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第1章 设施蔬菜种植体系的资源投入与环境效应1

1.1 设施蔬菜的发展与资源投入现状1

1.1.1 设施蔬菜的发展1

1.1.2 设施蔬菜的资源投入现状2

1.2 设施种植体系中养分损失的途径及对环境的影响5

1.2.1 设施种植体系中养分损失的途径5

1.2.2 设施种植体系中养分损失对环境的影响7

1.3 设施菜田的土壤酸化8

1.3.1 设施园艺土壤酸化现状8

1.3.2 土壤酸化对设施蔬菜种植体系的危害9

1.3.3 设施菜田土壤酸化的原因10

1.4 设施菜田的土壤次生盐渍化12

1.5 结论14

参考文献14

第2章 土壤生物学障碍与调控途径19

2.1 土壤健康与土壤生态系统服务功能的重要性19

2.2 从作物连作障碍角度理解土壤生物学障碍的发生22

2.2.1 连作障碍产生的背景与相关研究23

2.2.2 植物的化感作用与土壤生物群落结构的改变24

2.2.3 连作条件下土壤生物学障碍的产生及原因27

2.2.4 土壤生物学障碍的含义30

2.3 土壤生物学障碍的调控途径33

2.3.1 根际调控的理论基础34

2.3.2 根际调控的具体措施35

2.3.3 填闲作物与非寄主植物残体引入36

2.3.4 水肥管理37

2.4 结论38

2.5 致谢39

参考文献39

第3章 根际调控制剂活性组分的筛选46

3.1 根际与根际变化46

3.1.1 根际的概念46

3.1.2 植物根系分泌物、残体和凋落物46

3.1.3 作物生长引起根际微生态环境的改变47

3.2 根际土壤生物因子的调控48

3.2.1 根际土壤生物因子的直接调控49

3.2.2 根际土壤生物因子的间接调控50

3.2.3 根际的生态调控51

3.3 根际调控制剂活性组分的筛选与应用——以脂肪酸为例53

3.3.1 研究的总体思路和技术方案53

3.3.2 具体实施方案54

3.4 结论61

3.5 致谢61

参考文献61

第4章 黄瓜种子萌发过程中的自毒作用及缓解研究65

4.1 引言65

4.2 黄瓜根系浸提液、根系分泌物及苯基羧酸类化合物对黄瓜胚根伸长的抑制作用66

4.3 黄瓜根系浸提液、根系分泌物及苯基羧酸类化合物对黄瓜细胞周期的影响67

4.4 蔗糖缓解黄瓜种子萌发过程中的自毒作用69

4.5 主要结论与展望70

4.6 致谢72

参考文献72

第5章 豆科和藜科植物抗菌活性物质的筛选与应用75

5.1 引言75

5.2 豆科植物提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用76

5.2.1 盐豆木提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用76

5.2.2 刺叶锦鸡儿提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用79

5.2.3 白皮锦鸡儿提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用80

5.2.4 苦豆子提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用81

5.2.5 皂荚提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用83

5.3 藜科植物提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用83

5.3.1 无叶假木贼提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用84

5.3.2 盐穗木提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用84

5.3.3 盐爪爪提取物及其活性成分对植物病原菌的抑制作用85

5.4 植物提取物或组分对植物病害的防治85

5.5 结论与展望86

5.6 致谢86

参考文献87

第6章 菌根真菌与南方根结线虫相互作用89

6.1 引言89

6.2 接种菌根真菌对黄瓜根结线虫病害的效应90

6.3 接种菌根真菌和施磷对根结线虫的影响93

6.4 接种菌根真菌和根结线虫对黄瓜防御酶活性的影响96

6.4.1 过氧化氢酶（CAT）活性96

6.4.2 过氧化物酶（POD）活性96

6.4.3 多酚氧化酶（PPO）活性98

6.4.4 根系苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性98

6.5 结论与展望99

6.6 致谢100

参考文献100

第7章 非寄主植物与根结线虫相互作用103

7.1 引言103

7.2 不同植物对南方根结线虫侵染具有显著的调控能力104

7.3 不同植物调控南方根结线虫侵染的生物学机制105

7.4 非寄主植物与寄主植物的合理搭配能够安全有效地防治南方根结线虫侵染107

7.5 致谢108

参考文献108

第8章 间作与轮、套作对土壤生物多样性及黄瓜生长发育的影响111

8.1 引言111

8.2 不同作物间作对黄瓜病害及土壤微生物群落多样性的影响112

8.2.1 间作对黄瓜根际土壤微生物多样性的影响113

8.2.2 间作对黄瓜根际土壤微生物数量及病情指数的影响113

8.2.3 间作对黄瓜产量的影响114

8.3 轮作对土壤微生态环境及产量的影响115

8.3.1 小麦、毛苕子与黄瓜轮作对土壤速效养分含量的影响115

8.3.2 小麦、毛苕子与黄瓜轮作对土壤酶活性的影响116

8.3.3 小麦、毛苕子与黄瓜轮作对土壤细菌、真菌群落结构的影响117

8.3.4 小麦、毛苕子与黄瓜轮作对黄瓜产量的影响120

8.4 轮、套作对黄瓜根际土壤细菌种群的影响120

8.4.1 不同时期不同轮、套作土壤细菌类群的PCR-DGGE图谱分析121

8.4.2 不同轮、套作黄瓜不同时期土壤细菌类群的多样性及均匀度指数的变化122

8.4.3 黄瓜根际土壤细菌16S rDNA片段的序列分析123

8.4.4 轮、套作对黄瓜产量的影响124

8.5 主要结论与展望125

参考文献125

第9章 TiO2光催化降解农药作用研究129

9.1 引言129

9.1.1 研究背景及意义129

9.1.2 TiO2光催化降解有机物的研究现状130

9.1.3 土壤表面农药光化学降解的研究进展133

9.2 TiO2及稀土掺杂纳米TiO2的农药光催化降解作用研究135

9.2.1 农药的测定方法135

9.2.2 农药溶液的光催化降解试验136

9.2.3 玻璃表面农药光催化降解试验137

9.2.4 土壤表面农药光催化降解试验137

9.2.5 番茄叶片表面农药光催化降解试验137

9.3 TiO2对农药溶液的光催化降解研究137

9.3.1 TiO2用量对克百威降解的影响137

9.3.2 pH值对克百威降解的影响139

9.3.3 克百威起始浓度对克百威光催化降解的影响140

9.3.4 克百威光解的动力学分析141

9.3.5 小结142

9.4 玻璃表面农药光催化降解的研究143

9.4.1 克百威的玻璃表面光催化降解143

9.4.2 多菌灵的玻璃表面光催化降解144

9.4.3 毒死蜱的玻璃表面光催化降解145

9.4.4 苯线磷的玻璃表面光催化降解146

9.4.5 小结148

9.5 TiO2对土壤表面农药光催化降解的研究148

9.5.1 克百威的土壤表面光催化降解148

9.5.2 多菌灵的土壤表面光催化降解151

9.5.3 毒死蜱的土壤表面光催化降解154

9.5.4 苯线磷的土壤表面光催化降解157

9.5.5 小结160

9.6 TiO2对番茄叶片表面农药光催化降解的研究161

9.6.1 毒死蜱的番茄叶片光催化降解161

9.6.2 苯线磷的番茄叶片光催化降解163

9.6.3 小结166

9.7 稀土掺杂纳米TiO2光催化降解农药残留的田间试验166

9.7.1 番茄叶片表面毒死蜱光催化降解166

9.7.2 番茄叶片表面乙酰甲胺磷光催化降解167

9.7.3 番茄叶片表面多菌灵光催化降解168

9.7.4 土壤毒死蜱光催化降解169

9.7.5 土壤多菌灵光催化降解170

9.7.6 土壤克百威光催化降解172

9.7.7 小结173

9.8 结论与展望173

9.8.1 结论173

9.8.2 研究展望174

9.9 致谢175

参考文献175

第10章 根层养分安全阈值指标体系与反馈调节技术183

10.1 引言183

10.2 根层适宜的养分供应是保持养分安全阈值的前提184

10.3 根层氮素养分安全阈值指标体系的基本理论184

10.4 蔬菜根层氮素安全阈值指标体系的建立185

10.5 主要蔬菜作物的氮素供应目标值及其修正188

10.6 设施番茄、黄瓜根层氮素安全阈值的建立与应用190

10.6.1 设施番茄根层氮素安全阈值的建立190

10.6.2 设施黄瓜根层氮素安全阈值的建立192

10.7 设施蔬菜根层磷素安全供应阈值指标体系的研究与应用197

10.7.1 设施蔬菜根层土壤磷素安全供应阈值指标体系的基本原理197

10.7.2 设施番茄根层土壤速效磷农学阈值指标的建立与应用199

10.7.3 设施蔬菜根层磷素恒量监控技术200

10.8 根层养分综合调控，发展水肥一体化技术202

10.8.1 水肥一体化是实践根层养分安全阈值调控的典型技术202

10.8.2 根层水肥综合调控技术203

10.8.3 根层调控促进番茄早期根系生长204

10.8.4 根层调控保持适宜的土壤氮素供应范围204

10.8.5 根层综合调控技术节本效果及效益分析206

参考文献206

第11章 设施蔬菜水分、养分综合管理209

11.1 引言209

11.2 设施蔬菜水分管理现状209

11.2.1 大水漫灌导致养分大量淋失210

11.2.2 土壤和大棚湿度高，真菌病害加剧212

11.2.3 作物根系缺氧，抗逆性降低212

11.2.4 当务之急——科学合理的灌溉213

11.3 设施蔬菜养分过量现状216

11.3.1 氮肥投入远远高于作物需求216

11.3.2 氮磷钾比例失调，氮、钾损失严重217

11.3.3 表层土壤缺失，有机肥投入量高217

11.3.4 大水大肥导致土壤质量退化，植物抗逆性下降217

11.4 以水调氮，以碳调土，设施蔬菜水氮综合管理迫在眉睫218

11.4.1 试验方案、材料与方法220

11.4.2 结果与分析221

11.4.3 大面积推广滴灌施肥的必要性223

11.5 展望225

11.6 致谢226

参考文献226

第12章 长期高氮素投入对土壤碳氮平衡和土壤性质的影响230

12.1 引言230

12.2 材料与方法231

12.2.1 试验温室及供试作物231

12.2.2 试验处理231

12.3 结果与分析234

12.3.1 长期高氮素投入对设施土壤有机碳和全氮的影响234

12.3.2 长期高氮素投入对设施土壤有机碳和全氮储量的影响235

12.3.3 长期高氮素投入对设施土壤有机碳组分的影响235

12.3.4 长期高氮素投入对设施土壤表层土壤（0～30cm）无机氮动态变化的影响237

12.3.5 长期高氮素投入对收获后深层土壤（90～180cm）无机氮的影响238

12.3.6 长期高氮素投入对收获后表层土壤（0～30cm）固定态铵含量的影响238

12.3.7 长期高氮素投入对设施土壤全磷、有机磷和无机磷的影响238

12.3.8 长期高氮素投入对设施土壤全钾、缓效钾和速效钾的影响240

12.3.9 长期高氮素投入对设施土壤pH值、CEC的影响241

12.3.10 长期高氮素投入对设施土壤表观碳氮磷钾平衡的影响243

12.4 结论与展望245

参考文献246

第13章 设施菜田退化土壤修复与资源高效利用示范与推广250

13.1 设施菜田土壤退化的成因分析250

13.1.1 设施土壤生物多样性发生改变，不利于土壤功能的发挥250

13.1.2 设施土壤中自毒物质的累积250

13.1.3 表层土壤养分过量积累及盐渍化和酸化问题突出251

13.2 设施菜田退化土壤修复与资源高效利用技术252

13.2.1 盐渍化土壤改良技术252

13.2.2 设施蔬菜水肥一体化技术252

13.2.3 设施番茄、黄瓜穴盘培育抗病壮苗技术255

13.2.4 生物秸秆反应堆技术256

13.2.5 秸秆还田技术257

13.2.6 功能生物有机肥和调理剂施用技术257

13.2.7 石灰氮—秸秆消毒技术258

13.2.8 设施菜田填闲作物种植土壤改良技术260

13.3 设施退化土壤修复的综合调控技术效果261

13.3.1 根层水肥综合调控技术261

13.3.2 填闲和套作非寄主植物种植的线虫预防技术263

13.3.3 菜田退化土壤综合修复技术266

13.4 技术物化与推广269

13.4.1 筛选高磷启动液和海绿素进行促根269

13.4.2 菜田退化土壤调理剂的研制与应用270

13.4.3 设施蔬菜水肥一体化技术的研究与推广271

13.4.4 提高设施园艺土壤质量和资源高效利用的综合技术规程与示范272

13.5 展望274

参考文献278

第14章 展望：设施蔬菜高投入种植体系土壤的可持续利用280

14.1 源头控制资源的高投入282

14.2 生态学措施综合控制土壤生物学障碍282

14.3 以有机碳管理为核心的土壤质量提升283

14.4 养分根层调控与优化养分供应284

14.5 设施植物废弃物资源的循环利用285

14.6 环境与经济效益评价285

附录287