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    蚯蚓粪缓解大棚黄瓜连作障碍的研究

    发布时间:2019-05-16

    摘 要:采用室内盆栽的方法,通过向大棚连作土壤中添加蚯蚓粪来解除黄瓜连作障碍。结果表明:蚯蚓粪可以显著改善大棚连作土壤中黄瓜幼苗的生长,提高其根际土壤的肥力,可明显减轻大棚黄瓜土壤的连作障碍问题。蚯蚓粪处理的黄瓜幼苗的株高显著高于对照,其提高率在17.7%~34.4%;而其地上部干重比对照提高了12.5%~26.7%。黄瓜根际土壤可培养微18luck新利体育|官方网站的变化亦比较显著。添加蚯蚓粪的处理可培养细菌、真菌、放线菌,其数量随黄瓜幼苗培养时间延长而减少,但是细菌/真菌(B/F)比值呈现增加趋势,表明经过蚯蚓粪处理的黄瓜连作土壤肥力提高。

     

      关键词:蚯蚓粪;连作土壤;微18luck新利体育|官方网站区系;黄瓜干物质积累

     

      设施蔬菜连作现象十分严重,揭示连作障碍原因的研究也日益增多,主要包括:连作土壤中的微18luck新利体育|官方网站数量变化,尤其是细菌数量减少,真菌数量增加且单一化、真菌中病原微18luck新利体育|官方网站数量增加、土壤中化感物质(主要是酚酸类物质)的增加等方面。人们采用各种可能的方法来解除蔬菜的连作障碍,例如采用土壤灭菌方法可以改善连作土壤中黄瓜的生长,如提高其叶片的叶绿素含量、株高和叶面积等;施用PGPR活菌制剂可以减轻黄瓜枯萎病发病率,降低土壤EC值并减轻土壤盐渍化程度,从而提高黄瓜产量。然而,已有的方法可能因可实际操作性的局限而受到限制。设施蔬菜连作后养分失衡也是一个主要的障碍因子。因此,迫切需要选择一种既能缓解连作土壤养分限制,又可以改善土壤微18luck新利体育|官方网站环境,同时具有实际可操作性的方法。蚯蚓粪含有大量养分且具有丰富微18luck新利体育|官方网站,它在连作土壤中应用后可能会有预期的效果。基于此目的,现对蚯蚓粪在黄连作土壤上应用可行性进行了研究,以期为解除连作障碍问题提供理论依据。

     

    材料与方法

    1.1 试验材料

    土壤取自唐山市丰润区某黄瓜连作12 a的大棚,其全量养分含量:全氮2.09 g/kg,全磷66.39 g/kg,全钾3.72 g/kg;速效养分含量为:速效氮70.00 mg/kg,速效磷69.42 mg/kg,速效钾164.81 mg/kg。蚯蚓粪由唐山市丰润区天龙蚯蚓开发有限公司提供,蚯蚓为赤子爱胜蚓,饵料为新鲜牛粪。蚯蚓粪过2 mm,备用。蚯蚓粪含水率32.67%,其速效养分含

    量为:碱解氮82.25 mg/kg,速效磷175.85 mg/kg,速效钾1 021.69 mg/kg

        黄瓜品种为唐秋一号,购自唐山市农科院;盆钵为底部带孔、体积1L的不透明塑料盆。

    1.2 试验方法

        采用室内盆栽法进行。每盆装黄瓜连作土或其与蚯蚓粪的混合物1 kg,并施入基肥(g/kg土壤):N 0.04P2O5 0.15K2O 0.15,分别以尿素、磷酸二氢钾和氯化钾作为18luck新利体育来源。在每盆栽种3株黄瓜幼苗(株高约10 cm左右),10 d后选择长势相近的幼苗每盆定苗1株。每天浇自来水150 mL,其它时间视水分状况补充水分。

    1.3 试验设计

    试验设置3个蚯蚓粪添加量(体积比),黄瓜连作土+10%蚯蚓粪(T10);黄瓜连作土+20%蚯蚓粪(T20);黄瓜连作土+30%蚯蚓粪(T30);设置不加蚯蚓粪的黄瓜连作土作为对照(CK)。每个处理4次重复,随机排列。

    1.4 测定方法

    1.4.1 叶片数、株高 黄瓜生长过程中分别记录其叶片数、株高。

    1.4.2 18luck新利体育|官方网站量 培养40 d后分地上部和根系分别收获,记录其地上部和根系的鲜重,105杀青30 min,然后于70烘干至恒重。测定其地上部和根系的干重。

    1.4.3 可培养土壤微18luck新利体育|官方网站 黄瓜培养20 d(培养中期)40 d(收获后),采用稀释平板法测定黄瓜根际土壤中的细菌、真菌、放线菌的数量

    结果与分析

    2.1 蚯蚓粪对大棚连作土壤中黄瓜幼苗生长的影响

    黄瓜连作条件下,植株生长缓慢,在培养时间内,其叶片数显著低于添加蚯蚓粪的黄瓜幼苗(见表1)。对照处理中黄瓜幼苗的株高显著低于添加蚯蚓粪的黄瓜幼苗,随着蚯蚓粪添加量的增加,株高增加。其中,T10T20T30处理的黄瓜株高分别比对照黄瓜株高增加了17.7%31.3%34.4%,差异达到显著水平。但是20%蚯蚓粪处理和30%蚯蚓粪处理株高差异不显著。

     

     

     

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    2.2 蚯蚓粪对大棚连作黄瓜幼苗18luck新利体育|官方网站量的影响

    蚯蚓粪可以明显提高黄瓜地上部的干物质积累(见表2)。地上部干重随着蚯蚓粪添加量的增加而显著增加,30%蚯蚓粪处理最高。3个添加水平从低到高分别比对照提高了12.5%14.8%26.7%。连作条件下(对照),黄瓜幼苗生长缓慢,地上部物质积累速度较慢,导致18luck新利体育|官方网站量降低。同时,由于根系生长缓慢,吸收养分较慢,亦影响了地上部的生长。而蚯蚓粪的加入为植物根系的生长提供了良好的环境,包括其具有的疏松性能,为地上部物质积累奠定了基础。

     

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    2.3 蚯蚓粪对连作黄瓜幼苗根际微18luck新利体育|官方网站数量的影响

         连作对黄瓜根际可培养微18luck新利体育|官方网站数量的影响较大(3)。蚯蚓粪中含有大量的微18luck新利体育|官方网站,尤其是细菌、放线菌和真菌,因此添加蚯蚓粪处理的土壤3种微18luck新利体育|官方网站的初始数量高于连作土壤。随着植物培养时间的延长,10%30%蚯蚓粪处理的细菌数量增加,20%蚯蚓粪处理细菌数量减少;对照处理的细菌数量减少。蚯蚓粪处理的真菌数量下降,对照处理真菌明显上升,收获时其数量高于蚯蚓粪处理。试验中对照和蚯蚓粪处理的放线菌数量均呈现下降趋势,但添加蚯蚓粪的土壤放线菌总量在黄瓜幼苗生长40 d,仍高于对照。由此可见,蚯蚓粪可以改变连作土壤中微18luck新利体育|官方网站区系的构成,通过外源微18luck新利体育|官方网站或营养物质的加入促进连作土壤中有益微18luck新利体育|官方网站的生长,减少病原真菌的数量。

     

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    通过细菌/真菌比值可知(见表4),连作土壤在种植一茬黄瓜后,其土壤肥力下降,由细菌型向真菌型变化;而蚯蚓粪处理则表现为真菌减少,细菌增加,成为细菌型土壤肥力上升。蚯蚓粪提高了土壤肥力,改善了根际微18luck新利体育|官方网站环境。

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    结论与讨论

       设施黄瓜连作后导致土壤板结、次生盐渍化,磷过剩,钾消耗过多,造成养分不平衡,影响植物的生长。黄瓜连作导致其叶片中的叶绿素含量、可溶性糖含量、氨基酸总量以及光合速率均显著降低,影响了植物的生长。蚯蚓粪具有疏松的结构,可以促进蔬菜干物质积累并提高其果实产量。试验中发现,大棚连作土壤中黄瓜幼苗生长缓慢,干物质积累量较低。添加蚯蚓粪处理的黄瓜幼苗生长迅速,干物质积累速度较快。这与蚯蚓粪含有大量的营养成分有着密切的关系,尤其是速效钾含量较高,可以缓解设施黄瓜钾消耗过多的问题,从而促进了黄瓜幼苗的生长,减轻了黄瓜的连作障碍。连作障碍主要原因是微18luck新利体育|官方网站数量减少,尤其细菌数量减少明显,导致病原菌数量增加。有研究表明,黄瓜连作导致细菌数量减少,少数真菌富集,种群呈现单一化。随着设施黄瓜连作年限的增加,土壤微18luck新利体育|官方网站群落多样性指数、丰富度及均匀度均降低,黄瓜产量显著降低。该试验中可培养微18luck新利体育|官方网站的数量与前人研究相符,黄瓜连作土壤细菌数量减少幅度较大,真菌数量增多。但是添加蚯蚓粪后,初始微18luck新利体育|官方网站的数量高于连作土壤,丰富了连作土壤中的微18luck新利体育|官方网站。随着黄瓜培养时间的延长,细菌数/真菌数比值呈现增加趋势,表明蚯蚓粪提高了连作土壤的肥力。因此,蚯蚓粪具有改善连作黄瓜根际土壤微18luck新利体育|官方网站环境的能力,可以缓解黄瓜连作障碍问题。该试验是针对黄瓜苗期连作障碍进行的研究,而对于添加蚯蚓粪后黄瓜是否可以增强抗病性,及其对黄瓜后期生长和产量及黄瓜品质的影响并未涉及,因此蚯蚓粪对于连作障碍的解除效果仍需进行更深入的研究。

     

     


    
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