全 文 ：　 倡 中国和意大利合作项目 “甲基溴土壤消毒替代技术的筛选及能力建设（２００１ ～ ２００３）”和北京市生态学重点学科项目（XK１００１９４４０）资助
　 倡倡 通迅作者
收稿日期 ：２００５唱１２唱２３ 　 改回日期 ：２００６唱０２唱２８
甲基溴替代技术对番茄温室土壤养分及微生物量碳的影响 倡
陈云峰 　曹志平 倡 倡 于永莉
（中国农业大学资源与环境学院 　 北京 　 １０００９４）
摘 　 要 　 试验于 ２００１ ～ ２００３ 年研究了甲基溴替代技术对温室番茄土壤养分及微生物量碳的影响 ，替代技术为太
阳能配合生防制剂木霉菌（SS ＋ BCA） 、甲基溴及减量甲基溴（常规用量 ７５ ％ ）覆盖不透膜（MB ＋ VIF） 、威百亩（MS）
及减量威百亩（常规用量 ７５ ％ ）覆盖不透膜（MS ＋ VIF） 。 结果表明 ：２００１ ～ ２００２ 年各处理对土壤 pH 、有效磷 、有效
钾及阳离子交换量影响不显著 ，甲基溴熏蒸（VIF 膜和 PE膜）提高了土壤铵态氮的释放 ；４ 个化学处理（MB ，MB ＋
V IF ，MS及 MS ＋ VIF）可显著降低土壤微生物量碳含量 ，但彼此之间差异不显著 。 ２００２ ～ ２００３ 年增施有机肥后 ，４
个化学处理效果与 ２００１ ～ ２００２年相同 ，太阳能消毒则提高了土壤铵态氮的释放 ，对土壤微生物碳的影响也达到化
学处理的水平 。 两季番茄中土壤微生物量碳均季节性波动明显 ，施用有机肥可加速微生物的周转 。
关键词 　 太阳能 　 甲基溴 　 威百亩 　 不透膜 　 土壤熏蒸 　 微生物量碳 　番茄温室
Impact of alternative methyl bromide technology on soil nutrient and microbial biomass carbon in tomato greenhouse ．
CHEN Yun唱Feng ，CAO Zhi唱Ping ，YU Yong唱Li（College of Resources and Environmental Science ，China Agricultural U ni唱
versity ，Beijing １０００９４ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（５） ：４２ ～ ４５
Abstract 　 Four alternative technologies to the use of methyl bromide with ordinary film（MB ＋ PE） ，metham sodium w ith
ordinary film（MS ＋ PE） ，MB and MS dosage reduction by vir tually impermeable films（VIF）and soil solarization in combi唱
nation w ith selected biological con trol agen ts（SS ＋ BCA） ，were chosen for application to an experimental site in Qingzhou ，
Shandong Province from ２００１ to ２００３ ． Soil nutrient indices and microbial biomass C were respectively investigated ．Re唱
sults for ２００１ ～ ２００２ show that soil pH ，available P and K and cation exchange capacity（CEC）have no significan t differ唱
ence among the t reatment plots ．Methyl bromide fumigation measures under PE and VIF prompt release of NH ＋４ 唱N ．Soil
microbial biomass C decreases after soil disinfection and has no significant difference among t reatments with MB ＋ PE ，MB
＋ VIF ，MS ＋ PE and MS ＋ VIF ．Results for ２００２ ～ ２００３ ，when organic fer tilizers were applied ，are similar to that for
２００１ ～ ２００２ ，except that SS ＋ BCA promotes NH ＋４ 唱N release and decreases microbial biomass C ． In the two years of
２００１ ～ ２００３ ，microbial biomass C shows significan t seasonal variation and application of organic fertilizer accelerates micro唱
bial biomass C turnover ．
Key words 　 Solarization ，Methyl bromide ，Metham sodium ，Virtually impermeable film ，Soil fumigation ，Microbial biomass
C ， Tomato greenhouse
（Received Dec ．２３ ，２００５ ；revised Feb ．２８ ，２００６）
　 　 甲基溴是目前世界上应用最普遍的土壤熏蒸消毒剂 ，在草莓 、烟草 、蔬菜 、花卉等经济作物上广泛应用 。 全
球每年消耗甲基溴约 ７畅２ 万 t ，其中 ８５ ％用于农业生产中的土壤熏蒸消毒 。 自 ２０ 世纪 ８０ 年代以来 ，随着我国
经济植物种植的集约化 、专业化程度迅速提高 ，甲基溴土壤消毒技术在我国得到迅速推广 。甲基溴是一种消耗
臭氧物质（ODS） ，根据枟蒙特利尔议定书哥本哈根修正案枠 ，发展中国家将于 ２０１５ 年停止使用 ，挑选适合中国国
情的甲基溴替代技术日趋紧迫 。 本试验研究了甲基溴及其替代技术太阳能消毒 、威百亩消毒和不透膜技术对
土壤速效养分和微生物量碳的影响 ，为探索适合华北平原蔬菜消毒的甲基溴替代技术提供依据 。
1 　 试验材料与方法
试验在山东省青州市王母宫镇辛庄村根结线虫为害严重的日光温室中进行 ，温室此前连续 １２ 年种植番
茄 、黄瓜 、辣椒等经济类蔬菜 ，主要施用有机肥和化肥 ，传统灌溉方式为漫灌 。 青州市属大陆性气候 ，年均气
第 １５卷第 ５ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．５
２ ０ ０ ７ 年 ９ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Sept ．，　 ２００７
温 １４畅２ ℃ ，年降雨量 ６４２畅９mm且集中在 ６ ～ ８ 月份 ，年无霜期 １９２d 。
甲基溴（Methyl bromide）由中国连云港死海溴化学股份有限公司生产 ，主要成分为 ９８ ％ 甲基溴 ＋ ２ ％ 的
氯化苦稳定剂 。 ３７ ％ 威百亩（Metham sodium）由沈阳农药厂生产 。 普通膜（PE 膜 ，Polyethene film）由中国宝
树塑料膜股份有限公司生产 ，厚度 ０畅０６mm ；不透膜（VIF 膜 ，Virtually impermeable film）是一种防治甲基溴
气体渗漏的多层膜 ，外层为低密度聚乙烯膜 ，内层是由酰胺或乙烯乙烯醇组成的阻隔层 ，由意大利 IPM 公司
提供 ，使用 VIF 膜可减少甲基溴用量［１］ ；生防制剂商品名为“特力克” ，由山东民丰农药厂生产 ，８０g 袋装 ，含
木霉菌 ２ × １０８个（孢子）／g 。 供试番茄为“毛粉 ８０２” 。
试验共设太阳能 ＋ 生防制剂（SS ＋ BCA） 、甲基溴 ＋ PE膜（MB ＋ PE） 、甲基溴 ＋ VIF 膜（MB ＋ VIF） 、威百
亩 ＋ PE 膜（MS ＋ PE） 、威百亩 ＋ VIF膜（MS ＋ VIF）及对照（CK）６ 个处理 ，４ 次重复 ，共 ２４ 个小区 ，随机排
列 。 采用热施法将甲基溴施入土壤 ，普通膜用量为 ５０g／m２ ，VIF膜用量为 ３７畅５g／m２ ，７d 后揭膜 ，排气 。 威百
亩随滴灌系统施入土壤 ，PE膜用量为 １００g／m２ ，VIF膜用量为 ７５g／m２ ，４２d 后揭膜 ，排气 。 太阳能消毒小区
覆盖普通膜 ，浇水 ，４２d 后揭膜 。 “特力克”按 １００g／m２用量施入土中 。
２００１ 年 ～ ２００２ 年第 １ 季番茄不施基肥 ，２００２ ～ ２００３ 季番茄移栽前施 ２畅４ t／hm２腐熟好的有机肥鸡粪 。
番茄株距 ５０cm ，行距 ６０cm 。 每年 ７ 月份处理土壤 ，９ 月初移栽番茄 ，翌年 １ 月份开始收获 。 ２００１ ～ ２００２ 季
番茄至 ３ 月底结束 ，收获期较短 ，２００２ ～ ２００３ 季番茄至 ６ 月底结束 ，收获期较长 。
第 １ 季番茄分别于土壤熏蒸前 （２００１ 年 ７ 月 １３ 日） 、熏蒸后移栽前（２００１ 年 ９ 月 ８ 日） 、作物生长期
（２００１ 年 １０ 月 ２０ 日 、１２ 月 １ 日 、２００２ 年 １ 月 １４ 日）和收获期（２００２ 年 ３ 月 １０ 日）共取样 ６ 次 ，第 ２ 季番茄
分别于土壤熏蒸前（２００２ 年 ７ 月 ２ 日） 、熏蒸后移栽前（２００２ 年 ８ 月 ２９ 日） 、作物生长期（２００２ 年 １０ 月 ２０ 日 、
２００３ 年 １ 月 ８ 日） 、收获期（２００３ 年 ２ 月 ２２ 日 、４ 月 １１ 日 、６ 月 ２７ 日） 、拔秧后（２００３ 年 ７ 月 ２６ 日）共取样 ８
次 。 每次取样时取根系周围 ５ ～ １０cm范围内 ０ ～ ２０cm土层土 ，多点取样 ，１ 份样本由多点取到的土样组成 。
采用 K２ SO４ 浸提唱氯仿熏蒸法测定微生物量碳［２］ ；土壤 pH 采用酸度计测定 ；有效磷用 Olsen 法测定 ；有
效钾用中性 １mol／LNH４ OAC浸提 ，火焰光度计法测定 ；铵态氮用 ０畅０１mol／LCaCl２浸提 ，流动分析法测定 ；阳
离子交换量采用乙酸铵交换法测定［３］ 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 甲基溴替代技术对土壤养分的影响
　 　 表 １ 显示 ，
土壤熏蒸对土
壤速效养分的
影响主要在于
铵态氮 ，而对土
壤 pH 、有效磷 、
有效钾 、阳离子
交换量影响均
不显 著 。 甲 基
溴处理（PE 膜和
VIF 膜）和太阳
能消毒 （２００２ ～
２００３ 季番茄）较
对照显著提高
了土壤铵态氮
的 释 放 ，威 百
　 　 　 　
表 1 　甲基溴替代技术对土壤养分的影响
T ab畅１ 　 Impacts of alternative technologies of methyl bromide on soil nut rient contents
年 　 份
Year
处 　 理
T rea tment
pH 铵态氮／mg·kg － １
Ammonium唱N
速效磷／mg·kg － １
Available P
速效钾／mg·kg － １
Available K
阳离子交换量 ／cmol· L － １
Cation exchange capacit y
２００１ ～ ２００２ CK ６畅７６ ４畅９４ b １３３畅１０ ８１畅４１ ２７畅６０
SS 倡 ６畅７２ ４畅１７ b １３１畅６２ ８７畅０９ ２６畅６３
MB ＋ PE ６畅８１ １８畅９８ a １４６畅８３ ７９畅０４ ２８畅７６
MB ＋ VIF ６畅８５ ２０畅２２ a １５０畅８７ ８１畅２２ ３２畅６９
MS ＋ PE ６畅７２ ６畅７５ b １７０畅３４ ９８畅６０ ２７畅４７
MS ＋ VIF ６畅８３ ６畅１０ b １３７畅８４ １０６畅２５ ３６畅７４
２００２ ～ ２００３ CK ７畅２３ ８畅８７ b ２６４畅０４ ６８４畅７９ ９畅２４
SS 倡 ７畅２３ ２６畅０１ a ２６３畅７５ ６９６畅７４ ９畅２９
MB ＋ PE ７畅２６ １８畅０４ a ２９５畅８３ ６８４畅７９ ９畅１４
MB ＋ VIF ７畅２５ ２２畅７０ a ２６８畅０５ ６９０畅７７ ９畅１６
MS ＋ PE ７畅２３ ６畅７１ b ２６０畅４６ ６９３畅７５ ９畅１３
MS ＋ VIF ７畅１９ ８畅５５ b ２１８畅２１ ７０８畅６９ ９畅３３
　 　 倡 此次取样生防制剂未施入土中 ；各列不同小写字母表示在 P ＜ ０畅０５ 水平差异显著 ，未标表明差异不显著 。
亩处理（PE膜和 VIF膜）对铵态氮的影响不显著 。 甲基溴处理（PE 膜和 VIF 膜）能略微提高土壤有效磷浓
度 ，威百亩处理（PE 膜和 VIF 膜）在不施肥情况下（２００１ ～ ２００２ 年）也能略微提高有效磷浓度 。 威百亩处理
与太阳能处理均能略微提高土壤有效钾浓度 。 ２００２ ～ ２００３ 季番茄施肥后 ，其土壤 pH 、有效磷 、有效钾均显
著提高 ，阳离子交换量显著下降 ，表明施用有机肥对土壤养分的影响显著强于土壤熏蒸 。
第 ５期 陈云峰等 ：甲基溴替代技术对番茄温室土壤养分及微生物量碳的影响 ４３　
2畅2 　 甲基溴替代技术对土壤微生物量碳及其季节性变化的影响
对土壤微生物量碳做季节处理双因素方差分析（表 ２） ，结果表明 ：在两季番茄中 ，４ 个化学处理（MB 、
MB ＋ VIF 、MS 及 MS ＋ VIF）土壤微生物量碳差异不显著 ，表明威百亩 、覆盖不透膜减量施用甲基溴 、威百亩
　 　 　 　 　 　 表 2 　 土壤熏蒸 、日期对土壤微生物量碳影响双因素方差分析
Tab畅２ 　 Univariate analysis of variance（ANVOA）of the impacts of soil fumigation measures and date on soil microbial biomass C
年 　 份
Year
日期 Dat e
F P
微生物量碳／mg·kg － １ M icrobial biomass C
CK SS ＋ BCA MB ＋ PE M B ＋ VIF MS ＋ PE MS ＋ V IF
２００１ ～ ２００２ ３７０畅５７９ ０畅０００ １７８畅３１a 倡 １６３畅５１ab １４７畅０９b １５１畅２１b １４５畅１０b １４６畅７０b
２００２ ～ ２００３ ５畅８７１ ０畅０００ ４０８畅５５a ２９３畅４１b ２６０畅３６b ２５８畅６９b ２７７畅４５b ２８５畅２８b
　 　 倡 数据来源于每季番茄多次取样的平均值 ，各行不同小写字母表示在 P ＜ ０畅０５ 水平差异显著 。
图 1 　 土壤熏蒸对土壤微生物量碳季节性变化的影响（a ：2001 ～ 2002 年 ；b ：2002 ～ 2003 年）
Fig ．１ 　 I mpacts o f soil fumigat ion on the seasonal dynamics of soil mic robial biom ass C
（a ：２００１ ～ ２００２ ；b ：２００２ ～ ２００３）
对土壤微生物量的影响均达到
甲基溴的效果 。 太阳能配合生
防制剂处理效果略差 ，且受有机
肥的影响极大 ，２００２ ～ ２００３ 年
配施有机肥后该处理土壤微生
物量碳达到了化学处理的水平 。
第一季番茄微生物量碳差异主
要出现在熏蒸后的 ３ 次取样中 ，
２００２ 年 １ 月后各处理微生物量
碳之间不存在差异 （图 １a） ，表
明各土壤熏蒸的持续性效果较
弱 。 而在 施用 有机肥 后 ，即
２００２ ～ ２００３ 季土壤熏蒸处理效
果持续很长 ，即使在番茄拔秧后
（２００３ 年 ７ 月 ２６ 日）各处理土
壤微生物量碳还存在显著差异
（图 １b） 。
影响土壤微生物量碳变化
的因素主要有气候 、土壤类型 、
植被覆盖 、水分和季节性［５］ 。 ２００１ ～
２００３ 年土壤微生物量碳季节性变动均
极显著 。 土壤未熏蒸时土壤微生物量
碳季节性变动与气温变化一致 ，在气
温最低的月份达到最低点 。 ２００２ ～
２００３ 年增施有机肥后 ，土壤微生物量
碳大幅 度提高 ，且 变动 相对 减缓
（图 ２） 。
在施肥和不施肥情况下 ，土壤处
理对土壤微生物量碳动态影响不同 。
２００１ ～ ２００２ 年各处理小区土壤微生物
量碳最低值均出现在气温较低的 １２
月 ，与对照小区相同（图 １a） 。 ２００２ ～
　 　 　 　 　 　
图 2 　 对照小区温室土壤微生物量碳季节性变动
Fig ．２ 　 Seasonal dynamics of soil microbial biomass C in CK plot of tomato
greenhouse from ２００１ to ２００３
２００３ 年对照小区土壤微生物量碳最低值出现于气温最低的 １ 月份 ，甲基溴处理（PE 膜和 VIF 膜）出现在熏
蒸后的一个半月 ，即 １０ 月份 ，太阳能消毒 、威百亩消毒处理（PE 膜和 VIF 膜）小区最低点出现在 １ 月份 ，与
对照一致（图 １b） 。 ２００１ ～ ２００２ 年番茄各小区土壤微生物量碳在 ３ 月份开始回升 ，而２００２ ～ ２００３ 年２ 月份就
开始回升 ，表明施用有机肥能促进土壤微生物的周转 。
４４　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
3 　 讨 　 论
对甲基溴替代技术的综合评价主要看各种替代技术对番茄病虫害防治 、生长和产量的影响是否达到了
与甲基溴相同的效果 。 曹志平等［４］研究表明 ，威百亩作为一种甲基溴的替代技术是成功的 ；不透气膜（VIF）
作为一种减少甲基溴施用量的过渡性替代技术也是可行的 ；太阳能消毒配合生防制剂不能成为一种可行的
甲基溴替代技术 。 本研究表明 ，尽管太阳能消毒不能作为甲基溴的一种替代技术 ，但太阳能消毒仍对土壤
有一定作用 ，配施有机肥能提高土壤铵态氮的释放 ，而对其他土壤养分影响不显著 ，这与 Stapleton［６］的研究
结果相符 。 太阳能消毒效果受天气影响较大 ，为提高太阳能消毒的效率 ，往往联合有机肥 、生防制剂等一起
处理土壤 。 本试验中 ２００２ ～ ２００３ 年太阳能与木霉菌 、鸡粪一起施用 ，其对土壤微生物量碳的影响效果基本
上可以达到化学处理的水平 。 甲基溴熏蒸（VIF膜和 PE 膜）也能促进铵态氮的释放 。 各种熏蒸措施均能显
著降低土壤微生物量碳值 ，这是因为这些熏蒸措施对微生物的灭杀没有选择性 。 ４ 个化学处理之间不存在
显著差异 ，表明威百亩 、VIF 膜的使用能达到甲基溴对微生物影响的水平 。 施用有机肥可显著提高土壤微生
物量碳 ，这是因为施用有机肥（鸡粪）后 ，土壤速效养分显著提高 ，而土壤微生物量的大小与土壤肥力水平呈
正相关［７］ 。 各处理配合施用有机肥后加速了土壤微生物的周转 ，表明各种土壤熏蒸措施结合传统方法均能
达到更佳效果 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 曹坳程 ，朱留财 ，郭美霞 ，等 ．应用不渗漏膜减少溴甲烷的渗漏 ．植物保护 ，２００３ ，２９（３） ：５２ ～ ５５
２ 　 林启美 ，吴玉光 ，沈万科 ，等 ．北京菜园土土壤微生物生物量碳 、氮与土壤一些性质的关系 ．中国农业大学学报 ，１９９７ ，２（增刊 ） ：４３ ～ ４８
３ 　 鲍士旦 ．土壤农化分析 （第 ３ 版 ） ．北京 ：中国农业出版社 ，２０００ ．２５ ～ １０８
４ 　 曹志平 ，陈国康 ，郑长英 ，等 ．五种甲基溴土壤消毒替代技术比较研究 ．农业工程学报 ，２００４ ，２０（５） ：２５０ ～ ２５３
５ 　 Z hang H ．，Zhang G ．L ．Microbial biomass carbon and t otal organic carbon of soil as aff ect ed by rubber cult ivatio n ．Pedosphere ，２００３ ，１３（４） ：
３５３ ～ ３５７
６ 　 Stapleton J ．J ．Soil sola rizat ion in various agricultural produc tion system s ．Crop Protect ion ，２０００ ，１９（８） ：８３７ ～ ８４１
７ 　 Wit te r E ．，M artensson A ．M ．，Garcia F ．V ．Size o f the soil mic robial biomass in a long唱te rm field experiment as a ffected by dif ferent
N唱fe rt ilize rs and organic manures ．Soil Biolo gy and Biochemist ry ，１９９３ ，２５（６） ：６５９ ～ ６６９
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第 ５期 陈云峰等 ：甲基溴替代技术对番茄温室土壤养分及微生物量碳的影响 ４５