施用生物質(zhì)炭對日光溫室黃瓜生長及土壤微生物和線蟲群落結(jié)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(zhì)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(zhì)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(zhì)和產(chǎn)量成為日光溫室蔬菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)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(zhì)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(zhì)炭不僅可以提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，還能夠改善土壤質(zhì)量，增強土壤生

2、態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前，生物質(zhì)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(jié)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(zhì)炭的施用:0 t/hm2(C0)、24 t/hm2(C1)、48t/hm2(C2)。研究生物質(zhì)炭施用對日光溫室土壤理化性質(zhì)、黃瓜的生長和品質(zhì)的影響;生物質(zhì)炭對土壤微生物群落結(jié)構、土壤線蟲群落結(jié)構以及根結(jié)線蟲病的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)施用生物質(zhì)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(zhì)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(zhì)炭對黃瓜產(chǎn)量沒有顯著影響。
　　(2)生物質(zhì)炭對日光溫室土壤

4、微生物群落結(jié)構的研究表明:土壤微生物生物量碳的含量隨著生物質(zhì)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(zhì)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(jié)構的穩(wěn)定性下降。
　　(3)生物質(zhì)炭對土壤線蟲群落結(jié)構的研究結(jié)果表明:生物質(zhì)炭對土壤線蟲總數(shù)沒有影響，而改變了線蟲群落結(jié)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(zhì)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(zhì)炭短期內(nèi)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(zhì)炭對土壤根結(jié)線蟲有一定的影響，C2（高施炭量）較C0處理顯著增加了根結(jié)指數(shù)89.7％，黃瓜根系的根結(jié)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(zhì)炭能夠顯著改善

7、土壤理化性狀，提高黃瓜品質(zhì)，促進作物根系的生長，生物質(zhì)炭對土壤微生物群落結(jié)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(zhì)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(zhì)炭更能促進以細菌主導的能流通道。生物質(zhì)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(zhì)炭）施用增加根結(jié)指數(shù)。施用生物質(zhì)炭對黃瓜產(chǎn)量沒