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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