不同填闲模式对设施黄瓜土壤生态环境的影响

1、中国农业大学学士学位论文 不同填闲模式对设施黄瓜土壤生态环境的影响摘 要在设施内集约化的种植体系中，传统的连作以及简单的轮作主要依赖于大量农药和化肥的使用，但由此造成了温室土壤质量的下降及蔬菜生长障碍等一系列问题，从而导致蔬菜产量的下降。如何控制园艺设施内土壤质量的退化，改善并维持设施内土壤的功能，从而使设施蔬菜生产实现可持续发展是目前设施生产急需解决的难题。作为设施内主栽作物之一的黄瓜（Cucumis Sativas L.），其连作现象近些年越发加剧并已引起诸多学者的注意。本文以温室连作3年的黄瓜土壤为研究对象，以黄瓜作为主栽作物，青葱、小麦、油菜作为不同季节的填闲作物进行为期两年油菜作为不

2、同季节的填闲作物进行为期2年4茬的盆栽试验，综上所述，不同填闲模式对日光温室黄瓜的生长、土壤理化性状及土壤微生物环境均产生一定影响，改变了土壤环境。其中，夏季填闲小麦能保持相对较高的土壤酶活性、土壤微生物群落结构多样性及细菌数量，同时降低土壤中Fusarium菌的数量，保持相对较低的土壤EC值，避免土壤酸化。因此，夏季填闲小麦较冬季填闲青葱和油菜更有利于温室黄瓜土壤的健康保持。关键词:黄瓜；填闲模式；微生物群落；细菌AbstractIn the intensive facility planting system, the traditional continues cropping and

3、simple rotation mainly rely on the use of pesticides and fertilizers with large input, but this may cause series of problems such as soil degradation and brought obstacles to plant growth, which lead to the decrease of vegetable yield. How to prevent and control the soil function degradation，improve

4、 soil quality and realize the sustainable development of greenhouse vegetable production becomes an issue demanded be solved. Cumber (Cucumis Sativas L.) is one of the major vegetable production cultivated species, the problem of continuous cropping obstacle has been increasingly serious and attract

5、 the attention of a large number of researchers.Overall, all cover modes had a certain impact on cucumber growth, soil nutrient condition and soil microbial environment, and changedthe soil environment. Among them, cover wheat in summer could maintain relatively higher soil enzyme activities and soi

6、l microbial community diversities, reduced the number of Fusarium at the same time, and remained relatively low soil EC, avoid soil acidification. Therefore, cover wheat in summer has more advantageous to maintain the soil health of cucumber in greenhouse than cover scallions and rape in winter.Key

7、words：Cucumber; Cover mode; microbial community 目 录 摘 要IAbstractII目 录III1 引 言11.1 研究的目的与意义11.2 国内外研究进展11.2.1 设施蔬菜生产中发生连作障碍的主要原因11.2.2 土壤微生物群落的变化与连作障碍21.2.3 轮作、间套作控制设施连作障碍的研究进展22 材料与方法32.1 试验材料32.3 试验设计32.4 试验方法43 结果与分析53.1不同填闲模式对黄瓜生长发育的影响53.1.1对黄瓜株高、茎粗的影响53.1.2对黄瓜产量的影响53.1.3对黄瓜植株干重的影响63.2不同填闲模式对黄瓜根际

8、土壤酶活性的影响63.2.1对黄瓜根际土壤脲酶活性的影响63.2.2对黄瓜根际土壤中性磷酸酶活性的影响63.2.3对黄瓜根际土壤转化酶活性的73.2.4对黄瓜根际土壤过多酚氧化酶活性的影响73.3不同填闲模式对黄瓜土壤理化性状的影响73.3.1对黄瓜土壤pH的影响73.3.2对黄瓜土壤EC值的影响73.3.3对黄瓜土壤碱解氮含量的影响83.3.4对黄瓜土壤有效磷含量的影响83.3.5对黄瓜土壤速效钾含量的影响83.4不同填闲模式对黄瓜土壤微生物生物量的影响93.4.1对黄瓜土壤微生物生物量碳含量的影响93.4.2 对黄瓜土壤微生物生物量氮含量的影响93.4.3 对黄瓜土壤微生物生物量碳氮比的影

9、响94 讨 论104.1 不同填闲模式对黄瓜生长发育的影响104.2 不同填闲模式对黄瓜根际土壤酶活性的影响104.3 不同填闲模式对黄瓜土壤理化性状的影响115 结 论11参考文献13致 谢14 I1 引 言1.1 研究的目的与意义蔬菜是人们日常生活中不可或缺的食品，也是种植业中最具活力的经济作物。随着人口的不断增长，中国已将其蔬菜供应作为一个非常重要的因素，因此，近年来我国的设施园艺产业得到了迅速发展。黄瓜（Cucumis Sativas L.）是设施生产中主栽作物种类之一，经济效益十分显著，其栽培面积占设施栽培总面积已约达40%，因此黄瓜连作障碍问题已越发严重并得到了越来越多的人们的重视

10、1。连作障碍是同一作物或同一科(属)作物在同一地块连续种植后，即使在正常条件下栽培管理，作物也会发生产量下降、品质变劣、生长发育状况变差、病害严重的现象2。填闲在国外的由来已久，填闲作物也称覆盖作物、绿色有机肥、生物熏蒸作物3。为此，本实验以温室内连作3年的黄瓜土壤为研究对象，以黄瓜为试材，以东北地区冬季温室生产上采用较多的青葱和叶菜（油菜）的栽培模式，即将青葱和油菜作为冬季填闲作物，小麦作为夏季填闲作物，在日光温室中进行为期两年的盆栽试验。探讨不同填闲模式在连作土壤的修复及健康保持中的作用，为土壤健康保持提供新途径。1.2 国内外研究进展1.2.1 设施蔬菜生产中发生连作障碍的主要原因随着世

11、界经济的发展及人口的增长，如何协调生产资源、人口和环境三者的关系，是世界农业可持续发展的重中之重。连作障碍是同一作物或同一科(属)作物在同一地块连续种植后，即使在正常条件下栽培管理，作物也会发生产量下降、品质变劣、生长发育状况变差、病害严重的现象4。当人们在农业生产中认识到这一问题后，采用轮作和倒茬等方式来减轻或避免此现象的发生。但由于受有限的耕地和栽培条件等因素的影响以及经济利益的驱使，大豆、花生等许多经济作物以及瓜果类、蔬菜类和观赏花卉等园艺作物，连作障碍的现象却仍然呈加剧的趋势5。目前，学者们已从不同的方面对连作障碍产生的原因进行了探索研究，得出了一系列产生连作障碍的因素，并对如何控制连

12、作障碍也作了大量探究，初步得到了比较显著的成效。目前生产上使用克服连作障碍安全有效的措施是对不同作物进行合理的轮作以及间混套作，此外还有填闲栽培、抗性品种的应用、对土壤进行消毒处理、合理施肥以及生物防治等措施。前人对设施环境下土壤物理性状的变化进行了研究，但结果不尽相同。有研究认为，随着连作年限的增加，设施土壤的20.25 mm级水稳性团粒数量增加，土壤总孔隙度增大，土壤容重变小，土壤毛细管孔隙度提高，土壤通透性增加，持水性变好，土壤物理结构有所改善6。良好的土壤生物学环境是维持设施蔬菜土壤健康的关键，如土壤微生物的群落结构以及功能多样性的增加、土壤碳氮的平衡及寄生线虫的减少等，能够控制设施土

13、壤的恶化并使作物-土壤系统的生产力得到提高7。研究发现，土壤生物学环境的恶化是造成土壤功能衰退的重要原因之一。土壤生物学环境的恶化主要表现为以下几个方面：许多学者对设施环境下的土壤酶活性进行了大量研究，但目前为止对连作条件下的土壤酶活性变化的认识还没有统一定论。研究发现8，黄瓜在设施条件下栽培，随着连作年限的增加，土壤中的过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性显著降低，而多酚氧化酶活性升高。连作使马铃薯土壤中的蔗糖酶和脲酶活性下降,而对中性磷酸酶和过氧化氢酶活影响不大。花生在连作栽培下，随连作年限的增加，花生产量、脲酶和蔗糖酶的活性降低，但多酚氧化酶的活性表现为先降低后增加。而大蒜根际土壤的多酚氧化酶、

14、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶以及蔗糖酶活性则随着连作年限的增加呈先升高后降低的趋势。1.2.2 土壤微生物群落的变化与连作障碍土壤微生物是植物-土壤系统中重要的组成成分，同时也是土壤中进行物质循环的主要动力。其群落的变化会引起土壤生态系统一系列过程的变化，如能量流通、养分循环、有机质转换等，从而影响植物地上部的生产力10。土壤微生物的功能很多，不仅控制着土壤中重要营养元素及有机质的生物转化，还影响着土壤的理化性质，如土壤pH、EC 值和容重的变化，以及土壤中一些其他生物的活动。土壤微生物主要由真菌、细菌和放线菌等组成，其中细菌数量居于最多，放线菌次之。土壤微生物的组成、菌群数量以及分布不但受施肥种

15、类、作物生育期以及外界环境等因素的影响，而且植物的根系分泌物也会对其产生影响。而土壤微生物的多样性既表征了微生物菌群的稳定性，也反映出土壤的生态机制和胁迫对菌群产生的影响。经常采用生化过程和土壤生物区系的变化间的相互联系来反映土壤中微生物的丰富度（数量）与均匀度（相对丰富程度）。微生物的多样性不但是保持土壤健康的重要因素，而且是监测土壤质量是否发生变化的敏感指标。总之，土壤微生物对作物的生长发挥着至关重要的作用，而连作障碍产生的原因非常复杂，从土壤微生物的角度能更好的揭示连作障碍发生的机理。1.2.3 轮作、间套作控制设施连作障碍的研究进展合理的轮作被视为是目前生产上解决蔬菜连作障碍问题的最有

16、效途径，合理的轮作制度可充分的利用土壤中的养分，改善土壤的理化性质，减轻病、虫、杂草的危害，为作物的生长提供良好的土壤环境，从而提高作物的品质和产量，增加经济效益，对实现设施蔬菜的可持续生产具有重要意义。尤其是选择与病原菌的非寄主植物进行轮作可使其失去寄主或改变它的生存环境，使病原菌减轻或者消灭，从而减轻土传病害的发生，对解决连作障碍问题效果更加明显。2 材料与方法2.1 试验材料试验于2012年1月至2013年12月在中国农业大学园艺试验站日光温室（面积667 m2)和园艺学院设施生理生态研究室中进行。供试品种：供试黄瓜 (Cucumis sativus)品种：贞德F1；青葱(Brassic

17、a fistulosum)品种：鸡腿葱；小麦（Triticum aestivum L.）品种为“品资-5”；油菜（ campestris L.）品种为“华束高档青梗菜”。 供试土壤：中国农业大学园艺实验站日光温室内连作 3 年黄瓜的黑土，基本理化性状：如下表2-1，按照鲍士旦方法测定11。表2-1 供试土壤基本理化性状有机质(%)Organic matter碱解氮 (mg·kg-1)Available N有效磷(mg·kg-1)Available P速效钾(mg·kg-1)Available KpH(1:2.5, w/v)电导率(mS·cm-1,1:2.

18、5, w/v) EC2.6953.67283.56354.396.570.882.3 试验设计试验采取盆栽方式，将供试土壤及化肥（磷酸二铵、硫酸钾各25 g)混合均匀后装入塑料桶（直径25 cm，深35 cm)中，每盆10 kg土壤。试验根据填闲季节和作物的不同共设3个处理，分别为冬季休闲期填闲青葱和油菜（2012.01-2012.02；2013.01-2013.02，连续2年)及夏季休闲期填闲小麦（2012.07-2012.08；2013.07-2013.08)。冬季填闲青葱及油菜处理（QC、YC）：青葱及油菜从1月开始到2月中旬结束，青葱及油菜秸秆移出桶外，然后整地，3月初春茬黄瓜定植；6

19、月中下旬黄瓜拉秧。夏季填闲小麦处理（XM）：7月中旬填闲种植小麦，待小麦长到20 cm时刈割留茬2 cm让其继续生长，将残茬还入桶中晒干，8月末整地将晒干的残茬翻入土中，9月初进行秋茬黄瓜定植，12月中下旬拉秧整地。试验处理及编号见表2-3.试验共设3个小区，每个小区3个处理，每个处理3次重复，完全随机排列，小区周围设置保护行，常规管理。黄瓜常规浸种催芽播种，子叶展开后移苗至盛有150 g育苗营养土（大田土:腐熟有机肥=1:1，加磷酸二铵2 kg·m-3)的营养钵中(10 cm×10 cm)，常规管理，待幼苗长到三叶一心时，定植于装有黄瓜连作土的塑料桶中，将塑料桶埋入土中以

20、降低环境影响。分别于定植后20、30、40d时进行形态指标的测定，在管理期间要调查发病率，结果期要对黄瓜产量进行测定。表2-3试验处理及编号Table 2-3 Experiment treatment and code处理Treatment春茬Spring season年，月夏季休闲期Summer fallow season年，月秋茬Autumn season年，月冬季休闲期Winter fallow season年，月QC黄瓜休闲黄瓜青葱XM黄瓜小麦（秸秆还田)黄瓜休闲YC黄瓜休闲黄瓜油菜2.4 试验方法 (1) 形态指标测定：在黄瓜定植后10、20、30、40 d，黄瓜植株株高及茎粗进行测

21、定；(2) 产量测定：黄瓜生长期间跟踪测定各处理黄瓜产量，最终计算成黄瓜单株的产量。每年取土2次，分别为春茬和秋茬拉秧前，采用抖根法随机收集不同处理的各重复中的3株黄瓜根际土壤，将采集后的土壤样品过20目筛，一部分装入聚乙烯袋置于80冰箱中保存，用作土壤总DNA的提取，进行土壤微生物多样性分析；一部分保存于4冰箱中，用于土壤酶及土壤微生物生物量碳氮的测定，另一部分风干后用于土壤基本理化性质的测定。土壤基本理化性质的测定方法主要参考鲍士旦11的方法。土壤碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用钼蓝比色法测定；速效钾采用醋酸铵火焰光度法测定；pH值按土水比1:5用酸度计测定；EC值按土水比1:5用电导

22、率仪测定。土壤酶活性的测定根据关松荫的方法12，土壤脲酶活性测定采用靛酚蓝比色法，活性单位为37下，24h内土样中NH3-N mg·g-1；土壤中性磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法，活性单位为37下，24h内土样中Phenol mg·g-1；土壤蔗糖酶采用二硝基水杨酸法，活性单位为37下，24h内土样中G mg·g-1；土壤多酚氧化酶采用邻苯三酚比色法，活性单位为37下，3h内土样中Purpurogallin mg·g-1。土壤微生物生物量碳、氮含量的测定采用氯仿熏蒸法1311中国农业大学学士学位论文 某小区桩基础设计及分析3 结果与分析3.1不同填闲

23、模式对黄瓜生长发育的影响3.1.1对黄瓜株高、茎粗的影响图3-1不同填闲模式对黄瓜株高的影响Figure3-1 Effects of different cover mode on cucumber plant height注：小写字母表示在p<0.05水平下；不同字母代表差异的显著性，下同。Notes: Small letter expresses p<0.05 level. Different letters mean significant difference, the same as follows.不同填闲模式下，小麦处理的黄瓜株高在2012年春、秋两茬均表现为略低于青

24、葱和油菜两处理，并在一些时期差异达显著水平（p<0.05），而青葱、油菜两处理间差异不显著；从2013年春茬开始，小麦处理开始表现为略高于青葱和油菜处理，但三处理间差异均不显著；到2013年秋茬时，小麦处理显著高于青葱和油菜两处理（p<0.05），而青葱和油菜两处理间无显著差异。图3-2不同填闲模式对黄瓜茎粗的影响Figure3-1 Effects of different cover mode on cucumber plant stem diameter不同填闲模式下，2012年春、秋两茬，小麦处理的黄瓜茎粗均表现为略低于青葱和油菜两处理，并在某些时期差异达显著水平（p<

25、0.05），而青葱、油菜两处理间差异不显著；2013年春、秋两茬三处理间均无显著差异。3.1.2对黄瓜产量的影响图3-3不同填闲模式对黄瓜产量的影响Figure3-3 Effects of different cover mode on cucumber yield不同填闲模式下，2012年春、秋两茬，小麦处理的黄瓜单株产量均显著低于青葱和油菜两处理（p<0.05）；2013年春、秋两茬，小麦处理的黄瓜单株产量均显著高于青葱和油菜两处理（p<0.05）；而青葱、油菜两处理间四茬差异均不显著。3.1.3对黄瓜植株干重的影响图3-4不同填闲模式对黄瓜植株干重的影响Figure3-4 E

26、ffects of different cover mode on cucumber dry weight 不同填闲模式下，2012年春、秋两茬，小麦处理的黄瓜单株产量均显著低于青葱和油菜两处理（p<0.05）；2013年春、秋两茬，小麦处理的黄瓜单株产量均显著高于青葱和油菜两处理（p<0.05）；而青葱、油菜两处理间除2012年春茬外差异均不显著。（图3-4）3.2不同填闲模式对黄瓜根际土壤酶活性的影响图3-5不同填闲模式对黄瓜根际土壤酶活性的影响Figure 3-5 Effects of different cover modes on enzyme activiti

27、es in rhizosphere soil of cucumber.3.2.1对黄瓜根际土壤脲酶活性的影响随着种植年限的增加，不同填闲模式下黄瓜根际土壤脲酶活性呈现先升高后降低的趋势。青葱处理除2012年春茬显著高于油菜和小麦处理外，其他茬次均显著低于油菜处理；小麦处理在2012年春茬显著低于油菜和青葱处理，而2013年春、秋两茬均显著高于油菜和青葱处理（p<0.05）。(图3-5-A)3.2.2对黄瓜根际土壤中性磷酸酶活性的影响随着处理茬次的增加，不同填闲模式下黄瓜根际土壤中性磷酸酶活性总体表现为先升高后降低趋势。2012年春茬青葱处理显著高于小麦和油菜处理；2013年春茬小麦处理显

28、著高于油菜处理；而2013年秋茬小麦处理显著高于青葱和油菜处理（p<0.05）。(图3-5-B)3.2.3对黄瓜根际土壤转化酶活性的随着种植年限的增加，小麦处理的黄瓜根际土壤多酚氧化酶活性总体表现为下降趋势。2012年两茬，小麦处理显著高于青葱处理，与油菜处理差异不显著；2013年两茬，小麦处理均显著高于青葱和油菜处理（p<0.05）。(图3-5-C)3.2.4对黄瓜根际土壤过多酚氧化酶活性的影响随着种植季度的增加，不同填闲模式下黄瓜根际土壤转化酶活性表现为逐年降低趋势。2012年和2013年春茬，小麦处理均显著高于青葱和油菜处理；2012年秋茬，青葱处理显著低于小麦和油菜处理；2

29、013年秋茬，小麦处理显著低于青葱和油菜处理（p<0.05）。(图3-5-D)3.3不同填闲模式对黄瓜土壤理化性状的影响3.3.1对黄瓜土壤pH的影响图3-6 不同填闲模式对黄瓜土壤pH的影响Figure3-6 Effects of different cover mode on cucumber soil pH 不同填闲模式对黄瓜土壤pH的影响如图3-10所示，随着种植季度的增加，不同填闲处理的黄瓜土壤pH呈先降低后升高的趋势。2013年秋茬，青葱处理显著高于油菜及小麦处理，同时后两者差异也达显著水平（p<0.05）。除2013年秋茬，其它种植季度下各处理间均无显著差异。3.3.

30、2对黄瓜土壤EC值的影响不同填闲模式对黄瓜土壤EC值的影响如图3-11所示，随着种植季度的增加，不同填闲处理的黄瓜土壤EC值呈上升的趋势。2012年春茬，小麦处理显著高于油菜及青葱处理，同时后两者差异也达显著水平（p<0.05）。而20112年秋茬及2013年秋茬，小麦处理显著低于油菜处理。但总体而言，不同种植季度下不同填闲处理对黄瓜土壤EC值的影响无统一规律。图3-7 不同填闲模式对黄瓜土壤EC的影响Figure3-7 Effects of different cover mode on cucumber soil EC 3.3.3对黄瓜土壤碱解氮含量的影响图3-8 不同填闲模式对黄瓜

31、土壤碱解氮含量的影响Figure3-8 Effects of different cover mode on cucumber soil available nitrogen content 随着种植季度的增加，不同填闲处理的黄瓜土壤碱解氮含量有上升趋势。2012年春茬及2013年春茬，小麦处理显著高于油菜及青葱处理（p<0.05），而2013年秋茬结果却与此相反。青葱及油菜两处理在四个种植季度下均差异不显著。（图3-8）3.3.4对黄瓜土壤有效磷含量的影响图3-9 不同填闲模式对黄瓜土壤有效磷含量的影响Figure3-9 Effects of different cover mode

32、on cucumber soil available phosphorus content 不同填闲模式对黄瓜土壤速效磷含量的影响如图3-9所示，随着种植季度的增加，青葱处理的黄瓜土壤有效磷含量呈升高趋势，而小麦和油菜处理则表现为先降低后升高。除2012年秋茬外，青葱处理均显著低于小麦和油菜处理（p<0.05），而后两处理间的差异在不同种植季度下无统一规律。3.3.5对黄瓜土壤速效钾含量的影响图3-10 不同填闲模式对黄瓜土壤速效钾含量的影响Figure3-10 Effects of different cover mode on cucumber soil available pota

33、ssium content 图3-10表明，小麦处理的黄瓜土壤速效钾含量在2012年春、秋两茬较高，但在2013年春、秋两茬则最低，并显著低于青葱和油菜处理（p<0.05）。而青葱和油菜两处理间在不同种植季度下差异并无统一规律。3.4不同填闲模式对黄瓜土壤微生物生物量的影响3.4.1对黄瓜土壤微生物生物量碳含量的影响图3-11不同填闲模式对黄瓜土壤微生物生物量碳含量的影响Figure3-11 Effect of different cover mode on cucumber soil microbial biomass carbon content不同填闲模式对黄瓜土壤微生物生物量碳含

34、量的影响见图3-11所示，除2013年秋茬，小麦处理均显著低于青葱处理（P<0.05）；而青葱与油菜处理除2012年秋茬外两者均无显著差异。3.4.2 对黄瓜土壤微生物生物量氮含量的影响图3-12不同填闲模式对黄瓜土壤微生物生物量氮含量的影响Figure3-12 Effect of different cover mode on cucumber soil microbial biomass nitrogen content图3-12表明，随着种植季度的增加，青葱和小麦处理的黄瓜土壤微生物生物量氮含量呈升高趋势，而小麦处理则表现为先升高后降低。除2012年秋茬外，小麦处理均显著低于青葱和

35、油菜处理（p<0.05），而后两处理间差异也达显著水平（p<0.05）。3.4.3 对黄瓜土壤微生物生物量碳氮比的影响图3-13不同填闲模式对黄瓜土壤微生物生物量C/N的影响Figure3-13 Effect of different cover mode on cucumber soil microbial biomass C/N图3-13表明，小麦处理的微生物生物量C/N在2012年春、秋两茬低于青葱和油菜处理（p<0.05），而在2013年春、秋两茬时则高于青葱和油菜两处理，并显著高于青葱处理（p<0.05）。同时，在2013年春、秋两茬，油菜处理显著高于青葱处理

36、（p<0.05）。4 讨 论4.1 不同填闲模式对黄瓜生长发育的影响设施生产中经常在同一地块上连续种植同一种作物, 加之农民受利益驱使盲目的加大肥、水以及农药的投入, 导致设施内土壤的基本理化性状发生了很大程度的改变, 随之表现出土壤板结、酸化、次生盐渍化等土壤功能衰退问题13，本试验经过为期两年的时间研究了不同填闲模式对黄瓜生长的影响，结果表明不同填闲模式对黄瓜生长的影响不同。黄瓜在不同种植茬次的生长指标研究结果表明，黄瓜的各项生长指标，如株高和植株干重等以及黄瓜产量，均表现为在2012年春、秋两茬填闲小麦处理显著低于填闲青葱和油菜两处理(p<0.05)，而从2013年春茬起到2

37、013年秋茬，填闲小麦处理的各项生长指标表现为高于填闲青葱和油菜两处理，并逐渐达到显著水平(p<0.05)。由此可见，温室在休闲期填闲作物有利于提高黄瓜的产量（2012年春茬），相比之下，青葱和油菜的积极影响是短时间的，而小麦的积极作用却需要较长时间才能表现出来。这与前人在设施温室条件下对不同填闲作物对黄瓜生长影响的研究结果有所不同。这可能是由于不同试验的地理位置不同，所选填闲作物和填闲季节的不同以及黄瓜在设施内的生长环境和管理方式的不同造成的。此外，植物根系分泌物的积累及成分也可能是造成本实验结果的一方面原因，但本试验只进行了连续两年的研究，不同填闲作物对设施黄瓜生长的影响还有待于进一

38、步研究。4.2 不同填闲模式对黄瓜根际土壤酶活性的影响土壤酶活性一般被作为评价土壤质量的一项指标，土壤酶活性的变化在一定程度上反映了土壤环境的改变。有研究显示，填闲作物可以作为绿肥来提高土壤肥力，因为其提高了土壤有机质的含量及土壤微生物的活性，并增加了土壤的酶活性14。本研究表明：脲酶、中性磷酸酶活性随着处理年限的增加呈先升高后降低的趋势。2012年春茬数据显示冬季填闲过青葱和油菜两处理的脲酶活性显著高于冬季休闲即夏季填闲小麦处理，且青葱处理的中性磷酸酶活性也显著高于小麦处理 (p<0.05)，这初步说明在冬季休闲期种植其他作物有利于提高土壤脲酶和磷酸酶活性，这在前人研究中也得到证实15

39、。但自2012年夏季填闲小麦处理后，随着处理年限的增加，小麦处理的脲酶、中性磷酸酶及转化酶活性始终高于青葱和油菜处理并逐渐达到显著水平(p<0.05)。本实验土壤酶活性的变化也可能是由于土壤微生物和不同作物的根系分泌物相互作用的结果，这还有待于进一步的研究考证。综上，夏季休闲期填闲小麦较冬季休闲期种植青葱和油菜更有利于提高土壤的脲酶、中性磷酸酶及转化酶的活性。4.3 不同填闲模式对黄瓜土壤理化性状的影响研究认为土壤理化性状恶化是导致作物连作障碍发生的原因之一8。赵扩元等16研究表明，温室夏季填闲玉米、大葱可使设施土壤的EC值、速效钾及硝态氮含量得到明显降低，能够缓解或降低设施土壤理化性状

40、的恶化程度。还有学者研究发现，温室夏季填闲甜玉米、速生叶菜及青蒜等能够使土壤的养分积累得到显著降低，从而减缓土壤次生盐渍化的发生17。本实验结果表明不同填闲模式下，随着种植茬次的增加，黄瓜土壤的pH和速效钾含量均呈先降低后升高的趋势且高于种植前，其中填闲小麦处理的土壤速效钾含量在2012年春秋两茬较高，而在2013年春秋两茬却显著低于填闲青葱及油菜处理（p<0.05）；土壤EC值、碱解氮、有效磷含量总体呈上升趋势。土壤EC值除2013年秋茬外均低于种植前，说明不同填闲作物有利于降低土壤的EC值，且夏季填闲小麦后土壤EC值较冬季填闲青葱和油菜处理更能得到有效降低；除2013年秋茬外，夏季填

41、闲小麦处理的土壤碱解氮含量较其他两处理均保持相对最高，所有茬次下的土壤碱解氮含量较种植前均有略微升高。5 结 论本研究以黄瓜为试材，研究研究了不同填闲模式对温室黄瓜生长的形态学指标、土壤生理指标及土壤微生物环境的影响。所得主要结论如下：1.2012年两茬夏季填闲小麦处理的黄瓜株高、植株干重和黄瓜产量低于冬季填闲油菜和青葱处理，而2013年两茬与此恰好相反。初步说明温室在休闲期填闲作物有利于黄瓜产量的提高（2012年春茬），夏季填闲小麦好于冬季填闲青葱和油菜，但其优势需较长时间显现。2.冬季填闲青葱和油菜有利于抑制黄瓜白粉病的发生（2012年春茬），夏季填闲小麦有利于抑制黄瓜蔓割病的发生（201

42、3年秋茬）。3. 脲酶、中性磷酸酶活性随着处理年限的增加呈先升高后降低趋势。冬季填闲青葱和油菜较冬季休闲有利于提高土壤中脲酶和中性磷酸酶的活性（2012年春茬），但夏季填闲小麦较冬季填闲青葱和油菜更有利于提高土壤的脲酶、中性磷酸酶及转化酶活性。4.不同填闲模式下，随着种植茬次的增加，黄瓜土壤的pH和速效钾含量均呈先降低后升高的趋势；碱解氮、有效磷含量总体呈上升趋势；土壤EC值除2013年秋茬外均低于种植前；土壤pH总体偏于中性。说明不同填闲模式均可使土壤保持相对较低的EC值，阻止土壤的酸化，其中以夏季填闲小麦为最优。5. 不同填闲模式改变了土壤微生物生物量碳氮的含量。冬季填闲青葱和油菜处理的微生物生物量C、N含量总体高于夏季填闲小麦处理；小麦处理的C/N变化明显，并高于其他两个处理。参考文献1Gao L.H., Qu M., Ren H.Z., et al. Structure, function, application, and ecological benefit of a single-slop