臭氧(yǎng)水濃度對土壤微生物(wù)的消減效果研究

日光溫室(shì)是我國北方(fāng)特有的農業設施形式,因其(qí)造價較(jiào)低且節約能源而得到了大麵積的推廣應用[1],由於日光溫室相對封閉,常麵臨溫濕度高、通風性較差等問題[2] ,使得病原微生物極易生存和繁殖,且土傳病(bìng)害病原菌(jun1)的抗逆性高(gāo),存活力強[3]溫室內作物連作生產(chǎn),土壤中的植(zhí)株殘體及根係分泌物(wù)為病原物提供了(le)豐富的營養和寄(jì)生載體,導致土壤環境惡化,土(tǔ)傳病害嚴重4] ,對(duì)溫(wēn)室土壤進行消毒具有重要意義。

臭氧水對不同深度土壤微生物(wù)的消減效果

土壤表層致(zhì)病微生(shēng)物(wù)可接(jiē)觸作物的根、莖(jīng)和葉位較(jiào)低的(de)葉片,引(yǐn)發作物病害,而土壤深層致病微生物亦可侵染植物(wù)根係使其染病。本試驗分(fèn)別取臭氧水處理(lǐ)後的0~5 cm表層土壤和15~20 cm深層土壤進行微生物(wù)計數。結果顯示臭氧水(shuǐ)對表層土壤的細菌類(lèi)微生物(wù)消減效果在(zài)數(shù)值(zhí).上略高於深層土壤,但不同質量濃度臭氧水對表層和深(shēn)層土壤中細菌和真菌類微生物的消減效果差異均不(bú)顯著;放線菌的試驗結(jié)果與之類似,除p(O3)=20 mg/L處理組外,其他處理(lǐ)組表層放線菌消減率和深層土壤放線菌消減率不存在顯著(zhe)差異(圖1)。可知,在本試驗條件下,臭氧水的土壤微生物消減效果至少可以到達黃(huáng)瓜、番茄等常見溫室作物根(gēn)係分布的(de)15~20 cm土層。

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圖(tú)1不同 質量濃(nóng)度臭氧水對表層(0~5 cm)和(hé)深層(15~20 cm)土壤中細菌(a)、真菌(b)、放線菌(c)的消減效果

臭氧水濃度對土壤微生物的消減效果

高質量濃度臭氧水1次澆(jiāo)灌和低質量濃度臭氧水3次澆灌對土壤微生物消減效果見圖2。用p(O3)=20 mg/L的(de)臭氧水澆灌1次,土壤中細菌、真菌和線蟲的消減率分別為20. 5%、39. 4%、27.0%,用p(O3)=5 mg/L的臭氧水間隔3 d澆灌1次,連續澆灌3次,土壤中細菌、真菌和線蟲的消減率分別為49. 1%、51.5%和59. 5%,效果明顯(xiǎn)優於高濃(nóng)度處理組。p(O3)=20 mg/L的臭氧水澆灌1次後,土壤中放(fàng)線菌數(shù)量與原始放線菌數量差異(yì)不顯著,而用p(O3)=5 mg/L臭氧水(shuǐ)澆灌3次,土壤(rǎng)放線菌消減率為52.5%,顯著高於高濃度處理組。

由此可知,在本試驗條件下,使用p(O3)=5 mg/L的臭氧水重複澆灌3次,可以達(dá)到優(yōu)於單次(cì)使用p(O3)=20 mg/L臭氧水對土壤中微生物的殺(shā)滅效果。

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圖2低濃度3次澆灌和高濃度1次澆灌土壤中(zhōng)微生物數量

臭氧水消毒對溫室土壤微生物群落的影響

多樣性指數分析結果顯示樣本Coverage指數均在99%以上(表5),表明(míng)測序結果能夠很好的代(dài)表樣本真(zhēn)實情況。表中數(shù)據為Species物種分類水(shuǐ)平_上的觀測數據,可知,原始土壤、對照組土壤、處理組土壤測到細菌物種分別(bié)為812.814.815個。Sobs指數(shù)反應豐富度的(de)實際觀測值,Shannon指數反映群落多樣性,ACE指數用於估計樣本的(de)群落(luò)豐富度,可(kě)見原始土壤、對照組土壤和處理組土壤的群落多樣性和群落豐富度差異不大。

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土壤微生物中含有許多對農業生產有益的菌(jun1),在原始土壤、對照(zhào)組土壤和處理組土壤樣品的試驗結果顯示(圖3),原始土壤、對照(zhào)組土(tǔ)壤和處理組土壤細菌中分別含有硝酸(suān)細菌屬1. 2%、1.6%、2.1%;亞硝酸細菌屬1. 2%、1. 7%、1. 6%;芽孢杆菌屬1. 1%、2.2%、2. 1%;鏈黴菌屬1.7%、2.2%、1. 6%。原始土壤、對照組土壤和處理組土壤中含量在1%以,上(shàng)的(de)益(yì)生菌總量的占比分別為5. 2%、7.7%和7. 4%。

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圖(tú)3原始組、對照組和處理組土壤中不同菌群所占比例

針對傳統土壤消毒(dú)方法存在汙染環境、危害作物的問題,對臭氧水應(yīng)用於溫室土壤消毒(dú)的可行性進行研究。以常(cháng)見土壤消毒劑(jì)石灰氮為對照,研究臭氧水質量濃度(ρ(O3))和灌溉周期對溫室土壤(土層厚度0~30 cm)中細菌、真(zhēn)菌、放線菌和線(xiàn)蟲消減率的影響。

結果表(biǎo)明(míng):

1)用臭氧水進行土壤(rǎng)消毒可達深度為15~20 cm的土層(céng),可覆蓋常見溫室園藝作物的根際範圍(wéi),預期可減少根際染病;

2)ρ(O3)=5 mg/L的臭氧(yǎng)水3次處理後土壤(0~30 cm)微生物消減率高於ρ(O3)=20 mg/L的臭(chòu)氧水(shuǐ)1次處理的土壤;

3)用ρ(O3)=10~15 mg/L的臭氧水,間隔7 d澆灌土壤,連(lián)續澆灌3次,並覆蓋白色ρE農用(yòng)地膜,可達到很為理想的土壤(0~30 cm)微生物消減效果(guǒ),以此(cǐ)澆(jiāo)灌製度進行土壤消毒(dú)對土壤細(xì)菌、真菌、放線菌和線蟲的消減率分別為44. 64% .53. 53%、46.12%和48. 64% ,除線蟲消減率略低於石灰(huī)氮對照組以外,臭氧水對(duì)土壤(rǎng)細菌、真菌、放線菌的消減率均高於對照組;

4)原始土壤中硝酸菌屬、亞硝酸菌屬、芽孢杆菌屬和鏈(liàn)黴菌屬所占比例為5.3%,臭氧水處理後(hòu)增加(jiā)到7.4%,使土壤中有益微生物所占的比例略微提升。臭(chòu)氧水應用(yòng)於溫室土壤消毒可以達到良好的土壤微生物和線蟲的消減效果,且與傳統的化學消毒劑相比不會產生有害副產物,因此可以(yǐ)將臭氧水用於防控設施內土傳(chuán)病害(hài)。


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