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设施蔬菜生产中过量化肥施用造成一系列土壤问题:土壤酸化、次生盐渍化等。减少化肥投入,寻找可替代或减少化肥用量的措施,成为当下可持续农业的研究热点。本研究单项试验选取连作5年以上蔬菜大棚,设置7个处理,其中2个对照:不施肥和常规施肥,5种替代化肥的措施:蔬菜专用肥、高温闷棚、叶面肥、增施有机肥和生物有机肥,进行小白菜大田试验,从四个方面(土壤基本理化性质、土壤酶活性、土壤微生物和小白菜产量和品质)进行评价;集成试验设置7个处理:空白(CK)、常规施肥(CF)、高温闷棚+叶面肥(H+L)、高温闷棚+增施有机肥(H+M)、高温闷棚+增施有机肥+叶面肥(H+M+L)、高温闷棚+生物有机肥(H+B),高温闷棚+生物有机肥+叶面肥(H+B+L),从小白菜产量和品质方面进行评价,为设施小白菜栽培筛选出切实可行的化肥减施措施。主要研究结果如下:
1、本研究对小白菜产量和品质(硝酸盐含量、Vc、可溶性糖和蛋白质)进行分析,结果表明:高温闷棚显著提高了小白菜的产量,降低了小白菜硝酸盐含量;叶面肥显著提高了小白菜Vc含量;增施有机肥提高了小白菜可溶性糖和蛋白质含量,生物有机肥可以降低小白菜硝酸盐含量、提高了小白菜Vc含量和可溶性糖含量。
2、为研究不同的措施对土壤理化性质的影响,本研究对设施土壤硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾、pH、EC和土壤水溶性盐离子组成进行了分析。结果表明:土壤硝态氮累积严重,占水溶性盐离子的主要部分,是次生盐渍化的最主要的离子;速效磷和速效钾含量偏高,土壤养分累积明显;土壤EC值远远超过蔬菜生长的临界值;而常规施肥方式显著降低了土壤pH。应用化肥减施措施对土壤的理化性质产生了不同的影响,高温闷棚处理显著降低了土壤硝态氮含量以及土壤EC值和各水溶性盐离子的含量。生物有机肥可以显著提高土壤铵态氮含量。增施有机肥显著提高了土壤速效钾含量。增施有机肥和生物有机肥均提高了土壤有机质含量。
3、本研究对土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶以及小白菜根际土壤细菌多样性进行分析。结果表明:施用化肥降低了土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。其中高温闷棚处理脲酶活性最低,除高温闷棚外,叶面肥和常规施肥较不施肥脲酶活性降低最为明显。常规施肥和叶面肥过氧化氢酶和蔗糖酶活性最低,增施有机肥和生物有机肥可以改善土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性,降低施用化肥对这三种酶活性的影响;施磷肥提高了酸性磷酸酶的活性,其中常规施肥酸性磷酸酶活性最高。对于小白菜根际土壤细菌多样性,不同施肥方式对土壤细菌群落组成和结构影响很大。高温闷棚、增施有机肥和不施肥处理有利于较低分类水平的菌门生长:Gemmatimonadetes、Acidobacteria、Planctomycetes、Chloroflexi、Deinococcus-thermus、Firmicutes。而常规施肥有利于Proteobacteria的生长。生物有机肥有利于Bacteriodetes生长;高温闷棚、常规施肥和生物有机肥对根际土壤细菌群落结构影响较其他处理显著;高温闷棚、增施有机肥和生物有机肥相比于蔬菜专用肥处理,细菌多样性和均匀度均增加。
4、对几种化肥减施措施进行集成试验表明,高温闷棚+增施有机肥+叶面肥处理显著提高了小白菜产量,高温闷棚+叶面肥、高温闷棚+增施有机肥和高温闷棚+生物有机肥三种处理之间产量差异不显著;所有集成处理较常规施肥降低了小白菜硝酸盐含量,高温闷棚+增施有机肥+叶面肥处理降低最为明显。高温闷棚+叶面肥、高温闷棚+增施有机肥+叶面肥、高温闷棚+生物有机肥+叶面肥处理显著提高了小白菜可溶性糖,其中高温闷棚+增施有机肥+叶面肥处理小白菜Vc含量显著高于其他处理。综合考虑所有指标,高温闷棚+增施有机肥+叶面肥集成措施效果最佳。
1、本研究对小白菜产量和品质(硝酸盐含量、Vc、可溶性糖和蛋白质)进行分析,结果表明:高温闷棚显著提高了小白菜的产量,降低了小白菜硝酸盐含量;叶面肥显著提高了小白菜Vc含量;增施有机肥提高了小白菜可溶性糖和蛋白质含量,生物有机肥可以降低小白菜硝酸盐含量、提高了小白菜Vc含量和可溶性糖含量。
2、为研究不同的措施对土壤理化性质的影响,本研究对设施土壤硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾、pH、EC和土壤水溶性盐离子组成进行了分析。结果表明:土壤硝态氮累积严重,占水溶性盐离子的主要部分,是次生盐渍化的最主要的离子;速效磷和速效钾含量偏高,土壤养分累积明显;土壤EC值远远超过蔬菜生长的临界值;而常规施肥方式显著降低了土壤pH。应用化肥减施措施对土壤的理化性质产生了不同的影响,高温闷棚处理显著降低了土壤硝态氮含量以及土壤EC值和各水溶性盐离子的含量。生物有机肥可以显著提高土壤铵态氮含量。增施有机肥显著提高了土壤速效钾含量。增施有机肥和生物有机肥均提高了土壤有机质含量。
3、本研究对土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶以及小白菜根际土壤细菌多样性进行分析。结果表明:施用化肥降低了土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。其中高温闷棚处理脲酶活性最低,除高温闷棚外,叶面肥和常规施肥较不施肥脲酶活性降低最为明显。常规施肥和叶面肥过氧化氢酶和蔗糖酶活性最低,增施有机肥和生物有机肥可以改善土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性,降低施用化肥对这三种酶活性的影响;施磷肥提高了酸性磷酸酶的活性,其中常规施肥酸性磷酸酶活性最高。对于小白菜根际土壤细菌多样性,不同施肥方式对土壤细菌群落组成和结构影响很大。高温闷棚、增施有机肥和不施肥处理有利于较低分类水平的菌门生长:Gemmatimonadetes、Acidobacteria、Planctomycetes、Chloroflexi、Deinococcus-thermus、Firmicutes。而常规施肥有利于Proteobacteria的生长。生物有机肥有利于Bacteriodetes生长;高温闷棚、常规施肥和生物有机肥对根际土壤细菌群落结构影响较其他处理显著;高温闷棚、增施有机肥和生物有机肥相比于蔬菜专用肥处理,细菌多样性和均匀度均增加。
4、对几种化肥减施措施进行集成试验表明,高温闷棚+增施有机肥+叶面肥处理显著提高了小白菜产量,高温闷棚+叶面肥、高温闷棚+增施有机肥和高温闷棚+生物有机肥三种处理之间产量差异不显著;所有集成处理较常规施肥降低了小白菜硝酸盐含量,高温闷棚+增施有机肥+叶面肥处理降低最为明显。高温闷棚+叶面肥、高温闷棚+增施有机肥+叶面肥、高温闷棚+生物有机肥+叶面肥处理显著提高了小白菜可溶性糖,其中高温闷棚+增施有机肥+叶面肥处理小白菜Vc含量显著高于其他处理。综合考虑所有指标,高温闷棚+增施有机肥+叶面肥集成措施效果最佳。