Effects of flame soil disinfection combined with reduced chemical pesticide use on soil microecology, growth, and yield of cowpea under tropical net-house conditions

供试的3个豇豆品种分别为‘荚荚乐’（河南欧兰德种业有限公司， CNA20191000032）、‘彩蝶’（江西华农种业有限公司 ，赣认豇豆2007002）以及‘种了真好’（江西华农种业有限公司， CNA20191005892）。3个品种均属于夏季海南地区适宜种植的豇豆品种。

本试验于 2025 年 4 月 22 日 —7 月 1 日在海南省三亚市崖州区惠龙农业南繁基地（18°22′17.713″N，109°9′25.834″E）实施，地块前茬作物为玉米。火焰土壤消毒处理前，施用阿维菌素（汝阳自强生物科技有限公司）开展土壤预处理；试验地块肥力均衡，土壤类型为沙壤土。播种前基施生物有机肥与磷酸二铵，所有处理田间管理措施保持一致。

试验设置 4 个处理，采用随机区组设计（表1）。试验总面积 598 m²，共划分 12 个试验小区，单小区面积 40 m²（长 8 m，宽 5 m），每处理设 3 次重复；小区四周设置 1 m 宽保护行。豇豆采用地膜覆盖高畦直播栽培，每小区播种 6 行，每行 16 穴，每穴播种 2 粒。各处理统一栽种 ‘荚荚乐’‘彩蝶’‘种了真好’ 3 个豇豆品种。

火焰土壤消毒机工作参数：旋耕深度 30 cm，火焰温度 1 000℃，机具行进速度 1.2 m·min⁻¹，发动机转速 2 000 r·min⁻¹。 自走式精旋土壤火焰杀虫机自购于安徽春晖生态环境科技有限公司，型号为3SHJG-135（图1），该设备兼具旋耕与火焰土壤消毒功能。

Figure 1.  Self-propelled precision rotary soil flame insecticidal machine (3SHJG-135)

分别于火焰消毒处理当天3 h后检测（2025−04−22）、第20天（2025−05−12）、第40天（2025−06−01）3个时间点，采用五点取样法，用无菌铲去除表层土壤，采集0～20 cm土壤样品，混合均匀后进行相关指标的测定。

土壤理化性质测定：土壤pH用玻璃电极法测定测定（m_土壤︰m_水=1︰2.5）^[11]；有机质（OM）采用重铬酸钾外加热氧化比色法测定^[12]；土壤碱解氮含量采用碱解扩散法测定^[13]；土壤全效氮含量采用凯氏定氮法测定^[14]；土壤有效磷、全效磷含量采用钼锑抗比色法测定^[15]；土壤速效钾、全效钾含量采用火焰光度计法测定^[16]。土壤微生物群落测定：将采集的土壤样品送至北京擎科生物科技有限公司，完成相关指标的测定。样品总DNA采用TGuide S96磁珠法土壤/粪便基因组DNA提取试剂盒提取，使用Nanodrop 2000、Qubit 3.0及琼脂糖凝胶电泳检测DNA质量。合格样品取10 ng基因组DNA，采用VAHTS Universal Plus DNA Library Prep Kit for Illumina构建文库，经质检合格后在Illumina NovaSeq X Plus平台进行PE150测序。

每个处理组每个参试品种随机选取10株进行农艺性状调查。主要农艺性状的调查记录参照《豇豆种质资源描述规范和数据标准》^[17]进行。

于幼苗期（2025−05−07）分别进行以下测定：1）株高：利用卷尺测量豇豆植株子叶节到主蔓顶端的最大距离；2）成活率：成活率=（总株数−死亡株数）/总株数×100%；3）SPAD：采用叶绿素检测仪（北京金科利达电子科技公司，型号：TYS-4N）测定叶绿素相对含量。

于伸蔓期（2025−05−022）分别进行以下测定：1）花芽个数：每株上花芽的数量；2）节间长度：用钢尺测量每株植株茎上2片叶子着生点（即“节”）之间的距离。

于成熟期（2025−06−06）分别进行以下测定：1）单荚质量：利用电子天平检测豇豆单荚的质量；2）单株荚数：记录单株的荚数；3）荚长：利用卷尺测量豇豆的荚长；4）荚宽：利用游标卡尺测量豇豆的荚宽。

于2025−06−08起开始第1批采收，每2天采收1次，至2025−07−01结束最后一次采收。采收标准为豆荚达到商品成熟期，表现为荚长基本定型、颜色鲜绿、荚条顺直、荚肉饱满、籽粒尚未明显膨大且无明显病虫伤。每次按小区采收符合商品标准的嫩荚并称重，累计各次采收量作为小区产量。

试验数据使用 SPSS 软件（Version 27.0）进行统计分析，以P<0.05表示差异显著，并利用GraphPad Prism软件（Version 9.5.1）进行绘图。

如表2所示，火焰消毒处理当天（4月22日）、第20天（5月12日）和第40天（6月1日），各处理对土壤理化性质的影响呈现明显的阶段性变化。

火焰消毒处理当天，与CK相比，T2和T3的pH分别提高了5.89%和2.95%，而有机质分别下降了11.57%和18.59%，全氮分别提高9.9%和22.3%，全磷提高14.7%和13.3%，全钾提高4.1%和2.5%。火焰消毒后第20天，各处理pH与CK的差异缩小，有机质明显恢复，T2和T3分别较CK提高12.55%和4.81%；全氮仍保持较高水平，其中T3较CK提高25.4%，速效氮在T2和T3中分别提高27.2%和100.0%。火焰消毒后第40天，与CK相比，土壤pH、有机质、全钾、速效钾含量变化不明显；T2和T3处理的全氮和全磷含量均有所提高，其中T2分别提高了31.31%和14.81%，T3分别提高11.11%和39.50%；各处理速效氮含量维持在较高水平；有效磷含量则表现出明显变化，其中T2降低了21.6%，T3提高了21.56%。总体来看，火焰消毒对土壤理化性质的影响主要集中在前期，随豇豆生长时期的推进，以及后期化肥的施加，土壤中的养分含量逐渐恢复，未对土壤肥力基础产生不利影响。

进一步比较不同处理组合可见，不消毒配合农药减施与火焰土壤消毒配合减药对土壤理化性质的影响并不一致。在常规旋耕条件下，T1与CK相比，消毒后当天，土壤pH、全氮、全磷、有效磷和速效钾分别下降1.64%、12.38%、3.60%、1.48%和10.31%，说明单纯减施15%农药在处理初期未表现出明显的土壤肥力改善作用；消毒后第20天和第40天，T1全氮、全磷、速效氮和有效磷虽有所升高，但pH和有机质仍低于CK，表明单纯减药对土壤肥力维持的作用并不稳定。在火焰处理条件下，T2与T3相比，T2在消毒后第40天的pH、有机质、全氮、速效氮和速效钾分别高于T3 1.65%、8.67%、18.18%、27.27%和14.45%，说明在火焰土壤消毒基础上，85%农药处理较70%农药处理更有利于维持生育后期土壤有机质和氮素供应。虽然T3在全磷和有效磷方面表现较高，但其氮素和有机质维持能力不及T2。综合来看，单纯减施农药并未稳定改善土壤理化环境，而火焰土壤消毒配合85%农药处理在土壤肥力维持方面表现更均衡，可为豇豆后期生长和产量形成提供较好的土壤基础。

如图2、3所示，在门水平上，土壤细菌群落主要由Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Chloroflexi和Bacteroidetes等组成，其中Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria为优势菌门（相对丰度＞10.00%）。如图2所示，火焰消毒处理当天，相较于CK，T2中Proteobacteria的相对丰度下降了2.58%，Actinobacteria增加了6.31%，Firmicutes增加了0.06%；Acidobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi和Gemmatimonadetes分别下降了1.17%、0.19%、0.34%和1.42%；T3中Proteobacteria下降了0.24%，而Bacteroidetes、Chloroflexi和Gemmatimonadetes分别下降了0.05%、0.77%和0.59%。火焰消毒后第20天，与CK相比，T2中Proteobacteria和Actinobacteria的相对丰度分别下降了3.74%和5.88%，而Firmicutes、Acidobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi和Gemmatimonadetes增加了0.15%～4.20%。T3中Proteobacteria和Actinobacteria分别下降了8.91%和3.72%，而Firmicutes等细菌增加了0.58%～4.14%。火焰消毒后第40天，T2中Proteobacteria和Actinobacteria的相对丰度分别下降了7.19%和13.58%，Firmicutes、Chloroflexi和Gemmatimonadetes分别增加了8.48%、0.53%和3.74%，Acidobacteria和Bacteroidetes分别下降了2.94%和0.49%。T3中Proteobacteria增加了1.59%，Actinobacteria下降了13.88%，Firmicutes、Acidobacteria、Chloroflexi和Gemmatimonadetes分别增加了6.29%、2.28%、0.34%和4.06%，Bacteroidetes下降了0.24%。

Figure 2.  Relative abundance of bacterial communities at the phylum level in soils under different treatments across different sampling periods

Figure 3.  Heatmap of bacterial community composition at the phylum level based on relative abundance in soils under different treatments during different sampling periods

在属水平上，如图4、5所示，土壤细菌群落主要由Sphingomonas、Gaiella、Pseudolabrys、Streptomyces、Nocardioides、Microbispora、Nitrospira和Lysobacter等组成，其中Sphingomonas为各处理土壤优势细菌属（相对丰度>5.00%）。如图4所示，火焰消毒处理当天，相较于CK，T2中Sphingomonas的相对丰度下降了0.07%，Gaiella、Streptomyces、Nocardioides、Microbispora、Meiothermus和Nitrospira增加了0.01%～0.78%，而Pseudolabrys和Lysobacter分别下降了0.39%和1.40%；T3中Sphingomonas、Gaiella和Streptomyces增加了1.91%、0.17%和0.16%，而Pseudolabrys、Nocardioides、Nitrospira和Lysobacter下降了0.06%～1.93%。火焰消毒后第20天，与CK相比，T2中Sphingomonas、Streptomyces、Pseudolabrys、Meiothermus和Lysobacter增加了0.00%～2.25%，而Frateuria、Nocardioides、Microbispora和Nitrospira下降了0.12%～6.84%；T3中Gaiella、Pseudolabrys、Meiothermus和Lysobacter增加了0.01%～1.46%，而Sphingomonas等细菌相对丰度下降了0.25%～6.27%。火焰消毒后第40天，与CK相比，T2中Pseudolabrys、Microbispora和Meiothermus分别增加了0.51%、1.68%和13.86%，而Sphingomonas等细菌下降了0.11%～3.95%；T3中Sphingomonas等细菌增加了0.15%～3.33%，而Gaiella等细菌下降了0.18%～3.73%。

Figure 4.  Relative abundance of bacterial taxa at the genus level in soils under different treatments during different sampling periods

Figure 5.  Heatmap of bacterial community composition at the genus level based on relative abundance in soils under different treatments during different sampling periods

如图6、7所示，在门水平上，土壤真菌群落主要由Ascomycota、Basidiomycota、Mucoromycota、Chytridiomycota等组成，其中Ascomycota、Basidiomycota和Mucoromycota为主要优势菌门。如图6所示，火焰消毒处理当天，相较于CK，T2中Ascomycota的相对丰度增加了42.45%，Basidiomycota、Chytridiomycota和Mucoromycota分别下降了19.71%、1.69%和21.05%；T3中Ascomycota、Basidiomycota和Chytridiomycota分别下降了18.74%、2.28%和0.44%，而Mucoromycota和Zoopagomycota分别增加了20.93%和0.53%。火焰消毒后第20天，与CK相比，T2中Ascomycota、Basidiomycota和Mucoromycota分别下降了21.85%、15.95%和11.40%，而Chytridiomycota、Blastocladiomycota、Cryptomycota、Microsporidia和Zoopagomycota分别增加了46.03%、0.72%、0.48%、0.61%和1.36%；T3中Ascomycota和Mucoromycota分别增加了6.27%和5.02%，而Basidiomycota和Chytridiomycota分别下降了8.98%和2.77%，Zoopagomycota增加了0.38%。火焰消毒后第40天，与CK相比，T2中Ascomycota、Chytridiomycota和Mucoromycota分别下降了26.90%、11.23%和6.37%，而Basidiomycota等真菌增加了0.12%～33.22%；T3中Ascomycota、Basidiomycota和Chytridiomycota分别下降了5.34%、2.64%和2.17%，而Mucoromycota等真菌增加了0.17%～8.17%。

Figure 6.  Relative abundance of fungal taxa at the phylum level in soils subjected to different treatments during different sampling periods

Figure 7.  Heatmap of fungal community composition at the phylum level based on relative abundance in soils under different treatments during different sampling periods

在属水平上，如图8、9所示，各处理优势真菌属（相对丰度>5.00%）主要为Fusarium、Mucor、Aspergillus、Elaphomyces和Mycena。如图8所示，火焰消毒处理当天，相较于CK，T2中Fusarium的相对丰度增加了80.68%，而Mucor、Aspergillus、Spizellomyces、Elaphomyces和Mycena分别下降了18.95%、9.97%、1.69%、10.68%和9.39%；T3中Fusarium、Aspergillus、Spizellomyces、Elaphomyces和Mycena分别下降了0.97%、4.50%、0.46%、8.35%和9.39%，而Mucor增加了19.48%。火焰消毒后第20天，与CK相比，T2中Fusarium、Mucor、Aspergillus、Sphaerobolus和Elaphomyces分别下降了4.27%、7.60%、4.99%、5.10%和0.02%，而Blyttiomyces、Spizellomyces和Mycena分别增加了32.70%、13.79%和0.30%；T3中Fusarium、Aspergillus、Spizellomyces、Sphaerobolus和Elaphomyces分别下降了1.90%、0.24%、2.01%、5.10%和0.17%，而Mucor和Mycena分别增加了5.25%和1.05%。火焰消毒后第40天，与CK相比，T2中Fusarium、Mucor、Blyttiomyces、Aspergillus和Spizellomyces分别下降了4.46%、4.56%、5.67%、5.01%和5.49%，而Sphaerobolus、Elaphomyces和Mycena分别增加了16.13%、1.38%和2.22%；T3中Fusarium、Spizellomyces和Sphaerobolus分别下降了1.69%、2.92%和0.07%，而Mucor、Blyttiomyces、Aspergillus、Elaphomyces和Mycena分别增加了7.21%、0.08%、4.42%、0.21%和0.14%。

Figure 8.  Relative abundance of fungal genera in soils subjected to different treatments during different sampling periods

Figure 9.  Heatmap of fungal community composition at the genus level based on relative abundance in soils under different treatments during different sampling periods

在门水平上，如图10、11所示，古菌群落以Thaumarchaeota为优势类群，在所有样品中的相对丰度均高于80%。如图10所示，火焰消毒处理当天，与CK相比，Thaumarchaeota在T2和T3中分别增加了2.1%和减少了1.2%；Euryarchaeota分别减少了18.1%和增加了13.4%；Crenarchaeota分别减少了22.2%和86.7%；Nanoarchaeota未检出或相对丰度极低。火焰消毒后第20天，Thaumarchaeota在T2和T3中分别下降10.1%和2.9%，Euryarchaeota分别增加了122.6%和31.1%，而Crenarchaeota分别减少了81.1%和87.1%，Nanoarchaeota整体变化较小。火焰消毒后第40天，相较于CK，Thaumarchaeota在T2和T3中分别减少了7.6%和21.5%；Euryarchaeota分别减少了82.2%和73.9%；Crenarchaeota和Nanoarchaeota处于较低丰度，其中Nanoarchaeota仅在T3中检测出2.76%。

Figure 10.  Relative abundance of archaeal taxa at the phylum level in soils subjected to different treatments during different sampling periods

Figure 11.  Heatmap of archaeal community composition at the phylum level based on relative abundance in soils under different treatments during different sampling periods

在属水平上，如图12、13所示，在火焰消毒处理当天，与CK相比，Nitrososphaera在T2和T3分别增加了2.8%和减少了1.1%。Nitrosotalea在T2和T3分别减少了15.8%和增加了10.5%；Methanobacterium在T2和T3分别减少了34.4%和40.6%。火焰消毒后第20天，与CK相比，Nitrososphaera在T2和T3分别减少了9.3%和4.4%；Nitrosotalea在T2和T3分别增加了68.6%和35.3%；Methanobacterium在T2和T3分别减少了46.4%和57.1%。火焰消毒后第40天，与CK相比，Nitrososphaera在T2和T3分别减少了7.6%和14.3%；Nitrosotalea在T2和T3分别增加了28.3%和10.9%。

Figure 12.  Relative abundance of archaeal genera in soils subjected to different treatments during different sampling periods

Figure 13.  Heatmap of archaeal community composition at the genus level based on relative abundance in soils under different treatments during different sampling periods

由表3可知，幼苗期（5月7日）不同处理对3个豇豆品种成活率、株高和SPAD值均产生一定影响。成活率方面，与CK相比，‘荚荚乐’品种，T2和T3分别提高了16.67个百分点和15.11个百分点；‘彩蝶’品种，T2和T3分别提高了17.19个百分点和18.75个百分点，‘种了真好’品种，T2和T3分别提高了10.41个百分点和8.85个百分点。总体上，T2和T3处理在3个品种中均表现出较高成活率，提示火焰土壤消毒配合减药处理可能有利于苗期建苗，但其作用可能受品种特性、土壤环境和病虫害压力等因素共同影响。株高方面，与CK相比，‘荚荚乐’中T2提高了4.74%，T3下降了0.41%，差异不显著；‘彩蝶’中T2和T3分别提高了10.82%、13.28%，差异显著；‘种了真好’中T2和T3分别提高了4.11%、3.49%，差异显著，表明火焰消毒对苗期株高的影响存在品种差异。SPAD值方面，‘荚荚乐’中T3下降了1.00%，T2提高了0.73%；‘彩蝶’中T3下降了3.70%，T2提高4.60%；‘种了真好’中T2和T3分别下降了1.81%和7.34%，其中T3显著低于CK，而T2与CK差异不显著。

进一步比较T1与T2、T2与T3可见，在相同85%农药投入条件下，T2较T1明显改善了幼苗期建苗和生长表现。‘荚荚乐’、‘彩蝶’和‘种了真好’3个品种中，T2较T1成活率分别提高17.19、14.06和11.97个百分点，株高分别提高22.15%、23.60%和17.46%，SPAD值分别提高6.42%、6.57%和3.49%。比较T2与T3可见，T2在‘荚荚乐’和‘种了真好’中的成活率分别较T3提高1.56个百分点，株高分别提高5.18%和0.60%，SPAD值分别提高1.70%和5.97%；‘彩蝶’中T2成活率和株高分别较T3低1.56个百分点和2.17%，但SPAD值较T3提高8.57%。综合来看，T2处理在3个品种中对苗期生长指标的维持更为均衡，表明火焰土壤消毒配合85%农药较火焰土壤消毒配合70%农药更有利于幼苗期稳定生长。

Figure 14.  Effects of different treatments on growth of cowpea seedlings at the seedling stage

由表4可知，在伸蔓期（5月22日），不同处理对株高、花芽数量及节间长度均产生了一定影响。

在株高方面，与CK相比，‘荚荚乐’品种T2、T3的株高分别增加了3.49%和2.47%，且均显著高于CK；‘彩蝶’品种分别增加了2.63%和1.4%，其中T2显著高于CK，T3与CK差异不显著；‘种了真好’品种分别升高了3.07%和1.61%，且均显著高于CK。在花芽数量方面，3种品种间各处理差异均不显著。在节间长度方面，与CK相比，‘荚荚乐’品种T1、T3分别增长了8.78%、8.12%，且均显著高于CK，T2较CK减少1.36%，与CK差异不显著；‘彩蝶’品种T1、T3分别增长了4.50%、4.13%，且均显著高于CK，T2较CK减少2.83%，与CK差异不显著；‘种了真好’品种T1、T3分别增长了3.49%、5.27%，其中T3显著高于CK，T1与CK差异不显著，T2较CK增加0.65%，与CK差异不显著。

进一步比较T1与T2、T2与T3可见，在相同85%农药投入条件下，T2较T1改善了伸蔓期豇豆株高和花芽形成。‘荚荚乐’、‘彩蝶’和‘种了真好’3个品种中，T2较T1株高分别提高5.45%、3.34%和3.50%，花芽数量分别提高1.82%、10.29%和10.78%；T2节间长度较T1分别下降9.32%、7.01%和2.74%。比较T2与T3可见，T2在3个品种中的株高分别较T3提高0.99%、1.29%和1.44%；花芽数量在‘荚荚乐’和‘种了真好’中分别提高5.66%和8.16%，‘彩蝶’中二者相同；节间长度分别较T3下降8.77%、6.68%和4.39%。综合来看，T2处理在伸蔓期表现为株高较高、花芽数量较多且节间长度相对较短，说明火焰土壤消毒配合85%农药较单纯85%农药处理和火焰土壤消毒配合70%农药处理更有利于促进植株营养生长与花芽形成。

由表5可知，在豇豆成熟期（6月6日），不同处理对3个品种的产量性状均产生了一定影响，但不同处理间表现存在差异。总体来看，T2处理在多数产量性状上表现较好，而T1和T3处理多表现为不同程度的下降趋势。

在‘荚荚乐’品种中，与CK相比，T2处理的单荚质量、单株荚数及小区产量均有所提高，其中单荚质量显著高于CK，小区产量提高10.61%；T1处理的单荚质量、单株荚数和荚长均低于CK，产量下降14.67%；T3处理的单荚质量、单株荚数及小区产量低于CK，产量下降5.01%。在‘彩蝶’品种中，相较于CK，T2处理的单荚质量、单株荚数及小区产量均高于CK，其中单荚质量显著高于CK，小区产量提高6.31%；T1和T3处理均表现出减产趋势，产量分别下降15.46%和12.57%。在‘种了真好’品种中，与CK相比，T2处理的单荚质量、单株荚数、荚长及小区产量均有所提高，其中单荚质量显著高于CK，小区产量提高5.40%；T1和T3处理均导致不同程度减产，其中T3处理产量最低，较CK下降10.81%。荚宽方面，不同品种对处理的响应不同，‘荚荚乐’中T2和T3显著低于CK，‘彩蝶’中T3显著低于CK，‘种了真好’中T1显著低于CK。综合来看，T2处理在维持或提高豇豆产量性状方面效果较好，其中对“‘荚荚乐’”品种的小区产量提升幅度较大；而T1和T3处理则在一定程度上降低了部分产量构成指标和小区产量。

进一步比较T1与T2、T2与T3可见，在相同85%农药投入条件下，T2较T1明显改善了见花期豇豆荚部性状和小区产量。‘荚荚乐’、‘彩蝶’和‘种了真好’3个品种中，T2较T1单荚质量分别提高21.80%、18.03%和6.51%，单株荚数分别提高15.90%、10.28%和10.99%，荚长分别提高4.68%、5.01%和15.97%，小区产量分别提高29.63%、25.75%和14.27%；其中‘荚荚乐’T2荚宽较T1下降8.40%，而‘彩蝶’和‘种了真好’分别提高2.44%和17.94%。比较T2与T3可见，T2在3个品种中均表现出更优的荚部性状和产量表现。‘荚荚乐’、‘彩蝶’和‘种了真好’中，T2较T3单荚质量分别提高15.44%、15.87%和5.39%，单株荚数分别提高14.36%、6.73%和6.71%，荚长分别提高3.58%、1.79%和8.44%，荚宽分别提高5.12%、11.73%和6.93%，小区产量分别提高16.44%、21.60%和18.18%。综合来看，T2处理在见花期能够更好地维持单荚质量、单株荚数和小区产量，说明火焰土壤消毒配合85%农药处理较单纯85%农药处理和火焰土壤消毒配合70%农药处理更有利于豇豆产量性状形成。

土壤理化性质是反应土壤肥力的重要指标之一，对作物产量和品质有重要影响^[18]。火焰土壤消毒处理是通过燃烧有机质和改变黏土矿物来影响土壤结构^[19]，火焰消毒处理后土壤理化性质的变化反映了高温作用对土壤理化过程及养分转化的综合影响。Wang等^[7]研究表明，火焰土壤消毒可降低土壤含水量、容重和有机质含量，同时提高铵态氮、硝酸盐氮和电导率，并促进作物株高和产量提高。Zhang等^[9]也指出，火焰土壤消毒在杀灭土壤有害生物的同时，会影响土壤有机质分解、养分转化和微生物群落恢复。本研究中，火焰处理后土壤理化性质随时间表现出阶段性变化，说明火焰处理对土壤肥力的影响并非单一升高或降低，而是与处理后恢复过程密切相关。

火焰处理当天，与CK相比，T2和T3土壤pH分别提高5.89%和2.95%，全氮分别提高9.88%和22.27%，全磷分别提高14.70%和13.26%，全钾分别提高4.08%和2.50%；但有机质分别下降11.57%和18.59%，有效磷分别下降5.93%和8.15%。Hesammi等^[20]发现燃烧后土壤pH值升高，这是因为土壤有机酸被分解，金属离子含量增加，本研究也证明了这一结论。有机质方面，火焰处理当天显著降低了T2和T3的有机质含量，主要由于土壤中部分易氧化的有机物质，在高温下发生了灼烧，使得有机质发生了分解，这就使得前期土壤有机质含量相对于没有处理前出现了下降^[21]。T2和T3在消毒当天pH及全氮、全磷、全钾升高，而有机质下降，说明火焰高温短时作用可能促进有机酸分解、盐基离子释放和部分矿质养分富集，同时造成易氧化有机质短期消耗。

消毒后第20天，T2和T3土壤有机质及部分养分出现恢复。与CK相比，T2和T3的有机质、全磷和速效氮含量均提高。Gelsomino等^[22]在太阳能消毒研究中发现，土壤加热可影响碳、氮、磷循环过程，并促进部分养分矿化释放；Yamamoto等^[23]比较蒸汽灭菌、溴甲烷熏蒸和氯化苦熏蒸处理时发现，消毒处理可提高铵态氮水平并改变土壤氮素转化过程。本研究中火焰处理后第20天速效氮升高，可能与高温处理后微生物残体分解、有机氮矿化和根际养分转化增强有关。进一步比较T2与T1可见，在相同85%农药投入条件下，T2的pH、有机质和全钾分别高于T1 7.75%、16.12%和3.99%，但全氮、全磷、速效氮和有效磷低于T1，说明消毒后第20天土壤养分变化不仅受火焰处理影响，也可能与豇豆根系吸收、微生物恢复和田间养分转化过程有关。

消毒后第40天，与CK相比，T2土壤有机质、全氮、全磷和速效氮的含量均提高，说明火焰土壤消毒配合85%农药处理在生育后期未削弱土壤肥力基础。李英梅等^[24]在日光温室黄瓜土壤消毒研究中发现，土壤消毒处理可提高黄瓜平均叶片数、株高、叶绿素含量和产量，说明土壤消毒引起的土壤环境变化能够进一步影响作物生长表现。本研究中，T2在消毒后第40天有机质、全氮和速效氮维持较高水平，可能为豇豆后期生长和产量形成提供了较稳定的土壤肥力基础。在相同85%农药投入条件下，消毒后第40天T2较T1的pH、有机质、全氮、速效氮和速效钾的含量均有提高，进一步说明火焰土壤消毒对减药条件下土壤肥力维持具有一定补偿作用。与T3相比，T2在消毒后第40天的pH、有机质、全氮、速效氮和速效钾的含量高于T3，而T3全磷和有效磷较高。结合产量结果看，T2产量表现优于T3，说明火焰处理条件下，相较于70%农药处理，85%农药处理在有机质、氮素供应和速效钾维持方面更均衡，更有利于豇豆后期生长和产量形成。

综合来看，未经过火焰土壤消毒配合85%农药处理（T1）虽然在部分时期提高了某些养分指标，但其土壤肥力维持和产量表现并不稳定；火焰土壤消毒配合85%农药处理（T2）则在生育后期表现出较好的有机质、全氮、速效氮和速效钾维持能力。总体而言，火焰土壤消毒在适度农药减施条件下可能通过改善土壤养分转化、维持根际肥力环境，并与后续田间管理措施共同作用，对豇豆稳产形成一定支撑。

本研究表明，火焰消毒对豇豆土壤微生物群落的影响具有一定的阶段性。处理初期，高温导致土壤微生物多样性和活性下降，部分速生型类群受到抑制；随着土壤环境逐渐恢复，微生物群落结构也随之发生变化，向抗逆性较强、分解能力较高的类群演替。

与CK相比，细菌门水平上，优势菌门（Proteobacteria、Gemmatimonadetes等）整体保持稳定，但Actinobacteria、Firmicutes及Armatimonadota等耐扰动、慢生型类群持续富集；Actinobacteria的减少可能削弱土壤的抑病能力^[25]和有机质分解效率^[26]；Firmicutes在火焰处理后富集，有助于降低细菌性枯萎病的发生率，其对植物体生长以及菌群的促生机制具有重要的影响^[27-28]；Chloroflexi中的部分细菌在CO₂固定方面具有重大贡献，参与植物体的光合作用，其相对丰度的提高有利于增强土壤生态功能，从而促进豇豆的生长发育^[29]。细菌属水平上，功能菌（如：Sphingomonas、Streptomyces、Meiothermus等）维持或增强，对高温敏感的类群（如：Lysobacter）相对丰度在火焰处理初期显著下降。其中，Sphingomonas可降解芳香化合物^[30]，有利于降解除草剂和农药等有毒物质^[31]，其升高趋势有利于土壤中有毒害物质的进一步分解。综上，火焰消毒处理在豇豆生育期内产生了短期扰动，未破坏土壤细菌群落的整体稳定性，其影响效果主要集中在前期，促进了耐逆及功能细菌类群的富集，增强了土壤有机物降解、污染物转化及生态功能维持能力，有利于豇豆生长发育和土壤生态环境优化。

真菌门水平上，Ascomycota始终占优，但优势真菌的更替明显加快。在高温处理后短时间内造成T2的Ascomycota相对丰度升高，而T3相对丰度低于CK，表现为高温消毒对该菌门影响的不稳定，在火焰消毒后第20天、第40天后抑制了Ascomycota生长，并且这种抑制效果持续时间较长；刘建军等人^[32]发现在火焰处理后Chytridiomycota相对丰度增加，本研究也印证了此发现，此类菌参与有机质与微生物循环及与根际微环境密切相关，有益于土壤功能恢复；Basidiomycota能够与植物形成菌根共生关系，从而促进作物根系生长并增强养分吸收能力，本试验中火焰处理增加了Basidiomycota和Chytridiomycota的相对丰度，利于为后期作物根系发育创造更有利的微生物环境。火焰消毒在能够抑制病原或竞争力较强的真菌属（如Fusarium），Fusarium是引发多种作物根腐病、穗腐病及枯萎病等土传病害的重要病原真菌^[33]，在处理当天变动剧烈不稳定，但在处理后第20天、40天一直呈现显著的下降趋势，下降幅度大，其相对丰度的减少是由于火焰消毒处理改善了土壤理化性质，优化了微生态结构，进而抑制其生长和繁殖。耐火和适应性强的真菌（如Blyttiomyces、Sphaerobolus）相对丰度升高，有助于群落多样性和功能重建，表明微生物群落正向更具稳定性与功能潜力的方向演替^[34]。综上，火焰消毒处理通过抑制病原性真菌、促进有益及耐逆真菌类群富集，在生育期内阶段性优化了土壤真菌群落结构，增强了土壤生态功能恢复能力。

古菌群落的变动趋势偏向后期，Thaumarchaeota长期占据主导地位，Thaumarchaeota在火焰消毒后呈下降趋势，在火焰消毒后第40天下降幅度最高，一是与Thaumarchaeota更适于在寡营养条件下生存有关^[35]。二是与其他未分类菌门或菌属对环境资源的竞争有关。Crenarchaeota、Euryarchaeota等典型土壤古菌明显增加，与火焰作用后氨态氮释放、土壤结构松动及硝化环境改善密切相关。Cui等人^[36]发现古菌群落能够响应土壤pH值和硝酸盐水平的变化，从而积极参与土壤肥力的调节，土壤pH值的增加可能会导致土壤古菌群落的丰富度降低^[37]，土壤古菌群落组成的变化也与地上植被类型之间有联系^[38]。综合门水平和属水平分析可见，古菌群落结构变化与土壤理化性质变化总体一致。在门水平上，Thaumarchaeota始终占据优势，其相对丰度与土壤pH及氮素含量变化具有一定对应关系；Euryarchaeota在氮素升高时相对丰度也显著增加，表明其对氮素变化较为敏感。在属水平上，Nitrososphaera与pH及氮素变化趋势基本一致，在高pH条件下保持较高相对丰度，而在氮素富集阶段有所下降；Nitrosotalea的相对丰度在氮素升高时候增加，而Methanobacterium的相对丰度变动与有机质含量变化趋势一致。总体来看，土壤pH及氮素含量变化是驱动火焰消毒后古菌群落结构变化的重要因素，并对其恢复过程具有关键调控作用。

为进一步分析火焰土壤消毒与农药减施比例对土壤微生物群落的综合影响，本研究在消毒后第20天和第40天重点补充比较了T1与T2、T2与T3之间的差异。整体来看，T2处理在细菌门水平和属水平中部分功能类群表现出恢复趋势，真菌群落中潜在病原菌Fusarium在中后期相对丰度下降，古菌群落也随土壤氮素和pH变化发生阶段性调整，说明火焰土壤消毒配合85%农药处理在微生物群落恢复和功能类群维持方面表现较为均衡。相比之下T3虽然进一步降低农药投入，但部分细菌、真菌和古菌类群波动幅度较大，说明在火焰土壤处理条件下，过度减药削弱土壤微生态恢复与豇豆稳产之间的协调性。

总体来看，火焰土壤消毒配合农药减施对豇豆土壤微生物群落具有阶段性影响。结合本研究结果，T2处理在功能细菌类群维持、潜在病原真菌Fusarium中后期下降及古菌群落恢复方面表现相对协调，说明火焰土壤消毒配合85%农药处理有利于土壤微生物群落重组和微生态功能恢复。相比之下，T3处理虽进一步降低农药投入，但部分微生物类群波动较大，在火焰处理后，过度减药可能降低土壤微生态恢复的稳定性。

本研究表明，综合幼苗期、伸蔓期和成熟期结果可见，火焰土壤消毒配合农药减施对豇豆生长及产量形成具有阶段性影响。幼苗期，T2和T3处理均提高了3个豇豆品种的成活率，其中T2较T1在成活率、株高和SPAD值方面均明显提高，说明火焰土壤消毒能够在相同农药投入条件下促进幼苗建苗。结合土壤理化性质和微生物群落分析结果推测，其原因可能是火焰处理在播种前降低了土壤表层病原菌、杂草种子及部分害虫基数，减轻了幼苗期病虫害压力，同时促进土壤养分释放，从而改善了幼苗生长环境。Mao等人^[6]发现火焰土壤消毒能够有效降低土壤中病原菌、线虫和杂草数量，并通过改善土壤环境促进作物早期生长和产量形成,本研究结果与其发现一致。伸蔓期，T2较T1和T3表现为株高较高、花芽数量较多、节间长度相对较短，适宜的株高和较短的节间通常意味着植株群体结构更加紧凑，能够提高光能利用效率，并有利于养分向花芽和荚果分配，说明火焰土壤消毒配合85%农药处理更有利于植株营养生长和花芽形成。经过前期火焰土壤消毒后，土壤养分改善和有益微生物群落恢复能够提高根系活力和养分吸收能力，从而促进作物营养生长和后期产量形成。成熟期，T2在3个品种中均较T1和T3提高单荚质量、单株荚数和小区产量，其中小区产量较T1提高14.27%～29.63%，较T3提高16.44%～21.60%。总体来看，单纯85%农药处理存在生长和产量下降风险，火焰土壤消毒配合70%农药处理虽在苗期成活率上表现较好，但后期产量性状不及T2；火焰土壤消毒配合85%农药处理在苗期建苗、伸蔓期生长和见花期产量形成方面表现更为均衡，可在减施15%农药条件下维持或提高豇豆产量，是本试验条件下较优的稳产减药组合。

本研究以海南三亚热带豇豆为对象，比较了常规旋耕配合100%农药（CK）、常规旋耕配合85%农药（T1）、火焰土壤消毒配合85%农药（T2）和火焰土壤消毒配合70%农药（T3）对土壤理化性质、微生物群落结构及豇豆生长产量的影响。结果表明，火焰土壤消毒对土壤环境具有明显的阶段性调控作用：处理初期土壤pH、全氮和全磷等指标有所升高，有机质含量短期下降；随豇豆生育进程推进，有机质逐步恢复，氮、磷及部分速效养分保持在较高水平，说明火焰处理未削弱豇豆生育期土壤肥力基础。其中，T2处理在生育后期对有机质、氮素和速效钾的维持更为均衡，可为豇豆后期生长和产量形成提供较好的土壤条件。微生物群落方面，火焰处理在短期扰动细菌、真菌和古菌群落结构的同时，促进了耐逆性及功能类群富集，并使Fusarium等潜在土传病原真菌在处理后第20天和第40天呈下降趋势，显示出优化土壤微生态和降低土传病害风险的潜力。农艺性状和产量结果进一步表明，T2处理在3个豇豆品种上均能较好维持并提升产量表现，小区产量较CK分别提高10.61%、6.31%和5.40%，优于单纯减施15%农药（T1）和火焰消毒配合70%农药（T3）处理。综合来看，在本试验条件下，火焰土壤消毒配合15%农药减施（T2）能够兼顾土壤微生态调控、土壤肥力维持和豇豆稳产，可为海南热带豇豆绿色生产提供技术参考。后续应进一步开展多季连续定位试验，系统评价火焰土壤消毒长期应用对土壤微生态、养分循环及病虫害发生规律的影响，并结合不同减药比例和不同栽培模式优化技术参数，为该技术在海南地区大面积推广应用提供更加完善的理论依据和技术支撑。