摘要：为系统评估棉隆熏蒸对土壤生态系统及作物生长的综合效应，本研究采用 Meta 分析方法，对全球相关研究进行量化整合。结果表明：棉隆熏蒸能极显著促进作物生长，尤其对根茎类作物效果最为突出。其作用机制在于能高效抑制疫霉菌、腐霉菌、镰孢菌和青枯菌等主要土传病原菌，并显著降低相关病害发生率。熏蒸后土壤中速效氮、磷、钾等养分含量显著提升，且激活了蔗糖酶、过氧化氢酶等关键土壤酶活性，但土壤微生物总量出现短期下降。研究揭示，棉隆通过“ 杀菌 - 增肥 - 调微生态” 的协同路径，创造健康根际环境，最终实现农业增产，为其科学应用提供了重要依据。

关键词：土壤熏蒸；棉隆；土传病害

引言

土传病虫害是制约全球农业生产可持续发展的关键瓶颈之一，其导致的作物减产和品质下降给农业经济带来了巨大损失 [1，2]。长期以来，化学熏蒸被广泛用于高效、快速地杀灭土壤中的病原菌、线虫及杂草种子，从而为作物生长创造一个健康的根际环境[3，4]。在众多土壤熏蒸剂中，棉隆作为一种高效的广谱性熏蒸剂，因其在土壤中能分解生成有毒的异硫氰酸甲酯，对多种土传病原物具有显著的灭杀效果，而在集约化农业生产中得到了广泛应用[5，6]。

棉隆对土壤生态系统的影响是复杂且多维度的。一方面，其强大的生物灭杀能力在控制靶标病害的同时，不可避免地会对非靶标土壤微生物群落（如细菌、真菌和放线菌）产生影响，并可能干扰与土壤养分循环密切相关的酶活性，如脲酶、蔗糖酶和磷酸酶等[7，8]。另一方面，熏蒸过程也可能直接或间接地改变土壤的理化性质，如pH 值、电导率（EC）以及氮、磷、钾等养分的形态与有效性。这些由熏蒸引发的微生态与理化环境的连锁变化，最终将综合作用于植物的生长与产量形成。目前，关于棉隆熏蒸效应的研究虽已广泛开展，但不同研究结论间常存在不一致甚至相互矛盾之处。这种异质性可能源于试验条件、土壤类型、作物种类及管理措施等的差异，使得基于单一研究难以对棉隆的净效应形成系统性、普适性的科学认知 [5，6，9]。

为了全面、客观地量化评估棉隆熏蒸对土壤生态系统及植物生长的综合影响，Meta 分析能够通过量化合并多项独立研究的结果，从而得出更具普遍性的结论。本研究系统收集全球范围内关于棉隆熏蒸的文献数据，通过严格的 Meta 分析，精确量化棉隆对土壤关键理化性质、微生物群落结构、土壤酶活性以及作物生长指标的影响幅度与方向。期望能够阐明棉隆在土壤生态系统中的作用机制，明确其产生的积极效应与潜在风险，为棉隆的科学、安全使用以及土壤健康的可持续管理提供理论依据。

2. 材料与方法

2.1 数据来源

基于 Web of Science（ISI），Google Scholar，中国知网（CNKI）等数据库，以“土壤熏蒸、棉隆“为关键词检索 2025 年 6 月前发表的与棉隆熏蒸土壤后土壤养分、病虫害及植物生长相关的文献，并进行筛选。文献的筛选标准如下： ① 研究中明确熏蒸剂为棉隆；②同一组试验必须包含未施用棉隆的对照组和施用棉隆的处理组；③ 研究中包含棉隆影响土壤理化指标（pH 值、EC 值、有机质、全氮、速效磷、有效钾、氨态氮、硝态氮）、微生物指标（细菌、真菌、放线菌）、相关酶活指标（脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶）、致病菌（疫霉菌、腐霉菌、青枯菌、镰刀菌）及植物病害（枯萎病、黄萎病、根腐病、根瘤病等）相关的有效数据； ④ 不同文献中的相同试验数据只录入一次。

基于以上标准，共筛选出 83 篇文献，其中中文文献 35 篇，英文文献 48 篇。使用 Origin 9.0 软件中数字转换功能，提取文献图片中的可用数据；使用 PDF convert 软件中 PDF 转 Excel 程序转化文献表格中的数据。

2.2 数据分类

将采集的数据根据作物类型及致病菌类型进行分类，便于后续分析。根据作物类型分为水果（草莓、西瓜、苹果、甜瓜）、蔬菜（黄瓜、番茄、辣椒、甜椒、卷心菜）、叶菜（油菜、菠菜、生菜、芹菜）、根茎类（大葱、姜、甘薯、绿芦笋）及经济作物（党参、烟草、菊花、三七、人参、茶树、海棠、红麻、西洋参、洋桔梗）五类；根据致病菌分为疫霉菌属、腐霉菌属、镰孢菌属和青枯菌属。

2.3 数据分析

研究采用“指标变化百分比”（P%）来衡量施用棉隆后的土壤与空白对照相比个指标的差异，计算方式为：

P_/0^0′=（X_Tre-X_CK）/X_CK×100

公式中， X_Tre 为棉隆熏蒸后处理组某指标的平均值， X_CK 为未进行熏蒸的对照组的同一指标平均值。当指标变化百分比为 0 时，说明熏蒸对该指标无显著影响，当指标变化百分比大于 0 时，说明熏蒸后对该指标产生了正变化，指标变化百分比小于 0 时，说明熏蒸后该指标产生了负变化。

指标变化百分比的方差（Var （P%） ）计算基于指标变化值的方差（Var（ΔX）），先由下式计算指标变化值的方差：

Var（ΔX）=Var（X ）+Var（

其中， S_Tre 、 S_CK 分别为处理组及对照组的标准差；nTre、 n_ck 分别为处理组及对照组的样本容量。再根据方差的性质，可得指标变化百分比的方差：

Var（P%） τ=τ （100/XCK）×Var（ΔX）

本研究采用卡方检验进行异质性检验，当检验结果 p>0.05 时，说明不同处理间或者不同研究结果间具有同质性；当 p⩽0.05 时，则说明不同处理或者不同研究结果间具有异质性。同质性结果采用固定效应模型，异质性结果采用随机效应模型进行后续计算。研究中各指标卡方检验结果均≤0.05，因此选择随机效应模型进行后续计算，通过对各个独立试验点指标变化百分比进行加权平均，计算得出指标变化百分比的 95% 置信区间（95%CI）。如果 95% 的置信区间跨过 0 点，则表示处理组与对照组间该指标无显著差异；如果95% 的置信区间大于0，则表示处理组该指标产生了显著的正变化；当 95% 的置信区间小于 0 时，则表示处理组该指标产生了显著的负变化 [10]。

3. 结果

棉隆的施用显著增加了作物的产量，平均增产 284.7%（98%CI：26.7%—542.8%）。蔬菜类、水果类、叶菜类、根茎类及经济作物产量均显著增加，平均增产分别为 35.1% （95%CI：24.1%—46.2%）、59.8% （95%CI：36.2%—83.4%）、79.3% （95%CI：15.5%—143.1%）、2788.5% （95%CI：517.8%—5059.1%） 及 46.2%（95%CI：29.4%—63. 1%） ，根茎类作物增产幅度显著高于其它作物。在植物生长方面，棉隆的施用提高了作物的出苗率 （105.8%，95%CI：-62.9%—274.5%） 与 成 活 率 （66.9%， 95%CI：-26.2%—160. 1%） ，显著降低了作物的死苗率 （-75.1%， 95%CI：-90.2%—59.9%），显著增加了作物的株高 （56.8， 95%CI：37%—89%）、根长 （10.5%， 95%CI：2.3%—18.8%） 及茎直径 （17.9%， 95%CI：9.1%—26. 9% ）。

棉隆的施用显著影响了土壤理化性质。土壤 EC 值及全氮、有效磷、速效钾、氨态氮及硝态氮含量均显著增加，平均涨幅分别为59.2% （95%CI： 34.5%—83. 9%） 、12.5% （95%CI： 3%—23.7%）、37.1%（95%CI： 6.8%—67. 4% ）、29.6%（95%CI： 3.8%—55.4%）、72.4%（95%CI： 44%—103.4%） 及 48.3%（95%CI： 22.2%—74. 3% ），棉隆对土壤pH 及有机质含量的影响未达到统计学显著水平。

土壤酶活性高低直接或间接反应土壤中物质循环、能量转化及生物活性的强弱。棉隆显著增加了 INV、CAT、POD 及 SOD 四种酶的活 性， 分 别 增 加 了 40.2%（95%CI： 13.0%—67.5%）、20.5%（95%CI：0%—40.1%）、116.1%（95%CI： 24.9%—207.4%） 及 10.6%（95%CI：2.1%—19.1%）， 显 著 降 低 了 URE 的 活 性， 降 幅 18.5% （ 95%CI ：-25.9%—-13.2%），对 ALP 无显著影响。

熏蒸后，土壤微生物含量降低，细菌、真菌及放线菌数量分别降 低 了 18.9%（95%CI： -44.1%—6.1%）、58.1%（95%CI： -68.3%—-47.9%） 和 57.5%（95%CI： -67.2%—-47. 8%） ；对土壤中四种土传病害的病原菌疫霉菌属、腐霉菌属、镰孢菌属和青枯菌属均表现为显著的抑制作用，抑制率分别为 74.4%（95%CI： -93.1%—-55. 8% ），48.6%（95%CI： -60.3%—-36.8%）、65.8%（95%CI： -74.6%—-56.9%）及 78.1%（95%CI： -88.3%—-67.9%）。

棉隆施用显著降低了土壤中植物土传病原菌的数量，进而降低了植物病害。棉隆显著降低了植物青枯病、花叶病、黑胫病、根茎病、根瘤病及根肿病的发病率，降幅分别为 93.9%、92.4%、38.3%、34.9%、61%、52% 及 50.1%；降低了枯萎病和根腐病发病率，但未达到统计学显著水平。

4. 讨论

棉隆对疫霉菌、腐霉菌、镰孢菌和青枯菌等主要土传病原菌的抑制率高达 48.6%-78.1%，使得作物死苗率显著降低，株高、根长等生长指标全面提升。说明棉隆通过创造“低病原”或“无病源”的土壤环境，从而解除了作物根系生长的生物胁迫 ^[11，12] 。根茎类作物（如姜、甘薯）的增产幅度远超其他作物类别，造成这种现象的原因可能与其经济产量器官直接形成于土壤中，对根际病原菌压力和土壤微环境的变化更为敏感有关。

棉隆的作用远不止于“杀菌”。棉隆在杀灭有害生物的同时，形成了“增肥”与“调微生态”的次级效应。熏蒸后土壤速效氮、磷、钾等养分含量的显著提升，可能是熏蒸导致大量土壤微生物死亡，细胞内储存的养分被迅速矿化并释放到土壤中；亦可能是熏蒸在短期内抑制了土壤微生物活性，降低了对有效养分的生物固定和竞争消耗。这种养分的瞬时富集，为作物幼苗早期的快速生长提供了充足的“启动营养”。

土壤酶活性作为土壤生态功能的敏感指示剂，其变化深刻反映了熏蒸后土壤物质循环与能量流动的方向转变。研究发现，棉隆熏蒸后，与碳循环密切相关的蔗糖酶和与氧化还原过程相关的过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性均显著增强。这可能与病原菌被清除后，作物根系健康状况改善、根系分泌物增多，从而刺激了相关微生物群落和酶活性有关；另一方面，也可能与熏蒸后土壤中可被利用的有机底物增加有关。与之形成对比的是，与氮循环关键步骤——尿素水解相关的脲酶活性却显著降低。可能是由于产生脲酶的微生物类群对棉隆较为敏感，其种群数量在熏蒸后受到严重抑制。脲酶活性的下降暗示着土壤氮循环的特定环节被暂时中断，这或许会影响尿基肥料在熏蒸土壤中的转化效率，在指导施肥时需加以考虑。

棉隆对土壤微生物总量表现出广谱的抑制效应，细菌、真菌和放线菌数量均有不同程度的下滑，其中对真菌的抑制尤为显著，然而这种抑制是短暂的。熏蒸后，随着棉隆的降解，土壤微生态将进入一个次生演替过程。由于棉隆已显著清除了原有的病原菌优势种群，这为有益微生物的定殖和繁殖提供了空间和资源，后续是否通过接种菌根真菌、施用生物有机肥等方式主动引入有益菌群，引导微生物群落向更健康、更抗病的方向演替，将是决定棉隆熏蒸长期效益和土壤可持续性的关键。

结论

棉隆熏蒸通过高效杀灭土传病原菌、同步提高土壤养分有效性并激活关键土壤酶活性，形成了利于作物生长的根际微环境，最终实现作物的显著增产与健康成长；尽管其对土壤微生物总量有短期抑制，但综合效益显著，建议在实践中将其作为土传病害综合防控的有效措施，并关注熏晒后的土壤生态恢复。

参考文献

[1] 陈孟乐 ， 周再阳 ， 卢军 ， 等 . 土壤调理剂在作物土传病害防治中的功能作用 [J]. 植物医学 ，2025，4（02）：67- 73.

[2] 丁常宗 ， 陈朱侃 ， 李衍素 ， 等 . 设施蔬菜土传病害综合治理技术 [J]. 中国蔬菜 ，2025，（03）：181- 186.

[3] 夏诗雨 ， 陈志凌 ， 王灵晓 ， 等 . 土壤化学熏蒸消毒技术及装备研究进展 [J/OL]. 中国蔬菜 ，1- 16[2026- 01- 20].

[4] 曹坳程 ， 张大琪 ， 方文生 ， 等 . 土传病害防治技术进展及面临的挑战 [J]. 植物保护 ，2023，49（05）：260- 269.

[5] 王立光 ， 裴怀弟 ， 刘耀权 ， 等 . 兰州百合土壤棉隆熏蒸消毒改良技术规程 [J]. 农业工程技术 ，2025，45（16）：42- 44.

[6] 杨波 ， 王喜刚 ， 郭荣君 ， 等 . 棉隆与微生物菌剂联合应用对番茄土传病害及长势的影响 [J]. 中国蔬菜 ，2024，（10）：65- 71.

[7] 姜伟涛 ， 陈冉 ， 王海燕 ， 等 . 棉隆熏蒸处理对平邑甜茶幼苗生长和生物学特性及土壤环境的影响 [J]. 应用生态学报 ，2020，31（09）：3085- 3092.

[8] 曹云 ， 宋修超 ， 郭德杰 ， 等 . 棉隆熏蒸与微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控研究 [J]. 土壤 ，2018，50（01）：93- 100.

[9] 戚琳 ， 孙启门 ， 许文军 ， 等 . 生物炭协同棉隆熏蒸对连作西瓜生长的影响 [J]. 中国瓜菜 ，2024，37（11）：107- 113.

[10] 张新星 ， 王珊珊 ， 梁文旭 ， 等 .Meta分析固液分离技术对养殖废弃物分离效率及气体排放的影响 [J]. 生态与农村环境学报 ，2023，39（12）：1619- 1628.

[11] L in Y - m， L i M- h， D ai C-y， et al. Dazomet fumigation modification of the soil microorganism community and promotion of Panax notoginseng growth[J]. Front Microbiol， 2024， 15.

[12] W ang X ， W ang Q ， Z hang D ， et al. Fumigation alters the manganese- oxidizing microbial communities to enhance soil manganese availability and increase tomato yield[J]. Science of T he T otal Environment， 2024， 919： 170882.

作者简介：

赵盛智（2004- 1），男，汉，河北廊坊，本科在读，研究方向：农业资源与环境。

基金项目：

保定学院大学生创新创业训练计划资助项目（S202510096017）