强还原土壤灭菌法防控瓜菜土壤连作障碍效果的影响因素

强还原土壤灭菌法防控瓜菜土壤连作障碍效果的影响因素一文创作于：2023-04-12 12:31:02，全文字数：26706。

强还原土壤灭菌法防控瓜菜土壤连作障碍效果的影响因素

7，29，43，48，50]、全氮[29，50，52]、碱解氮[17，27，29，43，48]、有效磷[17，27，43，48，52]及速效钾[17，27，29，40，43，48，52]的含量。另外，RSD 处理时加入的有机物料，经高温腐解转化生成土壤有机质，还可以改善土壤结构[14-15，28]。

2.3 RSD 处理改善土壤微生物群落结构及提高微生物活性

RSD 处理能显著增加土壤细菌的数量和多样性[17，20，29，35，46-47]，包 括 有 益 微 生 物 相 对 丰 度 的 增加[35，47，53]，而细菌群落中许多功能微生物类群都具有抗病、解磷或固氮能力[23]。RSD 处理不但显著降低土壤中真菌的数量，包括病原微生物（如镰刀菌属等）相对丰度的降低[27，29，35，47]，而且也增加了有益真菌的多样性[17，20，27，29，35-36，47]，使真菌群落中一些可抑制其他真菌的物种占据优势地位[23]。可见，RSD 处理对于土壤微生物区系的改善与重建具有更好的作用[51-52，54-55]。另外，土壤厌氧消毒（anaerobic soil disinfestation，ASD，RSD 的另一种叫法）处理显著改变了土壤细菌群落结构组成及多样性，厌氧和耐受型细菌丰度大幅度增加，这可能也是ASD 防控土传病害（青枯病）的作用机制之一[56]。

另外，RSD 处理土壤后，土壤微生物活性也有所增强，这进一步抑制了病原菌的生长[35]。

2.4 RSD 处理可抑制土壤化感物质（自毒物质）的积累

自毒（化感）作用是导致作物产生连作障碍的重要原因之一[1，15，29]。有试验表明[29，35]，RSD 处理有助于消除（降解）化感物质（自毒物质）积累引起的土壤连作障碍。

2.5 RSD处理可降低土壤根结线虫数量

根结线虫也是土传病虫害之一，在设施蔬菜生产中占较大比例[1]。RSD 处理能够有效杀灭土壤中的根结线虫，抑制根结线虫繁殖，从而降低根结线虫的数量[21，50，57]。朱佳双[57]的试验结果表明，有机酸是RSD 处理过程中产生的有效杀线虫物质。

综上，RSD 处理不仅能有效灭菌，而且能有效修复发生连作障碍的土壤，可为瓜菜生长创造良好的土壤环境条件。

3 RSD 防控瓜菜土壤连作障碍效果的影响因素

3.1 碳素有机物料

3.1.1 碳素有机物料的种类 近年来，国内外用于RSD 处理的碳素有机物料种类较多，一般可分为易降解干物质有机物料和易降解液体物料。干物质有机物料主要包括作物秸秆（如水稻秸秆、玉米秸秆和苜蓿粉等）和作物残渣（如甘蔗渣等）等农业废弃物，而易降解液体物料包括乙醇、生物乙醇、乙酸、冰乙酸、葡萄糖、糖蜜及蔗糖发酵液等[18]。根据目前所采用的有机物料类型及其呈现的土壤灭菌和土壤修复效果，认为麦麸、苜蓿、米糠、玉米秸秆和水稻秸秆等是低成本的优选物质有机物料，而在高投入商业化种植基地施用乙醇或生物乙醇则是优选的易降解液体物料[18]。

3.1.2 固体和液体有机物料 利用固体和液体2

种有机物料做RSD 处理，可使土壤微生物活性分别提高1.5 倍和2 倍[25]。采用苜蓿粉做RSD 处理对土壤微生物区系的改良效果要优于液体乙醇处理[20]。但用固体和液体物料做RSD 处理各有利弊，这可能与RSD 处理所用物料的理化性质差异有关[29]。

此外，一般认为，在RSD 处理中同时添加固体和液体物料能表现出加成效应。刘亮亮等[36]的试验结果表明，RSD 处理中同时添加苜蓿粉和乙酸2 种物料，病原菌（如尖孢镰刀菌）数量则显著下降，这可能是二者混施产生的有机酸浓度高于单独添加苜蓿粉处理，且添加的乙酸物料可进一步优化RSD处理的杀菌效果。在严重发生西瓜枯萎病的瓜地，联合施用苜蓿粉和冰乙酸，土壤中尖孢镰刀菌、真菌和放线菌数量显著降低，防控西瓜枯萎病和提高西瓜产量的效果更加明显[58]。

3.1.3 有机物料类型及施用量 主要表现在以下几个方面：

（1）不同种类固体有机物料。不同种类有机物料含碳、氮量不同，本身理化性质不同，可能的杀菌途径不同，灭菌效果则有较大的差异。有机物料降解过程中产生的有机酸是灭菌的重要物质，但由于物料中易氧化有机碳（easily oxidized organic carbon，EOC）含量不同，则产生有机酸的数量也不同。一般有机物料的EOC 含量与有机酸累积量和产生速率呈显著正相关，而有机物料C/N 比值则与有机酸累积量和产生速率呈极显著负相关[22]。在有机物料EOC 含量大致相同的情况下，有机物料总氮（total nitrogen，TN）越高，氨化作用强度越大，氨气的杀菌效果亦越好[31]。例如，水稻秸秆属于高碳含量有机物料，腐解过程中产生的大量有机酸和酚酸等酸类物质，对病原菌生长具有抑制作用；而菜粕是含氮量较高的物料，腐解过程中产生的氨气等含氮化合物对病原菌也具有较强的杀灭效果[46]。

一般有机碳源中的EOC 和TN 含量、有机酸产生速率及累积量都与杀菌效果呈显著正相关，而有机物料初始C/N 比值与杀菌效果呈显著负相关[22，24，31]。由此可见，RSD 处理时添加较高EOC 和TN 含量、较低C/N 比值的有机物料，能够在RSD处理过程中快速形成厌氧环境及产生足够浓度的杀菌物质（如有机酸等），从而在RSD 处理的前期就能够有效杀灭土传病原菌。

（2）有机物料C/N 比值。目前已采用的农业有机物料C/N 比值范围大致为6.99～59.23[18]。而低C/N 比值有机物料具有更高的灭菌速率，能促使土壤发生较强的还原反应，导致土壤中含氮化合物（如氨和亚硝酸）的生成量增加，从而能显著抑制真菌病原体[20，47]。

由于C/N 比值低的麦麸EOC 含量高，易降解并产生较多的有机酸，灭菌效果显著[15，59]，因此一般认为低C/N 比值的有机物料所参与的RSD 处理灭菌效果更好[28，59]。而在改善土壤理化性质方面，低C/N 比值及高添加量的有机物料处理效果更好[47，60]，所以建议选择有机物料的最佳C/N 比值为34 左右[47]。

（3）有机物料施用量。RSD 处理的有机物料施用量[18]一般为0.31～10.2 kg·m-2。许多试验证明，一般有机物料施用量越大，灭菌或改良退化土壤效果越显著[14，16，18，27，32，47-48，61]。如魏光钰等[27]的试验结果表明，土壤经RSD 处理后所种植烤烟的产量、上等烤烟比例和产值均是随着有机物料施用量的增大而增加。

一般有机物料的施用量可根据土传病原菌及其密度、处理时的温度和可用的处理时间等实际情况作适当的调整。当土传病原菌密度大时，应适当加大有机物料的施用量[15]。如果上下两茬蔬菜作物种植间隔时间较短，可以适当加大有机物料施用量，反之则可减少有机物料的施用量[14，32]。

添加高量有机物料能

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