連作對土壤性質(zhì)和植物生長的影響以及緩解措施

楊明慧

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071000）

連作是指一年內(nèi)或連年在同一塊土地上進(jìn)行連續(xù)種植同一種作物的種植方式。土壤物理化學(xué)性質(zhì)、土壤養(yǎng)分、土壤酶、土壤微生物等都受連作的影響，而且連作明顯阻礙植物的正常生長，不利于植株正常生長，還有可能會產(chǎn)生植物的病蟲災(zāi)害。土壤微生物活性會因連作的影響而下降，造成土壤中病原微生物、害蟲的生殖與繁衍，加劇土壤中單一養(yǎng)分積累和虧缺，造成土壤養(yǎng)分失衡，同時連作會造成植物產(chǎn)生自毒作用，這一系列問題都亟待解決。

1 連作對土壤產(chǎn)生的影響

1.1 對土壤理化性狀產(chǎn)生的影響

連作以后，土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)會被破壞，使得土壤板結(jié)嚴(yán)重，土壤pH總體來說呈現(xiàn)出下降的趨勢，土壤肥力下降，土壤容重也會降低，甚至?xí)斐赏寥利}漬化的現(xiàn)象。土壤鹽類離子過高會產(chǎn)生滲透壓，植物對土壤中養(yǎng)分的吸收也會受到影響，而且還會造成某些離子中毒的現(xiàn)象，拮抗作用也會突出。土壤隨著種植年限的增長，持水性明顯增強(qiáng)，然而通氣透水性大大降低。由于植物對肥料的吸收具有選擇性，會造成單一養(yǎng)分缺乏，而造成另外一些養(yǎng)分集聚，造成土壤養(yǎng)分不平衡。土壤次生鹽漬化和酸化也受到連作的影響，如果長時間連作，容易使得土壤表層鹽分的積累，隨著土壤中易溶性鹽分含量不斷增加與積累，土壤會向著鹽漬化的趨勢發(fā)展，從而使植物生長發(fā)育、吸水能力和吸肥的能力下降并且植物的生長發(fā)育受到抑制，從而導(dǎo)致作物的產(chǎn)量和品質(zhì)下降。

1.2 對土壤微生物產(chǎn)生的影響

細(xì)菌、真菌、放線菌是土壤微生物最主要的三大類，土壤微生物群落對植物的正常生長有明顯的影響。有研究表明，真菌數(shù)量在連作過程中有明顯增加的趨勢，放線菌數(shù)量呈現(xiàn)出下降的趨勢，微生物和細(xì)菌的數(shù)量也呈下降的趨勢，真菌數(shù)量呈現(xiàn)增加的趨勢。雛菊在連作時可以使土壤中的尖孢鐮刀菌數(shù)量呈現(xiàn)出明顯增加的趨勢，而植物植株受這種尖孢鐮刀菌的侵染，不利于植物生長，又由于連作年限的增加，土壤中真菌數(shù)量同時也隨之增加，真菌化現(xiàn)象也在加重?；ㄉS著連作年限的增加，根際土壤中的真菌數(shù)量也是呈現(xiàn)出明顯增加的趨勢，然而細(xì)菌和放線菌的數(shù)量呈現(xiàn)出明顯減少的趨勢[5]。

1.3 對土壤酶產(chǎn)生的影響

土壤中的物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)化過程都需要土壤酶來共同參與完成。相關(guān)研究表明，土壤中過氧化氫酶、脲酶及酸性磷酸酶的活性與土壤中微生物的多樣性指數(shù)有顯著的相關(guān)性。細(xì)菌的數(shù)量和過氧化氫酶的活性呈現(xiàn)出正相關(guān)性，真菌的數(shù)量和過氧化氫酶的活性呈現(xiàn)出極顯著的負(fù)相關(guān)性，連作會造成土壤酶活性和數(shù)量的減少，從而惡化土壤微生物的生存環(huán)境，而且會使土壤肥力大大降低。土壤中脲酶的活性和磷酸酶的活性都因連作的影響呈現(xiàn)出降低的趨勢，連作超過五年后轉(zhuǎn)化酶的活性才會呈現(xiàn)出下降的趨勢。

2 連作對植物產(chǎn)生的影響

2.1 對植物植株生長產(chǎn)生的影響

植物植株連作對植物的光合作用、植株生長形態(tài)及植物的代謝都會產(chǎn)生一定的影響。連作會明顯降低植物葉綠素的含量，從而減小植物的光合作用速率，不利于植物根系生長，影響植物活性氧的積聚。有相關(guān)研究表明，辣椒連作后植株瘦小，植株葉片以及根系的生長量會減弱。黃瓜在連作后植株的光合作用速率也會減弱，植株的生長高度以及植株葉片數(shù)量也會相應(yīng)的減少。大豆在連作后影響植株的根系及根瘤生長，抑制根瘤菌的固氮以及植物對養(yǎng)分的吸收速率。同時連作也會導(dǎo)致藥用地黃植物光合作用降低，葉綠素相應(yīng)地減少，影響和破壞植物葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

2.2 對植物品質(zhì)與產(chǎn)量產(chǎn)生的影響

連作通過產(chǎn)生植物的生理障礙而對植物的品質(zhì)和產(chǎn)量產(chǎn)生影響，有研究表明，葡萄連作過程中體內(nèi)的有效養(yǎng)分含量和植物產(chǎn)量也隨著連作年限的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，在連作3年時達(dá)到最大值，而會有所降低，葡萄的甜度呈現(xiàn)出先增加后降低再增加的趨勢，連作1年以后葡萄甜度增加的更加明顯，連作11年時葡萄甜度則達(dá)到最大值，這說明短期連作（1～5年）提高了葡萄植株自身的體內(nèi)養(yǎng)分含量和產(chǎn)量，長期連作（＞5年）一定程度上減少了葡萄自身體內(nèi)養(yǎng)分的含量和產(chǎn)量，而連作均增加了葡萄甜度[2]。

3 連作的有效緩解措施

對于連作對土壤和植物產(chǎn)生的影響，應(yīng)采取相應(yīng)的措施減弱或者消除連作障礙，使植物正常生長，保持土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

3.1 農(nóng)業(yè)技術(shù)緩解措施

3.1.1 建立適當(dāng)?shù)母髦贫?/p>

為了有效地降低和消除連作障礙可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮喿骱烷g套作，實現(xiàn)用地與養(yǎng)地的結(jié)合，可以提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，有利于調(diào)節(jié)土壤生態(tài)系統(tǒng)。間作可以通過植物根系分泌來物抑制有害微生物的滋生與繁殖，使得根際微生物的結(jié)構(gòu)得到改善，細(xì)菌的數(shù)量和放線菌的數(shù)量增加，土壤中真菌的比例降低，進(jìn)一步改良植物根際土壤的微生態(tài)環(huán)境，連作障礙也會相應(yīng)的減輕。輪作換茬可以提高土壤生化活性，土壤的有效肥力得到提高，通過換茬可以有效利用不同作物的生物學(xué)特性從而來抑制某些病原菌的生長與繁殖減少病蟲害的發(fā)生。

3.1.2 合理的進(jìn)行施肥

有機(jī)肥與無機(jī)肥，氮、磷、鉀肥配合施用都可以有效減小連作障礙，依靠植物的需肥特性、土壤現(xiàn)有的有效養(yǎng)分狀況、肥料的種類等來確定合理的施肥方法，盡量多施用有機(jī)肥，盡量減少化肥的施用，但要注重平衡施肥，尤其是要重視施用有機(jī)肥料，它不僅可以提高植物根系的活動能力，提高土壤及植物根際微生物的總量，并且增加有效養(yǎng)分的供給，進(jìn)而減少連作對土壤和植物的影響。有機(jī)肥料和無機(jī)肥料配合施用不僅對于陽離子的代還能力有增強(qiáng)作用，對養(yǎng)分的利用效率的提高也有明顯作用，還能夠加快土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)的形成，有效提高植株的存活率，還可以有效降低植物的發(fā)病率，有利于促進(jìn)植株正常的生長發(fā)育。也可以考慮進(jìn)行秸稈還田，種植綠肥作物，這不僅可以供給植物有效養(yǎng)分，調(diào)控土壤微生態(tài)環(huán)境平衡，并且有效減緩植物連作給土壤和植物帶來的危害。有研究表明，施用有機(jī)肥對降低花生連作障礙的效果最好，有利于提高花生的產(chǎn)量，可以有效改善連作對花生生長的影響。

3.1.3 選擇高抗性的植物品種

隨著連作年限的增長，植物根系分泌物逐漸積累，土壤酸化和鹽漬化程度也隨之增加，從而導(dǎo)致連作障礙。通過對不同品種植物的特性進(jìn)行分析，選擇具有高抗性的品種可以有效緩解連作產(chǎn)生的危害，同時要兼顧好當(dāng)?shù)鼐唧w的土壤環(huán)境條件，保證植物受連作影響最小化，有效降低連作對土壤性質(zhì)和植物生長的影響。

3.1.4 進(jìn)行植物的嫁接

嫁接換根可以使某些植物根系分泌物的組成和數(shù)量發(fā)生顯著改變，植物根際土壤放線菌和細(xì)菌的數(shù)量也會得到明顯提高，真菌的數(shù)量明顯降低，某些植物的嫁接主要是通過抑制致病真菌數(shù)量的增加從而降低了植物連作的影響。嫁接苗的抗逆能力比較強(qiáng)，嫁接苗可以克服連作障礙，提高土壤及土壤根際的pH值，減小土傳病害發(fā)生的幾率。

3.2 物理技術(shù)緩解措施

3.2.1 土壤的消毒處理措施

土壤消毒也是當(dāng)前緩解連作產(chǎn)生危害的重要途徑之一，土壤消毒的目的是有效的消除土壤中有害微生物對植物生長的抑制作用，且不對土壤的物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響。土壤的消毒處理不僅使得植物的光合作用和生長發(fā)育提高，還能有效的調(diào)節(jié)土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡。

3.2.2 利用生物炭進(jìn)行處理

生物炭是土壤有效的改良劑，能夠有效緩解連作產(chǎn)生的危害，有利于植物生長，生物炭又可以將土壤中的碳穩(wěn)定在土壤中達(dá)到上百年的時間。生物炭可以有效改良土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和提高土壤中微生物的數(shù)量，提高土壤酶的活性，增強(qiáng)土壤水分和離子的吸附性能，維持土壤微生物良好的生存環(huán)境。

3.3 化學(xué)技術(shù)緩解措施

使用化學(xué)藥劑進(jìn)行土壤消毒，降低連作危害，可以有效防治土壤病蟲害、雜草生長等，并且具有效果顯著、不受地域限制和季節(jié)限制的特點。噴施抗菌性的化學(xué)藥劑有利于防治植物的病蟲害，某些化學(xué)藥劑對于殺死土壤中的線蟲也有一定的作用，褪黑素在近年來被認(rèn)為是一種新型的植物生長調(diào)節(jié)劑，能夠增強(qiáng)植物的抗逆能力，增強(qiáng)植物光合作用能力。

3.4 生物技術(shù)緩解措施

生物菌劑和微生物調(diào)節(jié)劑對于促進(jìn)植物的生長發(fā)育有明顯的作用，有益微生物有利于植物生長，提高土壤肥力，并且抑制有害微生物的活性，但是生物菌劑的增產(chǎn)效果不是很穩(wěn)定，受土壤環(huán)境的影響比較大。在土壤中施用生物殺菌劑和拮抗微生物的有機(jī)肥有利于提高根際土壤脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶的活性，使得植物的根系活力得到提高，從而更利于植株的正常生長，減輕連作對植物生長和土壤性質(zhì)產(chǎn)生的影響。

4 展望

由于種植的植物種類比較單一，連作也成為了植物種植過程中常見的種植方式，連作種植植物幾年后，植物的生長狀況和土壤性質(zhì)也在逐漸發(fā)生變化，產(chǎn)生了不少的問題，不利于植物生長發(fā)育，植物病蟲害加劇土壤鹽漬化和酸化現(xiàn)象明顯，土壤微生物數(shù)量也在改變，造成土壤生態(tài)系統(tǒng)失去平衡。對于連作所產(chǎn)生的影響，單一的運用物理、化學(xué)、生物、農(nóng)業(yè)等措施進(jìn)行緩解效果都不是非常的顯著，因此要綜合運用這些措施最大限度的緩解連作產(chǎn)生的危害。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，也更加需要人們發(fā)現(xiàn)和研究更加有效緩解連作的影響，并且隨著栽培管理技術(shù)的不斷完善，連作問題也必將得到最大限度的緩解。