浇灌臭氧水对土壤营养及韭菜幼苗生理特性的效应

王中新++易晓华++张弢++陆启环++宋洁洁++冯涛++杨洪兵++董春海

摘要：以山东省高密市五龙河农场大棚韭菜和土壤为试验材料，对土壤进行浇灌1 mg/L臭氧水处理，通過测定土壤矿质元素、有机质含量和pH值及韭菜幼苗鲜重、干重、叶片叶绿素含量、根系活力和SOD活性等指标，研究臭氧水浇灌对土壤营养成分及韭菜幼苗生理特性的效应。结果表明，浇灌臭氧水可显著增加韭菜幼苗鲜重、干重及叶片叶绿素含量，说明浇灌臭氧水对韭菜幼苗生长具有明显促进作用；浇灌臭氧水后韭菜幼苗根系活力和叶片SOD活性显著增加，说明浇灌臭氧水可明显提高韭菜幼苗的抗逆性；土壤有机质含量的降低可能与臭氧水的氧化作用有关；浇灌臭氧水使土壤N、Ca及微量元素Mn和B含量显著降低，应适当补充相应元素，避免韭菜的缺素伤害。

关键词：土壤；臭氧水；营养；韭菜幼苗；生理特性

中图分类号：S158.3：S663.3 文献标识码：A文章编号：1001-4942（2017）02-0110-04

韭菜作为一种常见蔬菜，因其味道鲜美而受到广大人民群众的喜爱。然而近几年来因为食用韭菜而中毒的报道屡见不鲜，究其原因主要是因为生产者在种植韭菜的过程中使用大量高毒、高残留的农药造成的。研究表明，臭氧处理对蔬菜中残留的有机磷农药有较好的去除效果[1，2]；臭氧因其强大的氧化作用而具有消毒功能，不但杀菌速度快，而且不会产生有害物质，洪波等[3]发现臭氧水喷施后南瓜各项生理指标都有改善的趋势。

温室内适当释放臭氧，可以有效防治作物病虫害，不会对作物生长产生不良影响[4]；丁东合[5]发现臭氧防治地上病虫害难以达到理想的效果，而地下防治效果明显好于地上防治，因为臭氧主要影响根际微生物，而对非根际微生物影响不大，而且这种影响只在臭氧浓度较高时才显现出来[6]；臭氧的消毒效果与其浓度、温度、pH值等有关，而与其作用时间长短关系不大[7]。本试验通过对大棚韭菜进行浇灌臭氧水处理，分析土壤营养成分及韭菜生长指标和相关生理指标的变化，旨在为有效提高韭菜产量和品质的研究提供一定依据。

1材料与方法

1.1 试验材料与处理方法

试验于2015年冬季和2016年春季，在山东省高密市五龙河农场农业科技有限公司种植基地进行。以大棚韭菜为供试材料，对收割后的韭菜地进行浓度为1 mg/L的臭氧水浇灌处理，直至韭菜根部土壤浇透，以浇灌等量清水的地块为对照，昼夜温度为18℃/8℃，相对湿度为60%左右，韭菜生长20 d后，每处理随机选3处取样，测定土壤及韭菜幼苗各项指标。

1.2测定项目及方法

1.2.1鲜重和干重的测定韭菜幼苗洗净并吸干水分，先称量鲜重，再移至105℃烘箱杀青10 min，80℃烘至恒重即干重。

1.2.2土壤pH值的测定取10 g土样，加25 mL去离子水，振荡混匀后静置10 min，Starter 3C型 pH计测定上部液体pH值。

1.2.3其他指标的测定参照黎冬容等[8]的方法测定土壤N含量，其他矿质元素含量采用原子吸收法[9]测定；参照于荣等[10]的方法测定有机质含量；采用TTC比色法[11]测定韭菜根系活力；参照汪希尧[12]的方法测定叶片叶绿素含量；参照刘筱等[13]的方法测定叶片SOD活性。

1.3数据统计分析

试验数据用Microsoft Excel 2003 软件进行数据统计做表，并用LSD法进行方差分析。

2结果与分析

2.1浇灌臭氧水对土壤大中量元素含量的效应

由表1可以看出，浇灌臭氧水后土壤中N和Ca含量显著降低，分别比对照降低了37.14%和29.61%，土壤N含量降低幅度较大；P含量极显著增加，比对照增加79.55%；K、Mg含量略有降低，S含量略有增加，但与对照相比均无显著差异，说明浇灌臭氧水对土壤中K、Mg和S含量影响较小。

3讨论与结论

土壤消毒处理影响土壤中物理化学和生物化学进程，进而影响土壤中速效营养物质含量[14]；李全胜等[15]研究指出，臭氧浓度升高可促进小麦对土壤氮素吸收，加快土壤中氮素转化。本研究中，浇灌臭氧水使土壤中N、Ca含量显著降低，而P含量显著增加，土壤中微量元素Mn和B含量显著或极显著降低，因此，应适当补充土壤相应大量元素和微量元素，避免元素缺乏对植物造成缺素伤害。 植物根际周围存在着种类繁多的有益和有害微生物，有害微生物会产生有害物质到根际土壤中，抑制植物生长[16]；地黄连作可造成土壤中细菌减少，真菌和放线菌增多[17]，这些微生物变化可影响土壤酶活性，进而影响植物生长，臭氧水浇灌可使植物根际有害物质变性失活，从而促进植物生长。本研究中，浇灌臭氧水使韭菜幼苗鲜重和干重显著增加，说明浇灌臭氧水对韭菜幼苗生长具有明显促进作用；同时，浇灌臭氧水使韭菜幼苗叶片叶绿素含量也显著增加，叶绿素含量与净光合速率密切相关，这与促进韭菜幼苗生长相一致。

根系活力能够客观反映根系生命活动特性[18]；刘海龙等[19]研究发现，重度干旱胁迫下玉米根系活力显著降低；植物体内抗氧化酶活性高低可用来判断植物对胁迫的抵抗力大小，邓茳明等[20]发现高温胁迫下耐高温棉花品系的抗氧化酶活性减少值明显低于敏感品系。本试验中，浇灌臭氧水后韭菜幼苗根系活力和叶片SOD活性均显著高于对照，说明浇灌臭氧水可明显提高韭菜幼苗的抗逆性。

随着生活水平的提高，人们越来越注重饮食健康，无公害蔬菜日益成为供不应求的商品，大规模生产无公害蔬菜技术已成为摆在农业科技工作者面前的重大课题，臭氧水以其诸多优点成为化学农药很好的替代品。本研究表明，浇灌臭氧水对韭菜幼苗生长具有明显促进作用，还可明显提高韭菜幼苗的抗逆性；土壤有机质含量的降低可能与臭氧水的氧化作用有关；浇灌臭氧水使土壤中部分大中量元素和微量元素含量显著降低，应适当补充相应元素，避免植物的缺素伤害。

参考文献：

[1]余向阳，陈锋，徐敦明，等. 臭氧对青菜中3种有机磷农药去除效果及VC和类胡萝卜素含量的影响[J]. 西北农林科技大学学报（自然科学版）， 2005，33（11）：150-154.

[2]杨梅，徐小军，桂文君，等. 臭氧水对黄瓜和青菜中6种有机磷农药残留的去除效果[J]. 农药学学报，2013，15（1）：85-90.

[3]洪波，李英梅，张锋，等. 臭氧处理对南瓜种子及幼苗发育的影响[J]. 西北农业学报， 2012，21（12）：122-124，137.

[4]李毅，李英梅，张淑莲，等. 臭氧对设施蔬菜病虫害的应用效果[J]. 农业工程，2012，2（S1）：31-34.

[5]丁东合. 臭氧防治土壤病虫害成套技术[J]. 农业工程，2015，5（7）：152-154，157.

[6]陈展，王效科，段晓男，等. 臭氧浓度升高对盆栽小麦根系和土壤微生物功能的影响[J]. 生态学报，2007，27（5）：1803-1808.