温室黄瓜生产系统中土壤消毒与优化养分管理降低氮淋失并重塑土壤微生物群落组成的研究

本研究通过对比常规施肥（CK）、消毒后传统鸡粪施用（FP）、消毒后生物有机肥施用（BF）及有机物料施用（OM）对温室黄瓜生长、土壤养分及微生物群落的影响，揭示了BF处理在提升黄瓜产量（增加53%）、降低0-200 cm土层溶解性无机氮（DIN）迁移（最低值17.6 mg N kg?1）及富集有益菌群（如norank_c__Subgroup_6）方面的显著优势，为设施蔬菜可持续生产提供资源节约型策略。

　　

引言

土壤微生物是养分循环和作物生产力的关键驱动因素，但设施蔬菜系统长期过量施肥导致土传病害频发。传统消毒剂存在化学残留风险，而温室太阳能消毒（高温密封）结合优化施肥可重塑微生物群落。本研究聚焦山东兰陵县温室黄瓜，探究消毒与有机改良措施对作物-土壤系统的综合影响。

材料与方法

实验设置4组处理：CK（未消毒+常规鸡粪）、FP（氰氨化钙消毒+鸡粪）、BF（消毒+6 t·ha^?1生物有机肥）、OM（消毒+生物炭等有机物料）。测定黄瓜产量、土壤DIN迁移（0-200 cm分层）、基础理化性质及0-20 cm土层微生物群落（16S rRNA测序）。

结果

生长性能：BF处理增产53%，果实干重提升48.7%，氮吸收达184.3 kg·ha^?1，钾钙镁营养产量显著高于FP（p<0.05）。

DIN迁移：FP处理0-20 cm层DIN含量达100.4 mg N kg^?1，而BF在180-200 cm层仅17.6 mg N kg^?1，有效抑制淋失。

土壤性质：BF和OM降低0-20 cm层Olsen-P（降幅34.2%）和速效钾（Ac-K），但提高C/N比（+28.6%）。

微生物群落：BF的Chao指数最高，富集norank_c__Subgroup_6（相对丰度+47.8%）和Gaiella（与C/N比正相关，r=0.72）；FP则偏好Bacillus（与TN正相关，r=0.72）。

功能预测：BF组微生物显著富集碳代谢（Carbon metabolism）和氮循环（Nitrogen metabolism）通路。

讨论

增产机制：BF中生物有机肥的活性成分促进氮转化，而高pH改良剂（含Ca、Mg）缓解酸化并增强养分吸收。

氮淋失控制：有机物料缓释特性减少表层氮积累，配合消毒降低病原菌竞争，提升氮利用率。

微生物调控：norank_c__Subgroup_6可能通过抗生素抗性调控改善根际环境，Gaiella则与磷活化相关，协同提升土壤健康。

结论

BF处理通过“消毒-生物肥-微生物互作”三位一体策略，实现增产、减损与微生态平衡，为设施农业绿色转型提供理论依据。