全 文 ：中国生态农业学报 2010年 11月 第 18卷 第 6期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2010, 18(6): 1189−1193


* 中国科学院知识创新工程项目(KZCX2−XB2−05−01)和陕西省科学院重大科技项目(2010K−01)资助
李英梅(1975~), 女, 硕士, 助理研究员, 主要从事设施蔬菜病虫害防治的研究。E-mail: liyingmei9@163.com
收稿日期: 2010-01-05 接受日期: 2010-05-26
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.01189
土壤消毒措施对土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响*
李英梅 1 曹红梅 2 徐福利 3 任武婷 4 刘建利 4 张淑莲 1 张 锋 1 陈志杰 1
(1. 陕西省动物研究所 西安 710032; 2. 陕西省甘泉县植保植检站 甘泉 716100;
3. 中国科学院水利部水土保持研究所 杨凌 712100; 4. 陕西省富平县农业技术推广中心 富平 711700)
摘 要 采用田间试验方法, 研究了垄沟式太阳能消毒、石灰氮麦秸、垄鑫 3 种土壤消毒方法对日光温室土
壤物理特性及黄瓜生长发育的影响。结果表明, 垄沟式太阳能消毒处理对土壤物理特性未产生较大影响, 处理
后粗粉粒含量较对照降低 9.5%, 砂粒两个粒径(0.1~0.5 mm、0.5~1.0 mm)含量较对照分别增加 39.4%、117.7%,
其余组分无明显变化; 石灰氮麦秸处理后黏粒含量增加 163%, 细粉粒两粒径(0.001~0.005 mm、0.005~0.01 mm)
含量较对照分别增加 52.1%和 116.8%; 施用垄鑫处理后土壤黏粒含量较对照降低 65.8%, 细粉粒两个粒径含量
较对照分别降低 33.0%、32.2%。不同处理对土壤微团聚体的形成均有一定阻碍作用, 其中石灰氮麦秸处理对
土壤团聚体的形成影响最大, 其次是垄鑫处理, 垄沟式太阳能消毒处理影响最小。3个土壤消毒处理都能提高
黄瓜平均叶片数、平均株高、叶绿素含量和黄瓜产量, 其中垄沟式太阳能消毒处理能显著提高黄瓜生物学指
标, 有良好的增产效果。
关键词 土壤消毒 土壤物理特性 太阳能消毒 黄瓜生长发育 土壤团聚体 生物学指标
中图分类号: S472 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)06-1189-05
Effects of different forms of soil disinfection on soil physical
properties and cucumber growth
LI Ying-Mei1, CAO Hong-Mei2, XU Fu-Li3, REN Wu-Ting4, LIU Jian-Li4,
ZHANG Shu-Lian1, ZHANG Feng1, CHEN Zhi-Jie1
(1. Shaanxi Institute of Zoology, Xi’an 710032, China; 2. Ganquan Plant Protection Station, Shaanxi Province, Ganquan 716100,
China; 3. Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, Yangling 712100,
China; 4. Center for Agricultural Technology Extension in Fuping County, Shaanxi Province, Fuping 711700, China)
Abstract Experiments were conducted to study the effects of three soil disinfection methods (ridge and furrow soil solarization
with plastic film mulch, calcium cyanamid with stalk, dazomet fumigation) on soil physical properties and the growth of cucumber in
greenhouse conditions. The results show that ridge and furrow solarization with plastic film mulch has no visible effect on soil
physical properties. While the content of coarse silt decreases by 9.5% compared to CK, the contents of two diameter of sands
(0.1~0.5 mm, 0.5~1.0 mm) increase by 39.4%, 117.7% respectively compared to CK. No significant changes are noted in the re-
maining components. The content of clay in soil treated with calcium cyanamid and stalk increases by 163%, the contents two di-
ameter of fine silts (0.001~0.005 mm, 0.005~0.01 mm) increase by 52.1%, 116.8% respectively compared to CK. Clay content of soil
treated by dazomet fumigation decreases by 65.8%, the contents of two diameter of fine silt in soil decrease by 33.0%, 32.2% respec-
tively compared to CK. Different soil disinfection treatments exert different inhibitions on soil aggregation. Calcium cyanamid with
stalk treatment is most effective, followed by dazomet fumigation treatment. Ridge and furrow soil solarzation with plastic film
mulch is least effective. The three soil disinfection treatments increase average plant height, leaf number, chlorophyll content and
yield of cucumber. Ridge and furrow soil solarization with plastic film mulch not only significantly increases the biological indices of
cucumber, but also promotes cucumber yield.
Key words Soil disinfection, Soil physical property, Solarization, Cucumber growth and development, Soil aggregate, Bio-
logical index
(Received Jan. 5, 2010; accepted May 26, 2010)
1190 中国生态农业学报 2010 第 18卷


近年来随着棚室蔬菜栽培面积迅速扩大, 特别
是随着连作时间的延长, 土传病害已成为影响温室
蔬菜产量与品质的突出问题。利用化学药剂消毒、
蒸汽热消毒、太阳能消毒等土壤消毒措施是目前防
治土传病害的主要方法 [1−6], 但有关不同方法对土
壤物理性质和植株生长影响的研究甚少。土壤机械
组成是土壤物理特性的重要指标, 不仅影响土壤的
化学和生物学性质, 还与植物生长环境条件和养分
供给关系密切[7]。土壤微团聚体是土壤结构的最小
功能单位, 其组成是评价土壤肥力水平的综合指标,
在表征土壤肥力方面具有不可忽视的作用[8−9]。本试
验研究了垄沟式太阳能消毒、石灰氮麦秸[10−11]和垄
鑫熏蒸土壤对日光温室土壤剖面的机械组成、土壤
微团聚体及黄瓜生长的影响, 为日光温室黄瓜土传
病害的防治和优质生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验设在陕西省科学院渭南科技示范基地
(34°39′42″N, 109°5′15.2″E, 海拔 567 m)根结线虫发
生严重的日光温室, 土壤为垆土, 容重 1.31 g·cm−3,
土壤饱和含水量 32 g·kg−1。供试作物为“津春三号”
黄瓜, 连作 7年。
1.2 试验材料与设计
供试材料为 98%垄鑫, 主要成分为甲基异硫氰,
有效成分含量 98%, 浙江龙灯有限公司生产; 石灰
氮, 又称乌肥或黑肥, 主要成分为氰氨化钙(分子式:
CaCN2), 宁夏嘉成有限公司生产; 麦秸(切碎约 3 cm
长)。
2008年 6月 24日, 选择根结线虫危害严重的日
光温室作为试验用地, 温室南北宽 8 m, 东西长 60 m,
分成 10个小区, 试验设置 3个处理, 3次重复, 1个
对照小区, 各小区随机排列。分区后浇水, 使温室土
壤含水量达到饱和含水量的 60%左右, 对照区不浇
水。处理Ⅰ, 垄沟式覆膜土壤消毒, 将温室土壤深翻
后做成波浪式垄沟, 垄呈梯形, 上底宽 25 cm, 下底
宽 60 cm, 高 60 cm, 沟呈倒梯形, 上底宽 60 cm, 下
底宽 25 cm, 垄面上覆盖透明地膜; 处理Ⅱ, 施用石
灰氮加麦秸, 石灰氮施用量为 750 kg·hm−2, 麦秸施
用量为 10 050 kg·hm−2, 石灰氮均匀撒在土壤表面,
上撒麦秸 , 深翻后平铺覆盖透明地膜; 处理Ⅲ , 施
用垄鑫处理, 施用量为 225 kg·hm−2。3个处理完成
后将日光温室密闭升温, 连续密闭 8 d 后, 将处理 I
各小区垄变沟、沟变垄, 处理Ⅱ和处理Ⅲ不变, 继续
密闭升温 8 d, 以未进行任何消毒处理的土壤为空白
对照。
1.3 取样与测定
处理后分别在各小区用内径 3 cm的土钻随机、
多点混合取样, 取样土层深度为 0~20 cm、20~40 cm,
各小区土样各取 500 g, 进行土壤结构和团聚体的测
定。田间采集原状土样, 在室内风干后进行机械组
成和团聚体的测定, 土壤机械组成测定方法为比重
计法, 团聚体测定方法为湿筛法[12−13]。
9月 10日按正常季节定植黄瓜, 黄瓜定植 90 d
后每月测量不同处理组株高、叶片数、叶绿素含量
(SPAD-502 叶绿素仪测定)和黄瓜全生育期产量, 每
处理采用五点取样法共调查 20株, 计算平均数。黄
瓜全生长期结束后, 即 2009年 5月 20日, 五点取样
法分别计算 20株黄瓜植株的主根和侧根数, 用电子
天平对根部和地上部称重。
试验数据采用 EXCEL2003 和 DPS2000 软件进
行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同消毒处理对土壤机械组成的影响
由表 1 可知, 不同消毒处理对 0~20 cm 土层土
壤机械组成影响不同。处理Ⅰ黏粒(≤0.001 mm)和细
粉粒 (0.001~0.01 mm)含量无明显变化 ; 粗粉粒
(0.01~0.05 mm)含量较对照降低 9.5%; 砂粒中
0.05~0.1 mm粒径含量较对照降低 11.0%, 其余两个
粒径(0.1~0.5 mm、0.5~1.0 mm)含量较对照分别增加
39.4%、117.7%。处理Ⅱ黏粒含量增加 163%, 细粉
粒两粒径(0.001~0.005 mm、0.005~0.01 mm)含量较
对照分别增加 52.1%和 116.8%, 粗粉粒含量较对照
降级 9.6%, 砂粒 3 个不同粒径含量较对照分别降低
32.4%、29.7%、87.1%。处理Ⅲ黏粒较对照增加
118.6%, 细粉粒两粒径含量较对照分别增加 44.2%、
34.7%, 粗粉粒较对照降低 5.9%。不同土壤消毒处理
对 20~40 cm土层机械组成的影响表现为: 处理Ⅰ黏
粒含量较对照增加 10.4%, 细粉粒两粒径含量较对
照分别增加 14.9%、6.9%, 粗粉粒含量较对照降低
10.2%, 砂粒(0.1~0.5 mm)含量较对照增加 106.9%。
处理Ⅱ黏粒、细粉粒中 0.005~0.01 mm 粒径含量与
粗粉粒含量与对照无显著差异, 0.001~0.005 mm 粒
径含量较对照降低 8.7%, 砂粒中 0.1~0.5 mm粒径含
量较对照增加 50.9%, 其余两个粒径与对照无显著
差异。处理Ⅲ黏粒含量较对照降低 65.8%, 细粉粒两
个粒径含量较对照分别降低 33.0%、32.2%, 粗粉粒
含量较对照降低 6.1%, 砂粒各粒径含量较对照分别
增加 69.8%、288.2%、101.7%。分析产生原因是由
于垄沟式太阳能消毒对土壤进行了深层翻耕, 深沟
和高垄增大了采光面 , 能更多地吸收太阳辐射 ,
第 6期 李英梅等: 土壤消毒措施对土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响 1191


表 1 不同土壤消毒处理土壤机械组成变化
Tab. 1 Changes of soil mechanical composition under different soil disinfection treatments %
细粉粒 Fine silt 砂粒 Sand 土层深度
Soil depth
(cm)
处理
Treatment
黏粒 Clay
(≤0.001mm) 0.001~0.005
mm
0.005~0.01
mm
粗粉粒
Coarse silt
(0.01~0.05
mm)
0.05~0.1
mm
0.1~0.5
mm
0.5~1.0
mm
Ⅰ 3.08b 10.33c 8.00c 43.54c 17.14b 11.03a 5.42a
Ⅱ 8.48a 15.96a 17.04a 43.51c 13.02c 5.56d 0.32c
Ⅲ 7.06a 15.13b 10.59b 45.26b 13.51c 6.47c 1.96b
0~20
CK 3.23b 10.49c 7.86c 48.11a 19.25a 7.91b 2.49b
Ⅰ 9.62a 17.07a 12.61a 42.16c 11.48c 5.98b 1.07b
Ⅱ 8.67b 13.56c 11.78b 47.38a 12.42b 4.36c 1.42b
Ⅲ 2.98c 9.96d 8.00c 44.11b 21.33a 11.22a 2.34a
20~40
CK 8.74b 14.86b 11.80b 46.96a 12.56b 2.89d 1.16b
Ⅰ: 垄沟式覆膜土壤消毒 Ridge and furrow soil solarization with plastic film mulch; Ⅱ: 施用石灰氮加麦秸 Calcium yanamid with stalk; Ⅲ:
垄鑫 Dazomet fumigation. 同列不同小写字母表示差异达 0.05 显著水平 Different small letters in one column mean significant difference at 0.05
level.下同 The same below.

在密闭温室中气温和土壤温度急剧升高, 使土壤微
生物和土壤酶活性均不同程度降低, 导致土壤发生
一系列物理化学和生物化学变化。施用石灰氮后 ,
石灰氮遇水分解生成液体氰胺和气体氰胺, 除对土
壤中的根结线虫、真菌、细菌和地下害虫有较强杀
灭作用, 还能促进有机物分解, 有效调节土壤酸性,
从而引起土壤结构变化。施用垄鑫后, 其遇水产生
甲基异硫氰酸甲酯(MITC), 通过有毒气体在土壤孔
隙中的扩散, 杀死土壤中的根结线虫、细菌、病毒
等有害生物, 并使土壤呈弱酸性, 引起土壤黏粒和
细粉粒比例较大幅度增加。
2.2 不同消毒处理对土壤微团聚体的影响
3个不同消毒处理的土壤微团聚体变化见表 2。
0~20 cm土层优势粒级(0.01~0.05 mm)处理Ⅰ、处理
Ⅱ、处理Ⅲ较对照分别降低 3.7%、2.2%、6.3%, 降
幅均不大; 0.05~0.1 mm粒级处理Ⅰ较对照增加 4.4%,
处理Ⅱ、处理Ⅲ较对照分别降低 21.2%、11.4%; 不
同消毒处理 20~40 cm土层团聚体的变化较为复杂。
结果表明 3 种土壤消毒处理方式均对土壤微团聚体
产生不同程度的破坏作用。
2.3 不同土壤消毒处理对黄瓜生长的影响
2.3.1 对黄瓜株高、叶片数及叶绿素含量的影响
由图 1可知, 黄瓜定植后至 150 d之前, 各土壤
消毒处理及对照间株高和叶片数无明显差异。定植
210 d、240 d、270 d、300 d时处理Ⅰ的平均叶片数
较处理Ⅱ分别多 3.7%、6.3%、11.1%、13.8%, 较处
理Ⅲ分别多 6.3%、8.1%、11.1%、9.2%; 处理Ⅰ的
平均株高较处理Ⅱ分别高 14.9%、18.8%、11.9%、
12.5%, 较处理Ⅲ分别高 11.0%、14.0%、12.0%、9.3%;
而处理Ⅱ和处理Ⅲ间植株株高和平均叶片数无明显
差异。不同土壤消毒处理对黄瓜叶片叶绿素含量的
影响表现出相似的变化规律, 从定植 90 d 开始, 叶
绿素含量均随黄瓜的生长而不断增加, 在定植 210 d
时叶绿素含量达到最大值, 此时处理Ⅰ的叶绿素含
量较处理Ⅱ和处理Ⅲ分别高 10.5%和 10.3%, 随后逐
渐降低; 在同一生长阶段内, 处理Ⅰ的黄瓜叶片叶
绿素含量显著高于其他两个处理, 处理Ⅱ和处理Ⅲ
的黄瓜叶片叶绿素含量高于对照组, 但二者之间无

表 2 不同土壤消毒处理土壤微团聚体变化
Tab. 2 Changes of soil micro-aggregates under different soil disinfection treatments
平均含量 Average content (%) 土层深度
Soil depth
(cm)
处理
Treatment 0.000 1~0.001 mm 0.001~0.005 mm 0.005~0.01 mm 0.01~0.05 mm 0.05~0.1 mm 0.1~0.5 mm 0.5~1.0 mm
Ⅰ 10.52a 15.81b 11.81bc 44.91ab 13.62a 3.68a 0a
Ⅱ 10.16a 18.21a 14.04a 45.64a 10.27c 1.33c 0a
Ⅲ 11.14a 16.39b 12.09b 43.71b 11.55bc 2.27b 1.12b
0~20
CK 10.10a 14.47c 11.34c 46.65a 13.04ab 2.96ab 1.10b
Ⅰ 11.50a 16.01c 11.54b 44.16b 13.17a 3.64a 0
Ⅱ 10.78a 17.44b 12.95a 45.12b 11.77b 1.94b 0
Ⅲ 11.18a 17.97a 12.35ab 44.32b 12.23b 1.96b 0
20~40
CK 9.98b 15.78c 11.94b 48.00a 12.65ab 1.66b 0
1192 中国生态农业学报 2010 第 18卷



图 1 不同土壤消毒处理对不同生育期黄瓜平均叶片数、平均株高、叶绿素含量的影响
Fig. 1 Leaves number, average plant height and chlorophyll content of cucumber under different disinfection treatments

显著差异。
2.3.2 对黄瓜干重和根数量的影响
由图 2 可知, 不同土壤消毒处理黄瓜地上部干
重和地下部干重较对照均有增加, 其中垄沟式太阳
能消毒处理黄瓜地上部干重增幅最大, 较对照增加
14%, 其次为垄鑫处理, 较对照增加 5.4%, 石灰氮
加麦秸处理较对照增加 3.4%; 地下部干重、根部主
根和次生根数量的变化也表现出和地上部干重相同
的规律, 即垄沟式太阳能消毒处理＞垄鑫处理＞石
灰氮加麦秸处理, 其中垄鑫和石灰氮加麦秸处理二
者间差异不显著。
2.3.3 不同土壤消毒处理黄瓜产量比较
不同土壤消毒处理黄瓜全生育期产量较对照均
有较大幅度增加, 其中处理Ⅰ黄瓜产量增加最多, 较
对照增加 78.1%, 处理Ⅱ次之, 较对照增加 51.3%, 处
理Ⅲ较对照增加 38.4%, 各处理及对照间差异显著。
3 讨论
不同土壤消毒措施对 0~20 cm土层土壤机械组
成的影响显著不同, 垄沟式太阳能消毒处理后, 粗
粉粒含量较对照降低 9.5%, 砂粒中 0.05~0.1 mm粒
径含量较对照降低 11.0%, 其余两个粒径 (0.1~0.5
mm, 0.5~1.0 mm)含量较对照分别增加 39.4%、
117.7%, 其余组分无明显变化；石灰氮麦秸处理后
黏粒含量增加 163%, 细粉粒两粒径含量较对照分别
增加 52.1%和 116.8%; 施用垄鑫处理后黏粒较对照
增加 118.6%, 细粉粒两粒径含量较对照分别增加
44.2%、34.7%。即垄沟式太阳能消毒对 0~20 cm土
壤机械组成影响相对较小, 采用石灰氮麦秸和垄鑫
处理土壤后 0~20 cm 土层黏粒比例大幅增加, 粉粒
比例降低; 垄沟式太阳能消毒和石灰氮麦秸处理对
20~40 cm土层的机械组成均未产生较大影响, 施用
垄鑫后的变化较为复杂 , 黏粒含量较对照降低
65.8%, 细粉粒两个粒径含量较对照分别降低 33%、
32.2%, 粗粉粒含量较对照降低 6.1%, 砂粒各粒径
含量较对照分别增加 69.8%、288%、101.7%, 其变
化原因有待进一步研究。
不同土壤消毒处理对耕作层 0~20 cm土壤微团
聚体的形成有明显影响, 都表现为一定的阻碍作用,
其中施用石灰氮麦秸处理对 0~20 cm土壤团聚体的
形成影响最大, 其次为施用垄鑫处理, 影响最小的
是垄沟式太阳能消毒处理, 这与李彩华等[14]研究认


图 2 不同土壤消毒处理黄瓜根数量和干物质量的变化
Fig. 2 Changes of root number and dry weight of cucumber under different disinfection treatments
第 6期 李英梅等: 土壤消毒措施对土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响 1193


为耕作可能造成土壤结构恶化, 降低底物丰度和均
匀度, 对土壤微生物动力学有负面影响的结果一致,
但与谭周进等[15]研究发现施用有机肥可改善土壤结
构, 促进土壤团聚体形成的结论不尽一致, 其变化
机理有待进一步研究。
不同土壤消毒处理对黄瓜植株生长的影响不同,
3 个处理都能提高植株平均株高、平均叶片数和叶
绿素含量等生物学指标 , 也有较明显的增产效果 ,
其中垄沟式太阳能消毒处理对黄瓜生物学指标提高
效果最显著, 增产效果也最为明显, 其次为垄鑫处
理, 石灰氮麦秸处理影响最小。
不同土壤消毒处理方式对土壤结构和微团聚体
形成有不同效应, 对黄瓜生长和产量也有不同影响,
综合分析比较, 垄沟式太阳能消毒处理对土壤结构
和微团聚体的影响最小, 增产效果最显著。其影响
机理主要是增加土壤的采光面, 提高土壤温度, 有
效杀灭了土壤中的土传病害病原菌[16], 改善了耕作
层的土壤通透性, 为黄瓜生长创造了适宜土壤环境;
施用石灰氮麦秸和垄鑫处理后, 对根结线虫、根腐
病等土传病害有一定防治效果, 但施用石灰氮麦秸
和垄鑫处理对耕作层土壤物理性质影响较大, 0~20
cm土层土壤黏粒比例有较大幅度增加, 易导致土壤
通透性降低, 影响耕作层土壤微环境, 不利于植物
根系生长, 这也是垄沟式太阳能消毒处理黄瓜植株
各项生理指标较其余处理高的原因。
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秀科技期刊奖。连续入选全国中文核心期刊、中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)和中国农业核心期刊, 2005
年进入国家精品期刊库。
办刊宗旨: 为农业生产服务。刊登具有创新性、实用性强的有关农作物文章, 快速报道农业新技术、新成果, 关注
三农问题, 积极配合国家农业政策发表具有导向作用的宏观指导性文章。
读者对象: 农业科研人员、农业院校师生、农业技术推广工作者、种植业专业户, 蔬菜和林果基地、农业示范园区、
农场和农垦系统有关人员。
《作物杂志》为双月刊, 大 16开本, 128页。定价 8元/册, 全年 48元, 全国各地邮局均可订阅。漏订者请寄款至
编辑部, 地址: 北京市中关村南大街 12号中国农业科学院作物研究所内, 收款人: 作物杂志编辑部, 邮编: 100081
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