甲基溴替代技术对番茄温室土壤养分及微生物量碳的影响

　倡中国和意大利合作项目“甲基溴土壤消毒替代技术的筛选及能力建设（２００１～２００３）”和北京市生态学重点学科项目（XK１００１９４４０）资助　倡倡通迅作者收稿日期：２００５唱１２唱２３　改回日期：２００６唱０２唱２８甲基溴替代技术对番茄温室土壤养分及微生物量碳的影响倡陈云峰　曹志平倡倡于永莉（中国农业大学资源与环境学院　北京　１０００９４）摘　要　试验于２００１～２００３年研究了甲基溴替代技术对温室番茄土壤养分及微生物量碳的影响，替代技术为太阳能配合生防制剂木霉菌（SS＋BCA）、甲基溴及减量甲基溴（常规用量７５％）覆盖不透膜（MB＋VIF）、威百亩（MS）及减量威百亩（常规用量７５％）覆盖不透膜（MS＋VIF）。结果表明：２００１～２００２年各处理对土壤pH、有效磷、有效钾及阳离子交换量影响不显著，甲基溴熏蒸（VIF膜和PE膜）提高了土壤铵态氮的释放；４个化学处理（MB，MB＋VIF，MS及MS＋VIF）可显著降低土壤微生物量碳含量，但彼此之间差异不显著。２００２～２００３年增施有机肥后，４个化学处理效果与２００１～２００２年相同，太阳能消毒则提高了土壤铵态氮的释放，对土壤微生物碳的影响也达到化学处理的水平。两季番茄中土壤微生物量碳均季节性波动明显，施用有机肥可加速微生物的周转。关键词　太阳能　甲基溴　威百亩　不透膜　土壤熏蒸　微生物量碳　番茄温室Impactofalternativemethylbromidetechnologyonsoilnutrientandmicrobialbiomasscarbonintomatogreenhouse．CHENYun唱Feng，CAOZhi唱Ping，YUYong唱Li（CollegeofResourcesandEnvironmentalScience，ChinaAgriculturalUni唱versity，Beijing１０００９４，China），CJEA，２００７，１５（５）：４２～４５Abstract　Fouralternativetechnologiestotheuseofmethylbromidewithordinaryfilm（MB＋PE），methamsodiumwithordinaryfilm（MS＋PE），MBandMSdosagereductionbyvirtuallyimpermeablefilms（VIF）andsoilsolarizationincombi唱nationwithselectedbiologicalcontrolagents（SS＋BCA），werechosenforapplicationtoanexperimentalsiteinQingzhou，ShandongProvincefrom２００１to２００３．SoilnutrientindicesandmicrobialbiomassCwererespectivelyinvestigated．Re唱sultsfor２００１～２００２showthatsoilpH，availablePandKandcationexchangecapacity（CEC）havenosignificantdiffer唱enceamongthetreatmentplots．MethylbromidefumigationmeasuresunderPEandVIFpromptreleaseofNH＋４唱N．SoilmicrobialbiomassCdecreasesaftersoildisinfectionandhasnosignificantdifferenceamongtreatmentswithMB＋PE，MB＋VIF，MS＋PEandMS＋VIF．Resultsfor２００２～２００３，whenorganicfertilizerswereapplied，aresimilartothatfor２００１～２００２，exceptthatSS＋BCApromotesNH＋４唱NreleaseanddecreasesmicrobialbiomassC．Inthetwoyearsof２００１～２００３，microbialbiomassCshowssignificantseasonalvariationandapplicationoforganicfertilizeracceleratesmicro唱bialbiomassCturnover．Keywords　Solarization，Methylbromide，Methamsodium，Virtuallyimpermeablefilm，Soilfumigation，MicrobialbiomassC，Tomatogreenhouse（ReceivedDec．２３，２００５；revisedFeb．２８，２００６）　　甲基溴是目前世界上应用昀普遍的土壤熏蒸消毒剂，在草莓、烟草、蔬菜、花卉等经济作物上广泛应用。全球每年消耗甲基溴约７畅２万t，其中８５％用于农业生产中的土壤熏蒸消毒。自２０世纪８０年代以来，随着我国经济植物种植的集约化、专业化程度迅速提高，甲基溴土壤消毒技术在我国得到迅速推广。甲基溴是一种消耗臭氧物质（ODS），根据枟蒙特利尔议定书哥本哈根修正案枠，发展中国家将于２０１５年停止使用，挑选适合中国国情的甲基溴替代技术日趋紧迫。本试验研究了甲基溴及其替代技术太阳能消毒、威百亩消毒和不透膜技术对土壤速效养分和微生物量碳的影响，为探索适合华北平原蔬菜消毒的甲基溴替代技术提供依据。1　试验材料与方法试验在山东省青州市王母宫镇辛庄村根结线虫为害严重的日光温室中进行，温室此前连续１２年种植番茄、黄瓜、辣椒等经济类蔬菜，主要施用有机肥和化肥，传统灌溉方式为漫灌。青州市属大陆性气候，年均气第１５卷第５期中国生态农业学报Vol．１５　No．５２００７年９月ChineseJournalofEco唱AgricultureSept．，　２００７温１４畅２℃，年降雨量６４２畅９mm且集中在６～８月份，年无霜期１９２d。甲基溴（Methylbromide）由中国连云港死海溴化学股份有限公司生产，主要成分为９８％甲基溴＋２％的氯化苦稳定剂。３７％威百亩（Methamsodium）由沈阳农药厂生产。普通膜（PE膜，Polyethenefilm）由中国宝树塑料膜股份有限公司生产，厚度０畅０６mm；不透膜（VIF膜，Virtuallyimpermeablefilm）是一种防治甲基溴气体渗漏的多层膜，外层为低密度聚乙烯膜，内层是由酰胺或乙烯乙烯醇组成的阻隔层，由意大利IPM公司提供，使用VIF膜可减少甲基溴用量［１］；生防制剂商品名为“特力克”，由山东民丰农药厂生产，８０g袋装，含木霉菌２×１０８个（孢子）／g。供试番茄为“毛粉８０２”。试验共设太阳能＋生防制剂（SS＋BCA）、甲基溴＋PE膜（MB＋PE）、甲基溴＋VIF膜（MB＋VIF）、威百亩＋PE膜（MS＋PE）、威百亩＋VIF膜（MS＋VIF）及对照（CK）６个处理，４次重复，共２４个小区，随机排列。采用热施法将甲基溴施入土壤，普通膜用量为５０g／m２，VIF膜用量为３７畅５g／m２，７d后揭膜，排气。威百亩随滴灌系统施入土壤，PE膜用量为１００g／m２，VIF膜用量为７５g／m２，４２d后揭膜，排气。太阳能消毒小区覆盖普通膜，浇水，４２d后揭膜。“特力克”按１００g／m２用量施入土中。２００１年～２００２年第１季番茄不施基肥，２００２～２００３季番茄移栽前施２畅４t／hm２腐熟好的有机肥鸡粪。番茄株距５０cm，行距６０cm。每年７月份处理土壤，９月初移栽番茄，翌年１月份开始收获。２００１～２００２季番茄至３月底结束，收获期较短，２００２～２００３季番茄至６月底结束，收获期较长。第１季番茄分别于土壤熏蒸前（２００１年７月１３日）、熏蒸后移栽前（２００１年９月８日）、作物生长期（２００１年１０月２０日、１２月１日、２００２年１月１４日）和收获期（２００２年３月１０日）共取样６次，第２季番茄分别于土壤熏蒸前（２００２年７月２日）、熏蒸后移栽前（２００２年８月２９日）、作物生长期（２００２年１０月２０日、２００３年１月８日）、收获期（２００３年２月２２日、４月１１日、６月２７日）、拔秧后（２００３年７月２６日）共取样８次。每次取样时取根系周围５～１０cm范围内０～２０cm土层土，多点取样，１份样本由多点取到的土样组成。采用K２SO４浸提唱氯仿熏蒸法测定微生物量碳［２］；土壤pH采用酸度计测定；有效磷用Olsen法测定；有效钾用中性１mol／LNH４OAC浸提，火焰光度计法测定；铵态氮用０畅０１mol／LCaCl２浸提，流动分析法测定；阳离子交换量采用乙酸铵交换法测定［３］。2　结果与分析2畅1　甲基溴替代技术对土壤养分的影响　　表１显示，土壤熏蒸对土壤速效养分的影响主要在于铵态氮，而对土壤pH、有效磷、有效钾、阳离子交换量影响均不显著。甲基溴处理（PE膜和VIF膜）和太阳能消毒（２００２～２００３季番茄）较对照显著提高了土壤铵态氮的释放，威百　　　　表1　甲基溴替代技术对土壤养分的影响Tab畅１　Impactsofalternativetechnologiesofmethylbromideonsoilnutrientcontents年　份Year处　理TreatmentpH铵态氮／mg·kg－１Ammonium唱N速效磷／mg·kg－１AvailableP速效钾／mg·kg－１AvailableK阳离子交换量／cmol·L－１Cationexchangecapacity２００１～２００２CK６畅７６４畅９４b１３３畅１０８１畅４１２７畅６０SS倡６畅７２４畅１７b１３１畅６２８７畅０９２６畅６３MB＋PE６畅８１１８畅９８a１４６畅８３７９畅０４２８畅７６MB＋VIF６畅８５２０畅２２a１５０畅８７８１畅２２３２畅６９MS＋PE６畅７２６畅７５b１７０畅３４９８畅６０２７畅４７MS＋VIF６畅８３６畅１０b１３７畅８４１０６畅２５３６畅７４２００２～２００３CK７畅２３８畅８７b２６４畅０４６８４畅７９９畅２４SS倡７畅２３２６畅０１a２６３畅７５６９６畅７４９畅２９MB＋PE７畅２６１８畅０４a２９５畅８３６８４畅７９９畅１４MB＋VIF７畅２５２２畅７０a２６８畅０５６９０畅７７９畅１６MS＋PE７畅２３６畅７１b２６０畅４６６９３畅７５９畅１３MS＋VIF７畅１９８畅５５b２１８畅２１７０８畅６９９畅３３　　倡此次取样生防制剂未施入土中；各列不同小写字母表示在P＜０畅０５水平差异显著，未标表明差异不显著。亩处理（PE膜和VIF膜）对铵态氮的影响不显著。甲基溴处理（PE膜和VIF膜）能略微提高土壤有效磷浓度，威百亩处理（PE膜和VIF膜）在不施肥情况下（２００１～２００２年）也能略微提高有效磷浓度。威百亩处理与太阳能处理均能略微提高土壤有效钾浓度。２００２～２００３季番茄施肥后，其土壤pH、有效磷、有效钾均显著提高，阳离子交换量显著下降，表明施用有机肥对土壤养分的影响显著强于土壤熏蒸。第５期陈云峰等：甲基溴替代技术对番茄温室土壤养分及微生物量碳的影响４３　　　2畅2　甲基溴替代技术对土壤微生物量碳及其季节性变化的影响对土壤微生物量碳做季节处理双因素方差分析（表２），结果表明：在两季番茄中，４个化学处理（MB、MB＋VIF、MS及MS＋VIF）土壤微生物量碳差异不显著，表明威百亩、覆盖不透膜减量施用甲基溴、威百亩　　　　　　表2　土壤熏蒸、日期对土壤微生物量碳影响双因素方差分析Tab畅２　Univariateanalysisofvariance（ANVOA）oftheimpactsofsoilfumigationmeasuresanddateonsoilmicrobialbiomassC年　份Year日期DateFP微生物量碳／mg·kg－１MicrobialbiomassCCKSS＋BCAMB＋PEMB＋VIFMS＋PEMS＋VI