設施土壤連作障礙產生及修復途徑探討

魯琳 蔡琳

【摘? ?要】 分析了目前設施蔬菜生產中連作障礙產生的原因及其危害，探討了設施土壤連作障礙的防治策略。以期為設施蔬菜生產的土壤改良及修復提供理論依據。

【關鍵詞】 設施土壤;連作障礙;修復技術

中圖分類號：S34? ? ? ? ? ? ? ?文獻識別碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-1073（2020）09-0059-60

Study on the Generation and Restoration of Continuous Cropping

Obstacle in Facility Soil

LU Lin， CAI Lin*

（School of Agriculture and Bioengineering， Heze University? ?Heze， Shandong? ?274013）

[Abstract] The causes and hazards of continuous cropping obstacle in facility vegetable production are analyzed， and the prevention and control strategies of continuous cropping obstacle in facility soil are discussed. In order to provide theoretical basis for soil improvement and remediation of vegetable production.

[Key words] facility soil; continuous cropping barrier; remediation techniques

近年來，我國設施蔬菜生產發(fā)展迅速，其栽培面積一直呈增長趨勢。但是設施蔬菜生產具有高度集約化、復種指數高和種類單一的特點，各地專業(yè)化和集約化發(fā)展引起的設施蔬菜特別是瓜類、茄果類和豆類等果菜連作障礙問題也非常突出，連作栽培年限的增加已經造成土壤環(huán)境惡化、土傳病害嚴重、產量降低、品質下降等不良現象。設施土壤連作障礙問題已也成為制約設施蔬菜產業(yè)發(fā)展的一個瓶頸問題，亟待解決。

1? 設施土壤連作障礙產生的原因及危害

設施土壤連作障礙產生的原因多種多樣，一般研究認為產生的原因有土壤次生鹽漬化和酸化、土壤養(yǎng)分失衡、土壤中自毒物質積累、土壤微生物區(qū)系失衡、土壤根結線蟲危害嚴重等。即土壤理化性狀惡化、土壤微生物變化、植物的自毒作用三個方面。

1.1? 土壤理化性狀惡化

在設施蔬菜生產過程中，由于長期種植單一蔬菜種類，肥料的不合理施用從而導致作物根系對離子的選擇性吸收，設施土壤中特定的養(yǎng)分富集或虧缺，使設施土壤的含鹽量增加，抑制了設施蔬菜的生長和發(fā)育，使產量與品質降低。

與露地栽培土壤相比，隨著種植年限的增加，土壤pH值呈下降趨勢;存在一定程度的土壤酸化，土壤的緩沖能力也降低，這與N肥或生理酸性化肥大量施用有關。

隨著種植年限的增加，設施土壤鹽分濃度逐年增高，作物吸水困難，根系生長不良，使蔬菜的抗逆性減弱，病害逐年嚴重。

1.2? 土壤微生物數量及結構的變化

土壤微生物對有機質的分解和礦化起到重要作用，尤其是細菌和放線菌。細菌參與新鮮有機質的分解，放線菌具有分解植物殘體和轉化C、N、P化合物的能力，某些放線菌還能產生抗生素，是許多農用抗生素的產生菌。因而土壤中微生物的數量及結構，在一定程度上也決定了土壤的肥力。

隨著種植年限的增加，由于連作使根系分泌物長期積累，破壞了根際微生態(tài)環(huán)境，影響根際微生物的多樣性，從而影響礦質元素的轉化與利用，使病原菌拮抗微生物數量減少，土傳病害加劇;設施內土壤微生物的結構也發(fā)生很大變化，由細菌型向真菌型轉變，細菌和放線菌的數量呈逐年下降趨勢。

1.3? 作物的自毒作用

自毒作用是發(fā)生在種內的生長抑制作用。隨著種植年限的增加，設施內同一塊地塊連茬種植同一蔬菜作物，通過根系分泌或植株殘茬腐解等途徑會釋放一些對同茬或下茬同種或同科作物生長產生抑制作用的自毒物質。目前已從黃瓜、番茄、辣椒等根系分泌物中分離出多種自毒物質，其中大多為酚酸類化合物。

長期進行同種蔬菜的連作，會因根系長期分泌自毒物質而影響土壤中微生物的種類和數量，破壞土壤微生物平衡，使土傳病蟲害增加。后茬作物因接觸和吸收土壤中殘留的自毒物質后，會導致作物種子萌發(fā)和生長發(fā)育不良，水分與養(yǎng)分吸收、光合作用、呼吸作用等生理過程發(fā)生紊亂。

2? 設施土壤連作障礙修復途徑

2.1? 改善栽培制度，合理輪作

合理輪作可以維持土壤微生物的多樣性及活性，抑制連作中產生的有害微生物積累，是解決設施土壤連作障礙相對簡單有效的方法。合理輪作既包括水旱輪作、深淺根輪作、與拮抗植物輪作、與吸鹽植物輪作等。

合理輪作使病原菌失去寄主或通過改變其生活環(huán)境，從而達到防治病蟲害的效果，同時還可改良土壤結構，防止土壤酸化和次生鹽漬化，充分利用土壤肥力和養(yǎng)分，提高作物產量。

2.2? 選用抗病品種或砧木品種

利用抗病品種和嫁接技術可以克服病原菌的侵染，嫁接技術還可以幫助一些作物克服自毒作用、提高作物的抗逆性。目前，國內外相繼育成了一些抗病的蔬菜品種或砧木，如黃瓜的津優(yōu)2號、津春4號高抗枯萎病;番茄的佳紅6號抗根結線蟲病。如茄子選用紅茄1號、托魯巴姆或剛果茄作砧木嫁接，可以有效防止茄子根腐病、黃萎病等。

2.3? 土壤消毒

利用化學藥劑結合太陽能高溫悶棚的方法，直接殺死或減少土壤中病原微生物和害蟲，也是消除設施土壤連作障礙的有效措施。如用化學藥劑（溴甲烷熏蒸、硫磺粉熏蒸）消滅土壤病菌和根結線蟲等。現已證明溴甲烷是破壞大氣臭氧層和有潛在致癌危險的有害氣體，國際規(guī)定2015年起，全球全面禁用。

氰氨化鈣（石灰氮）是一種高效土壤消毒劑，其在土壤中分解的中間產物氰氨和雙氰胺對于防治根結線蟲、地下害蟲及青枯病、立枯病等土傳病害具有廣譜殺滅作用。石灰氮中的氧化鈣會遇水放熱，可使施入土中的秸稈快速腐爛放熱，加上盛夏悶棚，白天平均土表溫度在65℃～70℃，每畝施入石灰氮75～100kg，悶棚20～30天，還能改良土壤結構，調節(jié)土壤酸堿度、消除土壤板結、增加土壤透氣性。

2.4? 生物防治

2.4.1? 引入拮抗菌? ? 方法是施用生物有機肥 、菌肥、生物農藥或連續(xù)種植拮抗植物等引入拮抗菌。例如將培養(yǎng)好的拮抗微生物以一定方式施入土壤中，或是通過在土壤中加入有機物等措施來提高原有的拮抗微生物的活性和數量，從而降低土壤中病原微生物的數量，抑制病原微生物的活動，減輕病蟲害的發(fā)生。拮抗菌也可通過連續(xù)種植拮抗植物而獲得，使土壤中形成有利于拮抗菌生長的微生態(tài)環(huán)境，使其大量生長、繁殖，從而抑制病原微生物的生長。

2.4.2? 接種有益微生物? ? 接種有益微生物可通過分解連作土壤中的有害物質或通過與特定的病原微生物競爭營養(yǎng)和空間占位等途徑來減少根際病害的發(fā)生。接種有益微生物的菌群可以在作物根際周圍形成生物屏障，接種致病菌弱毒菌株可以促進幼苗產生免疫機能，使作物自身提高抗病性。

該方法無毒無害和不產生抗藥性，受到世界各國的廣泛重視。至今，研究和應用較多的生防因子包括放線菌、木霉、芽孢桿菌等屬的一些種。

2.5? 無土栽培技術

無土栽培由于完全采用基質或人工配制的營養(yǎng)液進行作物生產，不使用天然土壤，因此病蟲害較少，不會產生土壤鹽類積累現象和自毒作用。無土栽培技術能避免土傳病害和連作障礙，節(jié)水、省肥，效益高，產品清潔衛(wèi)生，無污染。但是一次性投資較大，運行成本高，營養(yǎng)液配制與管理要具備一定的知識才能掌握，對技術要求較嚴格。

固體基質培具有性能穩(wěn)定、設備簡單、投資較少、管理方便等優(yōu)點，具有較好的經濟效益，近年來被越來越多的采用。尤其是有機生態(tài)型無土栽培技術將是未來現代化農村發(fā)展的方向。

有機生態(tài)型無土栽培是現代無土栽培技術與傳統(tǒng)有機農業(yè)相結合的產物，為我國推廣應用無土栽培開辟了新途徑。十年間全國推廣有機生態(tài)型無土栽培面積已超過163hm2。有機生態(tài)型無土栽培系統(tǒng)包括栽培槽、栽培基質、灌溉系統(tǒng)等。是以各種專用固態(tài)有機肥作為供應栽培作物所需營養(yǎng)的基礎，直接混施于基質中，滴灌清水或低濃度營養(yǎng)液，從而節(jié)省生產費用。有機生態(tài)型無土栽培主要施用消毒有機肥，與使用營養(yǎng)液相比，大大節(jié)省無土栽培的生產成本。

參考文獻：

[1] 孫光聞，陳日遠.設施蔬菜連作障礙原因及防治措施[J].農業(yè)工程學報，2005，21.

[2] 劉鳳淮，文廷剛.蔬菜連作障礙因子分析及其防治措施.江西農業(yè)學報，2008，20（5）.

[3] 呂衛(wèi)光，張春蘭，袁飛.有機肥減輕連作黃瓜自毒作用的機制[J].上海農業(yè)學報，2002，18（2）.

[4] 孫紅霞，武琴，鄭國祥.EM對茄子、黃瓜抗連作障礙和增強土壤生物活性的效果[J].土壤，2001（5）.

[5] 周海燕，李進.施用石灰氮防控大棚黃瓜連作障礙的探討.浙江農業(yè)科學，2013（12）.

[6] 肖萬里.石灰氮對設施土壤的影響.黑龍江農業(yè)科學，2014（11）.

（編輯：李丹）