施用生物質炭對日光溫室黃瓜生長及土壤微生物和線蟲群落結構的影響.pdf

1、我國溫室蔬菜的種植發(fā)展迅速，由于日光溫室蔬菜生產(chǎn)過程中集約化管理和高投入、復種指數(shù)高等問題，導致土壤質量退化和土壤生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定，作物病害加重，土地可持續(xù)利用能力下降，致使蔬菜的產(chǎn)量與品質受到威脅。在蔬菜生產(chǎn)管理過程中如何防治病蟲害、提高蔬菜品質和產(chǎn)量成為日光溫室蔬菜高產(chǎn)優(yōu)質的主要挑戰(zhàn)。近年來，農(nóng)業(yè)廢棄物熱裂解產(chǎn)生的生物質炭在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用受到極大的關注。研究表明，施用生物質炭不僅可以提高作物產(chǎn)量和品質，還能夠改善土壤質量，增強土壤生

2、態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前，生物質炭對蔬菜生長的影響已有一些報道，但對土壤生物學特性特別是對線群落結構的研究還鮮有報道。本研究選擇長期種植黃瓜的日光溫室系統(tǒng)為對象，通過不同用量生物質炭的施用:0 t/hm2(C0)、24 t/hm2(C1)、48t/hm2(C2)。研究生物質炭施用對日光溫室土壤理化性質、黃瓜的生長和品質的影響;生物質炭對土壤微生物群落結構、土壤線蟲群落結構以及根結線蟲病的影響。主要研究結果如下:
　　(1)施用生物質炭

3、土壤有機碳增加范圍為22.4％～37.2％ C2處理土壤全氮、銨態(tài)氮、速效鉀含量分別顯著提高了10.2％、53.3％、43.7％。生物質炭處理顯著提高土壤pH，并降低土壤客重11.0％以上。與C0相比，C2處理黃瓜根系生物量增加了56.9％。C2處理黃瓜可溶性糖和有機酸含量較C0分別顯著提高27.4％和17.9％，C1處理顯著降低黃瓜硝酸鹽含量25.5％。土壤中添加生物質炭對黃瓜產(chǎn)量沒有顯著影響。
　　(2)生物質炭對日光溫室土壤

4、微生物群落結構的研究表明:土壤微生物生物量碳的含量隨著生物質炭用量的增加而增加，C2處理與C0相比顯著增加14.7％。采用PLFA技術發(fā)現(xiàn)不同用量生物質炭處理下，土壤細菌、真菌、放線菌與PLFA總量均未發(fā)生顯著性變化。真菌/細菌比值在C2處理與C1處理之間產(chǎn)生顯著性差異，C2比C1顯著降低了9.9％。革蘭氏陽性細菌/革蘭氏陰性細菌、單不飽和/支鏈脂肪酸以及飽和/單不飽和脂肪酸比值在各處理間不存在顯著差異。而主成分分析發(fā)現(xiàn)C2處理土壤微生

5、物群落結構的穩(wěn)定性下降。
　　(3)生物質炭對土壤線蟲群落結構的研究結果表明:生物質炭對土壤線蟲總數(shù)沒有影響，而改變了線蟲群落結構。C2處理土壤食細菌線蟲的數(shù)量比C0顯著降低了38.3％，而C1與C0處理間未達到顯著差異水平。與此同時，C1處理食真菌線蟲數(shù)量顯著低于C0，降低了61.9％，而植食性線蟲和捕雜食性線蟲數(shù)量及相對豐度沒有顯著影響。土壤線蟲生態(tài)指數(shù)分析表明:與C0處理相比，C1處理線蟲通路比值(NCR)顯著增加了27.1

6、％，而C1處理下F/B ratio顯著降低50.7％，因此適量生物質炭能夠增加以食細菌線蟲為主導的分解通道。同時線蟲生態(tài)指數(shù)（H'，Margalef和MI）各處理間沒有顯著差異，表明施用生物質炭短期內對土壤線蟲群落多樣性和穩(wěn)定性沒有顯著影響。施用生物質炭對土壤根結線蟲有一定的影響，C2（高施炭量）較C0處理顯著增加了根結指數(shù)89.7％，黃瓜根系的根結指數(shù)和單株卵塊數(shù)分別為C0的1.9和4.8倍。
　　綜上所述，生物質炭能夠顯著改善

7、土壤理化性狀，提高黃瓜品質，促進作物根系的生長，生物質炭對土壤微生物群落結構的改變主要來自對土壤環(huán)境的改善，高施用量下土壤微生物群落穩(wěn)定性下降。線蟲群落的改變在不同生物質炭用量下表現(xiàn)出不同的效應，主要體現(xiàn)在對食細菌線蟲和食真菌線蟲數(shù)量和比例的改變。適量生物質炭更能促進以細菌主導的能流通道。生物質炭對土壤食物網(wǎng)的影響并未延伸到較高營養(yǎng)級水平上，且能保持土壤線蟲群落的穩(wěn)定性，C2（高用量的生物質炭）施用增加根結指數(shù)。施用生物質炭對黃瓜產(chǎn)量沒