謝東鋒,朱振家,王國強
(西藏職業技術學院,西藏拉薩850000)
作物連作障礙是指同一作物或近緣作物連作以后,即使在正常栽培管理的情況下,也會產生產量降低、品質變劣、生育狀況變差的現象[1]。設施蔬菜生產需要局部的、相對可控制的環境條件,由于對水分、養分、光照、溫度等環境因素的特殊需求,使其具有高度集約化、復種指數高和種類單一等特點,連續種植易造成土壤環境惡化、蔬菜病蟲害嚴重等障礙問題[2]。
近年來,拉薩市各區縣依托當地的地域條件,積極調整農業產業結構,大力推廣設施農業,把設施蔬菜作為發展現代農業和增加農民收入的有效途徑,通過幾年的發展,取得了非常好的成績。拉薩市溫室蔬菜中番茄和黃瓜占有很大的比重,但隨著栽培年限的增加,尤其是周年多茬栽種,農民盲目的加大肥料投入,導致營養失衡,出現了不同程度的土壤惡化、生理病害頻發、產量和品質下降等問題,特別是設施蔬菜生產的產業化、專業化和規模化發展,更加劇了蔬菜連作障礙的發生,導致番茄、黃瓜病蟲害增加,影響正常生長發育,最終造成產量和品質的顯著下降,嚴重挫傷了菜農的種植積極性。
設施蔬菜連作3年以上即開始表現連作障礙現象,而且連作障礙范圍及嚴重程度隨種植年限的延長而增加,導致蔬菜產量和品質均下降[3]。拉薩溫室栽培中因偏施氮、磷肥,使土壤中的氮磷含量偏高、鉀及中微量元素相對缺乏。鉀素供應不足會降低番茄植株的抗逆性,加重病蟲害發生,造成番茄、黃瓜等蔬菜品質下降。一些抑制土壤病菌的微生物在鹽漬化和酸性土壤中活性降低,使黃瓜易發生生理病害及其他病害,影響其產量。
當前蔬菜連作障礙70%左右是由于土傳病蟲害引起的[4]。設施栽培條件下很多病原菌和害蟲對寄生植物具有專一性,溫濕度適宜,病原菌和蟲卵生存率更高,故連作造成的土傳病蟲害也就更加嚴重。拉薩設施內的番茄、黃瓜常見土傳病害有猝倒病、疫病、立枯病、根腐病、枯萎病、線蟲病等。這些病害對蔬菜生產都是毀滅性的,極易造成病害大流行和整棟溫室蔬菜絕產。另外,番茄灰霉病、葉霉病、TY病毒病、晚疫病,黃瓜霜霉病、疫病、菌核病、白粉病和炭疽病等與設施蔬菜栽培過程中的連作障礙均存在一定的相關性。
連作和施肥不平衡造成土壤中某些元素缺乏,而另一些元素過剩,造成營養失衡。植物對元素的選擇性吸收也會造成土壤酸堿度改變,使土質偏酸或偏堿性。另外,溫室土壤鹽分含量要比露地土壤高,并隨著溫室使用年限的增加而增加。設施土壤中的肥料和鹽分,也會隨著土壤水分的蒸發向上層土壤轉移,土壤表面積累大量鹽分,甚至形成一層薄薄的鹽白層。拉薩的土壤類型以砂壤土為主,土層比較薄[5],濫施化肥和連作栽培會破壞土壤團粒結構,使土壤的透氣性下降,產生板結。
一些植物通過地上部的殘茬和根分泌物,釋放一些化學物質,這些化學物質能夠抑制自身及下茬同類植物的生長,這種現象就稱作自毒作用。番茄、黃瓜栽培中也存在這種自毒現象。番茄自毒物質主要是以肉桂酸為代表;黃瓜植株殘體和根系也會分泌有毒物質,這些物質主要是酚酸類物質,如苯丙烯酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸等,其中苯丙烯酸和對羥基苯甲酸對黃瓜毒害較大[6],其他物質也會對黃瓜生長產生抑制作用。當番茄、黃瓜連續種植時,酚酸類物質積累到一定程度,就會對番茄和黃瓜產生自毒作用。
2.1.1 增施有機肥
有機肥可增加土壤保水保肥能力,為有益微生物菌群提供良好的生存環境,抑制致病菌繁殖。合理增施有機肥后,可增加土壤及根際有益微生物的種群和活性,使作物生長健壯,增強作物對逆境脅迫的抵抗力,減輕連作障礙對作物的不利影響。
2.1.2 合理施用菌肥
微生物菌肥有利于增強土壤有機質的礦化與腐殖化作用,提高土壤肥力,增加土壤中有益微生物數量及活性,改善土壤活化性狀,防止土壤板結,充分提高有效養分的利用率。有研究證明,黃瓜在生長過程中施用微生物菌肥,可有效促進植株生長,提高植株的抗性,改善土壤理化性狀,克服黃瓜連作障礙[7]。微生物菌肥處理番茄后,其產量、品質及經濟效益與對照相比也會有顯著提高[8]。在黃瓜的生殖生長時期,在營養液中加入可以降解黃瓜有毒浸出液二氯苯甲酸的降解菌,可有效提高黃瓜產量。
有學者提出,增施微生物菌肥后增加了土壤根際有益微生物群體,使植物-微生物的良性多樣性體系得以重構[7]。微生物菌肥可明顯促進番茄植株生長,提高番茄抗逆性,增加果實產量和改善品質等。微生物菌劑可促使黃瓜長勢旺盛,有效減輕連作障礙,減少重茬病的發生,提高黃瓜產量。
合理輪作既增強蔬菜對土壤中不同養分的吸收能力,緩解土壤養分不均衡和降低土壤積鹽,又能阻止寄主專一性的病原菌得到正常的生長和繁殖,從而減少致病菌的數量,克服連作的危害。輪作還可以提高肥料的肥效,改善土壤的理化性能。
蔬菜與一些糧食作物輪作,能有效地減輕連作危害。番茄、黃瓜深根性作物可與白菜類、綠葉菜類、蔥蒜類等淺根性作物進行輪作,以減輕病害發生。間作套種也能較好地改善土壤鹽漬化,優化微生物群落,改善栽培環境的生態功能,增加單位面積生物多樣性,有效發揮設施內土地與空間等有限農業資源的生產潛力。如在拉薩市早春番茄大棚內行間套種小青菜、茼蒿等速生蔬菜,利用速生蔬菜較耐陰喜涼、喜磷肥特性,而番茄要求較多的氮、鉀肥,可防止土壤鹽漬化,提高番茄的產量。
生產上培育抗性較好的蔬菜品種,是行之有效的方法。選用抗病、優質、高產的蔬菜品種,是提高抗病能力的前提,也是防治連作后土傳病害最為經濟有效的措施[1]。目前國內外已育成一批可供選用的蔬菜抗病品種,同時也選育出一些抗病嫁接砧木。
溫室蔬菜連作過程中,茄果類黃萎病、瓜類枯萎病、青枯病、根腐病等土傳病害危害嚴重,采用嫁接栽培技術是有效的防治措施之一。蔬菜嫁接通常采用頂插接和靠接法,以頂插接法最為簡單,且易于推廣應用。嫁接時要選擇高抗根結線蟲和根部健壯的品種作為嫁接砧木,采用黑子南瓜或中國南瓜等作為砧木嫁接黃瓜,在生產應用中提高了植株的抗病性,增產效果明顯。番茄嫁接技術,采用番茄晚熟品種作砧木,早熟品種作接穗,不僅保留了早熟性,而且可以大大延長結果期,提高總產量,同時番茄通過嫁接育苗可以防治青枯病、褐色根腐病等病害,可增產20%以上。
土壤消毒可有效防治病原微生物及地下害蟲,獲得局部生態防治的效果。土壤消毒主要有化學藥劑消毒、蒸汽或太陽能等物理消毒方法。土壤化學消毒常用的措施是硫磺粉熏蒸、福爾馬林拌土,以及用溴甲苯、氯化苦(三氯硝基甲烷)、1,3-二氯丙烯滅菌等藥劑來防止土傳病害的發生,但是這些藥劑可能會污染環境,引起有益生物的死亡,破壞生態平衡。土壤蒸汽消毒和土壤日光消毒可有效地控制土傳病原物且不污染環境[9]。土壤調理劑能夠有效改善土壤理化性狀、增強作物抗病抗旱能力、激活土壤原有拮抗菌、提高作物品質和產量。高溫悶棚可明顯減輕設施蔬菜的連作障礙,夏季密閉棚膜10~15d,殺滅土壤中的病菌和蟲卵,有些大棚的蔬菜可恢復到新建棚時的產量與品質水平。結合深翻、整地撒施適量氰氨化鈣和濕熱殺菌法對土壤消毒,突出作用是能促進有機物腐熟,改良土壤結構,調節土壤酸性,消除土壤板結,增加土壤透氣性,減輕病蟲草的危害,降低蔬菜中亞硝酸鹽的含量等。
連作障礙是影響拉薩市設施蔬菜產業可持續發展的重要因素之一,但目前尚未有根治連作障礙的方法。作物連作障礙涉及土壤營養、土壤理化性狀、病害、根際微生物、根系分泌物等多個方面,任何一項單獨的治理措施都難以很好地解決連作障礙。通過科學手段,進行多項措施綜合治理可有效的緩解黃瓜、番茄的連作障礙,達到經濟效益、生態效益和社會效益的統一。