不同种植年限设施土壤微生物学特性变化研究

【摘要】： 设施农业是当前发展最为迅速的产业之一，具有显著的社会和经济效益。由于设施内特殊的土壤生态环境，随着设施种植年限的增加，土壤次生盐渍化、养分失衡、作物根系分泌物及病原菌不断积累，生态环境恶化，出现一系列连作障碍，形成对作物生长的逆境条件。这些与土壤微生物的变化有密切关系。了解设施生产中土壤微生物学性质的变化特点，能够为用微生物学指标指示设施土壤连作障碍的发生提供科学数据。本研究根据我国设施栽培分布现状，选取辽宁北宁、山东寿光及江苏常州等具有代表性的设施土壤进行研究，以揭示我国不同地区设施土壤微生物量碳、氮、磷的变化特征及微生物活性状况；并对四川双流在采取揭棚管理措施下设施土壤微生物学特性的季节变化进行了研究。取得以下研究结果： 1、设施土壤微生物量均高于露地，辽宁、山东、江苏设施土壤微生物量碳分别为1145.78 mg.kg~(-1)、403.18 mg.kg~(-1)和242.93 mg.kg~(-1)，较对应露地土壤高78.33％、33.64％和54.76％；微生物量氮分别为46.36 mg.kg~(-1)、58.97mg.kg~(-1)和78.06 mg.kg~(-1)，高出露地土壤37.99％、59.76％和35.73％；微生物量磷分别为13.37 mg.kg~(-1)、20.22 mg.kg~(-1)、31.77 mg.kg~(-1)，比露地土壤高57.59％、86.65％和29.34％。随种植年限的延长，土壤微生物量碳、氮逐渐增加，在设施种植4年左右达最高，而微生物量磷在2年时即出现最大值，此后则都有不同程度的降低。 设施土壤速效养分增加对土壤微生物量碳、氮、磷有明显影响。土壤微生物量碳随速效氮增加而增加，微生物量氮、磷随其增加而降低；速效磷对微生物量碳、氮、磷的影响与速效氮相反，土壤微生物量碳随速效磷增加急剧降低，而微生物量氮、磷随其变化有上升趋势；土壤微生物量碳、氮、磷随速效钾增加都下降。 2、在我国典型设施栽培地区—山东寿光，设施土壤微生物量碳、氮、磷及微生物量间的比值较露地土壤发生了明显变化。露地土壤微生物量低、变幅小，设施土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量磷、微生物商和微生物量碳／氮较露地分别提高92.18％、25.38％、276.05％、17.54％和61.71％，微生物量氮／全氮、微生物量碳／磷下降了53.02％和31.29％。影响设施土壤微生物量的因素包括有机质、速效氮、pH、微生物商、微生物量碳氮比、微生物量氮／全氮、土壤碳氮比，并以微生物商、微生物量氮／全氮对其影响最大。 3、设施土壤微生物总数随季节变化呈先升高后降低的特点，高峰出现在6月，10月数量最低，后者微生物总数仅占前者的5.58％；细菌数量季节变化特点与微生物总数相同，也以6月最高，10月最低；真菌、放线菌的数量和土壤微生物量碳的最大值都出现在3月。脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和转化酶活性季节变化特点与微生物多样性指数一致，整体呈高-低-高-低的变化特点，活性高峰出现在3月，6月降到最低，揭棚后(10月)又有所升高。设施土壤微生物数量、微生物多样性指数、微生物量碳及酶活性均高于露地，真菌和放线菌占微生物总数的比例呈上升趋势。揭棚管理后，尽管微生物数量、微生物量碳明显下降，但微生物多样性指数及土壤酶活性有所恢复。