施肥对连作大棚蔬菜产量、土壤养分和微生物种群的影响.pdf

2020年第61卷第5期927 收稿日期 2020 03 18 作者简介 蒋玉根 1964 男 浙江富阳人 农业技术推广研究员 主要从事土肥技术推广工作 E mail 1287755967 qq com 文献著录格式 蒋玉根 邵赛男 蒋沈悦 等 施肥对连作大棚蔬菜产量 土壤养分和微生物种群的影响 J 浙江农业科学 2020 61 5 927 931 DOI 10 16178 j issn 0528 9017 20200537 施肥对连作大棚蔬菜产量 土壤养分和 微生物种群的影响 蒋玉根1 邵赛男1 蒋沈悦2 张奇春3 徐君1 周成云1 羊国芳1 张立群1 夏晓燕1 1 杭州市富阳区农业技术推广中心 浙江 杭州 311400 2 浙江华再环境技术有限公司 浙江 杭州 311108 3 浙江大学 环境与资源学院 浙江 杭州 310058 摘 要 于大棚蔬菜基地开展长期定位试验 设置不施肥 纯化肥 化肥减半配施沼液或有机肥4种施肥 处理 监测每一季作物产量和土壤养分变化 并于长期定位监测点建设后第5年对每个监测区的土壤微生物种 群进行检测 结果表明 长期的纯化肥处理造成土壤酸化 减少化肥施用量并配施有机肥可减缓土壤酸化 稳 定土壤有机质含量 不同施肥处理改变了土壤微生物种群结构 特别是纯化肥处理下 真菌和放线菌等有害菌 数量增加 加重了土壤连作障碍发生的机会 在农民习惯施肥量的基础上适当减少化肥施用量 作物产量不下 降 甚至增加 总体来看 在大棚蔬菜生产上用有机肥部分替代化肥是可行的 关键词 长期定位监测 设施栽培 蔬菜 化肥减量 有机替代 土壤理化性状 中图分类号 S626 文献标志码 A 文章编号 0528 9017 2020 05 0927 05 大棚种植是一种受人为因素作用十分强烈的土 地利用方式 复种指数高 施肥 灌溉 耕作频率 都超过一般农田 加上得不到自然降水淋洗的人工 保护条件 土壤理化性状发生了很大改变 逐步形 成了高度熟化 有别于一般农田的 人为土 壤 1 目前 大棚种植的配套技术仍不成熟 农 户普遍将露地施肥的习惯盲目地应用于大棚种植 中 随着种植年限延长 由于过量使用化肥而引起 的盐分障碍和离子拮抗所造成的微量元素不足致使 土壤的理化性状和营养平衡遭到破坏 导致连作障 碍严重 各种生理病害 土传病害大量发生 严重 影响作物的产量和品质 2 此外 大棚蔬菜生产 中偏施化肥的现状加上设施内土壤缺乏雨水淋溶 土壤的物理结构也极易被破坏 土壤盐分大量累 积 3 为了降低大棚蔬菜栽培的化肥施用量 提 高有机肥替代化肥的力度 特于2013年设置有机 与无机相结合的长期定位监测试验 分析不同肥料 及其组合对土壤肥力和微生物种群的影响 以期为 大棚蔬菜的科学施肥提供依据 1 材料与方法 1 1 田间监测点建设与处理设计 监测点建立在杭州市富阳区富春街道春华村金 国祥蔬菜基地 该基地从20世纪80年代开始发展 蔬菜种植 监测点于2013年8月建立 至2018年 底共种植了17茬作物 监测点分为4个处理 不 设重复 处理1 CK 空白 不施任何肥料 处 理2 纯化肥处理 按作物需求设置化肥需肥量和 需肥时期 处理3 沼液与化肥混合施用区 每 667 m2每季作物施用沼液100 t 化肥用量为纯化 肥处理的1 2 处理4 商品有机肥与化肥的混合 施用区 每667 m2每季作物施用商品有机肥 350 kg 化肥用量为纯化肥处理的1 2 CK的小区 面积为16 5 m2 处理2 4的小区面积均为 33 0 m2 小区之间用水泥现浇隔离 1 2 样本采集与分析 对监测点每个小区的作物产量都分别进行收割 称量测产 并在每季作物收获后采集土壤样本 测 定水溶性盐总量 阳离子交换量 pH值 以及有 机质 全氮 有效磷 速效钾含量 上述指标均按 照相关检测标准 由富阳区土壤肥料检测中心 检测 于2017年7月番茄采收后 由浙江大学张奇 春老师进行土壤鲜样采集 基于磷脂脂肪酸 928 2020年第61卷第5期 PLFA 分析土壤微生物样本 具体地 采用修 正的Bligh 处理2 4各监测季之间土壤水溶性盐总量变 异较大 特别是前几年的数据 但2017年以后变 化趋势较为一致 总体来看 至本研究结束时止 处理2呈上升趋势 处理3与监测点建立前基本持 平 处理4较监测点建立前略有上升 这可能是因 为过量施肥和常年连作致使肥料中的盐分离子逐年 累积于土壤中 4 月份序号 1 2013年8月 2 2013年12月 3 2014年5月 4 2014年8月 5 2014年11月 6 2015年7月 7 2015年 8月 8 2016年5月 9 2016年8月 10 2017年6月 11 2017年11月 12 2018年5月 13 2018年9月 图2 7同 图1 监测点各处理的土壤水溶性盐总量变化 从图2可以看出 相较于监测点建立前 至本 研究结束时 CK和处理4的pH值上升 而处理2 和处理3的pH值下降 特别是添加沼液的处理3 其降幅较纯化肥的处理2更大 研究表明 化学氮 肥用量的增加 尤其是在大棚栽培的特定条件下 会导致土壤酸化 6 长期单一施用无机肥会造成 土壤严重酸化 而有机 无机肥料配施则可以避免 此种情况发生 4 这与本研究结果较为一致 图2 监测点各处理的pH值变化 蒋玉根 等 施肥对连作大棚蔬菜产量 土壤养分和微生物种群的影响929 从图3可以看出 CK的土壤有机质含量一直 呈下降趋势 而处理4的土壤有机质含量在不同监 测季之间变异较大 但总的呈上升趋势 而处理2 和处理3的土壤有机质含量总体呈下降趋势 图3 监测点各处理的土壤有机质含量变化 从图4可以看出 CK各监测季的土壤有效磷 含量变化较小 但总体呈下降趋势 处理2的土壤 有效磷含量呈缓慢上升趋势 处理3和处理4不同 监测季之间变异较大 总体呈上升趋势 且增幅要 大于处理2 图4 监测点各处理的土壤有效磷含量变化 从图5可以看出 CK的土壤速效钾含量呈缓 慢下降趋势 其他处理的土壤速效钾含量在不同监 测季间变异较大 但总体呈上升趋势 其中 处理 2 处理3要比处理4增加得更快 从图6可以看出 相较于监测点建立前 至本 研究结束时 CK 处理2 处理3的土壤全氮含量 呈下降趋势 而处理4略增 从图7可以看出 相较于监测点建立前 至本 研究结束时 CK的阳离子交换量下降明显 处理 2和处理3略有下降 处理4上升明显 合理配施 有机肥是减少土壤酸化 次生盐渍化的重要措施之 图5 监测点各处理的土壤速效钾含量变化 图6 监测点各处理的土壤全氮含量变化 一 增施有机肥可提高土壤交换性盐基离子含量 使得电导率 EC 和pH值随有机肥施用比例提 高而升高 4 图7 监测点不同处理的土壤阳离子交换量变化 2 3 对土壤微生物种群的影响 采用修正的Bligh 单烯脂肪酸是革兰氏阴性 细菌的生物标记物 占PLFA总量的49 04 53 88 支链饱和脂肪酸是革兰氏阳性细菌的生 物标记物 处理1 4中支链饱和脂肪酸分别占 PLFA总量的11 71 14 77 14 31 11 35 说明革兰氏阳性细菌在各处理中所占的比例依次为 处理2 处理3 CK 处理4 不同处理下表征土壤微生物的真菌和放线菌 PLFA含量差异显著 表4 表征细菌的PLFA含 量无显著差异 处理2和处理3的真菌PLFA含量 显著高于其他处理 处理2的放线菌PLFA含量最 高 显著高于其他处理 这些结果说明 不同施肥 处理改变了土壤微生物群落结构 蒋玉根 等 施肥对连作大棚蔬菜产量 土壤养分和微生物种群的影响931 表3 不同处理土壤磷脂脂肪酸类型的数量及其比例 处理直链饱和脂肪酸单烯脂肪酸多烯脂肪酸支链饱和脂肪酸环丙烷脂肪酸数量比例 数量比例 数量比例 数量比例 数量比例 处理1 3 34 74 7 49 41 0 0 8 11 71 2 4 13 处理2 3 29 44 7 53 88 0 0 8 14 77 2 1 91 处理3 3 34 01 7 49 04 0 0 8 14 31 2 2 64 处理4 2 37 51 6 49 62 0 0 8 11 35 2 1 51 注 比例为对应处理下相应类型脂肪酸占全部磷脂脂肪酸的比例 表4 不同处理土壤微生物的群落结构 处理细菌PLFA真菌PLFA放线菌PLFA 处理1 93 9 0 7 a 0 49 0 02 b 5 4 0 2 b 处理2 93 1 1 3 a 0 69 0 05 a 7 3 0 1 a 处理3 94 1 1 7 a 0 60 0 02 a 5 6 1 1 b 处理4 93 3 1 9 a 0 19 0 08 c 6 3 0 9 b 注 同列数据后无相同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 3 小结 本研究表明 长期单一施用化肥加重了土壤酸 化和次生盐渍化 破坏了土壤结构 减少化肥施用 量缓解了酸性 生理酸性肥料在土壤中的累积 施 肥可以在一定程度上提高土壤的速效养分 但对维 持土壤有机质的平衡不利 有机无机配合施用更有 利于保持土壤有机质的稳定 从而提高土壤的酸碱 缓冲容量 不同施肥处理改变了土壤微生物种群结 构 特别是纯化肥处理下 真菌和放线菌等有害菌 数量增加 加重了土壤连作障碍发生的机会 减少化肥用量 尤其是氮肥用量是减缓设施土 壤酸化 次生盐渍化的重要措施 在农民习惯施肥 量的基础上适当减少化肥施用量 既可保证作物产 量不下降 且能降低土壤盐分累积 节约成本 提 高经济效益 因此 在蔬菜作物上采用有机肥部分 替代化肥是可行的 但要注意的是 长期过量施用 有机肥亦会造成土壤中硝酸盐的累积和淋溶 加重 土壤酸化 次生盐渍化 影响蔬菜的生长 降低蔬 菜的品质 因此 有机肥也要科学合理使用 参考文献 1 李文庆 张民 李海峰 等 大棚土壤硝酸盐状况研究 J 土壤学报 2002 39 2 283 287 2 秦巧燕 贾陈忠 曲东 等 我国设施农业发展现状及施肥 特点 J 湖北农学院学报 2002 4 373 376 3 喻景权 杜尧舜 蔬菜设施栽培可持续发展中的连作障碍 问题 J 沈阳农业大学学报 2000 31 1 124 126 4 王瑞雪 徐智 汤利 等 设施菜地土壤质量主要障碍因子 及其修复措施研究进展 J 浙江农业科学 2015 56 8 1300 1305 5 沈建国 李连松 石伟勇 等 余杭区蔬菜基地土壤肥力现 状及其培肥管理 J 浙江农业科学 2015 56 6 926 929 6 谢河山 程萍 林沛林 等 大棚蔬菜栽培土壤障碍的发生 原因及治理 J 广东农业科学 2006 33 4 40 41 责任编辑 高峻 上接第926页 11 李淑娴 高莹莹 李运红 等 种子含水量的测定方法及展 望 J 种子 2010 29 10 57 59 12 司亚平 陈殿奎 外源激素对茄子种子萌发的影响 J 蔬菜 1995 5 29 13 DUNLAP J R MORGAN P W Reversal of induced dormancy in lettuce by ethylene kinetin and gibberellic acid J Plant Physiology 1977 60 2 222 224 14 孟淑春 余振宙 宋顺华 等 赤霉素处理促进不同品种茄 子种子萌发的比较研究 J 北方园艺 2015 23 33 35 15 王桂荣 沃林峰 毛文龙 等 赤霉素对茄子砧木托鲁巴姆 种子发芽的影响 J 浙江农业科学 2017 58 10 1770 1771 16 郭晓宇 赤霉素处理对茄子种子发芽的影响 J 农业与 技术 2008 28 5 58 60 17 狄文伟 不同引发剂对陈茄子种子引发效果的研究 J 新农业 2016 11 6 7 18 苏婉玉 王艳芳 张琳 等 不同浓度赤霉素对红茄 水茄 和刺天茄种子萌发的影响 J 北方园艺 2018 16 61 64 19 李大忠 温庆放 李永平 等 茄子杂交制种技术研究 J 福建农业学报 2002 17 3 166 168 20 栗长兰 李佳宁 邢振兰 不同采收期和后熟天数对茄子种 子质量的影响 J 吉林蔬菜 1995 5 1 2 21 PASSAM H C THEODOROPOULOU S KARANISSA T et al Influence of harvest time and after ripening on the seed quality of eggplant J Scientia Horticulturae 2010 125 3 518 520 责任编辑 侯春晓