微生物制劑對設施黃瓜連作障礙的修復試驗

葉俊 ，胡家陽 ，楊銀娟，李珍珍 ，曹歡歡 ，黃丹楓

（1.上海交通大學農業與生物學院，200240；2.上海奉賢區蔬菜技術推廣站）

隨著蔬菜生產趨向規?；?、工廠化和專業化，形成了不少大蒜鄉、黃瓜鎮等蔬菜專業化生產基地，但連作現象非常普遍[1]。這使得設施蔬菜產業的發展受到嚴重的制約。其中連作所導致的蔬菜品質下降、減產甚至絕收的主要原因就是破壞了土壤微生物種群的平衡[2]。因此近年來人們開始重視微生物制劑在連作土壤修復上的應用。

本試驗針對設施黃瓜的連作障礙，將3種微生物制劑應用于設施黃瓜栽培當中，并以施用常規有機肥和化肥的栽培方式作為對照。通過分析施用微生物土壤修復劑后設施內黃瓜的生長勢和產量、病害發生、土壤各項理化性狀等情況，來綜合分析評判微生物制劑對黃瓜連作障礙的修復效果，以期為能夠在實際應用中推廣土壤微生物修復制劑提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2009年3月20日至6月6日在上海市奉賢區清秋蔬果專業合作社楊王村蔬菜基地進行，選取8棟8 m×40 m日光塑料薄膜大棚，試驗地已經連續種植4茬黃瓜；試驗總面積2 560 m2；試驗所用黃瓜為中早熟品種“申青一號”，于3月26日定植；6月6日采收完畢。

供試微生物有機制劑分別為創博微生物制劑、東莞保得生物制劑和翠京元微生物制劑。

1.2 試驗設計

試驗設置4個處理，每個處理4次重復，小區面積為160 m2。根據微生物制劑的N、P、K含量及使用方法，經計算確定合理的施用量，含量不足的以復合肥和鉀肥補充，以保證各處理所含有的N、P、K處于相對一致的水平。

處理1：創博微生物制劑4.5 kg/m2，復合肥0.03 kg/m2；

處理2：保得復合微生物肥0.15 kg/m2，鉀肥0.03 kg/m2；

處理3：翠京元微生物制劑0.12 mL/m2，正常有機肥料 2.25 kg/m2，復合肥 0.07 kg/m2，鉀肥0.01 kg/m2；

處理 4（CK）：正常有機肥料 2.25 kg/m2，復合肥0.15 kg/m2，鉀肥 0.03 kg/m2。

1.3 試驗方法

分別于4月2日、5月8日采集土樣。按照5點取樣法，在各小區取耕作層0~20 cm土壤。土壤測定的指標及方法：pH值、EC值按土水比1∶5浸提，分別使用pH計，EC計測定；含水率利用烘干法測定[3]；有機質含量利用重鉻酸鉀氧化稀釋熱法測定[4]。

分別于定植后第20天、第35天、第49天測定黃瓜的株高，葉數，最大葉面積，莖粗，葉柄長；每個處理隨機取樣10株，定株測定。黃瓜采收過程中，分區采收，記錄商品瓜產量。

在定植至采收結束期間，統計黃瓜枯萎病及霜霉病發病情況，計算發病率及病情指數（0~5級制）。

所有數據使用Microsoft Excel 2007和SAS軟件統計分析。

2 結果與分析

2.1 黃瓜生長勢

通過表1，2，3可以看出，在5項測定指標中，處理1的黃瓜生長勢最好。在定植后第20天所測得數據顯示，處理1與其他3個處理在各項指標上都存在顯著差異。而其他3個處理之間差異不顯著，對照處理中的各項指標均低于其他3個處理。在黃瓜定植后第35天測得數據顯示，處理1黃瓜繼續保持較強的生長勢。除最大葉面積外，其他指標仍然與其他3個處理有顯著差異。第49天測得數據顯示，各處理的莖粗、葉數、葉柄長差異不顯著，株高與最大葉面積有顯著差異。這種現象說明，處理1的黃瓜長勢保持在一個較高的水平，生長后期各處理生長勢趨于一致；處理1已進入生殖生長階段，積累的營養物質比其他3個處理多，黃瓜的生長勢強。

從圖1可以看出，各處理的平均產量都呈現出先升高后降低，再小幅升高的波動態勢。其中，處理1在5月17日之前的日平均產量均高于其他3個處理，在5月15日達到61.48 kg的最高值。然而，處理2的日平均產量在5月13日之前是4個處理中最低的，在5月15日平均產量為50.75 kg，達到最高值。各處理均在5月19日出現最低值，之后的測產結果表明各處理均呈現小幅的上升，以處理1最為明顯。對照處理逐漸走低；而處理1仍保持較穩定的產出；處理2與處理3產量雖然優于常規對照，卻低于處理1。方差分析結果表明（圖2），處理1和處理3與對照有顯著差異，并且它們之間也有顯著差異。處理2與對照沒有顯著差異。這說明施用微生物制劑能夠在一定程度上提高設施連作黃瓜產量，并且3種微生物制劑的處理效果各不相同。

表1 黃瓜定植20 d后（4月15日）生長指標的變化

表2 黃瓜定植35 d后（4月30日）生長指標的變化

表3 黃瓜定植49 d后（5月14日）生長指標的變化

圖1 黃瓜小區（160 m2）日平均產量

圖2 各處理黃瓜小區產量

2.2 霜霉病與枯萎病發病情況

從圖3可以看出，各處理在發病指數與發病率上呈現相反的趨勢。各微生物制劑處理的霜霉病與枯萎病在發病率上低于對照處理，其中對于枯萎病發病率，各處理間存在顯著差異。對于霜霉病發病率，處理1發病率最低，與處理3和處理4存在顯著差異。但是在發病指數上，對照處理的發病程度較輕，各微生物制劑處理發病指數均高于對照處理；處理1的枯萎病發病指數最高，處理2的霜霉病發病指數最高。其原因可能是由于微生物制劑施入土壤后，雖然各種有益微生物在數量上占優勢，形成優勢種群，但繁殖較集中，擴散不均勻，使得病菌仍然有生存的空間。一旦病菌侵染植株，有益菌并不能抑制其活性。這樣在宏觀上，病菌數量得到控制，但局部空間內病菌數量仍相對較多，使得該區域內植株發病嚴重。

圖3 枯萎病和霜霉病發病率及發病指數的差異顯著性注：圖中的縱坐標數據分別為其反正弦轉換值平均數的返回尺度

2.3 設施土壤性狀分析

通過表4可以看出，各處理在4月2日所測得EC值水平均超過了1.21 mS/cm，根據馮永軍等[5]研究，表層土壤電導率（EC值）在1.21 mS/cm以上時大部分作物均出現鹽害，因此0~20 cm耕作層土壤EC值超過正常水平，有土壤鹽分表聚現象發生。其中對照土壤EC值高于3種微生物制劑處理后的土壤EC值，并且與處理1、處理2差異顯著。說明使用微生物制劑對減輕土壤鹽分表聚有一定作用，在較短時間內就能收到成效。各處理在5月8日所測得EC值中處理3最低，對照EC值最高，對照與其他各處理差異達顯著水平。與4月2日所測得EC值比較后發現，所有處理EC值均有降低，這在一定程度上說明，施用有機肥對減輕土壤次生鹽漬化有一定效果。通過對比相應處理EC值的前后降幅可以發現：處理3 EC值降幅最大，為1 196 μS/cm，處理 2 EC 值降低 882 μS/cm，處理 1 EC值降低824.75 μS/cm，對照處理 EC值降低 659.75 μS/cm。結合本組數據，可以推斷各微生物有機制劑對于降低土壤全鹽含量有明顯作用，在各微生物制劑作用下，土壤EC值均能達到黃瓜正常生長所需的水平，以處理1微生物制劑效果最為顯著。另外，可以發現5月8日各處理測得pH值相對于4月2日有所升高，這可能是由于固氮細菌、硝化細菌作用，將NH4+轉化為NO3-，使得土壤中陰離子增多導致H+含量降低，使得土壤pH值升高。

如圖4所示，4月2日所測得土壤有機質含量在18.81~27.86 g/kg，處理1的有機質含量最高，其次是對照處理，為26.71 g/kg，而處理2所測得的有機質含量最低。這可能是由于處理2的肥料形式為濃縮液體，在施用后，更易于分解，損失部分養分?；蛘咧参镂盏母杆伲_切的原因還需要進一步研究。但4個處理總的有機質水平均高于或接近奉賢區土壤有機質平均水平25.97 g/kg[6]，說明施用微生物有機制劑及有機肥料均能提高土壤中有機質含量。5月8日測得的數據表明，土壤中有機質含量減少，但各處理減少量不同，處理1為13.07 g/kg，處理2為2.17 g/kg，處理3為3.11 g/kg，對照為13.78 g/kg。說明黃瓜在生長過程中，吸收利用了部分的有機質，另外微生物的新陳代謝需要大量的能量，這也是有機質含量降低的一個原因。

表4 黃瓜定植后土壤pH值，EC值及含水量變化

圖4 黃瓜定植不同天數后土壤有機質含量

3 小結與討論

綜上所述，通過微生物土壤修復制劑增加土壤有益微生物的數量，改善連作土壤的理化性質具有可行性。使用微生物制劑后的土壤環境更適于黃瓜生長發育，生長勢和產量顯著提高，枯萎病、霜霉病發病率顯著下降。說明微生物制劑提高了土壤中有益微生物的活性，促進了土壤養分的釋放，增加了土壤肥力，對連作土壤的修復效果顯著。

雖然在本試驗過程中，3種被測試的微生物制劑，處理1的綜合修復效果最為顯著，而處理2和處理3卻未達到處理1的水平，并不能絕對地說明后者不好，有研究表明，同一微生物肥料針對不同作物、不同土壤會出現增產或減產兩種相反的結果，應針對不同作物、不同土壤研發相應的專用微生物肥料[7]。因此制造專用微生物肥料將成為未來微生物肥料發展的趨勢，使得使用者能夠有的放矢，專肥專施。

本試驗需要深入研究的內容：①微生物制劑對土傳病害的防病效果顯著，在施用時應以預防為主，結合農業綜合防治方法，使得微生物制劑發揮盡可能大的效用；②微生物制劑對土壤氮素循環、黃瓜品質的影響還有待于進一步深入研究，土壤含氮總量、硝酸鹽含量的分析、黃瓜品質分析等工作正在進行中；③微生物制劑對土壤修復的機制、對綜合栽培條件的影響等，還需要進一步的試驗，以獲得持續、穩定的修復效果。

[1]李建偉.2005年我國蔬菜產業發展的回顧[J]．中國蔬菜，2006（10）：12．

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