日光温室黄瓜营养基质栽培延缓连作障碍发生的因素及调控措施探究

发布时间：2017-05-15 20:08

  本文关键词：日光温室黄瓜营养基质栽培延缓连作障碍发生的因素及调控措施探究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：设施蔬菜生产多为连作,一些老的产区蔬菜连作障碍日益严重,制约了设施蔬菜的可持续发展。以作物秸秆和有机肥为主要原料配制的营养基质代替重度连作土壤进行设施蔬菜栽培,已成为解决蔬菜连作障碍的一种有效方法。本文以日光温室黄瓜1-10茬土壤连作栽培为对照,通过研究1-10茬稻草营养基质连作栽培对黄瓜生长发育及根区微环境的影响,探明营养基质栽培对连作障碍的延缓作用及影响因素,并通过新堆制营养基质和土壤模拟连作酸化试验、连作营养基质和连作土壤高温热处理试验及连作营养基质生物炭修复试验,探究营养基质栽培延缓连作障碍的可能因素及调控措施,为营养基质连作障碍的克服及在设施栽培中的应用提供技术支撑和理论依据。主要试验结果如下：1.黄瓜连作栽培试验中,营养基质相对于土壤栽培具有明显的延缓连作障碍发生的作用,土壤栽培的黄瓜在第4茬后,营养基质栽培的黄瓜在第10茬时分别表现出了明显的生育障碍现象。同一连作茬次间,营养基质栽培的黄瓜株高、茎粗、地上部鲜质量、根鲜质量、叶片叶绿素含量和净光合速率均相对高于土壤栽培,营养基质栽培第4茬到第10茬的黄瓜小区产量比土壤栽培分别高30.0%、9.5%和6.2%,而植株死亡率相对土壤栽培分别降低了21.0%、35.7%和24.4%,表明黄瓜营养基质栽培相对于土壤栽培具有明显的优势,在连作栽培过程中有利于黄瓜生长和产量的形成。2.随着黄瓜连作茬次的增多,土壤和营养基质的理化性状表现出了连作障碍的一般规律,即容重、电导率逐渐增加,有机质、全氮、速效氮和速效磷含量逐渐积累,全磷含量和pH逐渐降低。但同一连作茬次间,营养基质的容重和电导率低于土壤,而含水量、pH、有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量均高于土壤,说明各连作茬次的营养基质较土壤具有更好的理化性状,更有利于根系对养分的吸收。3.除第10茬的蔗糖酶和第4茬的中性磷酸酶外,同一连作茬次间,营养基质的蔗糖酶、中性磷酸酶、脲酶活性均高于土壤；真菌数量低于土壤,第4茬细菌数量、细菌／真菌均高于土壤。细菌16S rDNA基因的DGGE图谱和条带分布及细菌群落相似性聚类分析结果表明,营养基质和土壤连作对细菌种群结构的影响存在着明显差异性,营养基质的细菌种群结构和多样性优于土壤,第10茬营养基质的细菌种群结构趋近于土壤。4.与未经热处理的连作土壤和营养基质相比,热处理后均明显促进了黄瓜的植株生长,减轻了连作障碍的发生,但表现形式不同,营养基质栽培黄瓜主要表现为黄瓜株高、地上部干鲜质量的增加,而热处理对于土壤栽培黄瓜的促进作用表现在除叶绿素含量以外的其他各项生长指标上,且对于连作土壤栽培黄瓜的促进作用明显大于营养基质。连作土壤和营养基质热处理的最佳生物效应处理温度和时间是55℃-96h。5.热处理对连作土壤和营养基质的养分含量及生物学特性产生了差异性影响,热处理后显著提高了土壤中有机质、全氮、碱解氮、速效钾的含量,提高了过氧化氢酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性及细菌、放线菌数量和B/F,降低了真菌数量；热处理后提高了营养基质中细菌、放线菌数量及B/F,降低了真菌数量,改善了微生物环境,但同时降低了过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性,降低了全氮、碱解氮、速效钾的含量。表明土壤连作栽培后理化性状和生物环境恶化速度过快是造成连作障碍发生程度严重的主要原因之一。6.连作酸化模拟试验结果表明,在pH6.5-5.5的下降过程中,尤其在pH 5.5处理时,营养基质相对土壤表现出明显的栽培优势,黄瓜的株高、地上部鲜质量、根鲜质量、地上部干质量和叶片叶绿素含量均显著高于土壤栽培。而随着pH进一步下降,这种栽培优势逐渐消失。7.在pH下降过程中,营养基质相对于土壤仍然可以保持较高的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量。pH下降对营养基质的酶活性影响不大,但对土壤栽培的酶活性具有明显抑制作用。营养基质各处理的细菌数量及pH5.0-6.0的处理中细菌／真菌比值明显高于土壤。在pH5.5-6.5处理条件下,与土壤比较,营养基质对酸化的缓冲能力更强,这与营养基质本身有机质含量高,阳离子代换量大有关,这可能是营养基质相对土壤能够延缓连作障碍发生的主要因素之一。8.生物炭修复连作营养基质试验结果表明,添加生物炭处理显著提高了营养基质有机质和速效钾含量,提高了pH值,改善了黄瓜根系生长环境,促进了黄瓜叶片光合作用及SOD和POD酶活性,提高了产量,增加了果实可溶性糖含量,降低了硝酸盐积累,其中以添加质量比为5%生物炭效果最为明显。综上所述,营养基质在黄瓜连作栽培过程中,相对于土壤表现出明显延缓连作障碍发生的作用,其主要影响因素可归纳为以下两方面：一方面营养基质本身相对于土壤具有优良的理化性状及生物特性,能为黄瓜生长提供更好的营养和根区生物环境；另一方面在连作栽培过程中营养基质理化性状和生物学特性恶化速度相对土壤缓慢,减轻了连作对黄瓜生长的影响。
【关键词】：营养基质 黄瓜 连作障碍 土壤理化性状 土壤微生物 调控
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S626;S642.2
【目录】：

• 摘要10-12
• Abstract12-15
• 前言15-28
• 1 作物连作障碍产生的原因15-20
• 1.1 土壤理化性质恶化16-18
• 1.2 土壤生物学环境恶化18-19
• 1.3 植物的自毒作用19-20
• 2 作物连作障碍的防治措施20-23
• 2.1 合理轮作和间作套种20-21
• 2.2 土壤消毒21
• 2.3 增施有机物料21-22
• 2.4 添加生物炭22-23
• 2.5 生物防治23
• 2.6 嫁接23
• 3 作物连作栽培土壤的替代方式—营养基质栽培23-27
• 3.1 营养基质栽培主要形式23-24
• 3.2 营养基质配比与栽培优势24-26
• 3.3 营养基质连作栽培及连作基质重复利用26-27
• 4 本课题研究的主要思路27-28
• 第一章 日光温室黄瓜营养基质栽培延缓连作障碍发生的作用28-46
• 1 材料与方法28-30
• 1.1 试验材料28
• 1.2 试验设计28-29
• 1.3 取样方法29
• 1.4 测定指标及方法29-30
• 1.5 数据处理30
• 2 结果与分析30-41
• 2.1 营养基质与土壤连作栽培对黄瓜生长及产量的影响30-33
• 2.2 黄瓜连作栽培对营养基质及土壤理化性状的影响33-36
• 2.3 黄瓜连作栽培对营养基质及土壤主要酶活性的影响36-37
• 2.4 黄瓜连作栽培对营养基质及土壤微生物种群结构的影响37-40
• 2.5 黄瓜生长和产量指标与土壤理化性质、酶活性及微生物数量的相关性分析40-41
• 3 讨论41-45
• 4 小结45-46
• 第二章 不同pH水溶液处理对营养基质和土壤栽培黄瓜生长和根区微环境的影响46-60
• 1 材料与方法46-47
• 1.1 试验材料46
• 1.2 试验设计46-47
• 1.3 取样方法47
• 1.4 测定指标及方法47
• 1.5 数据处理47
• 2 结果与分析47-56
• 2.1 不同pH水溶液处理对营养基质和土壤栽培黄瓜生长的影响47-50
• 2.2 不同pH水溶液处理对营养基质和土壤理化性状的影响50-51
• 2.3 不同pH水溶液处理对营养基质和土壤主要酶活性的影响51-52
• 2.4 不同pH水溶液处理对营养基质和土壤微生物数量的影响52-53
• 2.5 相关性分析53-56
• 3 讨论56-59
• 4 小结59-60
• 第三章 黄瓜连作营养基质及土壤热处理的生物效应60-74
• 1 材料与方法60-61
• 1.1 试验材料60
• 1.2 试验设计60-61
• 1.3 取样方法61
• 1.4 测定指标及方法61
• 1.5 数据处理61
• 2 结果与分析61-70
• 2.1 连作营养基质和土壤热处理对黄瓜生长的影响61-64
• 2.2 热处理对连作营养基质和土壤养分含量的影响64-65
• 2.3 热处理对连作营养基质和土壤主要酶活性的影响65-66
• 2.4 热处理对连作营养基质和土壤微生物数量的影响66-67
• 2.5 相关性分析67-70
• 3 讨论70-72
• 4 小结72-74
• 第四章 添加生物炭对连作营养基质修复作用研究74-81
• 1 材料与方法74-75
• 1.1 试验材料74-75
• 1.2 试验设计75
• 1.3 测定项目与方法75
• 1.4 数据处理75
• 2 结果与分析75-78
• 2.1 添加生物炭对连作营养基质理化性状的影响75-76
• 2.2 添加生物炭对黄瓜叶片保护性酶活性的影响76
• 2.3 添加生物炭对黄瓜叶片光合参数的影响76-77
• 2.4 添加生物炭对黄瓜单株产量的影响77
• 2.5 添加生物炭对黄瓜果实营养品质的影响77
• 2.6 黄瓜产量与营养基质理化性质的相关分析77-78
• 3 讨论78-79
• 4 小结79-81
• 全文总结81-84
• 1 主要研究结论81-83
• 2 研究特点与创新之处83
• 3 研究展望83-84
• 参考文献84-96
• 致谢96-97
• 附录97

【参考文献】

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本文编号：368730