逐渐减少。随设施种植年限的延长，微生物总数逐渐增加，但真菌和放线菌占微生物总数的比例却呈下降趋势。与露地相比，设施栽培中真菌增加快于细菌。（2）不同种植年限设施土壤微生物生物量碳在3月和6月含量最高，随设施种植年限的延长，微生物生物量碳含量也增加。（3）不同种植年限设施土壤酶活性季节变化明显，除过氧化氢酶外，脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和转化酶活性高峰主要出现在3月，土壤酶的总体活性随设施种植年限的延长有所下降。     

土壤调理剂及其配施微生物菌肥对设施菜田次生盐渍化土壤改良效果研究

针对设施菜田土壤次生盐渍化问题,研究分析不同用量土壤调理剂及其配施微生物菌肥对促进土壤脱盐、改善土壤理化性质及土壤微生物多样性的改良效果。试验结果表明,施用土壤调理剂和微生物菌肥后,土壤理化性质明显改善,土壤容重、EC、全盐量均有不同程度下降,Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO3-含量降低,有效抑制土壤返盐;且施用土壤调理剂和微生物菌肥后,土壤细菌群落多样性和丰富度趋于增加,尤其是固氮菌和分解有机质菌属的数量显著增加,土壤有益菌含量的增加对黄瓜生长起到促进作用。土壤调理剂及其配施微生物菌肥在改善土壤理化性质、降低土壤表层盐分、提高土壤微生物细菌群落多样性方面具有显著效果,可为设施菜田次生盐渍化土壤缓解盐胁迫提供参考。     

日光温室土壤养分变化及次生盐渍化程度与种植年限的关系

以泾阳县 7个镇的 1 038栋日光温室内的土壤为研究对象，进行了土壤养分含量、pH值及电导率测定，研究日光温室内的土壤理化性质变化与种植年限的关系，为明确土壤肥力、存在问题和科学施肥提供理论依据。结果表明，随着种植年限的延长，日光温室土壤有机质先增加后减少；碱解氮、有效磷平均含量在 16～20年期间达到最大；速效钾在各年限阶段平均值均大于 600 mg·kg -1；日光温室土壤 EC值大于 500 μS·cm -1，表明土壤次生盐渍化趋势明显；土壤 pH值均大于 7.0，为碱性土。综上所述，该地区日光温室普遍发生了不同程度的土壤次生盐渍化现象，但与种植年限关系不明显。     

设施土壤微生物结构和酶活性对减量化肥配施有机肥的响应

通过两年三季田间定位小区试验,研究减量20%化肥配施精制有机肥(COF)、减量20%化肥配施生物有机肥(CBIO)、常规施肥(CCF,100%NPK)和不施肥(CK)处理对设施菊花产量、土壤微生物区系和酶活性的影响。结果表明,连续种植3季后,与CK处理相比,CCF、COF和CBIO处理均显著提高了设施菊花产量、产值、土壤养分含量和酶活性,并改变了土壤微生物区系。与CCF处理相比,COF和CBIO处理均显著增加了土壤细菌、放线菌数量和细菌/真菌值,并降低了真菌数量,且CBIO处理还显著提高了土壤速效养分含量和土壤酶活性并稳定提升土壤酶活性,同时显著提高了设施菊花产量和产值,连续效应明显。CBIO处理的设施菊花产值、土壤碱解氮、速效钾和脲酶活性均显著高于COF处理。除蔗糖酶和中性磷酸酶活性仅受施肥处理影响外,土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶活性和土壤微生物数量均受种植时间和施肥处理的交互作用影响,但主要受施肥处理影响。减量化肥配施生物有机肥对于提高作物产量,调控土壤微生物区系和提升土壤肥力作用显著,有利于土壤微生物态环境的发展。     

黄瓜连作对土壤理化性状及生物活性的影响研究

盆栽与田间试验研究黄瓜连作对土壤理化性状及生物活性的影响结果表明,黄瓜连作后土壤次生盐渍化加重,P过剩,K则消耗过多,造成养分不平衡;土壤微生物区系改变,微生物由“细菌型”土壤向“真菌型”土壤转化,土传病虫害加重,线虫密度高达4.38条/g土。     

塑料大棚设施菜地土壤次生盐渍化特征

以上海郊区规模化设施蔬菜园艺场为研究对象,监测了不同种植年限和不同种植模式的塑料大棚设施菜地土壤的主要理化性状,筛选了设施菜地土壤次生盐渍化特征指标,分析了不同深度土壤特征指标的变化规律。结果表明,与露天菜地相比,设施菜地土壤酸化、盐渍化、养分累积明显,田间最大持水量和土壤呼吸速率降低;各类种植年限和种植模式的设施菜地表层土壤(0~20 cm)可溶性盐分、硝态氮和全磷含量分别达到4.18 g·kg~(-1)、121.8 mg·kg~(-1)和1.38 g·kg~(-1),分别为对应露天菜地的2.9倍、1.7倍和1.6倍。综合考虑设施菜地和露天菜地土壤主要理化性状的显著性以及设施菜地土壤对作物的障碍影响和对环境的污染风险,选择p H值、可溶性盐分、硝态氮和全磷作为设施菜地土壤次生盐渍化特征指标,并采用土壤相对质量评价法进行评价。设施菜地土壤p H值随着深度的增加而升高,可溶性盐分、硝态氮和全磷则随着深度的增加而递减,其中硝态氮相对质量指数达到3.06;随着设施菜地种植年限的增加,土壤p H值逐步降低,硝态氮、全磷和可溶性盐分逐步累积,其中4~6年棚龄的p H值和可溶性盐分相对质量指数最高,7~9年棚龄的硝态氮相对质量指数最高,10年以上棚龄的全磷相对质量指数最高,茄果连作模式的可溶性盐分和硝态氮相对质量指数最高,叶菜连作模式的全磷相对质量指数最高。     

设施辣椒连作对土壤理化性状、酶活性及微生物区系的影响

以青海省尖扎县设施辣椒连作土壤为对象，研究不同连作年限土壤理化性状、酶活性及微生物区系的变化。结果表明，土壤理化性状、酶活性、微生物数量及微生物量均表现出明显的连作效应。随着连作年限的增加，土壤容重和电导率呈上升趋势，pH呈下降趋势，有机质、全氮、有效磷和速效钾呈先上升后下降趋势。土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶和过氧化氢酶随连作年限的增加均呈下降趋势，脲酶和碱性蛋白酶呈先上升后下降趋势。与对照相比，连作导致土壤细菌与真菌数量的比值降低，土壤微生物量碳与微生物量氮比值升高，土壤微生物群落结构由“细菌型”转变为“真菌型”。     

江河源区不同建植年限人工草地土壤微生物及酶活性研究

对江河源区不同建植年限人工草地(2龄、4龄、6龄)土壤养分、微生物数量及酶活性进行研究.结果表明:不同建植年限人工草地土壤养分随着建植年限的增加呈“V“型规律变化,其中人工2龄草地土壤养分含量最高,6龄草地土壤养分含量虽不及2龄草地高,但均明显高于4龄草地.土壤细菌和放线菌数量与土壤养分变化规律一致,真菌数量随建植年限的增加呈降低趋势,土壤脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶活性与细菌、放线菌和土壤养分变化规律相同.同时,土壤养分、微生物数量和酶活性变化均具有明显的空间层次现象,即随土层的加深呈降低的趋势.经典型相关分析表明,土壤细菌与土壤有机质、全氮、速效钾和pH值之间相关性最好,脲酶和过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和pH值之间相关性最好,故土壤微生物数量和酶活性可作为评价土壤肥力的指标.     

设施栽培条件下土壤养分及有机质组成变化趋势的研究

以黄泛平原壤质潮土不同年限的设施栽培土壤为研究对象,探讨了设施栽培条件对土壤养分及土壤有机质组成的影响。结果表明,设施栽培土壤碱解氮、速效磷、速效钾、盐分含量均明显高于大田,其含量主要取决于施用化学肥料的种类和数量,随栽培年限的增加而增加;土壤有机质、腐殖酸、胡敏酸含量随种植年限有升高趋势;HA/FA与栽培年限显著相关,表示设施栽培条件下,土壤熟化程度随有机肥料的逐年施用而有所提高,但HA/FA变化幅度不大,这可能与设施栽培形成的高温高湿条件及施用有机肥料中难分解物质的含量有关。     

不同种植年限山银花根区土壤生物特性

[目的]探索喀斯特山区不同种植年限对山银花产地土壤生物学特性的影响,为促进贵州省山银花的高产优质栽培提供基础数据。[方法]采用野外采集和室内分析的方法,以贵州省绥阳县不同种植年限山银花根区土壤为研究对象,对比研究了不同年限土壤生物特征。[结果]随着种植年限的增加,山银花土壤微生物总数和细菌数量(B)在数值上表现为先增加后减少的趋势,放线菌数量(S)和真菌数量(F)呈不断增加的变化趋势;土壤微生物生物量碳、生物量氮和微生物量磷都表现为先增加,后持续减少的趋势;土壤过氧化氢酶和脲酶的活性均有先增加后减少的趋势,土壤磷酸酶有先减少后缓慢增加的趋势;土壤细菌和真菌数比值(B/F)呈先增加后减少趋势,放线菌数量(S)和真菌数量比(S/F)随着种植年限的增加而增加;土壤微生物的Shannon—Wiener指数随着种植年限先增大后减小,Simpson指数和Shannon均匀度指数均随着种植年限呈减少趋势。[结论]随着种植年限的增加,土壤肥力下降,根区病毒害发病率增大。     

加工番茄连作对土壤质量的影响

为了探讨加工番茄连作对土壤质量的影响及其障碍机理,分别观测分析了不同连作年限下的土壤理化性质、微生物量及其区系特征,应用综合指数法评价连作对土壤质量的影响。结果表明:随着连作年限的增加,土壤质地变得粘重,土壤砂粒含量下降,粉粒和黏粒含量增加;土壤pH和全盐含量显著增加,有机质、速效钾和速效磷含量持续下降,连作4a后分别下降19.10%、49.11%和80.92%,土壤盐分离子SO42-、HCO3-、Cl-、Ca2+、Mg2+含量呈增加的趋势,Na+、K+含量呈下降趋势;土壤微量元素含量显著降低。土壤微生物总量连作4 a后降低53.95%,其中土壤细菌、放线菌数量显著降低,土壤真菌数量增加。土壤质量综合指数随着连作年限的增加呈幂函数递减。由此可知,土壤连作障碍是土壤质量整体下降的必然结果。     

百合连作年限对设施土壤理化性质和生物学特性的影响

为探讨连作年限对土壤理化性质和生物学特性的影响,自连作4年、5年、7年和对照(未种植百合)设施采集土样,用实时荧光定量PCR、氯仿熏蒸培养法、二乙酸酯荧光素(FDA)等方法研究了供试土壤细菌真菌数量、氮转化功能基因丰度、微生物生物量碳氮、微生物总酶活性的变化。结果表明:随连作年限增加,土壤pH下降,速效养分和有机质累积;细菌数量和反硝化菌nirS型基因丰度在连作4年时显著低于其他处理,连作7年时均达最大值;真菌数量和反硝化菌nir K型基因有上升的趋势;与对照相比,连作4年、5年和7年设施土壤的AOA基因拷贝数分别降低了99.46%、73.77%、45.20%,而AOB基因拷贝数增加了51.09%、79.11%、112.4%;固氮基因nifH的基因拷贝数显著下降;土壤微生物生物量碳氮含量显著增加,微生物总酶活性呈现先增加后下降的趋势、且在连作5年时达最大值。研究认为,连作年限对土壤微生物活性变化起着关键作用,研究结果为今后开展连作栽培对设施土壤质量影响方面研究奠定了基础。     

种植年限对京郊温室土壤生态环境的影响

在北京郊区选取80个不同种植年限（0 ~ 30 a）的温室作为研究对象,以露地土壤为对照,探究了京郊设施土壤主要化学性质和生物学指标随种植年限的演变规律及其影响因素。结果表明:随种植年限的增加,土壤pH波动强烈,有效磷含量持续上升,有机质、速效钾、水溶性8大离子和细菌数量均呈现先增加后降低趋势。与CK相比,细菌数量在6 ~ 10 a增加了231.33 %,真菌数量则随种植年限呈线性增加趋势,回归方程为y = 3E + 07x + 2E + 08（R2 = 0.9424**）,在16 ~ 30 a增加了49.62%。土壤酶活性随种植年限的增加而增加,其中α-葡糖苷酶（AG）、β-葡糖苷酶（BG）和磷酸酶（AP）活性呈线性增加的趋势。冗余分析表明土壤有机质、有效磷、速效钾及部分盐离子（K+、Mg2+、NH₄+）含量的增减导致了酶活性及微生物数量的变化。只有减少肥料投入、改变肥料种类和增施有益微生物菌剂,种植填闲作物、深耕等农艺措施,才能提升土壤质量和可持续生产能力。