全 文 ：施肥对日光温室黄瓜生长和土壤生物学特性的影响 3
徐福利1 ,2 　梁银丽1 ,2 　张成娥4 　杜社妮1 ,2 　陈志杰3
(1 中国科学院2水利部水土保持研究所 ,2 西北农林科技大学 ,杨凌 712100 ;3 陕西省动物研究所 ,西安 710037 ;
4 中国农业科学院土壤肥料研究所 ,北京 100081)
【摘要】　采用田间试验研究了施肥对黄土高原日光温室黄瓜生长发育和产量 ,以及对土壤微生物区系和
土壤酶活性的影响. 结果表明 ,施用有机肥和沼肥明显促进了黄瓜生长发育 ,提高了黄瓜产量 ,叶面施肥可
以降低无机化肥和有机肥用量. 施肥对日光温室土壤生物学特性有明显影响 ,施用有机肥和叶面施肥增加
了土壤细菌数量 ;施用无机化肥和沼肥增加了真菌的数量 ,施用有机肥降低了真菌的数量 ;施肥增加了放
线菌的数量. 同时施肥提高了土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性 ,但对过氧化氢酶影响较小. 施用有机肥提高
了脲酶和磷酸酶活性 ,施用化肥和沼肥对土壤脲酶和土壤磷酸酶活性影响差异不大.
关键词 　土壤微生物 　土壤酶活性 　施肥
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 07 - 1227 - 04 　中图分类号 　S64212 ,S154 　文献标识码 　A
Effect of fertilization on cucumber growth and soil biological characteristics in sunlight greenhouse. XU
Fuli1 ,2 ,L IAN G Yinli1 ,2 ,ZHAN G Chenge4 ,DU Sheni1 ,2 ,CHEN Zhijie3 (1 Institute of Soil and W ater Conserva2
tion , Chinese Academy of Sciences and Minist ry of W ater Resource , Yangling 712100 , China ;2 Northwest Sci2
Tech U niversity of A griculture and Forest ry , Yangling 712100 , China ;3 S haanxi Institute of Zoology , Xi’an
710032 , China ; 4 Institute of Soil and Fertilizer , Chinese Academy of A gricultural Sciences , Beijing 100081 ,
China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (7) :1227～1230.
This paper studied the effect of fertilization on cucumber growth and yield ,soil microbial biomass and soil enzyme
activities in sunlight greenhouse in Loess Plateau. The results indicated that the growth and yield of cucumber
were increased with application of manure and methane. Foliage application reduced the application rate of NP
and manure. Fertilization had an obvious effect on the biological characteristics of soil in sunlight greenhouse. The
number of bacteria was increased by manure and foliage fertilization ,and that of fungi was increased by NP and
methane fertilization but decreased by manure fertilization. Fertilization with manure ,NP and methane also re2
markably increased the number of actinomyces and the activities of urease ,phosphatase and sucrase in soil. The
activities of soil urease and phosphatase were increased by fertilization of manure ,but little effect was found with
fertilization of NP and methane.
Key words 　Soil microbial biomass , Soil enzyme activity , Fertilization.3 中国科学院知识创新资助项目 ( KZCX1206202) .3 3 通讯联系人.
2003 - 06 - 17 收稿 ,2003 - 11 - 04 接受.
1 　引 　　言
在黄土高原丘陵沟壑区 ,随着国家退耕还林和
生态环境重建政策的落实 ,及农业产业结构的调整 ,
设施农业生产已发展成为该区农村经济中的主导产
业. 在由农田转为设施种植过程中 ,高水高肥和高效
的设施农业生产 ,必然会引起土壤生态环境发生相
应变化. 在设施农业生产中 ,日光温室是主要种植形
式 ,施肥对日光温室蔬菜生长和土壤生态环境影响
最重要.
土壤微生物和酶活性对于各种土壤管理措施 ,
包括对土壤耕作方式、轮作及施用有机肥种类等是
一个敏感的指标[1 ,4～7 ,9 ] ,施肥对日光温室蔬菜生长
及土壤生物学特性的影响研究资料甚少[3 ,8 ] . 本文
研究了施用化肥、有机肥和沼肥对蔬菜生长和日光
温室土壤微生物区系和酶活性的影响 ,探讨了不同
施肥方法对日光温室蔬菜生长和土壤质量的影响 ,
为土壤资源持续利用和防止日光温室土壤质量退化
的合理施肥提供理论依据.
2 　材料与方法
211 　试验设置
试验于 2001～2002 年在陕北黄土高原沟壑区延安市宝
塔区河庄坪镇井家湾村进行 ,供试土壤为黄棉土 ,有机质
61525 g·kg - 1 ,全 N 01484 g·kg - 1 ,速效 N 16816 mg·kg - 1 ,
全磷 11017 g·kg - 1 ,速效磷 65125 mg·kg - 1 ,速效钾 121 mg·
kg - 1 .该地位于 36°39′29″N ,109°26′2513″E ,海拔 987 m. 日
光温室长 55 m ,宽 715 m ,钢架结构 ,建成 3 年. 试验前作为
西红柿 ,试验作物黄瓜 ,品种为津春 3 号. 2001 年 11 日定
植 ,2002 年 7 月 12 日收获结束.
应 用 生 态 学 报 　2004 年 7 月 　第 15 卷 　第 7 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J ul. 2004 ,15 (7)∶1227～1230
试验设 7 个处理 :1) 无肥 (CK) ;2) NP 肥 (N 400 + P2O5
250) (kg·hm - 2) ;3)有机肥 225 000 (kg·hm - 2) (M) ;4) 沼肥
225000 (kg·hm - 2) (Me) ;5)叶面施肥 N 213 kg·hm - 2 + 有机
钾肥 8195 kg·hm - 2 ( F) ; 6) NP ( N200 + P2O5 125) ( kg·
hm - 2) + 叶面施肥 N 213 kg·hm - 2 + 有机钾肥 8195 kg·
hm - 2 (NPF) ; 7) 有机肥 (112 500 kg·hm - 2 ) + 叶面施肥 N
213 kg·hm - 2 + 有机钾肥 8195 kg·hm - 2 (MF) . 随机排列 ,重
复 4 次. 小区面积为 112 ×515 m = 616 m2 . 种植两行 ,定植时
黄瓜苗高 818 cm ,叶片 3 个 ,苗重 6196 g ,共 40 株.
试验地在定植时深翻 20 cm ,按小区施肥量施肥 ,然后
再翻耕一次. 有机肥用量的 2/ 3 作为基肥 ,在定植前整地时
施入 ,1/ 3 作为追肥在定植后 2 个月追施 ,施肥深度 20 cm ;
氮肥 100 kg·hm - 2作为基肥 ,在黄瓜生长过程中分 3 次追
施 ,每次追 100 kg·hm - 2 ,开沟施入覆土 ;磷肥用磷酸二铵 ,
作为基肥一次施入 ,沼肥用量的 2/ 3 作基肥 ,其余 1/ 3 在定
植 2 个月后追施 ,开沟施入覆土 ,叶面肥用有机钾肥加尿素 ,
在定植后 2 个月第一次喷施 ,以后每 20 天喷 1 次 ,015 %尿
素溶液 2 次 ,0115 %的有机钾肥溶液 4 次 ,连喷 4 次.
有机肥用腐熟的牛粪 ,养分含量为 :全 N 41216 g·kg - 1 ,
速效 N 15418 g·kg - 1 ,全 P 2111 g·kg - 1 ,速效磷 32511 mg·
kg - 1 ,速效钾 329910 mg·kg - 1 ;磷肥用磷酸二铵 (含 P2O5
46 % ,N 17 %) ,氮肥用尿素 (含 N 46 %) ;沼肥用经过 6 个月
沼气发酵后的沼液和沼渣混合物 ,沼渣养分为 : 有机质
18315 g·kg - 1 ,全 N 7183 g·kg - 1 ,速效 N 87912 g·kg - 1 ,全 P
4182 g·kg - 1 ,速效 P54911 mg·kg - 1 ,速效 K 136612 mg·
kg - 1 ;沼液 ;全 N 83212 mg·kg - 1 ,全 P 13011 mg·kg - 1 ,全 K
245713mg·kg - 1 . 其它管理同日光温室黄瓜常规技术管理.
212 　测定项目与方法
在黄瓜整个生长发育过程中 ,从开始定植到黄瓜收获测
定了黄瓜生长发育特征和产量. 从 1 月开始每隔 30 d 左右
取一次土样 ,分次取 0～20 cm 土层土样 ,每处理重复取 3
次 ,土样低温保存. 土壤微生物测定 :细菌数量采用 PDA 培
养基 ,平板稀释法 ;真菌数量采用马丁氏培养基 ,平板稀释
法 ;放线菌数量采用高氏 1 号培养基 ,平板稀释法. 土壤酶活
性 :过氧化氢酶用 KMnO4 滴定法 ;蔗糖酶用还原糖滴定
法[9 ] ;尿酶用靛酚比色法 ;中性磷酸酶用苯磷酸二钠比色
法[7 ] .
3 　结果与分析
311 　施肥结构对黄瓜产量的影响
不同施肥处理黄瓜收获时的黄瓜生长发育特征
和产量结果见表 1. 从黄瓜的生长发育状况分析 ,施
用沼肥和有机肥 + 叶面追肥的黄瓜径粗最大 ,生长
也健壮 ,单施 NP 化肥的黄瓜径粗最细. 从蔓长来
看 ,不施肥和单施 NP 化肥的最小 ,施用有机肥的最
高. 叶节数的变化与蔓长变化相一致. 从结瓜数量来
分析 ,有机肥和沼肥处理结瓜数量最多 ,NP 化肥的
最少 ,从养分供应分析 ,NP 养分供应对黄瓜生长作
用不明显 ,从土壤基础养分分析 ,供试土壤速效 N
16816 mg·kg - 1 ,速效磷 65125 mg·kg - 1 ,N、P 养分
含量高 ,速效钾 121mg·kg - 1 ,蔬菜需钾较多 ,土壤
钾供应不足. 由于 NP K 营养失衡 ,NP 化肥没有发
挥作用. 总之 ,施用有机肥和沼肥是日光温室黄瓜生
长健壮 ,结瓜数多. 这一特点说明日光温室蔬菜生产
应以有机肥为主 ,化肥为辅. 除了减少无机盐分累积
外 ,持续供应养分对保证日光温室蔬菜生长极为重
要.
从黄瓜产量结果来看 ,施肥处理间差异显著 ,各
施肥处理比较 ,沼肥、叶面肥的黄瓜产量都明显高于
不施肥和 NP 化肥处理. 施用化肥没有效果 ,有机
肥、沼肥和叶面肥之间没有差异. 施用有机肥、沼肥
和叶面肥比不施增产量分别是 1210 %、517 %和
1111 % ,单施 NP 化肥的黄瓜产量反而下降 1115 %.
日光温室种植施肥量大 ,土壤有一定的营养累积 ,特
别是 N、P 营养的累积 ,从而引起土壤盐分增高和
N、P、K等营养不平衡 ,容易引发病害 ,施用化肥造
成不增产的结果. 田间调查发现 ,单施化肥黄瓜的霜
霉病和白粉病严重 ,施用沼肥和叶面追肥的黄瓜病
害较轻 ,说明沼肥、叶面肥和有机肥促进了黄瓜的生
长发育和产量形成. 处理 2 与处理 6 相比 ,化肥用量
减少了一半 ,黄瓜产量增加 2117 % ;处理 3 与处理 7
相比的黄瓜产量只相差 1 % ,而有机肥用量减少一
半 ,说明叶面追肥是降低化肥和有机肥用量 ,提高产
量和减少施肥 ,防止对蔬菜及地下水 NO -3 2N 污染
的有效手段.
表 1 　不同施肥黄瓜收获时的农艺性状和产量
Table 1 Agricultural characters and yield of cucumber under different
fertilization after harvest( kg·plot - 1)
处理
Treatment
茎粗
Stem
thick
(cm)
蔓长
Trailing
(cm)
叶数
(片)
Leaves per
plant
瓜条数
(个)
Cucumbers
per plant
小区产量
Yield
per plot
增产
Added
percent
( %)
CK 181 236 3016 1217 3313 ±1138bB 100
NP 179 245 3411 1216 2915 ±2161bB 8815
M 185 288 3813 1418 3415 ±3171aA 10316
Me 189 258 3718 1612 3717 ±3154aA 11210
F 184 234 3311 1313 3512 ±2131aA 10517
NPF 183 279 3613 1515 3518 ±1162aA 10715
MF 189 254 3513 1412 3710 ±2157aA 11111
注 :英文字母为方差分析结果 ,相同字母表示未达 5 %和 1 %的差异显著水平. The value fol2
lowed by different letters is significant at 5 % or 1 %.
312 　施肥对日光温室土壤微生物区系的影响
从表 2 可见 ,施肥对细菌、真菌和放线菌影响很
大 ,但对不同微生物区系的影响程度不同. 从土壤细
菌变化来看 ,与对照相比 ,有机肥 + 叶面喷肥增加了
5112 ×107 cfu·g - 1 ,化肥 + 叶面喷肥增加了 14139
8221 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
×107 cfu·g - 1 ,有机肥处理细菌数量增加了 3198 ×
107 cfu·g - 1 ,叶面喷肥增加了 912 ×107 cfu·g - 1 . 施
用有机肥为细菌繁殖提供了能源物质 ,有利于细菌
繁殖. 叶面施肥增加细菌数量的原因还有待进一步
研究. 施用化肥和沼肥降低了土壤细菌数量. 原因是
沼肥发酵已将有机物分解 ,沼肥施入土壤后没有更
多的有机物质供细菌利用. 细菌在土壤溶液和土壤
表面可表现出一般微粒的物理和化学特征[1 ,9 ] ,而
且又是活体 ,可以促进有机物分解和养分固定 ,对提
高有机肥和化肥的有效性有作用[1 ,4 ] .
分析施肥对土壤真菌数量的影响 ,与土壤细菌
的变化趋势不同 ,施用有机肥减少了真菌的数量 ,而
化肥和沼肥又增加了真菌的数量. 其变化可能是施
肥对土壤酸度有影响 ,详细原因还需要进一步研究.
施肥使放线菌的数量增加剧烈 , 增幅达
120167 %～447105 %. 影响程度依次为 NPF > Me >
M > MF > F > NP.
表 2 　不同施肥黄瓜收获期土壤微生物区系变化
Table 2 Quantitative variation of microbe in soil under different fertil2
ization after harvest of cucumber
处理
Treatment
细菌 Bacteria
( ×107 cfu·g - 1)
含量 Content + / -
真菌 Fungus
( ×103 cfu·g - 1)
含量 Content + / -
放线菌 Actinomycets
( ×104 cfu·g - 1)
含量 Content + / -
CK 9111 - 20113 - 227180 -
NP 7196 - 1115 22173 + 216 348147 + 120167
M 13109 + 3198 18109 - 2104 523136 + 295156
Me 5131 - 318 36110 + 15197 531181 + 304101
F 18131 + 912 27180 + 7167 449147 + 221167
NPF 23150 + 14139 27167 + 7154 674185 + 447105
MF 60131 + 5112 16169 - 3144 470145 + 242165
313 　施肥对日光温室土壤酶活性的影响
31311 对土壤碱性磷酸酶活性的影响 　土壤酶是土
壤中植物、动物、微生物活动的产物[2 ,6 ] . 土壤酶参
与了腐殖质的合成和分解 ,使植物和微生物残体的
分解转化成植物可利用的养分形态. 水解酶类是对
土壤肥力具有重要作用的酶类[4 ,7 ,8 ] ,主要包括有脲
酶、磷酸酶和转化酶等.
分析碱性磷酸酶活性动态变化 (图 1) ,不同于
蔗糖酶和脲酶. 碱性磷酸酶活性是随着气温升高呈
降低趋势 ,同时随着黄瓜的生育期进程碱性磷酸酶
活性呈降低趋势. 前期碱性磷酸酶活性高 ,土壤中释
放的磷酸多 ,有利于黄瓜生长对磷素的吸收 ,后期碱
性磷酸酶活性低 ,土壤中释放的磷酸少. 不施肥土壤
碱性磷酸酶活性较小 ,施用有机肥碱性磷酸酶活性
较大 ,施用化肥和沼肥碱性磷酸酶活性较小.
31312 对土壤蔗糖酶活性的影响 　从图 2 可看到 ,
与对照相比 ,施肥土壤蔗糖酶活性提高 ,有机肥和沼
肥处理相比 ,有机肥处理的蔗糖酶活性提高较大 ,化
肥和沼肥的蔗糖酶活性提高较小 ,在 3～4 月黄瓜生
长旺盛 ,蔗糖酶活性出现了一个峰值 ,促进土壤蔗糖
水解成葡萄糖 ,为微生物提供能量物质 ,有利于有机
物质的分解.
图 1 　施肥对日光温室土壤碱性磷酸酶活性的影响
Fig. 1 Effect of fertilization on alkaline phosphatase activity in soil in
greenhouse.
图 2 　施肥对日光温室土壤蔗糖酶活性的影响
Fig. 2 Effect of fertilization on sucrase activit y in soil in greenhouse.
31313 对土壤脲酶活性的影响 　由图 3 可以看出 ,
随着黄瓜的生长 ,脲酶活性有一个先降低后增高的
过程. 对照土壤脲酶动态变化较小 ,施用 NP 化肥脲
酶活性增加 ,叶面施肥对脲酶活性影响不大 ,5～7
月间化肥处理的脲酶活性增强. 有机肥处理脲酶活
性提高较大 ,有机肥和沼肥处理的脲酶活性相差较
92217 期 　　　　　　　　　　徐福利等 :施肥对日光温室黄瓜生长和土壤生物学特性的影响 　　　　　　　　　　　
小 ,但有机肥的脲酶活性高于沼肥. 土壤脲酶活性反
映各种生化过程的方向和强度. 土壤脲酶是决定土
壤中 N 转化的关键酶 ,土壤脲酶主要来源于植物和
微生物[4 ,6 ] ,随着黄瓜生长 ,黄瓜根系分泌物增加和
土壤微生物数量增加 (表 2) ,土壤脲酶活性增强 ,促
进土壤有机氮转化 ,提高土壤氮素肥力 ,可以在黄瓜
生长期间提供更多的氮素.
图 3 　施肥对日光温室土壤脲酶活性的影响
Fig. 3 Effect of fertilization on urease activit y in soil in greenhouse.
31314 对土壤过氧化氢酶活性的影响 　施肥对日光
温室土壤过氧化氢酶活性的影响 (表 3) 表明 ,施肥
对土壤过氧化氢酶活性的影响很小 ,各施肥处理差
异较小. 过氧化氢酶活性的变化随着温度的升高而
有增加的趋势 ,特别是 7 月份黄瓜收获之后 ,过氧化
氢酶活性增强 ,表明过氧化氢酶活性与土壤温度和
气温的影响很大.
表 3 　施肥对日光温室土壤过氧化氢酶活性动态变化的影响
Table 3 Dynamic effect of fertilization on hydrogenperoxidase activity
in soil in greenhouse( 011 mol·L - 1 KMnO4 ml·g - 1)
处理
Teatment
取 样 时 间 Sampling date
282Jan 172Feb 222Mar 142Apr 82May 52J un 112J ul
CK 12185 14155 15122 14183 14198 15178 20169
NP 12189 15114 15155 15107 15117 15188 20142
M 12151 14155 14178 14174 14162 15120 20113
Me 11140 15103 14168 15115 14126 15144 20117
F 13107 14190 15111 15112 14197 16115 20164
NPF 12174 14168 14154 14171 14194 15154 20155
MF 12180 14139 14191 14176 15112 15152 20158
4 　结 　　论
411 　日光温室蔬菜生产以有机肥和沼肥的效果最
好 ,黄瓜径杆粗壮 ,生长健壮 ,黄瓜产量高 ,单施 NP
化肥 ,对黄瓜生长作用不明显 ,这与日光温室土壤的
NP 养分含量高 , K素不足有关. 叶面施肥可以减少
化肥和有机肥的用量 ,及时补充蔬菜养分 ,也是日光
温室蔬菜生产的一种养分补充方式.
412 　施肥对土壤微生物区系的变化影响很大. 施用
有机肥和叶面追肥明显增加了土壤的细菌数量. 施
用化肥和沼肥增加了真菌的数量 ,施用有机肥降低
了真菌的数量 ,降低幅度 2104 % ,不同施肥处理明
显增加了放线菌的数量.
413 　施用有机肥脲酶活性提高较大 ,施用化肥在 5
～7 月间脲酶活性增强 ;施用有机肥蔗糖酶活性提
高较大 ,施用化肥和沼肥蔗糖酶活性提高较小 ;施用
有机肥碱性磷酸酶活性较大 ,施用化肥和沼肥碱性
磷酸酶活性较小 ;施肥对土壤过氧化氢酶活性的影
响很小.
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作者简介 　徐福利 ,男 ,1958 年 5 月生 ,博士 ,研究员 ,从事
土壤肥力和植物营养方面的研究 ,发表论文 61 篇. Tel :0292
7081639 　E2mail :XFL @nwsuaf . edu. cn
0321 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷