一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法及其应用与流程

1.本发明属于土壤消毒技术领域，具体涉及一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法及其应用。


背景技术：

2.暖棚蔬菜种植是重要的一种蔬菜栽培模式。暖棚蔬菜因为经济价值高，所以人力和农业生产资料投入量大，而且连年种植造成土壤酸化、土传病害和线虫危害加剧等问题，严重危害到作物的健康生长，降低了产量和品质。
3.cn1732773a公开了一种防治设施蔬菜土传病害的土壤消毒方法，其操作步骤如下：在气温高、光照好的季节将土壤整平灌水，使土壤的相对湿度达60-85％；灌水后2-3天，均匀撒施石灰氮，每1000m2施用石灰氮60-100公斤；深翻土壤层30cm-40cm，使石灰氮颗粒与土壤充分接触；用透明薄膜将土壤表面完全封闭，同时将温室或大棚完全封闭，封闭时间为12-20天。该方法主要是防治由病原真菌、细菌及线虫引起的黄瓜、番茄、辣椒、茄子等多种设施蔬菜作物土传病害。
4.cn111802367a公开了一种大棚蔬菜土壤高温闷棚、水浸洗盐消毒处理方法，包括下列步骤：1)每年上半年种植大棚蔬菜至7月上旬结束；2)封闭种植大棚，利用梅雨结束后的高温密闭大棚，使棚内土表温度达到60℃-70℃；3)闷棚后，打开种植大棚，灌水至土层被全部淹掉，5-7天后，放掉田内水；4)再灌水，5-7天后，再放水，充分洗掉大棚积累的盐分；5)下半年继续种植大棚蔬菜。该方法通过每年夏季高温季节进行一次高温闷棚，水浸洗盐，充分利用自然条件，促进大棚蔬菜产区的稳定发展。
5.cn109247093a公开了一种防治设施蔬菜根结线虫土壤熏蒸消毒与微生物活化技术，其操作步骤如下：在前茬作物收获后，进行清洁田园，施肥旋耕。铺设施药带，然后覆盖塑料薄膜密封20-30天后，揭膜敞气7-10天，完成土壤熏蒸消毒，再向熏蒸消毒后的地块中施加微生物菌剂，进行土壤的生态修复与活化，促进土壤有益微生物菌群的建立。该方法主要是防治设施蔬菜根结线虫等土传病害。
6.现有技术中解决该问题的办法，主要是通过石灰氮、氯化苦、威百亩等熏蒸剂结合夏季高温闷棚来实现，这种方法虽然能够有效降低土传病害和线虫的危害，同时存在一系列问题：1、氯化苦具有较强毒性，威百亩毒性虽然低于氯化苦，但是使用不当会出现急性中毒，且易在土壤和作物中残留，不利于身体健康；2、杀菌剂的不当使用会对生态会造成影响，例如造成水体污染，破坏土壤ph值，毒害鱼类等；3.现有技术中的杀菌剂普遍毒性高，可杀灭土壤全部微生物，会破坏土壤微生态环境。
7.因此，开发一种可以有效杀灭土壤致病菌和线虫、改善土壤微生物种群、提升作物产量的土壤消毒方法是本领域的研究重点。


技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法及其
应用，所述土壤消毒方法可以有效灭除土壤中的线虫和致病菌，构建有益的土壤微生物种群结构，促进作物根系生长，提升作物产量。
9.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
10.第一方面，本发明提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法，所述土壤消毒方法包括以下步骤：
11.(1)在土壤表面施用修复剂，之后翻耕、浇水和铺地膜；
12.(2)掀开地膜，在土壤表面喷施杀菌剂，之后翻耕、栽苗；
13.(3)作物生长阶段，交替施用杀菌剂和水溶肥；
14.(4)采收。
15.本发明在前茬作物采收并清理残茬之后，对土壤施用修复剂，修复剂刺激嗜热和耐热菌生长，例如芽孢杆菌类、假单胞菌属、纤维黏菌属、放线菌分枝杆菌等微生物对土壤中的有机残留物进行分解，形成令土壤肥沃的腐殖质，提高植株对营养的吸收效率，并能屏蔽化学残留物的毒性，从而提高作物产量、改善作物品质。铺地膜进行日晒高温熏蒸，可以一定程度上杀死土壤中的致病菌；在作物生长阶段，交替施用杀菌剂和水溶肥，可以灭除土壤中的线虫和致病菌，例如根结线虫、孢囊线虫、茎线虫等植物线虫以及青枯雷尔氏杆菌、镰刀菌、大丽轮枝菌等病菌，避免作物出现根腐、枯萎、根肿等问题，同时构建有益的土壤微生物种群结构，快速为植物补充营养，两者协同作用促进作物根系生长，从而达到改善根际土壤的微环境，提升作物产量的效果。
16.优选地，所述修复剂为微生物促生型土壤调理剂。
17.优选地，所述修复剂中有效成分包括氮元素、铁元素、锰元素、锌元素或微生物发酵提取物中的任意一种或至少两种的组合。
18.优选地，所述修复剂中氮元素的质量百分含量为15-24％，例如可以为16％、18％、20％或22％等。
19.优选地，所述修复剂中铁元素的质量百分含量为0.05-0.1％，例如可以为0.06％、0.08％或0.09％等。
20.优选地，所述修复剂中锰元素的质量百分含量为0.05-0.1％，例如可以为0.06％、0.08％或0.09％等。
21.优选地，所述修复剂中锌元素的质量百分含量为0.05-0.1％，例如可以为0.06％、0.08％或0.09％等。
22.优选地，所述修复剂中微生物发酵提取物的质量百分含量为10-15％，例如可以为11％、12％、13％或14％等，优选为10％。
23.优选地，所述修复剂的用量为0.8-1.2l/亩，例如可以为0.9l/亩、1l/亩或1.1l/亩等。
24.优选地，所述修复剂经稀释剂稀释后用于土壤。
25.优选地，所述修复剂与稀释剂的体积比为1:(50-150)，例如可以为1:55、1:75、1:100、1:125或1:145等。
26.优选地，所述稀释剂为水。
27.优选地，所述翻耕的深度独立地为10-25cm，例如可以为12cm、14cm、16cm、18cm、20cm、22cm或24cm等。
28.优选地，所述浇水使土壤的相对湿度为70-85％，例如可以为72％、74％、76％、78％、80％、82％或84％等。
29.优选地，步骤(2)和步骤(3)所述杀菌剂均为植物源杀菌剂。
30.优选地，所述植物源杀菌剂中的有效成分为百里香油。
31.优选地，所述植物源杀菌剂中百里香油的质量百分比为3-4％，例如可以为3.2％、3.4％、3.6％或3.8％等。
32.优选地，所述植物源杀菌剂的用量为0.8-1.2l/亩，例如可以为0.9l/亩、1l/亩或1.1l/亩等。
33.优选地，所述植物源杀菌剂经稀释剂稀释后喷洒于土壤表面。
34.优选地，所述土壤表面为植物根系周围的土壤表面。
35.优选地，所述杀菌剂与稀释剂的体积比为1:(300-500)，例如可以为1:350、1:400、1:450或1:490等。
36.优选地，所述稀释剂为水。
37.优选地，所述栽苗过程中施用有机肥，所述有机肥为腐植酸生物有机肥。
38.优选地，所述腐植酸生物有机肥中腐植酸的质量百分含量为60-80％，例如可以为65％、70％或75％等。
39.优选地，所述有机肥的用量为5-10kg/亩，例如可以为6kg/亩、7kg/亩、8kg/亩或9kg/亩等。
40.优选地，所述水溶肥包括小分子微碳型水溶肥、腐植酸水溶肥或有机水溶肥中的任意一种或至少两种的组合。
41.优选地，所述水溶肥为小分子微碳型水溶肥。
42.优选地，所述小分子微碳型水溶肥包括氮元素、磷元素、钾元素、铁元素、锰元素、锌元素或有机酸中的任意一种或至少两种的组合。
43.优选地，所述小分子微碳型水溶肥中氮元素、磷元素和钾元素总量的质量百分含量为10-20％，例如可以为12％、14％、16％或18％等。
44.优选地，所述小分子微碳型水溶肥中铁元素的质量百分含量为0.05-0.1％，例如可以为0.06％、0.08％或0.09％等。
45.优选地，所述小分子微碳型水溶肥中锰元素的质量百分含量为0.05-0.1％，例如可以为0.06％、0.08％或0.09％等。
46.优选地，所述小分子微碳型水溶肥中锌元素的质量百分含量为0.05-0.1％，例如可以为0.06％、0.08％或0.09％等。
47.优选地，所述小分子微碳型水溶肥中有机酸的质量百分含量为8-10％，例如可以为8.5％、9％或9.5％等。
48.优选地，所述有机酸的分子量为90-500，例如可以为100、150、200、300、400或450等。
49.优选地，所述水溶肥的用量为0.9-1.3l/亩，例如可以为1l/亩、1.1l/亩或1.2l/亩等。
50.优选地，所述水溶肥经稀释剂稀释后用于土壤。
51.优选地，所述水溶肥与稀释剂的体积比为1:(100-300)，例如可以为1:110、1:150、
1:200或1:250等。
52.优选地，所述稀释剂为水。
53.优选地，所述交替施用为杀菌剂施用后6-8天施用水溶肥，例如可以为6天、7天或8天，之后13-15天施用杀菌剂，例如可以为13天、14天或15天；
54.优选地，所述交替施用重复2-4次，例如可以为2次、3次或4次。
55.优选地，所述消毒方法包括以下步骤：
56.(1)在土壤表面施用微生物促生型土壤调理剂，之后翻耕10-25cm，浇水使土壤的相对湿度为70-85％，铺地膜；
57.所述微生物促生型土壤调理剂用量为0.8-1.2l/亩，经水稀释后用于土壤，微生物促生型土壤调理剂与水的体积比为1:(50-150)；
58.(2)掀开地膜，在植物根系周围的土壤表面施用杀菌剂，之后翻耕10-25cm，栽苗；
59.所述栽苗过程中施用腐植酸生物有机肥，所述腐植酸生物有机肥中腐植酸的质量百分含量为60-80％，用量为5-10kg/亩；
60.(3)作物生长阶段，交替施用杀菌剂和水溶肥；
61.所述交替施用为杀菌剂施用后6-8天施用水溶肥，之后13-15天施用杀菌剂，交替施用重复2-4次；
62.所述水溶肥为小分子微碳型水溶肥，所述水溶肥的用量为0.9-1.3l/亩，经水稀释后用于土壤，所述水溶肥与水的体积比为1:(100-300)；
63.步骤(2)和步骤(3)所述杀菌剂均为植物源杀菌剂，所述植物源杀菌剂的有效成分为百里香油，所述植物源杀菌剂中百里香油的质量百分比为3-4％，所述杀菌剂的用量为0.8-1.2l/亩，经水稀释后喷洒于植物根系周围的土壤表面，所述杀菌剂与水的体积比为1:(300-500)；
64.(4)采收。
65.第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的土壤消毒方法在暖棚种植中的应用。
66.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
67.本发明在前茬作物采收、清理残茬之后，土壤施用修复剂，修复剂可以刺激好氧菌，对土壤中的有机残留物进行有效分解，形成令土壤肥沃的腐殖质，提高植株对营养的吸收效率，并能屏蔽化学残留物的毒性，从而提高作物产量、改善作物品质；之后，铺地膜进行日晒高温熏蒸，可以一定程度上杀死土壤中的致病菌；在作物生长阶段，交替施用植物源杀菌剂和小分子微碳型水溶肥，可以灭除土壤中的线虫和致病菌，构建有益的土壤微生物种群结构，两者协同作用促进作物根系生长，从而达到改善根际土壤的微环境，提升作物产量的效果。
附图说明
68.图1为拉秧期实施例1和对比例4中的根部对比图；
69.图2为拉秧期实施例1和对比例4中的叶片对比图；
70.图3为第10天时实施例1和对比例4中的秧苗情况对比图；
71.图4为第31天时实施例1的秧苗图；
72.图5为第31天时对比例4的秧苗图；
73.图6为实施例1与对比例4在测试前后土壤中的微生物种群shannon指数图。
具体实施方式
74.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
75.本文所用术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，还可包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0076]“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0077]
本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。
[0078]
本发明所描述的术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性地”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本文中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例。
[0079]
以下实施例中试剂来源如下：
[0080]
万钧(微生物促生型土壤调理剂)：产品英文名feritil humus，上海优马生物技术有限公司提供；
[0081]
普罗马斯(植物源杀菌剂)：产品英文名fertilgold promax，上海优马生物技术有限公司提供；
[0082]
优马地康(小分子微碳型水溶肥)：产品英文名zap，上海优马生物技术有限公司提供；
[0083]
优马1毫米(腐植酸生物有机肥)：上海优马生物技术有限公司提供；
[0084]
威百亩：利民化学责任有限公司。
[0085]
实施例1
[0086]
本实施例提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法，所述土壤消毒方法包括：
[0087]
(1)在土壤表面喷施万钧，万钧与水的体积比为1:100，万钧用量为1l/亩，之后翻耕20cm，浇水使土壤的相对湿度为80％，铺地膜；
[0088]
(2)掀开地膜，在土壤表面喷施普罗马斯，用量为1l/亩，普罗马斯与水的稀释比为1:400，之后翻耕20cm，施用优马1毫米，用量为10kg/亩，栽苦瓜苗，240株/亩；
[0089]
(3)作物生长阶段，交替施用普罗马斯和优马地康，具体为普罗马斯施用后7天施用优马地康，之后14天施用普罗马斯，交替施用重复3次，其中，优马地康的用量为1l/亩，优马地康与水的稀释比为1:200，普罗马斯的用量为1l/亩，普罗马斯与水的稀释比为1:400；
[0090]
(4)分期进行采收苦瓜，每期持续四天，共五期。
[0091]
实施例2
[0092]
本实施例提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法，所述土壤消毒方法包括：
[0093]
(1)在土壤表面喷施万钧，万钧与水的体积比为1:60，万钧用量为1l/亩，之后翻耕25cm，浇水使土壤的相对湿度为85％，铺地膜；
[0094]
(2)掀开地膜，在土壤表面喷施普罗马斯，用量为1.1l/亩，普罗马斯与水的稀释比为1:450，之后翻耕25cm，施用优马1毫米，用量为8kg/亩，栽苦瓜苗，240株/亩；
[0095]
(3)作物生长阶段，交替施用普罗马斯和优马地康，具体为普罗马斯施用后7天施用优马地康，之后13天施用普罗马斯，交替施用重复3次，其中，优马地康的用量为1.2l/亩，优马地康与水的稀释比为1:150，普罗马斯的用量为1.1l/亩，普罗马斯与水的稀释比为1:450；
[0096]
(4)分期进行采收苦瓜，每期持续四天，共五期。
[0097]
实施例3
[0098]
本实施例提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法，所述土壤消毒方法包括：
[0099]
(1)在土壤表面喷施万钧，万钧与水的体积比为1:130，万钧用量为1l/亩，之后翻耕18cm，浇水使土壤的相对湿度为75％，铺地膜；
[0100]
(2)掀开地膜，在土壤表面喷施普罗马斯，用量为0.9l/亩，普罗马斯与水的稀释比为1:350，之后翻耕18cm，施用优马1毫米，用量为10kg/亩，栽苦瓜苗，240株/亩；
[0101]
(3)作物生长阶段，交替施用普罗马斯和优马地康，具体为普罗马斯施用后8天施用优马地康，之后14天施用普罗马斯，交替施用重复2次，其中，优马地康的用量为1.1l/亩，优马地康与水的稀释比为1:250，普罗马斯的用量为0.9l/亩，普罗马斯与水的稀释比为1:350；
[0102]
(4)分期进行采收苦瓜，每期持续四天，共五期。
[0103]
对比例1
[0104]
本对比例提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法，所述土壤消毒方法包括：
[0105]
其与实施例1的区别仅在于，步骤(1)中没有施用万钧，其余的药剂、用量、时间及操作方法均与实施例1相同。
[0106]
对比例2
[0107]
本对比例提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法，所述土壤消毒方法包括：
[0108]
其与实施例1的区别仅在于，将普罗马斯替换为等用量的优马地康，其余的药剂、用量、时间及操作方法均与实施例1相同。
[0109]
对比例3
[0110]
本对比例提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法，所述土壤消毒方法包括：
[0111]
其与实施例1的区别仅在于，将优马地康替换为等用量的普罗马斯，其余的药剂、用量、时间及操作方法均与实施例1相同。
[0112]
对比例4
[0113]
本对比例提供一种蔬菜暖棚的土壤消毒方法，所述土壤消毒方法包括：
[0114]
其与实施例1的区别仅在于，将普罗马斯替换为等用量的威百亩，将优马地康替换为等用量的威百亩，其余的药剂、用量、时间及操作方法均与实施例1相同。
[0115]
测试例1
[0116]
对实施例1-3、对比例1-4的每期采收苦瓜进行称重，产量结果如表1所示：
[0117]
表1
[0118][0119]
根据表格数据可知，采用本发明提供的蔬菜暖棚的土壤消毒方法可以有效提升作物产量，当未使用修复剂时，作物产量有所下降；当单一使用杀菌剂或水溶肥时，都会减少作物产量；当将杀菌剂和水溶肥替换成现有技术中常用的杀菌剂威百亩时，作物产量有所下降。
[0120]
测试例2
[0121]
对实施例1-3、对比例1-4的苦瓜秧苗的长势情况进行统计，分别统计实施例1-3、对比例1-4的苦瓜秧苗定植后第10天、第31天时，秧苗高度、距离土壤5cm处的苗茎周长和花苞数量，取平均值，结果如表2所示。
[0122]
拉秧期实施例1和对比例4中的作物根部如图1所示；
[0123]
拉秧期实施例1和对比例4中的叶片如图2所示；
[0124]
第10天时实施例1和对比例4中的秧苗情况如图3所示；
[0125]
第31天时实施例1的秧苗如图4所示；
[0126]
第31天时对比例4的秧苗如图5所示。
[0127]
由图可知，在第10天时，实施例1中的秧苗高度不及对比例4中的秧苗高度，是由于施用了植物源杀菌剂和小分子微碳型水溶肥会促进作物根系生长，所以地上部分生长相对放缓；第31天时，实施例1的秧苗明显比对比例4的秧苗主干更粗壮，叶片更加茂盛；拉秧期，实施例1的叶片比对比例4的叶片更富有光泽，长势更健壮，对比例4的叶片出现褶皱和褪绿的现象；拉秧期实施例1的根部明显比对比例4的根部更加粗壮，毛细根更多，扎根更深。
[0128]
表2
[0129][0130]
根据表格数据可知，10天时实施例的秧苗高度要低于对比例4，可能由于施用植物
源杀菌剂和小分子微碳型水溶肥会促进作物根系生长，所以地上部分生长相对放缓；31天时，实施例1-3的苗茎周长大于对比例1-3，明显大于对比例4，表明本发明提供的土壤消毒方法可以调节土壤菌群结构，有效促进作物生长，使作物长势更健壮；31天时实施例的花苞个数多于对比例，表明本发明提供的土壤消毒方法可以促进作物结花苞，促进开花期提前。
[0131]
测试例3
[0132]
菌群测试
[0133]
(1)基因组dna的提取、pcr扩增和纯化
[0134]
实施例1-3与对比例1-4的样品土壤采用ctab方法对样本的基因组dna进行提取，琼脂糖电泳检测后，用稀释后的基因组dna为模板，根据测序区域的选择，使用带barcode的特异引物，new england biolabs公司的phusionhigh-fidelity pcr master mix with gc buffer，和高效高保真酶进行pcr，电泳检测、混样再电泳检测后，对目的条带使用qiagen公司提供的胶回收试剂盒回收产物。
[0135]
(2)文库构建和上机测序
[0136]
使用truseqdna pcr-free sample preparation kit建库试剂盒进行文库构建，构建好的文库经过qubit和q-pcr定量，文库合格后，使用novaseq6000进行上机测序。
[0137]
(3)数据分析
[0138]
对原始数据进行筛查，用flash软件(magoc&salzberg 2011)、qiime软件(caporaso et al.2010)及mothur软件(schloss et al.2009)对原始数据进行拼接、过滤、去除嵌合体。得到有效序列后，通过uparse软件(edgar 2013)在相似水平为97％的otu进行聚类分析，获取otu丰度、韦恩图及稀释曲线数据，用microsoft excel 2010作图。用mothur软件分析真菌样品的alpha多样性，如shannon指数等。
[0139]
示例性地，实施例1与对比例4在测试前后土壤中的微生物种群shannon指数如图6所示，其中，shannon指数来源于信息熵，shannon指数越大，表示生物多样性越高。
[0140]
根据图6可知，测试后实施例1根际土壤的微生物种群多样性要显著高于对比例4，种群多样性可以促进土壤微生物群落的活力，保持功能多样性，促进矿质养分的高效转化和对有害微生物的抑制。
[0141]
测试前后土壤中有显著差异的细菌种群的丰度相对值的检测结果如表3、表4所示。
[0142]
表3
[0143]
[0144]
根据表格数据可知，采用本发明提供的蔬菜暖棚的土壤消毒方法，可以有效提升土壤中假黄单胞菌、寡养单胞菌属等好氧菌属的种群丰度，能够在杀灭线虫病菌的同时，提高土壤透气性，促进好氧微生物的生长和增殖，使土壤透气性良好，作物根际土壤的有氧环境是建立良好根系和形成有益微生物种群的基础，是保障作物健康生长、提质增产的必要因素。对比例1-4丰度较高的是厌氧芽孢杆菌属和土生单孢菌属，两者为厌氧或参与反硝化作用的菌属，不利于作物生长，尤其，当杀菌剂和水溶肥都替换为威百亩时，厌氧芽孢杆菌属和土生单孢菌属的种群丰度较高。
[0145]
表4
[0146][0147]
根据表格数据可知，采用本发明提供的蔬菜暖棚的土壤消毒方法，实施例中作物根际土壤的两种嗜热菌含量下降的幅度显著高于对比例1-4，表明实施例作物的根际土壤，在同样暖棚栽培条件下，具有更好的透气性，使得根际土壤的温度要更低，不利于嗜热菌的增殖，在暖棚秋茬蔬菜栽培种时相对较低的土温更利于根系的发育；实施例中出现的帚枝霉属的丰度要显著高于对比例，有研究表明，帚枝霉属在参与防治根结线虫的机制里起到积极的作用。
[0148]
综上，采用本发明提供的蔬菜暖棚的土壤消毒方法，可以使土壤微生物种群中的好氧微生物增加，土壤微生物种群多样性有效提升，可以在防治土传线虫和病害的同时，改善土壤的物理特性，提高土壤透气性，改善土壤中种群结构，提高根基土壤的微生物种群活力。
[0149]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。