在无加热土壤温室中通过堆肥和促进植物生长的根际细菌提高黄瓜产量

为何黄瓜与土壤生命至关重要

黄瓜是常见的沙拉食材，但在温室中种植常依赖合成肥料，长期使用可能损害土壤和水体。本研究探讨日常有机手段——以回收废弃物制成的堆肥和有益土壤细菌——能否在减少环境代价的同时维持黄瓜高产。通过将这些活性投入物联合试验，研究人员展示了利用土壤生物学如何同时支持农户收入和更清洁的生态系统。

将废弃物变为土壤资源

堆肥本质上是将有机废弃物回收转化为呈深色、疏松的土壤改良剂。它改善土壤结构，有助于保持水分与养分，并减少污染径流。在该实验中，用混合有机残余物制成的堆肥被添加到土壤表层10厘米内，地点为土耳其西部的一座无加热聚乙烯温室。试验设置了四个堆肥施用水平——从不施到相对较高剂量——在使用嫁接商业品种黄瓜的真实生产条件下进行。目标是找出既能惠及作物又不过量施用的堆肥剂量。

招募根际友好细菌

除了堆肥以外，研究团队还使用了两种天然存在于根际的促生长细菌：Bacillus subtilis和Pseudomonas fluorescens。这些微生物被称为促进植物生长的根际细菌，能够释放土壤中受限的养分、分泌促根物质，并有时帮助植物应对胁迫。研究者对幼苗根区进行了两次菌剂施用，形成不同堆肥剂量与有无各菌株的组合。随后他们追踪了根系与地上部分的生长、产量、水果质量以及叶片中关键养分水平的变化。

根系、养分和产量发生的变化

最显著的变化出现在地下和植物营养供给方面。堆肥与细菌共同作用增加了根系鲜重与干重，为植物提供了更多“地下机械”以吸收水分和矿物质。叶片的精细分析显示，处理了P. fluorescens且堆肥剂量较高的地块在镁和磷含量上明显更高——这两种养分与植物能量代谢和糖的运输密切相关。一种称为主成分分析的统计方法揭示，特别是镁与每株果实数量及其平均重量有强相关性，解释了为何更好的营养会转化为更佳的收成。

寻找堆肥与细菌的最佳配比

并非每种组合都带来相同的收益。表现最好的处理是以中等堆肥剂量200克/平方米配合P. fluorescens，与既未施堆肥也未施菌的地块相比，可商品化黄瓜产量提高约9%。单独增加更高剂量的堆肥往往更促进叶片生长和果实硬度，而非产量增长，这表明仅增加有机质而不配合微生物可能会使植物偏向叶片生长而非结果。相反，包含P. fluorescens的处理则将优势转向根系强度、养分吸收和果实产出，而在果实的可见质量特征如大小、色泽或甜度方面没有显著变化。

对种植者与消费者的意义

对种植者而言，该研究表明在商业化温室条件下，现实可行的堆肥与合适根际细菌组合能促使产量上升并改善土壤健康。推荐的做法——每平方米施堆肥200克并接种P. fluorescens——为减少对合成肥料依赖提供了可操作的一步，尤其适用于饮用水集水区等敏感区域。对消费者与决策者而言，这项工作增加了证据表明更可持续的温室蔬菜在不牺牲生产力的情况下是可行的。作者指出，未来研究应在其他土壤条件下、在水或盐胁迫情形下以及在更低肥料投入时测试这些策略，以完善真正符合气候与资源友好型的长期黄瓜生产指南。

引用: Memelİ, İ., Tüzel, Y., Durdu, T. et al. Enhancing cucumber production through compost and plant growth promoting rhizobacteria in an unheated soil based greenhouse. Sci Rep 16, 6742 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36907-2

关键词: 温室黄瓜, 堆肥, 有益土壤细菌, 可持续施肥, 植物营养