Alleviating obstacles of continuous cropping in Lanzhou lily by soil fumigation combined with microbial fertilizer

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00069

Journal of Desert Research ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (5): 169-179.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00069

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Alleviating obstacles of continuous cropping in Lanzhou lily by soil fumigation combined with microbial fertilizer

Lipeng Zhang¹(), Guiying Shi¹(), Guihong Shi¹, Yanlin Yu¹, Mouqiang Li², Guoli Su¹, Xixia Jia¹

^1.College of Horticulture，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China
^2.Agricultural Technology Extension Station of Longmen Town，Lintao County，Lintao 730500，Gausu，China

Received:2020-03-22 Revised:2020-07-13 Online:2020-09-28 Published:2020-09-28
Contact: Guiying Shi

Abstract

Abstract:

This experiment studied the effect of metham sodium soil fumigation combined with microbial fertilizer on plant growth status of lanzhou lily （Lilium davidii var. unicolor）and soil bacterial and physic-chemical characters under the long term replanting in cold and arid climatic mountain areas in northwest China. The results showed that compared with CK， soil fumigation using metham sodium （SFM） significantly inhibited the lily growth and reduced the yield， while microorganism fertilizer （MF） treatment significantly promoted the lily growth and increased the yield. In MF treatment， compared with CK， some biochemical indicators significantly changed： soil fungal number decreased， while bacteria numbers， total soil porosity， water content， alkaline nitrogen， available potassium and available phosphorus increased， and soil pH decreased. Moreover， compared with CK， a combination of soil fumigation using metham sodium SFM and microorganism fertilizer （SFM+MF） treatment did not significantly affect the lily， but compared with SFM， plant growth indicators， soil bacterial and physic-chemical characters indicators improved. Thus， we concluded that in the vegetables cropping model where the vegetables are sowed in spring without irrigation in the this climatic areas， due to lower temperature and lower soil water content， metham sodium fumigation is likely to cause chemical damage to crops. Therefore， the combination soil fumigation using metham sodium and microorganism fertilizer could not alleviate the obstacles of vegetable continuous cropping. However， microbial fertilizer can effectively enhance the plant growth and alleviates the obstacles of continuous cropping， moreover， it can effectively reduce the negative effects of metham sodium fumigation； Meanwhile， Methyl isothiocyanate （MITC） and its precursors metham sodium and cotton vinegar， which might not decompose and volatile completely and be prone to make some chemical damage the crops， should be cautious in the usage of soil fumigation in this kind of vegetable cropping .model in this climatic areas.

Key words: continuous cropping obstacles, metham sodium, beneficial microorganisms

CLC Number:

S182

Lipeng Zhang, Guiying Shi, Guihong Shi, Yanlin Yu, Mouqiang Li, Guoli Su, Xixia Jia. Alleviating obstacles of continuous cropping in Lanzhou lily by soil fumigation combined with microbial fertilizer[J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(5): 169-179.

Figures/Tables 6

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样地名称	容重 /（g·cm^-3）	总孔隙度 /%	含水量 /%	碱解氮 /（mg·kg^-1）	速效钾 /（mg·kg^-1）	速效磷 /（mg·kg^-1）	pH
连作6年T6	1.00	21.00	15.00	78.44	200.63	44.29	8.00
连作9年T9	0.98	20.47	16.42	32.58	180.98	19.63	7.97

样地名称	容重 /（g·cm^-3）	总孔隙度 /%	含水量 /%	碱解氮 /（mg·kg^-1）	速效钾 /（mg·kg^-1）	速效磷 /（mg·kg^-1）	pH
连作6年T6	1.00	21.00	15.00	78.44	200.63	44.29	8.00
连作9年T9	0.98	20.47	16.42	32.58	180.98	19.63	7.97

样地名称	生长期	处理	茎粗/株高	根冠比（鲜重）	根冠比（干重）	壮苗指数
连作6年T6	幼苗期	对照CK	0.43±0.02^a	1.36±0.11^b	1.56±0.06^b	7.61±0.98^c
		熏蒸SFM	0.40±0.03^a	2.24±0.12^a	1.30±0.27^b	9.27±1.57^bc
		菌剂MF	0.38±0.03^a	2.01±0.36^a	2.34±0.14^a	14.61±2.02^ab
		熏蒸菌剂联用SFM+MF	0.37±0.02^a	1.92±0.04^ab	2.82±0.28^a	18.02±3.33^a
	盛花期	对照CK	0.26±0.00^ab	2.09±0.14^a	1.65±0.20^a	12.80±1.24^b
		熏蒸SFM	0.28±0.02^a	1.37±0.07^b	1.11±0.13^b	11.92±1.45^b
		菌剂MF	0.21±0.02^b	2.29±0.10^a	1.95±0.11^a	23.97±1.02^a
		熏蒸菌剂联用SFM+MF	0.21±0.02^b	2.12±0.13^a	1.05±0.11^b	11.94±1.47^b
连作9年T9	幼苗期	对照CK	0.42±0.01^a	2.82±0.17^a	2.85±0.26^a	14.94±0.65^a
		熏蒸SFM	0.39±0.02^a	2.05±0.34^b	2.95±0.49^a	16.51±3.00^a
		菌剂MF	0.42±0.02^a	2.77±0.15^a	2.04±0.24^ab	13.68±0.90^a
		熏蒸菌剂联用SFM+MF	0.41±0.01^a	1.53±0.05^b	1.52±0.09^b	12.65±0.60^a
	盛花期	对照CK	0.18±0.00^b	0.80±0.04^a	1.37±0.12^ab	16.75±0.98^b
		熏蒸SFM	0.19±0.00^b	0.75±0.03^ab	1.61±0.21^ab	18.88±2.19^b
		菌剂MF	0.22±0.01a	0.73±0.01^ab	1.81±0.07a	27.28±0.62^a
		熏蒸菌剂联用SFM+MF	0.19±0.01^b	0.69±0.03^b	1.23±0.11^b	16.15±1.24^b

样地名称	生长期	处理	茎粗/株高	根冠比（鲜重）	根冠比（干重）	壮苗指数
连作6年T6	幼苗期	对照CK	0.43±0.02^a	1.36±0.11^b	1.56±0.06^b	7.61±0.98^c
		熏蒸SFM	0.40±0.03^a	2.24±0.12^a	1.30±0.27^b	9.27±1.57^bc
		菌剂MF	0.38±0.03^a	2.01±0.36^a	2.34±0.14^a	14.61±2.02^ab
		熏蒸菌剂联用SFM+MF	0.37±0.02^a	1.92±0.04^ab	2.82±0.28^a	18.02±3.33^a
	盛花期	对照CK	0.26±0.00^ab	2.09±0.14^a	1.65±0.20^a	12.80±1.24^b
		熏蒸SFM	0.28±0.02^a	1.37±0.07^b	1.11±0.13^b	11.92±1.45^b
		菌剂MF	0.21±0.02^b	2.29±0.10^a	1.95±0.11^a	23.97±1.02^a
		熏蒸菌剂联用SFM+MF	0.21±0.02^b	2.12±0.13^a	1.05±0.11^b	11.94±1.47^b
连作9年T9	幼苗期	对照CK	0.42±0.01^a	2.82±0.17^a	2.85±0.26^a	14.94±0.65^a
		熏蒸SFM	0.39±0.02^a	2.05±0.34^b	2.95±0.49^a	16.51±3.00^a
		菌剂MF	0.42±0.02^a	2.77±0.15^a	2.04±0.24^ab	13.68±0.90^a
		熏蒸菌剂联用SFM+MF	0.41±0.01^a	1.53±0.05^b	1.52±0.09^b	12.65±0.60^a
	盛花期	对照CK	0.18±0.00^b	0.80±0.04^a	1.37±0.12^ab	16.75±0.98^b
		熏蒸SFM	0.19±0.00^b	0.75±0.03^ab	1.61±0.21^ab	18.88±2.19^b
		菌剂MF	0.22±0.01a	0.73±0.01^ab	1.81±0.07a	27.28±0.62^a
		熏蒸菌剂联用SFM+MF	0.19±0.01^b	0.69±0.03^b	1.23±0.11^b	16.15±1.24^b

样地名称	处理	鳞茎单重 /g	产量 /（t·hm^-2）
连作6年T6	对照CK	27.54±3.71^b	5.48^b
	熏蒸SFM	24.52±1.85^b	4.88^b
	菌剂MF	32.08±4.55^a	6.38^a
	熏蒸菌剂联用SFM+MF	25.97±2.96^b	5.17^b
连作9年T9	对照CK	29.95±1.04^ab	5.96^ab
	熏蒸SFM	24.34±0.72^c	4.84^c
	菌剂MF	33.91±1.46^a	6.75^a
	熏蒸菌剂联用SFM+MF	27.76±0.48^b	5.52^b
连作6年连续处理2年T6’	对照CK	34.30±0.55^b	6.83^b
	熏蒸SFM	31.91±0.74^b	6.35^b
	菌剂MF	40.55±0.96^a	8.07^a
	熏蒸菌剂联用SFM+MF	39.79±0.58^a	7.92^a

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样地名称	处理	pH	总孔隙度 /%	含水量 /%	碱解氮 /(mg.kg^-1)	速效钾 /(mg.kg^-1)	速效磷 /(mg.kg^-1)	过氧化氢 /（ml·g^-1）	脲酶 /（mg·g^-1）	蔗糖酶 /（mg·g^-1）	碱性磷酸酶 /（mg·g^-1）
连作6年T6	对照CK	8.16±0.01^a	20.68±1.04^c	13.64±0.21^b	51.08±2.03^c	238.74±3.69^b	22.04±2.17^c	1.39±0.02^c	8.55±0.05^a	4.67±0.10^c	1.11±0.04^ab
	熏蒸SFM	8.04±0.02^b	23.68±1.99^bc	13.91±0.06^b	77.85±7.2^b	227.73±3.39^b	14.52±3.36^c	1.45±0.01^b	8.14±0.09^b	4.71±0.05^c	1.00±0.04^b
	菌剂MF	7.94±0.04^c	28.04±0.65^a	15.38±0.31^a	130.23±1.58^a	276.57±7.74^a	86.56±9.13^a	1.58±0.03^a	7.92±0.07^c	6.31±0.09^a	1.13±0.03^a
	熏蒸菌剂联用SFM+MF	7.99±0.02^bc	24.89±0.35^ab	13.93±0.10^b	54.6±2.4^c	226.19±1.42^b	54.03±4.22^b	1.48±0.01^b	8.24±0.03^b	5.24±0.03^b	1.11±0.03^ab
连作9年T9	对照CK	8.13±0.03^a	20.06±0.67^a	17.10±0.24b^c	27.44±9.67^b	196.18±3.15^b	12.63±1.06^c	1.14±0.03^b	7.97±0.08^a	7.88±0.02^bc	1.72±0.07^a
	熏蒸SFM	8.05±0.02^ab	16.05±1.10^b	16.82±0.19^c	31.74±2.22^b	181.15±2.83^c	10.48±0.87^c	1.21±0.04^b	7.40±0.16^ab	7.78±0.06^c	1.35±0.03^b
	菌剂MF	7.98±0.04^b	22.43±1.28^a	17.65±0.22^ab	53.62±7.51^a	211.38±5.55^a	72.85±0.8^a	1.46±0.05^a	7.02±0.10^b	8.21±0.01^a	1.63±0.01^a
	熏蒸菌剂联用SFM+MF	8.00±0.02^b	21.90±1.65^a	17.92±0.20^a	20.21±5.5^b	194.68±1.73^b	37.37±1.76^b	1.22±0.08^b	7.35±0.5^ab	8.00±0.06^b	1.27±0.03^b