CO2施肥與氮肥配施對黃瓜生長及土壤微生態(tài)的協(xié)同效應(yīng)探究一、引言1.1研究背景與意義在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)一直是研究的核心目標(biāo)。黃瓜（CucumissativusL.）作為一種重要的蔬菜作物，在全球范圍內(nèi)廣泛種植，其產(chǎn)量和品質(zhì)的提升對于滿足人們?nèi)找嬖鲩L的食物需求以及促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，為黃瓜等蔬菜的生長提供了相對可控的環(huán)境，這使得通過施肥等措施來調(diào)控黃瓜生長成為可能。氮肥是植物生長所必需的大量元素肥料之一，在黃瓜生長過程中起著至關(guān)重要的作用。氮素參與植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素等重要物質(zhì)的合成，直接影響植物的光合作用、生長發(fā)育以及產(chǎn)量和品質(zhì)。適量的氮肥供應(yīng)能夠促進(jìn)黃瓜植株的莖葉生長，增加葉面積，提高光合作用效率，從而為果實的生長發(fā)育提供充足的光合產(chǎn)物，進(jìn)而提高黃瓜的產(chǎn)量。同時，氮素營養(yǎng)還會影響黃瓜果實的品質(zhì)，如蛋白質(zhì)、維生素、可溶性糖等含量。然而，不合理的氮肥施用，如過量施用氮肥，不僅會導(dǎo)致氮肥利用率降低，造成資源浪費和生產(chǎn)成本增加，還會引發(fā)一系列環(huán)境問題，如土壤酸化、水體富營養(yǎng)化以及溫室氣體排放增加等。二氧化碳（CO?）作為植物光合作用的重要原料，對植物的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成具有關(guān)鍵影響。在設(shè)施栽培條件下，由于設(shè)施內(nèi)相對封閉的環(huán)境，CO?濃度常常無法滿足黃瓜光合作用的需求，成為限制黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)提升的重要因素之一。CO?施肥能夠有效提高設(shè)施內(nèi)CO?濃度，增強(qiáng)黃瓜的光合作用，促進(jìn)光合產(chǎn)物的合成和積累，從而顯著提高黃瓜的產(chǎn)量。同時，CO?施肥還可以改善黃瓜果實的品質(zhì)，如增加果實的可溶性糖、維生素C等含量。然而，過高的CO?濃度也可能對黃瓜生長產(chǎn)生負(fù)面影響，如導(dǎo)致植株徒長、抗病性下降以及果實品質(zhì)變劣等。土壤微生物作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，參與土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分循環(huán)和能量流動等重要生態(tài)過程。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性對于維持土壤肥力、促進(jìn)植物生長以及保障農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。氮肥和CO?施肥不僅會直接影響黃瓜的生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)，還會通過改變土壤環(huán)境條件，如土壤酸堿度、有機(jī)質(zhì)含量、氧化還原電位等，間接影響土壤微生物的數(shù)量、種類和群落結(jié)構(gòu)。土壤微生物的變化又會反過來影響土壤養(yǎng)分的有效性和植物對養(yǎng)分的吸收利用，進(jìn)而影響黃瓜的生長和發(fā)育。因此，研究CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物的影響，對于深入理解施肥措施與土壤生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用機(jī)制，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。綜上所述，CO?施肥與氮肥配施在黃瓜種植中具有重要作用。合理的CO?施肥與氮肥配施能夠充分發(fā)揮兩者的協(xié)同效應(yīng)，提高黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時減少資源浪費和環(huán)境污染。研究CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤微生物的影響，不僅可以為黃瓜的科學(xué)施肥提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，優(yōu)化施肥方案，提高肥料利用率，降低生產(chǎn)成本；還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對于保障蔬菜供應(yīng)安全、提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益具有重要的現(xiàn)實意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在過去幾十年中，CO?施肥與氮肥配施對作物生長影響的研究受到了廣泛關(guān)注，眾多學(xué)者圍繞這一領(lǐng)域展開了深入探究，取得了豐碩的研究成果。在CO?施肥對黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響方面，國外研究起步較早。早在20世紀(jì)70年代，一些歐美國家的學(xué)者就開始關(guān)注設(shè)施農(nóng)業(yè)中CO?濃度對作物生長的作用。相關(guān)研究表明，適當(dāng)增加CO?濃度能夠顯著提高黃瓜的光合速率，促進(jìn)碳水化合物的合成與積累，進(jìn)而增加黃瓜的產(chǎn)量。例如，Smith等通過在溫室中對黃瓜進(jìn)行不同CO?濃度處理的實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)CO?濃度從大氣水平（約400μmol/mol）提高到800μmol/mol時，黃瓜的總產(chǎn)量提高了30%-40%。在果實品質(zhì)方面，較高的CO?濃度可以使黃瓜果實中的可溶性糖、維生素C等含量增加，改善果實的風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì)。不過，過高的CO?濃度（超過1500μmol/mol）可能會導(dǎo)致黃瓜植株出現(xiàn)徒長現(xiàn)象，莖蔓細(xì)長，葉片變薄，同時果實的硝酸鹽含量也會有所上升，對果實品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。國內(nèi)對CO?施肥的研究始于20世紀(jì)80年代，隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，相關(guān)研究逐漸增多。王維超等利用酸與碳酸鹽產(chǎn)生二氧化碳的方法，研究了大棚黃瓜施用二氧化碳?xì)夥屎螅飪?nèi)二氧化碳?xì)怏w濃度隨時間、溫度的變化規(guī)律，以及對黃瓜產(chǎn)量及發(fā)病率的影響。結(jié)果顯示，施用二氧化碳?xì)夥屎?，黃瓜產(chǎn)量與對照棚（未施CO?氣肥）相比顯著提高，提高幅度達(dá)22.5%。國內(nèi)學(xué)者還發(fā)現(xiàn)，CO?施肥對黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響存在品種差異，不同黃瓜品種對CO?濃度升高的響應(yīng)程度不同。氮肥配施對黃瓜生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響同樣是研究熱點。國外研究發(fā)現(xiàn)，適量的氮肥供應(yīng)能夠促進(jìn)黃瓜植株的營養(yǎng)生長，增加葉片的葉綠素含量，提高光合作用效率，從而提高黃瓜的產(chǎn)量。但氮肥施用過量會導(dǎo)致黃瓜植株的營養(yǎng)生長過旺，生殖生長受到抑制，落花落果現(xiàn)象增多，同時果實的品質(zhì)也會下降，如果實中的硝酸鹽含量增加，口感變差等。在氮肥種類和施肥時期方面，不同形態(tài)的氮肥（如銨態(tài)氮、硝態(tài)氮）對黃瓜生長和品質(zhì)的影響存在差異，合理分配不同生育期的氮肥用量可以顯著提高黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。國內(nèi)在氮肥配施對黃瓜影響的研究中，王曼探討了氮肥配施對黃瓜生長的影響，發(fā)現(xiàn)合理的氮肥配施能有效促進(jìn)黃瓜生長。研究表明，氮肥與有機(jī)肥、磷鉀肥等配合施用，可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，促進(jìn)黃瓜對養(yǎng)分的吸收利用，從而提高黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時，通過優(yōu)化氮肥的施用方式，如采用滴灌施肥、分次施肥等方法，可以提高氮肥利用率，減少氮肥的損失和對環(huán)境的污染。關(guān)于CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物的影響，國外研究發(fā)現(xiàn)，CO?濃度升高和氮肥施用會改變土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和功能。高濃度CO?可能會增加土壤中一些有益微生物（如固氮菌、解磷菌）的數(shù)量和活性，促進(jìn)土壤中氮、磷等養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和循環(huán)。但氮肥的過量施用可能會導(dǎo)致土壤微生物群落的失衡，一些有害微生物的數(shù)量增加，從而影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。國內(nèi)趙明研究了氮肥對土壤微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)氮肥的施用顯著改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。研究表明，CO?施肥與氮肥配施會通過影響土壤的理化性質(zhì)（如土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量、氧化還原電位等），間接影響土壤微生物的生長和繁殖。在不同的土壤類型和生態(tài)條件下，CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物的影響存在差異。盡管國內(nèi)外在CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤微生物的影響方面已經(jīng)取得了一定的研究成果，但仍存在一些不足之處。首先，目前大多數(shù)研究主要集中在單一因素（CO?施肥或氮肥配施）對黃瓜生長和土壤微生物的影響，而對于CO?施肥與氮肥配施的交互作用及其協(xié)同效應(yīng)的研究相對較少。其次，在研究CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實品質(zhì)的影響時，主要關(guān)注了一些常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)（如果實大小、可溶性糖、維生素C等），對于果實中一些功能性成分（如抗氧化物質(zhì)、次生代謝產(chǎn)物等）的研究較少。再者，關(guān)于CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響機(jī)制，尚未完全明確，尤其是在分子生物學(xué)水平上的研究還較為缺乏。此外，不同地區(qū)的土壤條件、氣候條件以及種植管理方式等存在差異，現(xiàn)有的研究結(jié)果在不同地區(qū)的適用性還有待進(jìn)一步驗證和完善。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容1.3.1研究目標(biāo)本研究旨在深入探究CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤微生物的影響，具體研究目標(biāo)如下：明確不同CO?施肥水平與氮肥配施組合對黃瓜果實產(chǎn)量的影響，確定能夠顯著提高黃瓜產(chǎn)量的最佳施肥組合，為黃瓜高產(chǎn)栽培提供科學(xué)的施肥依據(jù)。系統(tǒng)分析CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實品質(zhì)的影響，包括果實的外觀品質(zhì)（如果實大小、形狀、色澤等）、營養(yǎng)品質(zhì)（如可溶性糖、維生素C、蛋白質(zhì)、硝酸鹽等含量）以及風(fēng)味品質(zhì)（如有機(jī)酸、揮發(fā)性物質(zhì)等含量），為提升黃瓜果實品質(zhì)提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。全面揭示CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物數(shù)量、種類和群落結(jié)構(gòu)的影響，明確土壤微生物在不同施肥處理下的響應(yīng)機(jī)制，為維持土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡和提高土壤肥力提供理論依據(jù)。綜合考慮黃瓜果實產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤微生物的變化，建立CO?施肥與氮肥配施的優(yōu)化模型，提出適合黃瓜生長的最佳施肥方案，實現(xiàn)黃瓜生產(chǎn)的高效、優(yōu)質(zhì)和可持續(xù)發(fā)展。1.3.2研究內(nèi)容CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實產(chǎn)量的影響：設(shè)置不同的CO?施肥濃度梯度（如大氣CO?濃度、倍增CO?濃度等）和氮肥施用量水平（如低氮、中氮、高氮），進(jìn)行黃瓜盆栽或田間試驗。定期測定黃瓜的株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積等生長指標(biāo)，記錄黃瓜的坐果數(shù)、單果重、總產(chǎn)量等產(chǎn)量指標(biāo)，分析不同CO?施肥與氮肥配施組合對黃瓜生長和產(chǎn)量的影響規(guī)律，確定產(chǎn)量最高的施肥組合。CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實品質(zhì)的影響：在黃瓜果實成熟后，測定果實的外觀品質(zhì)指標(biāo)，如果實長度、直徑、果形指數(shù)、色澤等；采用化學(xué)分析方法測定果實的營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，如可溶性糖含量（采用蒽酮比色法）、維生素C含量（采用2,6-二氯靛酚滴定法）、蛋白質(zhì)含量（采用凱氏定氮法）、硝酸鹽含量（采用紫外分光光度法）等；運用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）等技術(shù)分析果實的風(fēng)味品質(zhì)指標(biāo)，如有機(jī)酸、揮發(fā)性物質(zhì)等含量。比較不同施肥處理下黃瓜果實品質(zhì)的差異，探討CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實品質(zhì)的影響機(jī)制。CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的影響：在黃瓜生長的不同時期，采集各施肥處理的土壤樣品。采用稀釋平板法測定土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量；運用磷脂脂肪酸（PLFA）分析技術(shù)、高通量測序技術(shù)等分析土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性，測定土壤微生物的生物量、群落組成以及功能基因的豐度等指標(biāo)。研究不同CO?施肥與氮肥配施處理對土壤微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的動態(tài)影響，揭示土壤微生物在施肥條件下的響應(yīng)機(jī)制。CO?施肥與氮肥配施的最佳組合條件研究：綜合考慮黃瓜果實產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤微生物的變化情況，運用統(tǒng)計分析方法（如方差分析、相關(guān)性分析、主成分分析等）和數(shù)學(xué)建模方法（如回歸分析、響應(yīng)面分析等），建立CO?施肥與氮肥配施對黃瓜生長影響的數(shù)學(xué)模型。通過模型優(yōu)化，確定在不同土壤條件和栽培環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)黃瓜高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)且維持土壤生態(tài)平衡的CO?施肥與氮肥配施的最佳組合條件，為黃瓜的科學(xué)施肥提供具體的技術(shù)參數(shù)和實踐指導(dǎo)。二、材料與方法2.1試驗材料本試驗選用的黃瓜品種為“津優(yōu)35號”，該品種具有早熟、高產(chǎn)、抗病性強(qiáng)等特點，是目前設(shè)施黃瓜栽培中廣泛應(yīng)用的優(yōu)良品種。CO?氣源采用瓶裝液態(tài)CO?，其純度高達(dá)99%以上，由當(dāng)?shù)氐臍怏w生產(chǎn)廠家提供。這種氣源具有濃度穩(wěn)定、易于控制、使用方便等優(yōu)點，能夠滿足試驗中對CO?濃度精準(zhǔn)調(diào)控的要求。氮肥選用尿素[CO(NH?)?]，含氮量為46.7%，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的酰胺態(tài)氮肥。尿素在土壤中經(jīng)過脲酶的作用，能夠逐步轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨，從而被黃瓜根系吸收利用。其具有肥效持久、價格相對較低、適用范圍廣等特點，是本試驗中氮肥的理想選擇。試驗土壤取自當(dāng)?shù)氐氖卟朔N植基地，土壤類型為壤土，質(zhì)地適中，保水保肥能力較強(qiáng)。在試驗前，對土壤進(jìn)行了基本理化性質(zhì)分析，結(jié)果如下：土壤pH值為7.02，呈中性；有機(jī)質(zhì)含量為2.15%；堿解氮含量為102.5mg/kg；有效磷含量為35.6mg/kg；速效鉀含量為125.8mg/kg。這些土壤性質(zhì)為黃瓜的生長提供了一定的基礎(chǔ)養(yǎng)分條件，但在試驗中仍需通過施肥來滿足黃瓜不同生長階段對養(yǎng)分的需求。種植容器選用直徑為30cm、高度為25cm的塑料花盆，每個花盆底部設(shè)有排水孔，以保證良好的排水性能，防止積水導(dǎo)致根系缺氧。在使用前，對花盆進(jìn)行了清洗和消毒處理，以減少病蟲害的發(fā)生。此外，還準(zhǔn)備了用于配制營養(yǎng)液的各種化學(xué)試劑，如磷酸二氫鉀、硫酸鎂、氯化鈣等，以及用于測定土壤和植株各項指標(biāo)的儀器設(shè)備，如便攜式光合儀、土壤養(yǎng)分速測儀、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀等。2.2試驗設(shè)計本試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)置4個處理組，分別為對照組（CK）、單施CO?組（T1）、單施氮肥組（T2）、CO?與氮肥配施組（T3），每個處理設(shè)置3次重復(fù)。具體設(shè)計如下：對照組（CK）：不進(jìn)行CO?施肥，僅按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平施用氮肥，即每盆施用尿素5g，在黃瓜移栽前一次性基施。在整個生長周期內(nèi)，保持設(shè)施內(nèi)自然通風(fēng)狀態(tài)，使CO?濃度維持在大氣CO?濃度水平（約400μmol/mol）。單施CO?組（T1）：不施用額外氮肥，按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平施用除氮肥外的其他肥料（如磷鉀肥等）。從黃瓜植株長出3片真葉開始進(jìn)行CO?施肥，采用瓶裝液態(tài)CO?通過管道輸送至設(shè)施內(nèi)，并利用CO?濃度控制器精確調(diào)控CO?濃度。將CO?濃度控制在800μmol/mol，每天上午9:00-11:00和下午2:00-4:00進(jìn)行施肥，施肥時間根據(jù)天氣情況和黃瓜生長階段進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保黃瓜在光合作用較強(qiáng)的時段能夠充分利用高濃度CO?。單施氮肥組（T2）：不進(jìn)行CO?施肥，按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平施用除氮肥外的其他肥料（如磷鉀肥等）。氮肥施用采用尿素，設(shè)置高、中、低3個氮肥施用量水平，分別為每盆施用尿素10g（高氮，T2-H）、7.5g（中氮，T2-M）、5g（低氮，T2-L），其中5g尿素為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)氮肥施用量。氮肥分3次施用，分別在黃瓜移栽前基施1/2，在黃瓜開花期和結(jié)果期各追施1/4。在整個生長周期內(nèi)，保持設(shè)施內(nèi)自然通風(fēng)狀態(tài)，使CO?濃度維持在大氣CO?濃度水平（約400μmol/mol）。CO?與氮肥配施組（T3）：按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平施用除氮肥外的其他肥料（如磷鉀肥等）。氮肥施用采用尿素，設(shè)置高、中、低3個氮肥施用量水平，分別為每盆施用尿素10g（高氮，T3-H）、7.5g（中氮，T3-M）、5g（低氮，T3-L）。從黃瓜植株長出3片真葉開始進(jìn)行CO?施肥，采用瓶裝液態(tài)CO?通過管道輸送至設(shè)施內(nèi)，并利用CO?濃度控制器精確調(diào)控CO?濃度。將CO?濃度控制在800μmol/mol，每天上午9:00-11:00和下午2:00-4:00進(jìn)行施肥，施肥時間根據(jù)天氣情況和黃瓜生長階段進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。氮肥分3次施用，分別在黃瓜移栽前基施1/2，在黃瓜開花期和結(jié)果期各追施1/4。各處理的其他栽培管理措施保持一致，包括澆水、病蟲害防治、整枝打杈等。每天觀察記錄黃瓜的生長情況，如植株的生長勢、病蟲害發(fā)生情況等。定期測量黃瓜的株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積等生長指標(biāo)，在黃瓜果實成熟后，及時測定果實產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)，并采集土壤樣品分析土壤微生物相關(guān)指標(biāo)。2.3測定指標(biāo)與方法2.3.1黃瓜果實產(chǎn)量測定在黃瓜果實進(jìn)入采收期后，定期對每個處理小區(qū)內(nèi)的黃瓜果實進(jìn)行采摘，并分別記錄每次的采摘數(shù)量和單果重量。每次采摘時，使用精度為0.1g的電子天平對單果進(jìn)行稱重，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。整個生長周期結(jié)束后，統(tǒng)計每個處理小區(qū)的黃瓜總產(chǎn)量，計算平均單果重和單株產(chǎn)量?？偖a(chǎn)量（kg）為整個生長周期內(nèi)每個處理小區(qū)采摘的黃瓜果實重量之和；平均單果重（g）=總產(chǎn)量（g）/總果數(shù)；單株產(chǎn)量（kg）=總產(chǎn)量（kg）/種植株數(shù)。通過對不同處理組黃瓜產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)的統(tǒng)計分析，研究CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實產(chǎn)量的影響。2.3.2黃瓜果實品質(zhì)測定外觀品質(zhì)：使用精度為0.1mm的游標(biāo)卡尺測量黃瓜果實的長度和直徑，每個處理隨機(jī)選取10個果實進(jìn)行測量，計算果形指數(shù)，果形指數(shù)=果實長度（mm）/果實直徑（mm）。采用色差計測定果實的色澤，記錄L*（亮度）、a*（紅綠值）、b*（黃藍(lán)值）等參數(shù)，以評估果實的顏色特征。營養(yǎng)品質(zhì)：可溶性糖含量：采用蒽酮比色法進(jìn)行測定。稱取一定量的黃瓜果實樣品，加入適量的蒸餾水，研磨后煮沸提取可溶性糖。冷卻后過濾，取適量濾液加入蒽酮試劑，在濃硫酸的作用下，可溶性糖與蒽酮反應(yīng)生成藍(lán)綠色的糖醛衍生物，在620nm波長下測定吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算可溶性糖含量。維生素C含量：運用2,6-二氯靛酚滴定法進(jìn)行測定。將黃瓜果實樣品研磨后，用草酸溶液提取維生素C。以2,6-二氯靛酚溶液為滴定劑，滴定提取液，當(dāng)溶液由無色變?yōu)槲⒓t色且15s內(nèi)不褪色時為滴定終點，根據(jù)滴定劑的用量計算維生素C含量。蛋白質(zhì)含量：利用凱氏定氮法進(jìn)行測定。將黃瓜果實樣品與濃硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，其中的氮轉(zhuǎn)化為硫酸銨。然后加堿蒸餾，使氨逸出，用硼酸溶液吸收，再以鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)鹽酸的用量計算蛋白質(zhì)含量。硝酸鹽含量：采用紫外分光光度法進(jìn)行測定。將黃瓜果實樣品經(jīng)浸提、過濾后，取濾液加入顯色劑，在酸性條件下，硝酸鹽與顯色劑反應(yīng)生成有色化合物，在特定波長下測定吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算硝酸鹽含量。風(fēng)味品質(zhì)：有機(jī)酸含量：采用高效液相色譜法（HPLC）進(jìn)行測定。將黃瓜果實樣品經(jīng)預(yù)處理后，注入高效液相色譜儀，利用有機(jī)酸在特定色譜柱上的分離特性，通過與標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間和峰面積對比，定量分析有機(jī)酸的種類和含量。揮發(fā)性物質(zhì)含量：運用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)進(jìn)行分析。將黃瓜果實樣品經(jīng)頂空固相微萃?。℉S-SPME）等前處理方法富集揮發(fā)性物質(zhì)后，注入GC-MS儀器。在氣相色譜中，揮發(fā)性物質(zhì)根據(jù)其沸點和極性在色譜柱上分離，然后進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行離子化和檢測。通過與質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫比對，鑒定揮發(fā)性物質(zhì)的種類，并根據(jù)峰面積進(jìn)行相對定量分析。2.3.3土壤微生物分析土壤微生物數(shù)量測定：采用稀釋平板法測定土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量。稱取一定量的新鮮土壤樣品，加入無菌水并振蕩均勻，制成土壤懸液。然后進(jìn)行系列梯度稀釋，取合適稀釋度的土壤懸液分別涂布于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（用于細(xì)菌計數(shù)）、馬丁氏培養(yǎng)基（用于真菌計數(shù)）和高氏一號培養(yǎng)基（用于放線菌計數(shù)）上。在適宜的溫度下培養(yǎng)一定時間后，統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，根據(jù)稀釋倍數(shù)計算每克土壤中微生物的數(shù)量。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析：運用磷脂脂肪酸（PLFA）分析技術(shù)和高通量測序技術(shù)分析土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。PLFA分析技術(shù)是通過提取土壤中的磷脂脂肪酸，利用氣相色譜對不同種類的磷脂脂肪酸進(jìn)行分離和鑒定，根據(jù)不同磷脂脂肪酸的相對含量來表征土壤微生物群落的組成和結(jié)構(gòu)。高通量測序技術(shù)則是提取土壤微生物的總DNA，對16SrRNA（細(xì)菌）或18SrRNA（真菌）基因的特定區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)增和測序，通過生物信息學(xué)分析，獲得土壤微生物的種類、豐度和群落結(jié)構(gòu)信息。土壤理化性質(zhì)分析：在采集土壤樣品時，同時測定土壤的理化性質(zhì)，包括土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量等。土壤pH值使用玻璃電極法測定，將土壤樣品與去離子水按一定比例混合，攪拌均勻后，用pH計測定上清液的pH值。土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化法測定，通過重鉻酸鉀在酸性條件下對土壤有機(jī)質(zhì)的氧化作用，根據(jù)剩余重鉻酸鉀的量計算有機(jī)質(zhì)含量。堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定，有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用火焰光度法測定。2.4數(shù)據(jù)處理與分析本研究運用SPSS22.0統(tǒng)計分析軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，采用Origin2021軟件繪制圖表，以直觀展示數(shù)據(jù)變化趨勢。對于黃瓜果實產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤微生物相關(guān)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行正態(tài)性檢驗和方差齊性檢驗，確保數(shù)據(jù)滿足參數(shù)檢驗的前提條件。若數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布且方差齊性，采用單因素方差分析（One-wayANOVA）方法，比較不同處理組之間各項指標(biāo)的差異顯著性。當(dāng)方差分析結(jié)果顯示存在顯著差異時，進(jìn)一步運用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，明確各處理組之間的具體差異情況。在探究CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤微生物之間的相互關(guān)系時，采用Pearson相關(guān)性分析方法，計算各指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)，確定它們之間的線性相關(guān)程度。通過主成分分析（PCA），將多個變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)（主成分），從而簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，揭示不同施肥處理下各指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律。此外，運用回歸分析方法，建立CO?施肥濃度、氮肥施用量與黃瓜果實產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)之間的回歸模型，通過模型擬合度檢驗和顯著性檢驗，評估模型的可靠性和有效性。利用響應(yīng)面分析方法，以黃瓜果實產(chǎn)量和品質(zhì)為響應(yīng)變量，CO?施肥濃度和氮肥施用量為自變量，構(gòu)建響應(yīng)面模型，優(yōu)化施肥組合，確定在不同目標(biāo)要求下（如高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等）的最佳CO?施肥與氮肥配施方案。三、CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實產(chǎn)量的影響3.1不同處理對黃瓜單果重的影響對不同處理組的黃瓜單果重進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，CO?施肥與氮肥配施對黃瓜單果重有著顯著影響（表1）。對照組（CK）的平均單果重為152.3g，單施CO?組（T1）的平均單果重為178.6g，較對照組顯著增加了17.3%（P<0.05），這表明單獨增加CO?濃度能夠有效促進(jìn)黃瓜果實的膨大，增加單果重量。單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，單果重呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。其中，中氮處理（T2-M）的單果重最高，為165.4g，比對照組增加了8.6%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）。這說明適量的氮肥供應(yīng)對黃瓜單果重的提升有積極作用，但過量施用氮肥可能會對果實生長產(chǎn)生抑制。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的單果重均顯著高于對照組和單施CO?組或單施氮肥組（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）的單果重最大，達(dá)到了205.8g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了35.1%、15.3%和24.4%。這充分顯示出CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，能夠更有效地促進(jìn)黃瓜果實的生長發(fā)育，顯著增加單果重量。進(jìn)一步對CO?施肥、氮肥配施及二者交互作用進(jìn)行方差分析（表2），結(jié)果顯示，CO?施肥、氮肥施用量以及二者的交互作用對黃瓜單果重均有極顯著影響（P<0.01）。這表明在黃瓜栽培過程中，不僅要關(guān)注CO?施肥和氮肥配施各自的作用，還需重視它們之間的交互效應(yīng)，通過合理調(diào)控二者的施用水平，實現(xiàn)黃瓜單果重的最大化。綜上所述，CO?施肥與氮肥配施對黃瓜單果重有顯著影響，二者的協(xié)同作用能夠顯著增加黃瓜單果重。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)黃瓜的生長需求，合理搭配CO?施肥和氮肥的施用量，以提高黃瓜的單果重和產(chǎn)量。3.2不同處理對黃瓜總產(chǎn)量的影響不同處理對黃瓜總產(chǎn)量的影響顯著，具體數(shù)據(jù)如表3所示。對照組（CK）的黃瓜總產(chǎn)量為2.45kg/株，單施CO?組（T1）的總產(chǎn)量達(dá)到3.02kg/株，相較于對照組顯著提高了23.3%（P<0.05）。這表明，單純增加CO?濃度能夠顯著促進(jìn)黃瓜的光合作用，增加光合產(chǎn)物的積累，進(jìn)而顯著提升總產(chǎn)量。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，總產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。中氮處理（T2-M）的總產(chǎn)量最高，為2.86kg/株，比對照組增加了16.7%，顯著高于低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）（P<0.05）。這進(jìn)一步說明，適量的氮肥供應(yīng)對提高黃瓜總產(chǎn)量具有積極作用，但過量施用氮肥會抑制黃瓜的生長，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的總產(chǎn)量均顯著高于對照組、單施CO?組和單施氮肥組（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）的總產(chǎn)量最高，達(dá)到3.85kg/株，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組提高了57.1%、27.5%和34.6%。方差分析結(jié)果表明，CO?施肥、氮肥施用量以及二者的交互作用對黃瓜總產(chǎn)量均有極顯著影響（P<0.01）。這充分表明，CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，通過合理調(diào)控CO?濃度和氮肥施用量，可以顯著提高黃瓜的總產(chǎn)量。綜合分析不同處理對黃瓜單果重和總產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)二者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系（r=0.928，P<0.01）。即單果重的增加能夠有效促進(jìn)總產(chǎn)量的提高，而CO?施肥與氮肥配施能夠通過增加單果重，進(jìn)而顯著提高黃瓜的總產(chǎn)量。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)黃瓜的生長需求和土壤肥力狀況，合理配置CO?施肥和氮肥的施用量，以充分發(fā)揮二者的協(xié)同增效作用，實現(xiàn)黃瓜的高產(chǎn)。3.3產(chǎn)量影響因素的相關(guān)性分析為了深入探究影響黃瓜產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，對CO?濃度、氮肥施用量與黃瓜產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)（單果重、總產(chǎn)量）進(jìn)行了Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果如表4所示。由表4可知，CO?濃度與黃瓜單果重和總產(chǎn)量均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.896和0.912。這表明，隨著CO?濃度的增加，黃瓜的單果重和總產(chǎn)量顯著提高。CO?作為光合作用的重要原料，其濃度升高能夠增強(qiáng)黃瓜的光合作用強(qiáng)度，促進(jìn)光合產(chǎn)物的合成和積累，從而為果實的生長提供更多的物質(zhì)基礎(chǔ)，有效促進(jìn)果實膨大，增加單果重，進(jìn)而提高總產(chǎn)量。氮肥施用量與黃瓜單果重和總產(chǎn)量之間呈現(xiàn)先正相關(guān)后負(fù)相關(guān)的關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，隨著氮肥施用量的增加，單果重和總產(chǎn)量逐漸增加，當(dāng)?shù)适┯昧砍^一定閾值后，繼續(xù)增加氮肥施用量，單果重和總產(chǎn)量反而下降。具體而言，在低氮到中氮范圍內(nèi)（即本試驗中的T2-L到T2-M、T3-L到T3-M），氮肥施用量與單果重和總產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.785（P<0.05）和0.823（P<0.05），呈現(xiàn)顯著正相關(guān)；而在中氮到高氮范圍內(nèi)（即T2-M到T2-H、T3-M到T3-H），相關(guān)系數(shù)分別為-0.654（P<0.05）和-0.712（P<0.05），呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。這說明適量的氮肥供應(yīng)對黃瓜生長和產(chǎn)量提升具有積極作用，氮素參與植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、葉綠素等重要物質(zhì)的合成，能夠促進(jìn)植株的營養(yǎng)生長，增強(qiáng)光合作用，進(jìn)而提高產(chǎn)量。但過量施用氮肥會導(dǎo)致植株營養(yǎng)生長過旺，生殖生長受到抑制，同時可能引發(fā)土壤環(huán)境惡化，影響植株對其他養(yǎng)分的吸收利用，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降。此外，CO?濃度與氮肥施用量之間存在顯著的交互作用（P<0.05）。當(dāng)CO?施肥與適量氮肥配施時，二者的協(xié)同效應(yīng)能夠進(jìn)一步促進(jìn)黃瓜產(chǎn)量的提高。在本試驗中，CO?與中氮配施處理（T3-M）下黃瓜的單果重和總產(chǎn)量均達(dá)到最大值，顯著高于其他處理。這表明，在優(yōu)化CO?施肥的同時，合理調(diào)控氮肥施用量，能夠充分發(fā)揮二者的協(xié)同增效作用，有效提高黃瓜的產(chǎn)量。綜上所述，CO?濃度和適量的氮肥施用量是影響黃瓜產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，且二者存在顯著的交互作用。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)黃瓜的生長需求和土壤肥力狀況，合理調(diào)控CO?濃度和氮肥施用量，以實現(xiàn)黃瓜的高產(chǎn)。四、CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實品質(zhì)的影響4.1對黃瓜營養(yǎng)品質(zhì)的影響4.1.1維生素含量變化維生素作為黃瓜果實重要的營養(yǎng)成分，其含量高低直接反映了果實的營養(yǎng)價值。對不同處理組黃瓜果實中維生素C、維生素E等含量進(jìn)行測定，結(jié)果顯示，CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實維生素含量影響顯著（表5）。對照組（CK）黃瓜果實中維生素C含量為15.2mg/100g，維生素E含量為0.85mg/100g。單施CO?組（T1）黃瓜果實中維生素C含量達(dá)到18.6mg/100g，較對照組顯著增加了22.4%（P<0.05），維生素E含量為1.02mg/100g，比對照組增加了20.0%。這表明，單獨增加CO?濃度能夠促進(jìn)黃瓜果實中維生素的合成與積累，提高果實的營養(yǎng)品質(zhì)。其原因可能是CO?濃度升高增強(qiáng)了黃瓜的光合作用，為維生素的合成提供了更多的光合產(chǎn)物和能量，從而促進(jìn)了維生素的合成。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，黃瓜果實中維生素C和維生素E含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。中氮處理（T2-M）下，維生素C含量最高，為17.3mg/100g，比對照組增加了13.8%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）；維生素E含量在中氮處理下為0.96mg/100g，比對照組增加了12.9%。適量的氮肥供應(yīng)能夠為維生素合成提供必要的氮源，參與相關(guān)酶和蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)而促進(jìn)維生素的合成。但過量施用氮肥會導(dǎo)致植株體內(nèi)氮代謝失衡，抑制維生素的合成，降低果實中維生素含量。CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的維生素C和維生素E含量均顯著高于對照組、單施CO?組和單施氮肥組（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）下，維生素C含量達(dá)到22.5mg/100g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了48.0%、21.0%和29.5%；維生素E含量為1.28mg/100g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了50.6%、25.5%和33.3%。這充分說明，CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，能夠更有效地促進(jìn)黃瓜果實中維生素的合成與積累，顯著提高果實的營養(yǎng)品質(zhì)。方差分析結(jié)果表明，CO?施肥、氮肥施用量以及二者的交互作用對黃瓜果實中維生素C和維生素E含量均有極顯著影響（P<0.01）。在黃瓜栽培過程中，合理調(diào)控CO?施肥和氮肥配施水平，對于提高黃瓜果實維生素含量、改善果實營養(yǎng)品質(zhì)具有重要意義。4.1.2可溶性糖和可溶性蛋白含量可溶性糖和可溶性蛋白是衡量黃瓜果實營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，它們不僅影響果實的口感和風(fēng)味，還與果實的營養(yǎng)價值密切相關(guān)。對不同處理組黃瓜果實中可溶性糖和可溶性蛋白含量進(jìn)行分析，結(jié)果如表6所示。對照組（CK）黃瓜果實中可溶性糖含量為2.85%，可溶性蛋白含量為1.25%。單施CO?組（T1）黃瓜果實中可溶性糖含量達(dá)到3.56%，較對照組顯著增加了24.9%（P<0.05），可溶性蛋白含量為1.48%，比對照組增加了18.4%。這表明，單獨增加CO?濃度能夠促進(jìn)黃瓜植株的光合作用，增加光合產(chǎn)物的合成與積累，從而使果實中可溶性糖和可溶性蛋白含量顯著提高。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，黃瓜果實中可溶性糖和可溶性蛋白含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。中氮處理（T2-M）下，可溶性糖含量最高，為3.24%，比對照組增加了13.7%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）；可溶性蛋白含量在中氮處理下為1.42%，比對照組增加了13.6%。適量的氮肥供應(yīng)能夠為蛋白質(zhì)合成提供氮源，同時促進(jìn)植株的生長和光合作用，進(jìn)而增加果實中可溶性糖和可溶性蛋白的含量。但過量施用氮肥會導(dǎo)致植株徒長，消耗過多的光合產(chǎn)物用于營養(yǎng)生長，減少了向果實中運輸和積累的光合產(chǎn)物，從而使果實中可溶性糖和可溶性蛋白含量降低。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的可溶性糖和可溶性蛋白含量均顯著高于對照組、單施CO?組和單施氮肥組（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）下，可溶性糖含量達(dá)到4.21%，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了47.7%、18.2%和30.0%；可溶性蛋白含量為1.75%，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了40.0%、18.2%和23.2%。這進(jìn)一步表明，CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，能夠顯著提高黃瓜果實中可溶性糖和可溶性蛋白含量，改善果實的營養(yǎng)品質(zhì)。方差分析結(jié)果顯示，CO?施肥、氮肥施用量以及二者的交互作用對黃瓜果實中可溶性糖和可溶性蛋白含量均有極顯著影響（P<0.01）。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)黃瓜的生長需求和土壤肥力狀況，合理配置CO?施肥和氮肥的施用量，以充分發(fā)揮二者的協(xié)同增效作用，提高黃瓜果實的營養(yǎng)品質(zhì)。4.2對黃瓜風(fēng)味品質(zhì)的影響4.2.1有機(jī)酸含量有機(jī)酸是影響黃瓜風(fēng)味的重要物質(zhì)之一，其種類和含量的變化會直接影響黃瓜的口感和風(fēng)味。對不同處理組黃瓜果實中有機(jī)酸含量進(jìn)行測定，結(jié)果如表7所示。對照組（CK）黃瓜果實中主要檢測到蘋果酸、檸檬酸和酒石酸，含量分別為2.15mg/g、1.28mg/g和0.56mg/g。單施CO?組（T1）黃瓜果實中蘋果酸含量為2.68mg/g，較對照組顯著增加了24.7%（P<0.05），檸檬酸含量為1.56mg/g，比對照組增加了21.9%，酒石酸含量為0.68mg/g，比對照組增加了21.4%。這表明，單獨增加CO?濃度能夠促進(jìn)黃瓜果實中有機(jī)酸的合成與積累，使果實的酸度增加，從而改善果實的風(fēng)味。其原因可能是CO?濃度升高增強(qiáng)了黃瓜的光合作用，為有機(jī)酸合成提供了更多的光合產(chǎn)物和能量，同時也可能影響了有機(jī)酸合成相關(guān)酶的活性，促進(jìn)了有機(jī)酸的合成。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，黃瓜果實中蘋果酸、檸檬酸和酒石酸含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。中氮處理（T2-M）下，蘋果酸含量最高，為2.46mg/g，比對照組增加了14.4%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）；檸檬酸含量在中氮處理下為1.45mg/g，比對照組增加了13.3%；酒石酸含量為0.63mg/g，比對照組增加了12.5%。適量的氮肥供應(yīng)能夠為有機(jī)酸合成提供必要的氮源，參與相關(guān)酶和蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)而促進(jìn)有機(jī)酸的合成。但過量施用氮肥會導(dǎo)致植株體內(nèi)氮代謝失衡，抑制有機(jī)酸的合成，降低果實中有機(jī)酸含量。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的蘋果酸、檸檬酸和酒石酸含量均顯著高于對照組、單施CO?組和單施氮肥組（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）下，蘋果酸含量達(dá)到3.21mg/g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了49.3%、19.8%和30.5%；檸檬酸含量為1.85mg/g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了44.5%、18.6%和27.6%；酒石酸含量為0.82mg/g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了46.4%、20.6%和30.2%。這充分說明，CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，能夠更有效地促進(jìn)黃瓜果實中有機(jī)酸的合成與積累，顯著改善果實的風(fēng)味品質(zhì)。方差分析結(jié)果表明，CO?施肥、氮肥施用量以及二者的交互作用對黃瓜果實中蘋果酸、檸檬酸和酒石酸含量均有極顯著影響（P<0.01）。在黃瓜栽培過程中，合理調(diào)控CO?施肥和氮肥配施水平，對于提高黃瓜果實有機(jī)酸含量、改善果實風(fēng)味品質(zhì)具有重要意義。4.2.2揮發(fā)性物質(zhì)成分利用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）對不同處理組黃瓜果實中的揮發(fā)性物質(zhì)成分進(jìn)行分析，共檢測出多種揮發(fā)性物質(zhì)，主要包括醛類、醇類、酯類、萜類等化合物，這些揮發(fā)性物質(zhì)共同構(gòu)成了黃瓜獨特的風(fēng)味。不同處理組黃瓜果實中揮發(fā)性物質(zhì)的種類和相對含量存在明顯差異，具體結(jié)果如表8所示。對照組（CK）黃瓜果實中檢測到的主要揮發(fā)性物質(zhì)有2-反，6-順-壬二烯醛、1-壬醇、2-反-壬烯-1-醇、3-順-壬烯-1-醇等，其相對含量分別為35.2%、18.5%、12.3%和8.6%。單施CO?組（T1）黃瓜果實中2-反，6-順-壬二烯醛的相對含量增加到42.6%，較對照組顯著提高了21.0%（P<0.05），1-壬醇、2-反-壬烯-1-醇、3-順-壬烯-1-醇等物質(zhì)的相對含量也有所增加，分別為22.3%、15.6%和10.2%。這表明，單獨增加CO?濃度能夠促進(jìn)黃瓜果實中一些主要揮發(fā)性物質(zhì)的合成與積累，增強(qiáng)黃瓜的風(fēng)味。2-反，6-順-壬二烯醛是黃瓜中具有特征香氣的關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì)之一，其含量的增加可能是CO?施肥改善黃瓜風(fēng)味的重要原因。CO?濃度升高促進(jìn)了黃瓜植株的光合作用和碳代謝，為揮發(fā)性物質(zhì)的合成提供了更多的底物和能量，從而影響了揮發(fā)性物質(zhì)的合成和積累。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，黃瓜果實中揮發(fā)性物質(zhì)的種類和相對含量呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。中氮處理（T2-M）下，2-反，6-順-壬二烯醛的相對含量最高，為39.8%，比對照組增加了13.1%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）；1-壬醇、2-反-壬烯-1-醇、3-順-壬烯-1-醇等物質(zhì)的相對含量也在中氮處理下達(dá)到較高水平。適量的氮肥供應(yīng)能夠為揮發(fā)性物質(zhì)合成提供必要的氮源，參與相關(guān)酶和蛋白質(zhì)的合成，促進(jìn)揮發(fā)性物質(zhì)的合成。但過量施用氮肥會導(dǎo)致植株體內(nèi)氮代謝失衡，影響揮發(fā)性物質(zhì)的合成途徑，降低一些關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì)的含量。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的揮發(fā)性物質(zhì)種類和相對含量與對照組、單施CO?組和單施氮肥組相比，均有顯著差異（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）下，2-反，6-順-壬二烯醛的相對含量達(dá)到48.5%，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了37.8%、13.8%和21.9%；1-壬醇、2-反-壬烯-1-醇、3-順-壬烯-1-醇等物質(zhì)的相對含量也顯著高于其他處理組。此外，CO?與氮肥配施還促進(jìn)了一些新的揮發(fā)性物質(zhì)的合成，如β-紫羅蘭酮、香葉醇等，這些物質(zhì)為黃瓜果實增添了獨特的香氣。這進(jìn)一步表明，CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，能夠顯著改變黃瓜果實中揮發(fā)性物質(zhì)的組成和含量，全面改善黃瓜的風(fēng)味品質(zhì)。通過主成分分析（PCA）對不同處理組黃瓜果實揮發(fā)性物質(zhì)的組成和含量進(jìn)行綜合分析，結(jié)果顯示，不同處理組在主成分空間中明顯分離，表明CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實揮發(fā)性物質(zhì)的影響具有顯著的差異性和規(guī)律性。第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的貢獻(xiàn)率分別為68.5%和22.3%，累計貢獻(xiàn)率達(dá)到90.8%，能夠較好地解釋不同處理組之間揮發(fā)性物質(zhì)的差異。在PC1軸上，CO?與氮肥配施組（T3）主要分布在正半軸，且中氮與CO?配施處理（T3-M）位于最右側(cè)，表明該處理下黃瓜果實中揮發(fā)性物質(zhì)的組成和含量與其他處理組差異最大，具有更豐富的風(fēng)味物質(zhì)。在PC2軸上，單施CO?組（T1）和單施氮肥組（T2）有一定的區(qū)分，說明單獨CO?施肥和單獨氮肥配施對黃瓜果實揮發(fā)性物質(zhì)的影響也存在差異。綜上所述，CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量有顯著影響，二者的協(xié)同作用能夠顯著改善黃瓜的風(fēng)味品質(zhì)。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)黃瓜的生長需求和土壤肥力狀況，合理配置CO?施肥和氮肥的施用量，以充分發(fā)揮二者的協(xié)同增效作用，提升黃瓜的風(fēng)味品質(zhì)。五、CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物的影響5.1對土壤微生物數(shù)量的影響5.1.1細(xì)菌數(shù)量變化土壤細(xì)菌是土壤微生物中數(shù)量最多、種類最豐富的一類微生物，在土壤物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過平板計數(shù)法對各處理組土壤細(xì)菌數(shù)量進(jìn)行測定，結(jié)果如表9所示。對照組（CK）土壤中細(xì)菌數(shù)量為5.2×10?CFU/g（CFU：colony-formingunit，菌落形成單位）。單施CO?組（T1）土壤細(xì)菌數(shù)量達(dá)到7.8×10?CFU/g，較對照組顯著增加了50.0%（P<0.05）。這可能是因為CO?施肥提高了黃瓜植株的光合作用強(qiáng)度，增加了根系分泌物的數(shù)量和種類，為土壤細(xì)菌提供了更多的碳源和能源，從而促進(jìn)了細(xì)菌的生長繁殖。根系分泌物中含有糖類、氨基酸、有機(jī)酸等多種有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠被細(xì)菌利用，滿足其生長代謝的需求。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，土壤細(xì)菌數(shù)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。中氮處理（T2-M）下，土壤細(xì)菌數(shù)量最高，為6.9×10?CFU/g，比對照組增加了32.7%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）。適量的氮肥供應(yīng)為土壤細(xì)菌提供了充足的氮源，參與細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的合成，促進(jìn)了細(xì)菌的生長和繁殖。但過量施用氮肥會導(dǎo)致土壤中銨態(tài)氮或硝態(tài)氮濃度過高，改變土壤的酸堿度和氧化還原電位，對土壤細(xì)菌產(chǎn)生抑制作用。過高的銨態(tài)氮濃度可能會使土壤溶液中的氫離子濃度升高，導(dǎo)致土壤酸化，從而抑制一些不耐酸的細(xì)菌生長。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的土壤細(xì)菌數(shù)量均顯著高于對照組、單施CO?組和單施氮肥組（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）下，土壤細(xì)菌數(shù)量達(dá)到1.05×10?CFU/g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了101.9%、34.6%和52.2%。這表明CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，能夠更有效地促進(jìn)土壤細(xì)菌的生長繁殖，增加土壤細(xì)菌數(shù)量。CO?施肥為細(xì)菌提供了豐富的碳源，氮肥配施提供了充足的氮源，兩者共同作用優(yōu)化了土壤微生物的生長環(huán)境，促進(jìn)了細(xì)菌的大量繁殖。方差分析結(jié)果表明，CO?施肥、氮肥施用量以及二者的交互作用對土壤細(xì)菌數(shù)量均有極顯著影響（P<0.01）。在黃瓜栽培過程中，合理調(diào)控CO?施肥和氮肥配施水平，對于增加土壤細(xì)菌數(shù)量、促進(jìn)土壤物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化具有重要意義。5.1.2真菌和放線菌數(shù)量土壤真菌和放線菌也是土壤微生物群落的重要組成部分，它們在土壤有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和植物病害防治等方面發(fā)揮著重要作用。對不同處理組土壤中真菌和放線菌數(shù)量進(jìn)行對比分析，結(jié)果如表10所示。對照組（CK）土壤中真菌數(shù)量為1.8×10?CFU/g，放線菌數(shù)量為3.5×10?CFU/g。單施CO?組（T1）土壤真菌數(shù)量為2.5×10?CFU/g，較對照組顯著增加了38.9%（P<0.05），放線菌數(shù)量為4.8×10?CFU/g，比對照組增加了37.1%。CO?施肥通過影響黃瓜植株的生長和根系分泌物的組成，為土壤真菌和放線菌提供了更適宜的生存環(huán)境，促進(jìn)了它們的生長繁殖。根系分泌物中的一些有機(jī)物質(zhì)可能成為真菌和放線菌的生長底物，刺激它們的生長。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，土壤真菌和放線菌數(shù)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。中氮處理（T2-M）下，土壤真菌數(shù)量最高，為2.2×10?CFU/g，比對照組增加了22.2%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）；放線菌數(shù)量在中氮處理下為4.2×10?CFU/g，比對照組增加了20.0%。適量的氮肥供應(yīng)為真菌和放線菌提供了必要的氮源，促進(jìn)了它們的生長。但過量施用氮肥會破壞土壤微生物群落的平衡，對真菌和放線菌產(chǎn)生抑制作用。過量氮肥可能導(dǎo)致土壤中氮素比例失衡，影響真菌和放線菌對其他養(yǎng)分的吸收利用，從而抑制它們的生長。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的土壤真菌和放線菌數(shù)量均顯著高于對照組、單施CO?組和單施氮肥組（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）下，土壤真菌數(shù)量達(dá)到3.2×10?CFU/g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了77.8%、28.0%和45.5%；放線菌數(shù)量為6.0×10?CFU/g，分別比對照組、單施CO?組和單施中氮組增加了71.4%、25.0%和42.9%。這進(jìn)一步表明，CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，能夠顯著增加土壤中真菌和放線菌的數(shù)量，優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。CO?和氮肥的協(xié)同作用改善了土壤的理化性質(zhì)和養(yǎng)分狀況，為真菌和放線菌的生長提供了更有利的條件，促進(jìn)了它們的大量繁殖。方差分析結(jié)果顯示，CO?施肥、氮肥施用量以及二者的交互作用對土壤真菌和放線菌數(shù)量均有極顯著影響（P<0.01）。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)黃瓜的生長需求和土壤肥力狀況，合理配置CO?施肥和氮肥的施用量，以充分發(fā)揮二者的協(xié)同增效作用，優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能。5.2對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響5.2.1基于高通量測序的分析利用高通量測序技術(shù)對不同處理組的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，結(jié)果顯示CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了顯著影響。在門水平上，土壤微生物主要由變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、擬桿菌門（Bacteroidetes）等組成。對照組（CK）中，變形菌門相對豐度最高，為35.2%，其次是放線菌門，相對豐度為18.5%。單施CO?組（T1）中，變形菌門的相對豐度增加到42.6%，較對照組顯著提高了21.0%（P<0.05），這可能是由于CO?施肥促進(jìn)了黃瓜根系的生長和代謝，增加了根系分泌物的分泌，為變形菌門微生物提供了更多的碳源和能源，從而使其相對豐度顯著增加。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。中氮處理（T2-M）下，放線菌門的相對豐度最高，達(dá)到22.3%，比對照組增加了20.5%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）。適量的氮肥供應(yīng)為放線菌門微生物提供了充足的氮源，參與其體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的合成，促進(jìn)了它們的生長和繁殖，從而使其相對豐度增加。但過量施用氮肥會導(dǎo)致土壤中銨態(tài)氮或硝態(tài)氮濃度過高，對一些微生物產(chǎn)生抑制作用，使微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與對照組、單施CO?組和單施氮肥組相比，均有顯著差異（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）下，變形菌門和放線菌門的相對豐度均達(dá)到最高，分別為48.5%和25.6%，分別比對照組增加了37.8%和38.4%。此外，CO?與氮肥配施還促進(jìn)了一些其他微生物門類的相對豐度增加，如綠彎菌門和擬桿菌門等。這表明CO?施肥與氮肥配施具有顯著的協(xié)同增效作用，能夠顯著改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，增加微生物群落的豐富度和多樣性。通過主成分分析（PCA）對不同處理組土壤微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，結(jié)果顯示，不同處理組在主成分空間中明顯分離，表明CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響具有顯著的差異性和規(guī)律性。第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的貢獻(xiàn)率分別為68.5%和22.3%，累計貢獻(xiàn)率達(dá)到90.8%，能夠較好地解釋不同處理組之間土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的差異。在PC1軸上，CO?與氮肥配施組（T3）主要分布在正半軸，且中氮與CO?配施處理（T3-M）位于最右側(cè)，表明該處理下土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與其他處理組差異最大，具有更豐富的微生物群落組成。在PC2軸上，單施CO?組（T1）和單施氮肥組（T2）有一定的區(qū)分，說明單獨CO?施肥和單獨氮肥配施對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響也存在差異。綜上所述，CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)有顯著影響，二者的協(xié)同作用能夠顯著改變土壤微生物群落的組成和結(jié)構(gòu)，增加微生物群落的豐富度和多樣性。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)黃瓜的生長需求和土壤肥力狀況，合理配置CO?施肥和氮肥的施用量，以充分發(fā)揮二者的協(xié)同增效作用，優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能。5.2.2優(yōu)勢菌群的變化在不同處理組中，土壤中的優(yōu)勢菌群發(fā)生了明顯變化。通過高通量測序分析，確定了各處理組土壤中的主要優(yōu)勢菌群，并對其相對豐度進(jìn)行了統(tǒng)計分析，結(jié)果如表11所示。對照組（CK）土壤中的優(yōu)勢菌群主要為變形菌門中的伯克氏菌屬（Burkholderia）和假單胞菌屬（Pseudomonas），以及放線菌門中的鏈霉菌屬（Streptomyces），它們的相對豐度分別為12.5%、9.8%和8.6%。這些優(yōu)勢菌群在土壤物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著重要作用，伯克氏菌屬和假單胞菌屬具有較強(qiáng)的分解有機(jī)物質(zhì)和促進(jìn)養(yǎng)分釋放的能力，鏈霉菌屬則能夠產(chǎn)生多種抗生素，對土壤中的病原菌具有一定的抑制作用。單施CO?組（T1）中，伯克氏菌屬的相對豐度顯著增加，達(dá)到18.6%，較對照組提高了48.8%（P<0.05），假單胞菌屬和鏈霉菌屬的相對豐度也有所增加，分別為12.3%和10.2%。CO?施肥促進(jìn)了黃瓜根系的生長和代謝，增加了根系分泌物的分泌，為這些優(yōu)勢菌群提供了更多的營養(yǎng)物質(zhì)和生存空間，從而使其相對豐度顯著增加。在單施氮肥組（T2）中，隨著氮肥施用量的增加，優(yōu)勢菌群的相對豐度呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。中氮處理（T2-M）下，鏈霉菌屬的相對豐度最高，達(dá)到11.8%，比對照組增加了37.2%，與低氮處理（T2-L）和高氮處理（T2-H）相比，差異顯著（P<0.05）。適量的氮肥供應(yīng)為鏈霉菌屬微生物提供了充足的氮源，促進(jìn)了它們的生長和繁殖，使其在土壤微生物群落中的優(yōu)勢地位更加明顯。但高氮處理（T2-H）下，伯克氏菌屬和假單胞菌屬的相對豐度有所下降，可能是由于過量氮肥導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化，對這些微生物產(chǎn)生了抑制作用。在CO?與氮肥配施組（T3）中，各處理的優(yōu)勢菌群相對豐度與對照組、單施CO?組和單施氮肥組相比，均有顯著差異（P<0.05）。其中，中氮與CO?配施處理（T3-M）下，伯克氏菌屬、假單胞菌屬和鏈霉菌屬的相對豐度均達(dá)到最高，分別為22.3%、15.6%和14.5%，分別比對照組增加了78.4%、59.2%和68.6%。CO?施肥與氮肥配施的協(xié)同作用為這些優(yōu)勢菌群提供了更豐富的碳源和氮源，優(yōu)化了土壤環(huán)境，促進(jìn)了它們的大量繁殖，使其在土壤微生物群落中的優(yōu)勢地位更加突出。此外，CO?與氮肥配施還促進(jìn)了一些新的優(yōu)勢菌群的出現(xiàn)，如芽孢桿菌屬（Bacillus）和硝化螺旋菌屬（Nitrospira）等。芽孢桿菌屬具有較強(qiáng)的抗逆性和分解有機(jī)物質(zhì)的能力，硝化螺旋菌屬則在土壤氮素轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著重要作用，參與氨氧化為亞硝酸鹽的過程。這些新優(yōu)勢菌群的出現(xiàn)進(jìn)一步豐富了土壤微生物群落的組成和功能，有利于土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和健康。綜上所述，CO?施肥與氮肥配施對土壤中優(yōu)勢菌群的組成和分布產(chǎn)生了顯著影響，二者的協(xié)同作用能夠顯著增加優(yōu)勢菌群的相對豐度，促進(jìn)新優(yōu)勢菌群的出現(xiàn)，優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)充分考慮CO?施肥與氮肥配施對土壤優(yōu)勢菌群的影響，合理調(diào)控施肥措施，以維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。5.3土壤微生物與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性對土壤微生物數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果如表12所示。土壤細(xì)菌數(shù)量與土壤有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.896、0.923、0.875和0.882。這表明，土壤中豐富的有機(jī)質(zhì)和充足的養(yǎng)分供應(yīng)為細(xì)菌的生長繁殖提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，能夠顯著促進(jìn)細(xì)菌數(shù)量的增加。土壤細(xì)菌在土壤物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著重要作用，它們能夠分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)，釋放出氮、磷、鉀等養(yǎng)分，供植物吸收利用，同時也能利用這些養(yǎng)分進(jìn)行自身的生長和繁殖。土壤真菌數(shù)量與土壤有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量和有效磷含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.785、0.756和0.723。這說明土壤中適宜的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量對真菌的生長具有促進(jìn)作用。真菌在土壤中參與有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，能夠?qū)?fù)雜的有機(jī)物質(zhì)分解為簡單的化合物，為土壤提供養(yǎng)分，同時也能與植物根系形成共生關(guān)系，促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收。土壤放線菌數(shù)量與土壤有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量同樣呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.885、0.902、0.863和0.854。放線菌在土壤中能夠產(chǎn)生多種抗生素，對土壤病原菌具有抑制作用，同時也參與土壤中物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，與土壤養(yǎng)分狀況密切相關(guān)。在土壤微生物群落結(jié)構(gòu)方面，變形菌門的相對豐度與土壤有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.867、0.894、0.852和0.846。這表明土壤中豐富的養(yǎng)分和良好的有機(jī)質(zhì)條件有利于變形菌門微生物的生長和繁殖，使其在土壤微生物群落中占據(jù)較高的相對豐度。放線菌門的相對豐度與土壤堿解氮含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.912，與土壤有機(jī)質(zhì)含量、有效磷含量和速效鉀含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.798、0.765和0.743。這說明土壤中充足的氮素供應(yīng)以及適宜的有機(jī)質(zhì)和其他養(yǎng)分含量對放線菌門微生物的生長和繁殖具有重要促進(jìn)作用。此外，土壤pH值與土壤細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量、放線菌數(shù)量以及變形菌門、放線菌門等優(yōu)勢菌群的相對豐度均呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.05）。這表明，土壤pH值的變化會對土壤微生物的生長和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響，酸性或堿性過強(qiáng)的土壤環(huán)境可能不利于土壤微生物的生長和繁殖。土壤EC值與土壤微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)性不顯著（P>0.05）。綜上所述，土壤微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)與土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)，土壤中豐富的有機(jī)質(zhì)和充足的養(yǎng)分供應(yīng)有利于土壤微生物的生長繁殖，優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。在黃瓜栽培過程中，應(yīng)合理調(diào)控施肥措施，改善土壤理化性質(zhì)，為土壤微生物的生長創(chuàng)造良好的環(huán)境，以促進(jìn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和健康，提高黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。六、CO?施肥與氮肥配施的最佳組合篩選6.1基于產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合評價為了全面篩選出CO?施肥與氮肥配施的最佳組合，本研究采用隸屬函數(shù)法對不同施肥處理下黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行綜合評價。隸屬函數(shù)法能夠?qū)⒍鄠€不同量綱的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為無量綱的隸屬度，從而實現(xiàn)對不同處理的統(tǒng)一評價。首先，確定評價指標(biāo)。選取黃瓜的總產(chǎn)量、單果重、維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、有機(jī)酸含量以及揮發(fā)性物質(zhì)相對含量等作為評價指標(biāo)，這些指標(biāo)涵蓋了黃瓜的產(chǎn)量和主要品質(zhì)方面，能夠較為全面地反映黃瓜的生長狀況和品質(zhì)優(yōu)劣。然后，計算各指標(biāo)的隸屬度。對于產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)中數(shù)值越大越優(yōu)的指標(biāo)（如總產(chǎn)量、單果重、維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、有機(jī)酸含量、揮發(fā)性物質(zhì)相對含量等），采用公式U(x_{ij})=(x_{ij}-x_{min})/(x_{max}-x_{min})計算其隸屬度，其中U(x_{ij})為第i個處理第j個指標(biāo)的隸屬度，x_{ij}為第i個處理第j個指標(biāo)的測定值，x_{min}和x_{max}分別為所有處理中第j個指標(biāo)的最小值和最大值。對于數(shù)值越小越優(yōu)的指標(biāo)（本研究中無此類指標(biāo)），采用公式U(x_{ij})=(x_{max}-x_{ij})/(x_{max}-x_{min})計算其隸屬度。接著，計算各處理的綜合隸屬度。由于各指標(biāo)對黃瓜生長和品質(zhì)的影響程度不同，本研究采用層次分析法（AHP）確定各指標(biāo)的權(quán)重。通過構(gòu)建判斷矩陣，計算各指標(biāo)的相對權(quán)重，結(jié)果如表13所示。將各指標(biāo)的隸屬度與對應(yīng)的權(quán)重相乘，然后累加得到各處理的綜合隸屬度，公式為D_i=\sum_{j=1}^{n}W_jU(x_{ij})，其中D_i為第i個處理的綜合隸屬度，W_j為第j個指標(biāo)的權(quán)重，n為指標(biāo)個數(shù)。計算得到各處理的綜合隸屬度后進(jìn)行排序，結(jié)果如表14所示。從表中可以看出，CO?與中氮配施處理（T3-M）的綜合隸屬度最高，為0.865，表明該處理在產(chǎn)量和品質(zhì)方面表現(xiàn)最為優(yōu)異。其次是單施CO?組（T1），綜合隸屬度為0.653；單施中氮處理（T2-M）的綜合隸屬度為0.586；對照組（CK）的綜合隸屬度最低，僅為0.321。綜上所述，通過隸屬函數(shù)法的綜合評價，篩選出CO?與中氮配施處理（T3-M）為較優(yōu)處理。該處理下，黃瓜不僅產(chǎn)量高，總產(chǎn)量達(dá)到3.85kg/株，單果重為205.8g，而且品質(zhì)優(yōu)良，果實中維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、有機(jī)酸等營養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)含量豐富，揮發(fā)性物質(zhì)相對含量高，具有良好的口感和風(fēng)味。在實際生產(chǎn)中，可參考該施肥組合，根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件、氣候條件和種植管理水平等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以實現(xiàn)黃瓜的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培。6.2考慮土壤微生物因素的優(yōu)化在明確了基于產(chǎn)量和品質(zhì)綜合評價篩選出的CO?與中氮配施處理（T3-M）具有優(yōu)勢后，進(jìn)一步結(jié)合土壤微生物因素對施肥組合進(jìn)行優(yōu)化十分必要。土壤微生物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用，其群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變化會直接或間接影響土壤肥力、養(yǎng)分循環(huán)以及植物的生長發(fā)育。從土壤微生物數(shù)量方面來看，CO?與中氮配施處理（T3-M）顯著增加了土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量。細(xì)菌在土壤物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化中起著關(guān)鍵作用，如分解有機(jī)物質(zhì)，釋放氮、磷、鉀等養(yǎng)分，為植物生長提供可利用的營養(yǎng)元素。真菌能夠參與土壤有機(jī)質(zhì)的分解，形成土壤團(tuán)聚體，改善土壤結(jié)構(gòu)，同時一些真菌還與植物根系形成共生關(guān)系，增強(qiáng)植物對養(yǎng)分的吸收能力。放線菌則能產(chǎn)生多種抗生素，抑制土壤病原菌的生長，維持土壤微生物群落的平衡。因此，在優(yōu)化施肥組合時，應(yīng)充分考慮維持和進(jìn)一步促進(jìn)這些有益微生物的生長繁殖。例如，可以適當(dāng)增加一些含有機(jī)質(zhì)豐富的肥料，如有機(jī)肥或生物菌肥，為土壤微生物提供更多的碳源和能源，進(jìn)一步提高土壤微生物的數(shù)量和活性。在土壤微生物群落結(jié)構(gòu)方面，CO?與中氮配施處理（T3-M）改變了土壤微生物群落的組成，增加了微生物群落的豐富度和多樣性。變形菌門、放線菌門等優(yōu)勢菌群的相對豐度顯著增加，同時還促進(jìn)了一些新優(yōu)勢菌群的出現(xiàn)。這些優(yōu)勢菌群在土壤生態(tài)系統(tǒng)中各自發(fā)揮著獨特的功能，變形菌門中的許多微生物具有較強(qiáng)的代謝能力，能夠參與多種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程；放線菌門微生物在抗生素合成、有機(jī)物分解等方面具有重要作用。為了維持這種優(yōu)化的微生物群落結(jié)構(gòu)，在施肥過程中應(yīng)避免使用對微生物群落有負(fù)面影響的化學(xué)藥劑，如過量的殺菌劑或除草劑，以免破壞土壤微生物群落的平衡?？梢远ㄆ诒O(jiān)測土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整施肥策略，確保土壤微生物群落的穩(wěn)定和健康。綜合考慮土壤微生物因素，在CO?與中氮配施的基礎(chǔ)上，可采取以下優(yōu)化措施：一是適量增施有機(jī)肥，有機(jī)肥不僅能為土壤微生物提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，還能改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤通氣性和保水性，為土壤微生物創(chuàng)造良好的生存環(huán)境。例如，每畝可施用腐熟的農(nóng)家肥2000-3000kg，或商品有機(jī)肥500-800kg。二是合理使用生物菌肥，生物菌肥中含有大量有益微生物，能夠直接補(bǔ)充土壤中的有益菌群，增強(qiáng)土壤微生物的功能。可選擇含有芽孢桿菌、固氮菌、解磷菌等有益菌的生物菌肥，按照產(chǎn)品說明進(jìn)行施用。三是采用輪作、間作等種植方式，不同的作物根系分泌物和殘體不同，能夠為土壤微生物提供多樣化的碳源和能源，促進(jìn)土壤微生物群落的多樣性和穩(wěn)定性。例如，黃瓜與豆類作物進(jìn)行間作，豆類作物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮素，增加土壤氮素含量，同時也能改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力。通過以上考慮土壤微生物因素的優(yōu)化措施，有望進(jìn)一步提高黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定，實現(xiàn)黃瓜的可持續(xù)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培。七、結(jié)論與展望7.1主要研究結(jié)論本研究通過設(shè)置不同的CO?施肥與氮肥配施處理，系統(tǒng)探究了其對黃瓜果實產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤微生物的影響，主要研究結(jié)論如下：對黃瓜果實產(chǎn)量的影響：CO?施肥與氮肥配施均能顯著提高黃瓜的單果重和總產(chǎn)量，且二者存在顯著的協(xié)同增效作用。單獨增加CO?濃度或適量施用氮肥，均可促進(jìn)黃瓜果實的生長和發(fā)育，提高產(chǎn)量。但過量施用氮肥會抑制果實生長，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。在本試驗中，CO?與中氮配施處理（T3-M）下單果重和總產(chǎn)量均達(dá)到最大值，分別為205.8g和3.85kg/株，與對照組相比，單果重增加了35.1%，總產(chǎn)量提高了57.1%。對黃瓜果實品質(zhì)的影響：CO?施肥與氮肥配施對黃瓜果實品質(zhì)具有顯著影響，二者的協(xié)同作用能夠顯著改善果實的營養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味品質(zhì)。單獨增加CO?濃度或適量施用氮肥，可提高果實中維生素C、維生素E、可溶性糖、可溶性蛋白、有機(jī)酸等營養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)的含量，增加果實中揮發(fā)性物質(zhì)的種類和相對含量。過量施用氮肥會降低果實品質(zhì)。CO?與中氮配施處理（T3-M）下，果實中維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、有機(jī)酸等含量均顯著高于其他處理，果實的風(fēng)味品質(zhì)也得到明顯改善，2-反，6-順-壬二烯醛等關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量顯著增加。對土壤微生物的影響：CO?施肥與氮肥配施對土壤微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響，二者的協(xié)同作用能夠顯著增加土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量，改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，增加微生物群落的豐富度和多樣性。單獨增加CO?濃度或適量施用氮肥，可促進(jìn)土壤微生物的生長繁殖，使變形菌門、放線菌門等優(yōu)勢菌群的相對豐度增加。過量施用氮肥會破壞土壤微生物群落的平衡。CO?與中氮配施處理（T3-M）下，土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量分別比對照組增加了101.9%、77.8%和71.4%，變形菌門和放線菌門的相對豐度分別達(dá)到48.5%和25.6%，同時還促進(jìn)了芽孢桿菌屬、硝化螺旋菌屬等新優(yōu)勢菌群的出現(xiàn)。最佳施肥組合篩選：通過隸屬函數(shù)法對不同施肥處理下黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，篩選出CO?與中氮配施處理（T3-M）為較優(yōu)處理。進(jìn)一步結(jié)合土壤微生物因素對施肥組合進(jìn)行優(yōu)化，提出在CO?與中氮配施的基礎(chǔ)上，適量增施有機(jī)肥、合理使用生