花生連作障礙的產(chǎn)生機(jī)理及防控措施研究

摘要：綜述了花生連作障礙的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展。從土壤營(yíng)養(yǎng)失調(diào)、病蟲(chóng)害危害嚴(yán)重、化感自毒物質(zhì)積累、土壤酶活性下降、土壤微生物區(qū)系變化等角度闡述了花生連作障礙的產(chǎn)生機(jī)理，并介紹了當(dāng)前治理花生連作障礙的各項(xiàng)防控措施，最后對(duì)花生連作障礙的機(jī)理研究及防控技術(shù)發(fā)展方向提出了展望。

關(guān)鍵詞：花生；連作障礙；營(yíng)養(yǎng)失調(diào)；化感物質(zhì)；土壤微生物區(qū)系；防控措施

中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ５６５．２；Ｓ３４４．４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：0439－８114（２０11）10－1951-03

The Mechanism and Controlling Measures ｏｆ Pｅａｎｕｔ Cｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Cｒｏｐｐｉｎｇ Oｂｓｔａｃｌｅｓ

ＫＯＮＧ Ｘｉａｎｇ－ｌｉ１，2，ＲＥＮ Ｘｉｎ－ｍｉｎｇ２

（１．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｆｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｃｔｉｖｅ Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｎａｔｕｒａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅｓ，Ｙｉｃｈｕｎ ３３６０００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｙｉｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙｉｃｈｕｎ ３３６０００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Tｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｐｅａｎｕｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ were summarized． Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ ｗａｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ in the sight of ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｎｂａｌａｎｃｅ， ｓｅｒｉｏｕｓ ｈａｚａｒｄ ｏｆ ｄｉｓｅａｓｅｓ ａｎｄ ｐｅｓｔｓ， ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｒｏｏｔｓ ｅｘｕｄａｔｅｓ， ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｆｌｏｒａ． Ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ ｏｆ ｐｅａｎｕｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ． Ａｎｄ ｓｏｍｅ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｅａｎｕｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｅａｎｕｔ； ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ； ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｎｂａｌａｎｃｅ； ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｅｘｕｄａｔｅｓ； ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｆｌｏｒａ； ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ

花生（Ａｒａｃｈｉｓ ｈｙｐｏｇａｅａ Ｌ．）是我國(guó)重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，常年種植面積４００萬(wàn)ｈｍ２，約占油料作物播種總面積的３５％。近年來(lái)，伴隨農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，花生種植不斷向規(guī)模化和集約化發(fā)展，主產(chǎn)區(qū)的連作面積越來(lái)越大，連作障礙已成為花生產(chǎn)量低且不穩(wěn)定的重要因素之一［１］。

花生連作時(shí)植株瘦弱、矮小，生育不良，莢果變小，品質(zhì)下降、總生物量和莢果產(chǎn)量均顯著降低［２］，連作３年后減產(chǎn)幅度為１０％～４０％［３］。當(dāng)前，花生連作障礙問(wèn)題嚴(yán)重威脅我國(guó)花生種植及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)引起農(nóng)業(yè)部門(mén)和學(xué)術(shù)界的高度重視［４］。

該項(xiàng)研究從土壤營(yíng)養(yǎng)失調(diào)、病蟲(chóng)害危害、化感自毒物質(zhì)積累、土壤微生物區(qū)系變化和連作障礙的調(diào)控措施等角度，綜述了花生連作障礙方面的最新研究成果，以期為推動(dòng)我國(guó)花生產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

１花生連作障礙的產(chǎn)生機(jī)理

１．１連作造成土壤ｐＨ值下降及營(yíng)養(yǎng)失調(diào)

由于作物對(duì)土壤養(yǎng)分的選擇性吸收規(guī)律，特別是對(duì)某些中量、微量元素更有特殊需求。花生為豆科作物，可自行固氮，但連作仍會(huì)引起土壤營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，連作打破了原有的土壤養(yǎng)分平衡，使花生所需的速效養(yǎng)分（磷、鉀、銅、錳、鋅、硼、鐵等）顯著降低，難以滿(mǎn)足其生長(zhǎng)發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)，從而導(dǎo)致根莖發(fā)育不良，開(kāi)花結(jié)實(shí)數(shù)減少，青枯病、葉斑病等發(fā)病率增加，造成產(chǎn)量下降［5］。付慧蘭等［6］報(bào)道了連作使土壤ｐＨ值下降的現(xiàn)象。連作引起的土壤ｐＨ值降低能導(dǎo)致土壤中有效養(yǎng)分的比例發(fā)生變化，從而引起土壤養(yǎng)分失調(diào)。此外，連作造成土壤酸堿度的下降與根系分泌物和根際微生物也有著直接關(guān)系，這將影響到土壤有機(jī)質(zhì)的礦化和養(yǎng)分形態(tài)的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

１．２連作造成病蟲(chóng)害危害嚴(yán)重

許多學(xué)者均認(rèn)為土傳病蟲(chóng)害是花生連作障礙產(chǎn)生的重要因素。由于連作，使土壤環(huán)境更適宜那些以花生為寄主的土傳病蟲(chóng)害的存活與繁殖，造成他們?cè)谕寥乐械姆e累，特別是一些常見(jiàn)的葉霉病、灰霉病、霜霉病、根腐病、枯萎病和白粉虱、蚜蟲(chóng)、斑潛蠅等基本無(wú)越冬現(xiàn)象，而且連作年限越長(zhǎng)，土壤中積累的病菌、害蟲(chóng)越多，花生受病蟲(chóng)危害就越重。據(jù)劉美昌等［7］報(bào)道，連作１年的花生收獲時(shí)葉部病害的病情指數(shù)比輪作增加４３．２％，連作２年的病情指數(shù)是輪作處理的２．３倍。為了防止病蟲(chóng)害，生產(chǎn)者只能靠加大藥劑用量和頻繁用藥來(lái)控制，這不但增加了病蟲(chóng)害的抗藥性，而且容易造成對(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的嚴(yán)重污染。

１．３連作造成化感自毒物質(zhì)積累

根系分泌物被認(rèn)為是最復(fù)雜、最重要的植物化感物質(zhì)。花生連作造成根系分泌物等化感物質(zhì)積累過(guò)多，能引起自身中毒。在根系分泌物及前茬殘?bào)w腐解物中，一般認(rèn)為酚酸類(lèi)物質(zhì)（如蘋(píng)果酸、肉桂酸及香草酸等）及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物是連作作物致毒物的主要成分［8］。其抑制作用表現(xiàn)在：①抑制土壤硝化過(guò)程，影響氮素形態(tài)的轉(zhuǎn)化；②抑制作物根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收；③抑制過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶的活性，破壞細(xì)胞的完整性；④使作物光合產(chǎn)物減少，葉綠素含量降低?；ㄉ谏L(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，根系不斷分泌酚酸物質(zhì)等有機(jī)酸，連作使有機(jī)酸在土壤中積累過(guò)多，引起花生有機(jī)酸中毒，從而影響根系的生長(zhǎng)發(fā)育和對(duì)養(yǎng)分、水分的吸收，致使植株長(zhǎng)勢(shì)弱，抗逆性差。

１．４連作造成土壤酶活性下降

土壤酶活性下降是連作花生田較突出的障礙因子?；ㄉB作致使土壤中各種水解酶活性降低，影響土壤中各種營(yíng)養(yǎng)的分解和微生物活動(dòng)，致使植株?duì)I養(yǎng)不足，發(fā)育不良。據(jù)孫秀山等［9］報(bào)道，隨花生連作年限的增加，土壤的堿性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶活性均有逐年降低趨勢(shì)。其中，堿性磷酸酶活性降幅最大，蔗糖酶次之，脲酶亦有所降低，過(guò)氧化氫酶活性變化不大?；ㄉB作土壤ｐＨ值的變化也是影響土壤酶活性的主要因素。長(zhǎng)期連作，由于施肥或作物吸收的偏愛(ài)性，易造成土壤酸化或鹽漬化，使ｐＨ值發(fā)生變化，這會(huì)影響到土壤中各種酶的活性。同時(shí)土壤中多糖含量降低，也會(huì)影響酶的活性，多糖含量與蔗糖酶活性呈正相關(guān)［１0］。

１．５連作造成土壤微生物區(qū)系變化

根際土壤微生物多樣性降低和有害微生物種群增加被認(rèn)為是作物連作中的普遍現(xiàn)象［１1］，隨著連作年限的增加，土壤及根際的真菌數(shù)量大量增加，細(xì)菌和放線(xiàn)菌大量減少，土壤從細(xì)菌型向真菌型轉(zhuǎn)化，使地力衰竭［１2］?；ㄉL(zhǎng)年連作使土壤中一些有益微生物（銨化菌、硝化菌等）的生長(zhǎng)受到抑制，而一些有害微生物迅速得到繁殖，土壤微生物的自然平衡遭到破壞，從而致使花生生育不良，造成減產(chǎn)和品質(zhì)降低。封海勝等［３］的研究表明，土壤中的細(xì)菌和放線(xiàn)菌數(shù)量對(duì)花生產(chǎn)量影響較大，與花生總干物重均呈顯著正相關(guān)；花針期和結(jié)莢期根際的真菌數(shù)量對(duì)花生產(chǎn)量影響較大，各生育期根際的細(xì)菌數(shù)量對(duì)花生產(chǎn)量均有一定的影響。此外，花生田過(guò)量施用化肥導(dǎo)致土壤中病原的拮抗菌減少，更是加重了土傳病蟲(chóng)害的發(fā)生頻率和危害程度。土壤微生物區(qū)系變化造成花生連作障礙產(chǎn)生的這一原因也逐漸得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛認(rèn)同。

２花生連作障礙的主要防控措施

２．１選育抗性品種

對(duì)克服連作障礙而言，選育抗性品種具有重要意義。人們?cè)谘芯炕凶饔弥邪l(fā)現(xiàn)植物對(duì)化感物質(zhì)的敏感程度在植株間存在差異，如同為葫蘆科的西瓜、甜瓜、黃瓜、蛇瓜和西葫蘆的自毒作用存在很大差別［１3］。因此提出了通過(guò)育種手段來(lái)提高植物對(duì)化感物質(zhì)的抗性，并進(jìn)一步利用化感作用的觀點(diǎn)。研究人員已在同屬豆科的大豆上做過(guò)有益嘗試［１4］。因此，充分利用自然中豐富的抗性種質(zhì)資源，利用分子育種和基因技術(shù)培育對(duì)化感物質(zhì)耐受性強(qiáng)及高抗連作障礙的花生品種，這有望成為解決花生連作障礙問(wèn)題的有效途徑。

２．２培肥改良土壤

化肥施用過(guò)多是各種土壤發(fā)生酸化、鹽漬化及各種功能退化的重要原因。合理調(diào)控化肥用量，加大有機(jī)肥的施用量，這樣不僅可以直接提高土壤有效養(yǎng)分含量，還可以通過(guò)影響土壤生物活動(dòng)促進(jìn)良好土壤結(jié)構(gòu)形成。因此，做到有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施，氮、磷、鉀及各種中微量元素合理搭配，同時(shí)研發(fā)適合花生需肥特點(diǎn)的花生專(zhuān)用復(fù)合肥及緩控釋肥料等，這在花生種植上是培肥改良土壤的重要方式，也是調(diào)控連作花生田營(yíng)養(yǎng)失調(diào)的重要途徑。

２．３合理輪作和間作、套作

實(shí)踐證明，輪作換茬是克服花生連作障礙的最經(jīng)濟(jì)有效的措施。在南方低丘紅壤區(qū)有灌水條件的田地實(shí)行水旱輪作，對(duì)花生增產(chǎn)十分有利［１5］。通過(guò)與病原菌非寄主植物輪作，能使土壤中的病原菌數(shù)量顯著降低。采用小麥、水蘿卜與連作花生實(shí)行模擬輪作，能促進(jìn)連作花生的植株生育，可以減輕或解除花生的連作障礙［１6］。此外采用間作、套種的種植模式也是防治連作障礙的有效方式，通過(guò)間作及套作可以增加土壤微生物多樣性，提高土壤養(yǎng)分有效性［17］，謝慧等［18］通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，花生套種合適的藥用植物可以有效緩解花生的連作障礙。

２．4生物防治措施

生物防治是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，并將逐步成為花生病蟲(chóng)害防治的重要手段，封海勝等［19］的研究結(jié)果表明，生物菌劑可以顯著促進(jìn)連作花生的植株生育，使連作花生的主要農(nóng)藝性狀以及產(chǎn)量達(dá)到或超過(guò)輪作花生的水平。但目前存在的主要問(wèn)題是，土壤環(huán)境中很多因素都限制了添加拮抗菌或降解菌在土壤中的定殖和增殖，使其難以發(fā)揮應(yīng)有效果。因此，進(jìn)一步篩選微生物拮抗菌劑或化感自毒物質(zhì)降解菌劑，并進(jìn)行微生物在土壤中的定向培育與馴化，將有助于強(qiáng)化生物防治的效果。

３花生連作障礙的研究發(fā)展方向

雖然在花生連作障礙對(duì)土壤理化及生物學(xué)性狀的影響及其土壤質(zhì)量變化等方面的研究已取得明顯進(jìn)展，但不同治理措施在改善花生根際微環(huán)境、減緩?fù)寥肋B作障礙的貢獻(xiàn)及機(jī)制等方面的研究還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。下一步將加強(qiáng)不同土壤環(huán)境條件下花生連作障礙的產(chǎn)生機(jī)理及諸多障礙因子的關(guān)聯(lián)研究，并通過(guò)進(jìn)一步深入研究明確花生連作障礙的產(chǎn)生機(jī)理，研發(fā)連作障礙的各種農(nóng)藝、化學(xué)、生態(tài)和生物等綜合調(diào)控措施，最終建立起和諧的花生農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，這是克服花生連作障礙的最終途徑。

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