农作物连作障碍产生机理与调控技术研究_郭肖
网络出版时间：2016-03-15 13:56:57网络出版地址：
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２０１６年第３０卷第２期作物研究２１５
农作物连作障碍产生机理与调控技术研究
郭肖１，孔德章１，黄本婷２，唐元椿２，杨林２，王明珠２，王舒婷２，向达兵２，赵钢２，黄凯丰１
（１贵州师范大学荞麦产业技术研究中心，贵阳５５０００１；２成都大学药学与生物工程学院，四川成都６１０１０６）
摘要：连作障碍是作物生产中经常发生的一种现象，各种作物或轻或重都会发生，给农业生产造成了严重损失。
为了阐明连作障碍在农作物生产中的危害，本文简述了农作物连作障碍产生原因，论述其调控技术，并对农作物
连作障碍进行研究展望，旨在为今后的深入研究提供部分科学理论依据。
关键词：农作物；连作障碍；机理；调控
中图分类号：Ｓ３４４４文献标识码：Ａ
文章编号：１００１５２８０（２０１６）０２０２１５０６ＤＯＩ：１０１６８４８／ｊｃｎｋｉｉｓｓｎ１００１５２８０２０１６０２２５
ＳｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｆＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣｒｏｐｐｉｎｇＯｂｓｔａｃｌｅ
ＧＵＯＸｉａｏ１，ＫＯＮＧＤｅｚｈａｎｇ１，ＨＵＡＮＧＢｅｎｔｉｎｇ２，ＴＡＮＧＹｕａｎｃｈｕｎ２，ＹＡＮＧＬｉｎ２，ＷＡＮＧＭｉｎｇｚｈｕ２，
ＷＡＮＧＳｈｕｔｉｎｇ２，ＸＩＡＮＧＤａｂｉｎｇ２，ＺＨＡＯＧａｎｇ２，ＨＵＡＮＧＫａｉｆｅｎｇ１
（１ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＢｕｃｋｗｈｅａｔ，ＧｕｉｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５０００１，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１０１０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇｏｂｓｔａｃｌｅ，ｉｓａｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｏｃｃｕｒｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎｃｒｏｐｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｗｉｌｈａｐｐｅｎｉｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｃ
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ｓｉｓｆｏｒｉｔｓｓｔｕｄｙＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｒｏｐ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇｏｂｓｔａｃｌｅ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
随着我国人口的增加和人们生活水平的提高，粮食、蔬菜、瓜果等需求量呈现快速上升趋势，然而我国可利用的土地面积却在慢慢减少，因此提高土地利用率已成为我国乃至于世界现代农业发展的一种趋势。由于现代农业复种指数比较高以及作物种植种类单一等特点，伴随栽培年限的增加就出现了一个急需解决的瓶颈问题———连作障碍［１，２］。
在对连作的定义中，一般有两种说法，即广义的连作和狭义的连作。狭义的连作是指同一种作物在同一块地里面多年连续种植的现象；而连续种植同一种（或同一科）作物，且感染同一种病原菌或线虫的现象称之为广义的连作。同一作物或者其近缘的作物在连续种植一定的年限后，虽然对其进行正常的管理，却出现品质下降、产量降低等现象，即为连作障碍［３～５］。对于连作障碍，不同的国家有着不同的描述，在欧美地区称其为再植问题（Ｒｅｐｌａｎｔｐｒｏｂ
收稿日期：２０１５１１３０
作者简介：郭肖（１９８９－），男，硕士，研究方向：植物遗传、进化与育种，Ｅｍａｉｌ：ｇｕｏｘｉａｏ１９８９０９１０＠１６３ｃｏｍ。通信作者：黄凯丰，教授，博士，硕士生导师，从事荞麦栽培生理研究，Ｅｍａｉｌ：ｈｋｆ１９７９＠１６３ｃｏｍ。
基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）前期研究专项（２０１４ＣＢ１６０３１２）；国家自然科学基金项目（３１３６０３１８，３１４０１３１５）；贵州省优秀青年科技人才培养对象专项资金（黔科合人字［２０１３］０３号）。
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ｌｅｍ）［６，７］，日本则称为忌地现象，而我国常称之为重茬问题［８］。本文综述农作物连作障碍的危害、产生原因以及调控技术，旨在为今后我国的农业生产提供部分科学理论依据和实践指导。
１连作障碍产生机理
３＋＋［１４］
子缓慢变成以Ａｌ和Ｈ为主的过程。研究发
现，连作后的土壤与对照的土壤相比较，ｐＨ值随种植年限的增加呈下降趋势，土壤逐渐酸化，并且这种酸化趋势与连作障碍具有相关性［１５］。
１１３植株水浸液的自毒作用
植株水浸液的自毒作用主要包括植株的根水浸
关于连作障碍发生的起因，Ｐｌｅｎｋ（１７９５）、
Ｄｅｃａｎｄｏｌｅ（１８３２）等［９］首先提出毒素学说，后经Ｓｃｈｒｅｌ液的自毒作用、茎水浸液的自毒作用以及叶水浸液
的自毒作用。李志霞等［１６］研究表明，东北山樱根浸
ｎｅｒ（１９０８）、Ｐｉｏｃｋｅｒｉｎｇ（１９１７）等研究，于１９３７年Ｍｏｌｉｓｈ提出了作物间的“相克”现象。１９８３年日本的泷岛将引起连作障碍的原因归纳为以下５种：土
壤的养分亏缺、土壤的反应异常、土壤的理化性状恶化、植物的有害物质及土壤微生物的变化［１０］。
目前对农作物连作障碍的产生机理可归纳为图１。提液对幼苗株高、茎粗、发根数量、茎叶和根的生长量、根系活力、ＰＳⅡ最大光化学效率及呼吸底物含量均表现出低促高抑的化感作用效果。蔡明等［１７］
研究发现，红三叶浸提液对种子的幼根和幼苗的生长发育具有极强的抑制作用，且在适度浓度下随着浓度的增大，化感作用不断增强。
１１４植株残体腐解物的毒害作用
图１农作物连作障碍产生机理示意图
１１土壤化学性质改变
１１１土壤次生盐渍化
在作物栽培过程中，氮肥、人畜粪尿以及含氯化肥的投入量过大，使得多余的养分不能随水分淋溶反而积聚在了土壤表层，导致土壤含盐量明显高于露地，产生土壤次生盐渍化，加重植物生理病害［１１］。
在盐碱土地，土壤可溶性盐分中ＮＯ３－Ｎ占阴离子总量的７０％［１２］左右，含量达３００～４００ｍｇ／ｋｇ，有的
［１３］
更高达７００ｍｇ／ｋｇ。
１１２土壤酸化
土壤酸化指土壤酸性增加的现象，即在自然或人为条件下土壤中阳离子增加的过程。它是持续不断的自然过程，是土壤退化的一种表现形式。土壤酸化过程，即是盐基阳离子淋失使土壤交换性阳离
早在１８世纪，Ｐｌｅｎｄ、ＤｅＣａｎｄｏｌｅ等就提出了有毒物质的假说，即作物秸秆及其腐解物中的化感物质对其本身的生长发育有很强的抑制作用［１８，１９］。
李志宏等［２０］发现，加工番茄植株残体腐解液对加工番茄种子萌发有不良影响，其抑制了加工番茄种子发芽势，延长了种子发芽所需时间，抑制了胚根
生长。
１１５根系分泌物的化感作用
根系分泌物是植物在生长过程中通过根的不同部位向其生长基质（如土壤、营养液等）溢泌或分泌的一组种类繁多的物质［２１，２２］，是化感物质产生的重要途径之一。已报道桃［２３］、苹果［２４］、草莓［２５］和樱桃［２６］的根系能分泌化感物质，这些物质对植株生长
具有明显的抑制作用，是连作障碍产生的重要因素。郭修武等［２７］研究表明，根系分泌物显著抑制葡萄植
株生长、叶片可溶性糖、蛋白质含量以及苯丙氨酸解氨酸（ＰＡＬ）和超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性，浓度越
高抑制作用越强。
１２土壤微生物的改变
１２１土壤微生物群落结构改变
在连作年限较长的土壤内，土壤微生物群落结构表现异常，主要表现为有益微生物数量下降，而病原微生物特别是有害真菌数量升高，破坏了原有的微生物系统。有研究表明，连续多次种植单一作物
后，耕地土壤微生物功能多样性显著低于轮作的耕地，并且不同连作年限的土体和根际微生物群落功能均存在差异［２８，２９］。
１２２土壤微生物数量及区系变化
长期玉米连作农田，受土壤理化性质、物理结构、根系分泌物和生物变化等因素的综合影响，土壤微生物量下降［３０］。吴凤芝等［３１］研究发现，黄瓜连作后的土壤其微生物群落多样性指数降低。种植棉花的土地也出现类似的情况，８年以上连作棉花的土地里面土壤微生物总量以及细菌数量随着连作障碍加重而明显下降［３２］。
１２３土壤微生物生理类群变化
不同的生理菌群可以反映出不同条件下土壤的质量状况。李琼芳［３３］在冬小麦上的研究表明，随着
冬小麦连作年限的增加，各有益细菌生理群的数量减少，而微生物生理菌群数量表现为：氨化细菌＞硝化细菌＞固氮菌和纤维素分解菌。大豆连作使土壤微生物主要生理类群数量明显下降［３４］。
１２４土壤病原微生物数量增加
随着连作年限的增加，土壤微生物区系发生改变，如土壤根际真菌数量增加，尤其是有害真菌数量
大量增加，有益真菌数量减少，细菌和放线菌数量减少，造成地力衰竭［３５］。土壤细菌真菌比值减少，土
壤质量变差，不利于植株生长。茄子在长期连作后，
根际土壤表现出细菌和放线菌数量明显减少，真菌数量增加，加快土壤中营养元素的分解［３６］。
２调控技术
２１合理增施有机肥
为缓解设施连作土壤养分失衡的问题，需根据
作物的需肥特性和土壤类型，调节各营养元素的比例和施用时期［３７］。增施有机肥可在一定程度上减
轻连作黄瓜苗期的病害，有效缓解连作障碍影响［３８］。朱林等［３９］研究表明，在设施内增施有机肥
可以改善土壤环境；有机肥营养全面，且可以改善土壤理化性质，促进作物生长。郑兰君等［４０］研究表
明，在大豆连作土壤，长期适时适量的施用有机肥和
稻秆有助于提高土壤中有效微量元素含量。刘美昌等［４１］比较了有机肥在轮作和连作条件下的施用效果，结果表明，连作和轮作条件下施用有机肥其增产率分别为１３３％和８１％。表明有机肥对缓解连作
障碍有一定的作用，是减轻连作障碍的有效措施
之一。２２无土栽培
凡是不用天然土壤，使用或不使用基质，利用营养液来提供植物生长所需的养分、水分、氧气来种植植物的栽培技术，或用其他施肥方式来种植作物的方法统称为无土栽培［４２］。农作物土壤栽培的一个缺点是经过多次种植之后，土壤肥力下降，需要大面积采用轮作的方式才能恢复。而无土栽培中，可更换栽培基质或进行消毒处理，没有受到外部雨水的影响，很容易保持营养液的原状，种植设施也易于清洗和消毒，能够克服土壤栽培中连续生产导致土地肥力下降的劣势，有效提高了作物的连续生产能力以及大规模种植能力。２３实施轮作与间套作
轮作可使病菌失去寄主或改变其生活环境，因
而可以减轻或消灭病虫害，同时也可以改善土壤理化性状，有利于充分利用土壤养分［４３］。封海胜等［４４］研究表明，花生与小麦轮作后，生物产量和荚
果产量较对照分别增产２３９８％和２５１０％，与水萝卜轮作后，生物产量和荚果产量分别增产２３２２％和２ｌ２０％。梁银丽等［４５］研究表明，黄瓜与翻青玉米、翻青黑豆以及豇豆轮作是有效预防和克服其土
壤连作障碍的一种种植模式。间作套种主要通过多
种作物构建复合群体，可有效地发挥土地与空间等有限农业资源的生产潜力［４６］。现已证明，利用不同作物种类、不同品种的合理搭配和套种间作来控制
病虫草害的发生，提高作物的产量是非常有效的方法［４７］。
２４施用土壤改良剂
舒秀丽等［４８］以北京地区连作西洋参为研究对象，通过３种土壤改良剂随机区组试验对其土壤理化性状、酶活性、根际微生物区系及产量进行了系统研究。结果表明连作西洋参根际微生物区系及土壤酶活性与土壤理化性状之间紧密联系，通过施加不同土壤改良剂，可以为耐连作种植西洋参提供适宜的土壤环境。李玉利等［４９］也发现，施用土壤改良剂能够有效缓解土壤盐渍化以及酸化程度，能够显著增加土壤有机质含量，均衡土壤各种营养元素，改善施用肥料过多而导致的营养元素富集现象，可以非常明显的改良土壤的理化性质。
２５土壤灭菌
从生态健康和可持续农业理念出发，化学灭菌
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方法有带来环境风险的致命弱点，而物理方法既能
消除土壤有害生物，又不至于引起土壤污染，是生产
中宜于采用的较为理想的土壤灭菌方法［５０］。郭修
武等对葡萄连作土壤进行蒸汽灭菌，结果发现灭菌
可改变根系分泌物的成分及含量，促进植株的生长，减轻葡萄的连作障碍［５１］。其他研究表明对土壤进行有效的灭菌可以减轻或消除辣椒［５２］、大豆［５３］、苹果［５４］、桃［５５］的连作障碍。通过施用化学试剂消毒、土壤蒸气消毒和日晒消毒等方法对土壤进行消毒来控制黄瓜、茄子、草莓、大豆、果树等的连作障碍，也有一定的效果［５６，５７］。
３研究展望
３１提前做好预防措施，避免连作障碍发生
农作物连作障碍的研究，是现代农业可持续发展的热门研究课题之一。据已有的资料显示，大多数研究人员的研究方向都主要集中在农作物连作障碍产生后的解决方式上面，而有关连作障碍发生前预防措施的相关研究鲜有报道。并且，作物产生连作障碍的根本原因又几乎都是因为人们在种植农作物前期或者过程中的疏忽或者不在意所导致的。因此，连作障碍的防范措施，应该首先从最基本的步骤开始，即从一开始在种植农作物之前就应该有意识的预防连作障碍，趁其还未发生前就做好相应的预防措施，而重点可以考虑从作物根际土壤的变化下手，为减缓或者控制连作障碍的发生做好实践准备。
３２重点探讨形成机理，建立预测连作障碍的数学模型
尽管研究者对于连作障碍的机理研究已取得突破性的进展，但对于各土壤组分在连作障碍产生中的具体作用还不确定，产生机理也十分复杂，涉及农作物和土壤一系列的联系也不太清楚。由于作物种类和环境差异的关系，作物发生连作障碍的主导条件也不尽相同。即使是同一作物，在不同的生长阶段所产生连作障碍的机制可能不同；同一作物在不同的生长地区所产生连作障碍的机制也可能有差异。因此，探究连作障碍深层次的形成机理，提出合理解释的理论，并将研究成果充分运用到实践中，将
是以后研究连作障碍的一个热点。
不同的作物其连作年限以及连作次数所导致的连作障碍程度也不尽相同，短期连作可能并不会引起比较严重的连作障碍，并且作物产生连作障碍而达到影响其产量及品质的情况也需要一定的年限或者种植的次数，只有种植年限或者次数达到相对应的值，农作物才会表现出相应的障碍效应。因此，很有必要建立作物产量或品质与连作障碍的年限或者次数的函数关系，这样才能更加直观、更加准确的判断出连作障碍所产生的影响，并提出应对策略。
３３探明引发连作障碍的主要因子，综合各因素深
入研究
目前，国内外研究者虽然从施肥、轮作与间套作、土壤改良剂以及土壤灭菌等方面对连作障碍进行了研究，但大多数都不够深入，其研究内容大多数都是有几大类物质或者不同类型的几种物质引起农作物连作障碍，并没有具体到到底是哪种或者哪几种物质在这当中起主要作用。因此，深入探明在农作物当中引起连作障碍的主要物质应该是以后研究连作障碍的一个重要方向。
由于连作障碍的发生是系统综合效应的展现，属于一个累积过程，是多方面因素综合作用所导致，虽然目前国内外学者的研究内容已经从传统单因子拓展到现在的多因子［５８，５９］，但是由于产生原因众多、形成机理复杂并且缺少深入研究，所以日后的研究需多方面、多角度和多领域相互结合，探索各个因素之间的联系，寻找到关键的突破口，并确定引起连作障碍的核心因子，有针对性地进行防范，并加以解决。
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展［Ｊ］山地农业生物学报，２０１１，３０（１）：７０－７５［５２］侯永侠，周宝利，吴晓玲，等土壤灭菌对辣椒抗连作［４３］张晓玲，潘振刚，周晓锋，等自毒作用与连作障碍障碍效果［Ｊ］生态学杂志，２００６，２５（３）：３４０－３４２［Ｊ］土壤通报，２００７，３８（４）：７８１－７８４［５３］季尚宁，肖玉珍，田慧敏，等土壤灭菌对连作大豆生［４４］封海胜，张思苏，万书波，等解除花生连作障碍的对长发育的影响［Ｊ］东北农业大学学报，１９９６，２７（４）：策研究Ⅰ模拟轮作的增产效果［Ｊ］花生科技，１９９６３２６－３２９
（１）：２２－２４［５４］肖宏土壤消毒和轮作对克服苹果连作障碍效果
［４５］梁银丽，徐福利，杜社妮，等黄土高原设施农业种植的研究［Ｄ］泰安：山东农业大学硕士学位论文，２００４制度探析［Ｊ］中国生态农业学报，２００６，１４（２）：１８９－［５５］ＤｅｓｍｏｎｄＲＬ，ＧｕｉｄｏＳＰｒｅｐｌａｎｔｐｒａｃｔｉｃｓｔｏｍａｎａｇｅａｒｍｉｌ１９０ｌａｒｉａｒｏｏｔｒｏｔｄｉｓｅａｓｅａｎｄｏｔｈｅｒｓｏｉｌｐａｔｈｏｇｅｎｓｏｎａｃｏｍ［４６］郝永娟，刘春艳，王勇，等设施蔬菜连作障碍的研ｍｅｒｃｉａｌｐｅａｃｈｒｅｐｌａｎｔｓｉｔｅ［Ｊ］Ｈｏｒｔｓｃｉｅｎｃｅ，２００６，４１：究现状及综合调控［Ｊ］中国农学通报，２００７，２３（８）：１０２８－１０２９
３９６－３９８［５６］汪立刚，王玉，华天懋，等土壤灭菌对大豆的增产［４７］林文雄，陈婷，周明明农业生态学的新视野［Ｊ］效果及其机理探讨［Ｊ］西北农业学报，２００１，１０（１）：中国生态农业学报，２０１２，２０（３）：２５３－２６４６７－７１
［４８］舒秀丽，赵柳，孙学振，等不同土壤改良剂处理对［５７］喻景蔬菜生产中的化学他感作用问题及其研究连作西洋参根际微生物数量、土壤酶活性及产量的影［Ｍ］南京：东南大学出版社，１９９８３３６－３４３
响［Ｊ］中国生态农业学报，２０１１，１９（６）：１２８９－１２９４［５８］喻景权“十一五”我国设施蔬菜生产和科技进展及［４９］李玉利，杨忠兴，仇璇，等土壤改良剂对大棚辣椒其展望［Ｊ］中国蔬菜，２０１１（２）：１１－２３连作土壤理化性质的影响［Ｊ］安徽农业科学，２０１４，［５９］段峰，王秀云，高志红园艺作物连作障碍发生原４２（３３）：１１６７６－１１６７７，１１７３９因及防治措施［Ｊ］江西农业学报，２０１１，２３（３）：３４－［５０］张树生，杨兴明，茆泽圣，等连作土灭菌对黄瓜３９
（Ｃｕｃｕｍｉｓｓａｔｉｖｕｓ）生长和土壤微生物区系的影响［Ｊ］
连作障碍总结
连作的弊端与消除途径 （一）连作的弊端 主要表现在化学、生物学与物理学三个方面。 1、化学危害： ?（1）营养物质的偏耗; ?（2) 分泌物的积累,容易发生负对等效应； 2、生物危害 ?（1）伴生性和寄生性杂草危害加重 ?（2）某些专一性病虫害蔓延和加剧 ?（3）土壤微生物种群单一化 ?（4）土壤酶活性降低 3、土壤物理结构的危害： 长期连作会导致土壤物理形状显著恶化，不利于同种作物的生长，如长期淹水，导致土壤容重增加，通气不良土壤物理结构的破坏。 （二）消除连作危害的技术 1、化学技术 ?（1）补施化肥，平衡施肥 ?（2）用现代的植保技术解决病虫害的防除问题 2、农业技术： ?（1）更换品种，不同品种的生物系特性不同，抗病品种比感病品种连作受 害轻 ?（2）土壤耕作 ?（3）合理灌溉 3、物理技术 即土壤的激光处理技术等 连作障碍及其防治 同一作物或近缘作物连作以后，即使在正常管理的情况下，也会产生产量降低、品质变劣、生育状况变差的现象，这就是连作障碍。 一、连作障碍的表现形式和成因 原因复杂：作物和土壤等诸多因素综合作用结果 1、土传病虫害加重：最主要原因和形式(70%) ?连作为病原菌生存和繁殖提供了丰富的营养和寄主 ?使有益微生物受到抑制，土壤微生物区系发生变化，根区土壤微生物生态失衡。 ?同种类甘蔗互相传播病虫害 2、土壤理化性状恶化(20%) ?土壤养分不均衡 ?土壤酸化
?土壤板结，有机质含量下降 ?土壤耕作层变浅 3、土壤次生盐渍化 大水大肥的栽培技术，造成土壤水分盐分（植物养分）的动态运移失衡，土壤盐分累积 盐分离子组成：ca2+，NO3-，SO42-，CI- 危害原理：离子毒害、渗透胁迫 二、连作障碍的综合防治 1.源头控制：轮作；配方施肥 2.过程控制：施用有机肥；土壤消毒；清理病株；嫁接 以生态控制、生物防治和高效低毒化学农药相结合的蔬菜病虫害综合治理技术； 以生物有机肥、专用控释肥与配方施肥相结合的肥料施用及土壤改良和可持续利 用技术； 以抗病耐盐砧木嫁接与无土栽培相结合的可持续栽培技术 针对我们糖厂的对策 1、针对德宏蔗区，应尽量减少或不再施用尿素，真正做到平衡施肥。 2、增加有机肥料的施用，改善土壤的理化性质，增加土壤微生物数量，减 少土传病害的发生。 3、选用健康优良蔗种，大力推广甘蔗脱毒健康种苗。 4、推广间套作种植技术。 5、相连蔗田地块之间种植不同的品种，尽量减少病虫害的传播。 6、选用高效低毒农药。 7、加强田间管理措施，使之科学化。 1）调整耕作制度，深耕管理 甘蔗连作和浅耕导致土壤中有害元素堆积，地下害虫安营扎寨，使甘蔗生长严重受阻，糖份低下。经济作物失去了经济效益。 作物竞争，使甘蔗地不能扩展甚至缩小，糖厂要效益的情况下，轮作成为一个老大难的问题，只有改善现有条件深耕。深耕即把熟土翻在底层，底层生土翻在表层，使耕作层改变，经雨水淋洗土壤，减轻有毒元素危害，降低虫口密度。 据德宏州甘科所深耕试验得出以下几个特点：（1）、因为是新土，甘蔗出苗较慢、苗较弱。（2）、前期长势较慢、中后期长势较好，这样有利于蹲苗，根深扎。（3）、抗倒伏。（4）、成茎率较高，蔗株较整齐。（5）宿根蔗缺行断垄较少。（6）、杂草、病虫害较少。 2）提倡合理轮作，同一作物不同品种轮作或不同作物之间的轮作。 甘蔗生长期长，植株高大，根系发达，对土壤养分消耗量大，若多年连作就会使土壤肥力降低；同时，连作蔗株根部的分泌物和残留物，在分解过程中产生的有机化合物，如低级醇类和酚类等有毒物质，对甘蔗生长不利；病、虫、草害也会逐年严重，特别是地下害虫和适于蔗地生长的杂草。因此，必须进行轮作。根据实践，甘蔗轮作的好处很多：
设施园艺中产生连作障碍的原因及解决措施
设施蔬菜栽培经济效益较好，生产者一般不愿意进行轮作倒茬。而且设施一旦建成，移动换茬困难，蔬菜连作障碍已成为制约设施蔬菜可持续发展的瓶颈。 连作障碍 ( Continuous Cropping Barrier) 是指因连续种植某种( 乃至同一科) 作物而出现的生长发育不良，品质、产量下降等现象. 连作障碍不仅发生在同一种蔬菜的连年种植，甚至还包括亲缘关系较近的同科作物连年种植，例如辣椒、茄子、番茄等茄科作物的连年种植，西瓜、黄瓜、甜瓜等瓜类作物的连年种植，白菜、菜苔、萝卜等十字花科等蔬菜的连年种植。 目前，我国已成为世界上设施栽培面积最大的国家，设施蔬菜生产的产量稳定、附加值较高，已成为现代农业、设施农业中集约经营的重要组成部分。然而，设施大棚连作种植系统的连作障碍表现相当普遍，严重限制了设施农业可持续发展，而且连作年限越长其连作障碍就越严重,连作障碍已成为制约设施农业可持续发展的瓶颈 一、连作障碍产生的原因 以前的学者对多年连作障碍进行过多方面的研究，发现造成作物连作障碍的原因主要有: . 1 设施蔬菜连作使土壤物理性状变差，出现次生盐渍化、土壤酸化设施蔬菜生产中化肥使用量大，雨水对土壤淋溶等作用降低，引起土壤物理结构的破坏和盐分积累。连作后土壤的 pH、有机质及阳离子交换量( Ca2 +，Mg2 +及 K+) 比对照显著性降低。吴凤芝［8］和朱林［9］等研究了黄瓜连作对土壤理化性状的影响; 范小峰［10］等对大棚黄瓜的研究表明: 随着连作年限的增加，水稳性团粒增加，土壤孔隙度提高，通透性增加; 土壤耕层的可溶性盐含量和硝酸盐含量累积，土壤盐渍化成为大棚蔬菜连作的障碍之一。随着大豆连作年限的增加，耕层土壤的容重增大、非毛细管孔隙表层增大、大孔隙多，三相比不协调等［11］。设施大棚内土壤通气透水性变差，最终会导致土壤的板结［12］，不利于蔬菜的生长。 2. 2 设施蔬菜连作使土壤有效养分分布不均匀，比例失调有研究发现土壤养分亏缺是设施蔬菜产生连作障碍的重要因素，连作土壤中的有效磷和有效钾含量明显高于轮作土壤［13］ 。连作蔬菜土壤缺钙会引起大白菜的干烧心，番茄、甜椒的脐腐病等; 缺硼会引起萝卜、莴苣褐心，芹菜茎裂病; 缺钾会引起黄瓜真菌性霜霉病; 缺硼会出现番茄的裂果病等［14 －15］。重茬大豆的根际土中速效氮含量略高于正茬区，速效钾低于正茬区，而重茬区根系和冠部全氮含量高于正茬区，全磷和全钾含量低于正茬区［16］刘方
一种新型微生物制剂对设施番茄土壤微生物数量的影响
·设施园艺· 北方园艺２０１３（０４）：４２～ ４４ 第一作者简介：吴晓燕（１９７８－），女，硕士，高级农艺师，现主要从事设施蔬菜生物防治及农产品质量安全等工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｘ－ｗｘｙ＠１２６．ｃｏｍ． 基金项目：宁夏自治区科技攻关资助项目（ＫＧＸ－０９－１０－０２）。收稿日期：２０１２－１０－２２ 一种新型微生物制剂对设施番茄土壤 微生物数量的影响 吴晓燕１，张丽荣２，马建华２ （１ ．银川市西夏区农牧水务局，宁夏银川７５０００２；２．宁夏农林科学院，宁夏银川７５０００２） 摘 要： 以设施番茄土壤为试材，研究了一种新型微生物制剂对设施番茄土壤的细菌、真菌、放线菌微生物数量的影响。结果表明：微生物制剂处理的真菌数量下降最快，真菌数量也较低，细菌数量和放线菌数量均比对照处理的数量高；而对照处理的真菌数量最高，但细菌数量和放线菌数量最低；上年用微生物制剂处理的真菌数量也低于对照处理，细菌数量和放线菌数量则高于对照处理。施用新型微生物制剂可以降低土壤中病原菌的密度，抑制病原菌的活动减轻病害的发生，对克服连作障碍具有显著的效果。 关键词：新型微生物制剂；番茄；土壤微生物 中图分类号：Ｓ ６４１．２０６＋ ．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－０００９（２０１３）０４－００４２－０３ 随着蔬菜生产规模化、 产业化、工厂化的发展，连作障碍越来越引起人们的重视。蔬菜的连作障碍现象十分普遍，随着连作年限的增加，蔬菜产量下降，品质变劣。连作障碍的原因很多，土壤微生物变化连作障碍是限制设施蔬菜持续发展的瓶颈，由于其成因复杂，涉及土传病虫害加剧、土壤理化性状恶化、植物自毒物质积累等多种因素，目 前国内外鲜见行之有效的防治方法［ １－３ ］。据研究，土壤微生物变化是连作障碍的主要因子，而由于土壤微生物区系恶化引起的土传病害发生严重占７０％～８０％以上。对于其它作物的连作障碍研究较多，但对于设施番茄栽培的连作现象研究甚少。倒茬、 无土栽培等措施虽然效果好，但由于受土地条件、投入成本等因素的制约，限制了技术措施的推广普及。化学防治是目前采用的主要手段，但由于连作障碍的构成因素具有多样性和不确定性，因此防效不理想，且投入成本较高，以致产生抗药性和农药残留等弊端。生物防治以其高效、无公害、成本低等特性而广泛受到世界各国的重视，其中微生物制剂利用成为当前研究与开发的热点。施用微生物制剂能改善作物根际微生态环境的理化、生物性状，促进根系生长，增强作物抗性，成为减轻设施连作蔬菜障碍的有效措施之一。现以中国农业科学院植保所最新研发沃丰宝微生物制剂作为克服番茄连作障碍的生物防治方法，施用土壤微生物制剂后明显 减轻了设施番茄的连作障碍，增产效果明显［ ４ －８］。１ 材料与方法 １．１ 试验地概况 试验地在宁夏银川市西夏区镇北堡镇芦花三队日 ２ ４
连作障碍发生的原因
连作障碍发生的原因 1、连作和无越冬使病虫繁殖量加大 连作大棚中叶霉病、灰霉病、霜霉病、根腐病、枯萎病和白粉虱、蚜虫等病虫害的茬口密度和病害程度远远高于非连作的大棚。 2、土壤微生物的自然平衡遭到破坏 温室设施长期连作栽培，使土壤的性状及温度、湿度和光照等条件都发生了改变，使得有益微生物如铵化菌、硝化菌等的生长都受到抑制，却有利于有害微生物的繁殖，从而破坏了土壤微生物的自然平衡，不但使肥料分解受到障碍，还使病虫害发生增多，蔓延加快，逐年加重。 3、常年覆盖和高蒸发导致次生盐渍化 大棚栽培常年覆盖土壤，破坏了自然状态下的水分平衡，加上棚内温度高，土壤蒸发和植物蒸腾水分量加大，深层土壤中的盐分会沿土壤毛细管上升，在土壤表层形成白色盐分，即“土壤次生盐渍化”现象。连作障碍的综合治理 要大量施用有机肥 有机肥在增加土壤中有机质的同时，还能增加微量元素的含量，使土壤团粒结构得到改善，加大了保水、保肥等功效。 调节土壤的酸碱度 由于大棚蔬菜长期不能合理轮作和滥用化肥，使土壤中可溶性盐和硝酸盐的含量明显增加，因此，必须采取有效措施，调节土壤的酸碱度，使土壤的pH值逐步达到或接近多数作物所适应的中性或微酸性、微碱性的范围。在具体措施上可分为：
①土壤处理：对于pH值小于5.5的酸性土壤增施生石灰，每0.067 h ㎡增施50 kg生石灰中和土壤，并控制氮肥用量，降低土壤中硝基的含量。对于pH值在5.5~6的微酸性土壤要施用碱性肥料，如钙、镁、草木灰等，中和土壤的微酸性。对于pH值大于7.5的碱性土壤，要施用酸性肥料，如硝酸铵、硫酸铵等，使其中和为中性土壤。 ②土壤深翻：将土壤表层的盐分翻入深层，深翻一般在25 cm左右，同时结合灌水洗盐，在换茬农作时，在棚中灌满水，使积水达到4~6 cm并浸泡6~7 d，等土壤中的盐分充分溶解后再将其排出，效果会更佳。 ③换土法：选用其他田块优质肥沃的土壤与大棚中表层30~40 cm的土壤互换，从而达到改良棚内土壤的效果。 棚室消毒 氰胺化钙是药物消毒中应用较为普遍的一种，氰胺化钙可以杀灭土壤中的真菌、细菌及有害生物，还能杀灭多种土传病害的病原及地下害虫，而且氰胺离子最终可生成尿素，具有无残留、无污染等优点。 消毒的方法为：在大棚收获后首先进行残物清理，然后及时浇水，渗水后撒施氰胺化钙每0.067 h㎡施100~150 kg，然后深翻，并进行闷棚处理，提升大棚室内温度，以达到杀菌、杀虫和消毒的目的。还可采用药剂熏蒸灭菌，将棚室封闭，用化学杀虫、杀菌药剂进行棚内熏蒸，杀灭棚室残留的病原、虫卵，以达到减轻病虫害的目的。 合理轮作，克服连作障碍
设施蔬菜连作障碍形成原因及防治措施
设施蔬菜连作障碍形成原因及防治 措施 田爽 （河北农业大学园艺学院园艺系） 摘要：连作障碍是当前设施蔬菜栽培中面临的一个大问题。本文针对设施蔬菜的连作障碍问题，从土壤理化性质、蔬菜自毒作用、土传病害加重、土壤次生盐渍化等方面分析了连作障碍产生的原因；并提出了合理施肥、合理轮作、调控pH值、土壤物理化学消毒法、选用抗病品种或嫁接栽培和生物防治等多种防治措施，使设施蔬菜能够持续发展。 关键词：设施蔬菜，连作障碍，成因分析，防治措施 The causes of facilities vegetables’succession cropping obstacle and how to control it （Shuang Tian ，Agricultural University of Hebei） Abstract：Currently，one of the tough problems that facing to the facilities vegetables is the succession cropping obstacle . This article will from the physicochemical properties of soil，vegetable autotoxicity，soil borne disease，soil secondary salinization and so on to analysis this problem ; and at the same time in order to make the facilities vegetables’sustainable development，this article provides some measures to control it，such as r
蔬菜连作障碍解决方法
蔬菜连作障碍解决方法 针对江苏宿迁设施蔬菜连作障碍占比较高的问题，当地农业部门通过综合防控技术的改进和推广，如轮作、间作和伴生、水洗盐、增施生物菌肥、高温闷棚消毒等，有效缓解了土壤连作障碍，降低了蔬菜发病率和死苗率。今天就把这些经验分享给大家。 1. 农业防治措施1轮作 轮作对消减蔬菜连作障碍效果显著，如采用水稻—蔬菜、玉米—蔬菜轮作模式，也可采用不同类型的蔬菜轮作。 例如，宿城区埠子镇蔬菜种植大户王恒在种植2年茄果类蔬菜后种植1茬大蒜，大蒜茬后再种植茄子，茄子黄萎病发病率为2.1%，不需用药防治，人工拔除病株即可；而不进行大蒜轮作连续种植茄果类蔬菜，即使用药防治，茄子黄萎病发病率也只能控制在20% 左右。 经过调研和分析， 需要1～2年轮作的蔬菜有：菠菜、青花菜、水芹、芜菁和茼蒿等； 需要2～3年轮作的蔬菜有：马铃薯、菜豆、黄瓜、苦瓜、韭菜、莴苣、芹菜、草莓和大白菜等； 需要4～5年轮作的蔬菜有：番茄、辣椒、甜瓜、芋、花椰菜和姜等；需要6～7年轮作的蔬菜有：茄子、豌豆和西瓜等。
2间作与伴生 ▲西瓜、大蒜间作 经江苏省农业科学院宿迁农科所试验研究，早春大棚西瓜于10月上中旬整好土地后先全畦面（畦宽2.3～3.0m）栽植大蒜，翌年2月上中旬沿定植行将宽1m 左右的大蒜作青蒜采收，留出的空地整地施肥后于3月上中旬栽培西瓜，畦面剩余的大蒜不影响西瓜定植与生长，可等蒜头完熟后再收获。与不间作大蒜的春提早西瓜相比，西瓜根际土壤中细菌数量增加15.9%，真菌数量减少60.2%，放线菌数量增加8.9%，镰刀菌数量减少54.9%，西瓜枯萎病发病率降低66.7%。 部分有蔬菜种植经验的大户，在蔬菜生产中自觉采用间作模式。例如，泗洪县界集镇杜墩村的种植户崔志芳，在2行草莓中间间作1行大蒜或大葱，草莓根腐病发病率降低10.3%，蚜虫发生量明显减轻。 宿迁市经济开发区蔡集镇的种植户张大海，采用每4行樱桃番茄间种1行生菜、芹菜、水萝卜等措施，土壤盐渍化、樱桃番茄病毒病发病情况明显减轻。 沭阳县北丁集乡菜农韦玉梅在蔬菜田内、四周零星种植几株蓖麻，主茬蔬菜虫害发生明显减轻，生长良好；
设施蔬菜土壤连作障碍及治理措施
设施蔬菜土壤连作障碍及治理措施 近年来，我国设施蔬菜栽培发展迅猛，设施农业正成为很多地区的支柱产业。但设施栽培的封闭性特点以及设施生产专业化、规模化、产业化的发展趋势导致连作障碍现象加剧。所谓连作障碍，就是在同一块土地连续栽培同一种或近缘种植物，导致第二茬以后植物病虫害发生频繁的现象。目前设施条件下，我国黄瓜、茄子、番茄等蔬菜生产中有 20%～40%存在不同程度的连作障碍，每年造成的经济损失巨大。连作障碍已成为制约我国蔬菜产业可持续发展的瓶颈。 一、蔬菜连作障碍产生的原因 1.1 土壤次生盐渍化和酸化在设施蔬菜生产过程中，由于栽培管理措施不当、肥料使用不合理等因素，常常导致土壤含盐量增加，影响蔬菜正常生长发育，导致产量和品质下降。童有为等对上海不同设施土壤调查结果表明，温室、大棚根层土壤盐分分别为露地的11.8 倍和4倍。盐分组成阴离子以 NO3 - 为主，约占阴离子的 67%~76%，阳离子以 Ca2+为主，盐分种类主要是硝酸盐。高丽红的研究认为，种植黄瓜的温室土壤含盐量为 0.27%~0.62%，已达到中高度盐渍化程度，对黄瓜的生长产生了不良影响。一般设施种植 2~3 a 就出现盐害，并随着棚龄的增加而呈增加的趋势。造成土壤盐分积聚的原因：一是盲目大量施用肥料，尤其氮肥超标严重。二是设施栽培缺少降雨的淋溶，设施内部的相对高温又增加了蒸发量，改变自然状态下的水分平衡，下层土壤中的肥料和盐分随水分蒸发而上升，导
致盐分在土表积聚，形成一层白色盐分即土壤次生盐渍化。大量使用化肥还导致土壤的酸化，南京农业大学测定，塑料大棚在常规管理条件下，连续栽培 5a后土壤pH值下降 1.7。一般适宜蔬菜生长的 pH 值为 5.5~6.5，但目前 50%以上的大棚 PH 值低于 5.5，设施土壤酸化严重。土壤次生盐渍化和酸化影响作物种子的发芽、根系的吸水吸肥、抑制作物生长，引起作物缺素症、降低植株的抗逆性，从而导致产量和品质下降。 1.2 土壤有害微生物积累土传病虫害严重连作栽培条件下，蔬菜作物根系分泌物和植株残茬腐解物给某些病原菌提供了丰富的营养和寄主，适宜的温、湿度环境又为病原菌的生存和繁殖创造了良好的条件，随着连作年限的增加，土壤中病原菌的种类和数量不断增加。马云华等研究显示，5 a 黄瓜连作的日光温室中，土壤真菌数量呈线性增长。而且，过量施用化肥使土壤中病原的拮抗菌减少，也加重了土传病害的发生。日本的调查结果表明，引起蔬菜连作障碍 70%左右的地块是由土壤传染性病虫害引起的土传病虫害成为引起设施蔬菜连作障碍的最主要因子。近年来，各地设施蔬菜土传病害的发生日益加重，瓜类枯萎病、根腐病，番茄早疫病、根结线虫等，茄子黄萎病、辣椒疫病、芹菜斑枯病等病害对设施蔬菜的生产造成了严重的影响，产生的损失巨大。 1.3 作物的自毒作用许多植物通过根系分泌物、分解产物和淋溶物释放一些化学物质从而对异种或同种生物的生长产生直接或间接的有益或有害的影响，即化感作用。其中，植物通过释放化学
设施番茄连作土壤的改良措施研究概要
?设施园艺?北方园艺2010(5):60～62 设施番茄连作土壤的改良措施研究 许永利1,2,张俊英1,2,袁跃广3,高峰3 (1.河北理工大学资源与环境学院,河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山063009; 2.中国农业大学资源与环境学院,北京100094; 3.定州市农业局,河北定州073000) 摘要:采用室内盆栽法,对不同蚯蚓粪(饵料为牛粪)添加量(体积比):0%、10%、20%和 30%下大棚连作土壤中番茄幼苗生长及根际可培养微生物数量的变化进行了研究。结果表明:添加蚯蚓粪后可显著提高番茄幼苗的叶片增长率、株高,其值由高至低为30%>10%,20%>0%,差异显著。蚯蚓粪显著提高番茄地上部干重和根系鲜重;降低了根际真菌数量,减少了根际病害发生率;与对照相比,蚯蚓粪处理的土壤速效氮、速效磷、速效钾分别提高了24.4%～56.0%、24.3%～55.9%和40.0%～57.1%。但是,20%和30%添加量的土壤微生物和养分差异不显著,考虑植株生物量等其它因素,确定20%添加量更适宜连作番茄土壤的改良。总之,蚯蚓关键词:大棚连作土壤;番茄;蚯蚓粪;微生物;养分中图分类号:S641.225.5+4文献标识码:A-(0060-03 大棚蔬菜容易连作,,下降,品质变劣[125]。,如使土壤pH值下降[6]。蚯蚓,已经在番茄育苗中应用[8],蚯蚓粪还含有大量的营养物质,可以提高红壤中有机质含量,促进柑橘根系生长[9]。因此为克服蔬菜连作障碍问题,促进蔬菜幼苗的生长,研究采用蚯蚓粪作为土壤改良剂。现通过添加不同体积的蚯蚓粪,研究其对大棚连作土壤中番茄幼苗生长和土壤养分及微生物的影响,探索一种生态环保的土壤改良方法。 1kg。1.2试验设计 试验设置3个蚯蚓粪添加水平(体积比),即番茄连作土+10%蚯蚓粪(T1);番茄连作土+20%蚯蚓粪(T2);番茄连作土+30%蚯蚓粪(T3)。同时设置不加蚯蚓粪的番茄连作土作为对照(CK),3次重复。采用室内盆栽法,于光照培养实验室内进行。每盆装番茄连作土或其与蚯蚓粪的混合物1kg。所有处理在种植前均施基肥(g/kg土 壤):N0.04、P2O50.15、K2O0.15,以尿素(分析纯)、磷酸二氢钾(分析纯)和氯化钾
石灰氮--日光土壤消毒跟生物菌剂联合修复连作障碍技术...
石灰氮--日光土壤消毒与生物菌剂联合修复连作障碍技术规程 一、使用范围 由于该项技术需要在封闭条件、易于高温形成和高温状态维持的情况下才能取得较好的效果，因此该项技术在设施保护地土壤上使用的效果一般较为理想。 二、选择适当的处理时间 选择夏季高温、光照最好的一段时间进行处理较为适宜。北方地区在6~8月份休闲季节进行土壤消毒处理最为理想。 三、操作规程 1 清洁地块： 将选定田块内上茬作物收获后的遗留物清理干净，焚烧、深埋或放置到远离种植区域的地方（图1）。 图1 清洁地块 2 撒施有机物料和石灰氮：将稻草或麦秸（最好粉碎或铡成4~6厘米小段，以利翻耕）或其它未腐熟的有机物均匀撒于地表，亩用量600~1200千克。然后，均匀撒施40~80千克/亩石灰氮。如图2、3所示。 图2 撒施作物秸杆图3 撒施石灰氮 3 深翻搅拌：用旋耕机或人工将有机物和石灰氮深翻入土壤，深度30~40厘米
为佳。翻耕应尽量均匀，以增加石灰氮与土壤颗粒的接触面积。如图4所示。 图4 深耕土壤图5 起垄或做畦 4 做畦：做高30厘米左右，宽60~70厘米的畦。做畦的目的是为了增加土壤的表面积，以利于快速提高地温，延长土壤高温所持续的时间，取得良好的消毒效果。如图5所示。 5 密封地面：用透明的塑料薄膜（尽量用棚膜，不要用地膜）将土壤表面密封起来。如图6所示。 图6 密封地面 6 膜下灌水：从薄膜下往畦灌水，直至畦面湿透为止。保水性能差的地块可再灌水一次，但地面不能一直有积水。如图7所示。 图7 膜下灌水图8 封闭整个棚室
7 封闭温室：将温室完全封闭，注意温室出入口、灌水沟口不要漏风。一般晴天时，20~30厘米的土层能较长时间保持在40~50℃，地表可达到70℃以上的温度。这样的状况持续20天左右，可有效杀灭土壤中多种真菌、细菌及根结线虫等有害生物。如图8所示。 图9 打开棚膜，揭地膜图10 定植 8 打开棚膜，揭地膜：打开温室通风口，揭开地面薄膜，翻耕土壤，如图9所示。 9 等待7~14天后，穴施生物修复菌剂（固氮、解磷钾、线虫等病虫害防治功能菌、腐熟菌类等），按照5公斤/亩的用量施入，可以与其他有机肥等作底肥沟施或穴施到作物根系附近，随即播种或定植作物，如图10所示。 10 根据病害情况，在不同生长阶段，可以继续开沟或穴施生物修复菌剂，每次用量可在3~5公斤/亩。 四、应注意的问题 为达到土壤消毒效果，应注意以下几方面问题： 1 关于石灰氮和有机物用量：病害较严重的地块，第一年石灰氮和有机物使用量应控制在上限，以后逐步减少用量至下限。 2 为充分发挥石灰氮分解过程中中间产物的杀虫灭菌作用，应使土壤和石灰氮充分混合，保持土壤中足够的水分含量，保水性能较差的地块，应在处理过程中补充适量的水分。 3 密封性是决定土壤温度上升高低及快慢的主要因素之一，应经常检查塑料薄膜的损害程度，如有破损，须及时修补。 4 处理过程中，如遇连续阴天或下雨，应适当延长处理天数。 5 生物菌剂（修复菌剂以及养分转化功能菌剂等）勿与化学杀菌剂混合施用；
设施栽培条件下土壤的连作障碍及防治措施_郭晓冬
设施栽培条件下土壤的连作障碍及防治措施 郭晓冬 (甘肃省农业科学院蔬菜研究所,甘肃兰州 730070) 摘要:在对设施栽培条件下的土壤连作障碍研究进展及产生原因综述分析的基础上,从防治土传病虫害、培肥改良土壤两个方面提出了设施栽培下防治土壤连作障碍的途径。 关键词:设施栽培;蔬菜;土壤;连作障碍 中图分类号:S62;S344.4 文献标识码:A 文章编号:1001-1463(2003)07-0038-03 所谓连作障碍,就是在同一土壤中连续栽培同种或同科的作物时用正常的栽培管理也会发生长势变弱、产量和品质下降的现象。设施蔬菜生产的专业化趋势导致了连作障碍的加剧,产量和品质下降的情况在各地普遍发生。笔者根据近年来蔬菜设施栽培连作障碍的研究进展,总结了设施土壤连作障碍产生的原因及防治途径,以期为设施栽培管理及蔬菜品种改良提供科学依据。 1 连作条件下土壤理化性状的变化 1.1 土壤营养的变化 设施蔬菜复种指数高,精耕细作,施肥量大。对设施土壤营养状况的大量调查结果表明,随着温室种植年限的增加,土壤有机质和主要养分的含量比露地菜田有明显增加的趋势,特别是土壤氮、磷养分库较丰富,而且当季土壤供应氮的能力增强,但供钾能力减弱。由于设施栽培多数以果菜为主,对钾的需求量较大,而生产中连年增施有机肥及氮、磷类化肥而忽视钾肥,导致设施蔬菜发生缺钾症,作物抗逆性差,蔬菜品质下降。 1.2 土壤盐渍化 近年来,有关设施土壤盐类积聚方面的报道较多,据童有为等对上海不同设施土壤的调查结果,温室、大棚耕层土壤(0～20cm)盐分分别为露地的11.8倍和4.0倍,NO3-分别是露地的16.5倍和5.9倍,盐类积聚主要是硝酸盐积累;设施土壤的盐分组成特点和滨海盐土、内陆盐土不同,阴离子以NO3-为主,约占阴离子总量的67%～76%,阳离子则以Ca2+为主[1]。刘德等对哈尔滨市郊蔬菜大棚的调查结果表明,大棚土壤总盐量是露地的2～13倍,并随着棚龄的增加而提高[2]。轻度硝酸盐积累,可引起蔬菜对各营养元素吸收不平衡,酸性土可引起锰中毒和发生缺铁症,石灰性土壤可能引起缺铁、锌和铜。 造成土壤盐分积聚的原因主要有两个。一是盲目大量施肥。王学军对山东寿光等地10个盐渍化的日光温室一茬黄瓜或番茄的施肥量进行的调查表明,平均施有机肥198.75t/hm2、草木灰1020kg/ hm2、化肥6825kg/hm2,其中含氮化肥5865kg/ hm2,氮肥严重超量[3]。程美廷在河北省和郭晓冬在甘肃省的调查也有类似结果[4,5]。二是缺少降雨淋溶。设施长年覆盖或季节性覆盖改变了自然状态下的水分平衡,土壤得不到雨水充分淋洗,再加上设施中特殊的由下而上的水分运移过程,导致盐分在土壤表层聚集。另外,棚室内温度显著高于露地,土壤矿物的分解明显加剧,土壤高矿化度和大量的化肥施入相结合使得设施土壤盐分增加更快。 1.3 土壤酸化 黄锦法等对嘉兴市1997年保护地的70个土壤样品测定的结果表明,pH(H2O)平均为5.27,比1981年的菜地土壤pH6.30下降约一个pH单位,其中pH低于5.50的占67.1%,pH低于4.50的占14.3%[6]。引起设施栽培土壤酸化的原因:一是施用酸性和生理酸性肥料,如氯化钾、过磷酸钙、硝酸铵等;二是大量施用氮肥,旱作条件下过量施用氮肥,在作物不能充分吸收利用而发生积累时,大量氮素转化为硝态氮,硝酸根离子(NO-3)与等当量的钙离子(Ca2+)结合而随水流失,使H+相对过剩而导致了土壤酸化。pH过低,往往伴随着NO-3含量高、盐类浓度高及营养失衡等问题。 2 连作条件下土壤生物学环境的变化 2.1 土壤有害微生物增加,土传病虫害严重 土传病虫害是引起连作障碍最主要的因子。日本的调查结果表明,引起蔬菜连作障碍的70%左右的地块是由土壤传染性病虫害引起的[7]。我国在这方面尚无专门的调查结果,但唐咏和吴凤芝等研究发现,日光温室土壤与露地土壤的微生物状况和酶活性有明显差别;随着连作年限的增加,有害真菌(病原菌)的种类和数量增加,细菌的种类和数量随着连作年限的增加而减少[8,9]。连作提供了根系病害赖以生存的寄主和繁殖的场所,使土壤中病原菌的 收稿日期:2002-12-27;修订日期:2003-01-14 作者简介:郭晓冬(1964-),女,陕西渭南人,副研究员,在读博士,从事设施栽培技术研究。联系电话:(0931)7614947。
一、项目名称设施蔬菜连作障碍防控核心技术及其产业化应用
一、项目名称： 设施蔬菜连作障碍防控核心技术及其产业化应用 二、推荐单位：浙江省科学技术厅 三、拟申报奖种： 国家科技进步奖 四、项目简介： 近年来，我国设施蔬菜生产发展迅速，2013年栽培面积已近6千万亩，但各地专业化和集约化发展引起的设施蔬菜特别是瓜类、茄果类和豆类等果菜连作障碍问题也非常突出，导致蔬菜产量和品质的下降、农药和化肥的大量投入以及环境和产品的污染，成为其产业发展的一个瓶颈问题。在国家攻关计划、国家863计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金和地方政府的支持下，本项目紧密围绕我国设施蔬菜连作障碍防控问题开展了其成因、防控关键技术及其技术体系的系统研究,主要技术突破和创新有： 1. 系统阐明了我国设施蔬菜连作障碍发生途径与机制 1）率先明确并提出了我国设施蔬菜连作障碍发生主要由土传病虫害、土壤次生盐渍化和自毒物质等所引起；2）在首次从番茄和黄瓜等蔬菜中分离鉴定出21个自毒物质的基础上，系统阐明了自毒物质作用的生理与分子机理；3）明确了不同种间对自毒物质存在的选择性吸收和代谢机制是生长障碍产生与否的重要原因；4）探明了病原生物-盐分-自毒物质间互作导致连作障碍加剧的机制，提出了我国设施蔬菜连作障碍发生规律。 2. 创新了5项连作障碍防控关键技术，改变了长期来缺乏连作障碍有效防治方法的局面 1）发现地上部甾醇类物质BR可通过Rboh1-ROS-MAPK节链引起根部抗逆反应，研发的系统抗性诱导产品对土传病害防效达87.3%，突破了生产过程中连作障碍防治的瓶颈；2）研发出土壤温湿耦合快速消毒技术，解决了环境友好型土壤消毒技术效果差的难点；3）率先确立了集抗病、自毒物质和耐低温功能的瓜类和番茄抗线虫非温敏型嫁接砧木选育技术，选育出5个多抗优异砧木种质；4）发明了自毒物质生物和物理消除技术，突破了自毒作用克服的难点；5）创新了通过栽培制度进行连作障碍防治的土壤微生态化感调控技术，开发出5种基于相生相克原理的栽培模式。 3. 集成创新形成“产前和产中 3+3“的环境友好型防控技术体系并得到广泛应用，即产前：土壤温湿耦合快速消毒技术、土壤自毒物质消除和微生物多样性保持技术、基于轮作和伴生的化感调控技术；产中：多抗砧木嫁接技术、系统抗性诱导技术和按需精准施肥技术，实现从依赖高度化学农药和化肥的资源型向“以防为主、防控结合“的环境友好型技术战略转变。 在Trends in Plant Sci、Plant Physiol、New Phytol和中国农业科学等国内外刊物发表论著325篇（部）， 其中SCI论文 98 篇，发表的论文被国内外引用8809 次，其中SCI论文被引用2325次，单篇最高引用次数413次；获得国家发明专利 25 个，申报国家发明专利8个；开发产品5个，获得国家登记产品2个；成果除在山东、河南和浙江等7个重灾区推广应用799.3万亩和产生
连作障碍相关研究总结
同一作物或近缘种，在正常管理的情况下，连续种植几年后会出现生长发育状况变差、产量降低、品质变劣的现象，这种现象即为作物的连作障碍。 一药用植物连作障碍形成机制 目前对连作障碍形成机制的研究主要体现在以下两方面：（1）土壤及其微环境，主要包含土壤养分的消耗、土壤反应异常、土壤物理性状的恶化几个方面；（2）药用植物自毒作用，如研究发现西洋参茎叶、须根和根系分泌的自毒物质是造成西洋参连作障碍形成的重要原因之一。国内外专家也提出了一些关于连作障碍形成的机制及理论，如土壤养分失调和理化性质劣变、土壤传染性病虫害加重等 二连作障碍的形成因素 1 环境因素 土壤 土壤物理性质：土壤团聚体是土壤结构的基本单位，其大小、形状和稳定性直接影响土壤中水和空气的关系以及与植物的交流程度，并由此影响土壤的许多属性和作物生长 土壤化学性质：包括pH 值、盐碱度、化感物质、营养物质与微量元素 土壤生态学性质：土壤微生物种群土壤酶活性土传病害（土壤微生物和无机成分的自然平衡受到破坏后会影响肥料分解过程，增加土壤病菌蔓延，造成土传病害，其中土传病害主要有：锈腐病、根腐病、灰霉、黑斑病等）虫害（根系分泌物通过抵消土壤的抑菌作用，诱变病原体繁殖体萌发，直接或间接地影响植物病原菌，即通过选择性的吸引植物病原
微生物在根面、根际定殖和扩繁，造成植物发病，最终导致作物减产和品质下降等连作障碍现象） 2 时间因素 时间季节气候 一年当中时间、温度、光照、水分的变化会引起药用植物对环境急剧变化的忍耐性，但是如果植物对环境变化的这种适应性反应略显迟钝，则会引起植物生长过程中的一系列问题。丹参的连作障碍一般会出现在6~7 月份，此时昼夜温差大，降水量丰富，如果丹参对这种强光照、高含水量的环境条件不适应，就会引起枯萎、死苗现象。 3 植物自身信号作用因素 植物随连作时间延长，根系分泌物的自毒作用会加重，而种植密度加大，会使这些物质无法自身分解，同时，地上部分由于通风透光不良，植株部分叶片容易产生病虫害，叶片因光照通风不好易发黄而脱落，同时植物自身可以分泌挥发性物质，通过这种物质可以向周围植物传递自身信号，抑制植株地上部分的生长。多年生植物的自毒作用一般和种植密度成正比，种植密度越大，由于植物自身信号的调节，自毒作用越大，连作障碍越明显，导致植物产量与质量下降。 三连作障碍消减技术研究 1 抗连作障碍品种的筛选 药用植物对其自身分泌的化感物质的敏感程度在植株间存在一定的差异，可以通过品种选育结合的手段，筛选对连作障碍耐性强的品种彻底解决药用植物的连作障碍问题。 2 合理轮作
草莓连作障碍发生原因及克服技术
草莓连作障碍发生原因及克服技术 摘要通过调查，研究分析了草莓连作障碍形成的机制原因，首先表现为土壤障碍，包括土壤次生盐渍化、微量元素丰缺差距加大，土壤有益微生物生态结构不平衡且比例变化，有益微生物菌群减少；其次为长期连作且种植同一品种（系），病毒侵染加重，病害率增高。提出了克服连作障碍的技术，主要包括轮作换茬、太阳能高温消毒、氰氨化钙高温漫灌闷棚消毒、补充中微量元素、补充生物制剂等，以期为稳定提高草莓产量和品质提供参考。 关键词草莓；连作障碍；原因；克服技术 草莓色泽鲜艳，味美多汁、清香扑鼻，含有多种维生素和17种氨基酸，以及钙、铁、磷、锌等矿物质，深受消费者喜欢。近年来，南京谷里现代农业示范区发展设施草莓种植233.3 hm2，年产量达到6 000 t，成为南京地区的草莓主产区。但由于连作障碍的影响，不仅使草莓栽植成活率下降，而且极大地降低了草莓的产量和品质，严重影响了种植户的收益。为此，农业服务中心组织相关专业技术人员对基地的草莓种植现状和连作障碍的原因进行了深入的调查和研究，并根据本地区实际情况提出了克服草莓种植连作障碍的主要技术，有效地克服了草莓种植连作障碍的问题。 1 草莓种植现状与连作障碍发生原因 南京谷里现代农业示范区的草莓全部采用钢架大棚反季节栽培的方式进行生产。这种方式是在不适合生产草莓的季节，人为创造适宜的环境条件，打破草莓休眠，使其鲜果上市的一种栽培方式。草莓是一种草本作物，生育期中易感病，感染的病害种类较多，长期在同一田土中种植，有害微生物及土传病菌逐渐积累，极易造成病虫害滋生和蔓延，对植株侵染危害越来越严重，使植株长势衰弱，逐渐萎缩矮化，最后整株死亡，导致严重减产甚至绝收。 调查表明，草莓连作障碍主要是由于土壤障碍的因素引起的，突出表现在土壤微量元素丰缺差距加大，有机质含量降低，土壤次生盐渍化、盐碱化，特别是土壤微生物生态结构不平衡，有益微生物菌群减少，细菌、真菌、放线菌三大菌类组成比例发生变化。同时由于长期使用同一草莓品系，导致抗病力下降，品种退化，病毒侵染严重，病害发病率增加[1]。 2 连作障碍克服技术 针对草莓生产中出现的新问题，南京谷里现代农业示范区进行了连作障碍解决方案的综合研究，面对不同障碍因子，通过调查、分析、试验、优化形成了5种解决障碍的技术措施，应用生产后取得了良好成效。 2.1 轮作换茬 草莓与不同种（或不同科）作物间进行轮作换茬是克服连作障碍的有效措施。草莓采收完毕后进行深耕，加深根系活动的有效土层，在深耕时注意施用有机肥或锯末，以改良土壤，增加种植畦的高度，以提高土壤透气性与保水性[2]。 示范区通过试验，将草莓和一些粮食作物如玉米、水稻轮作，对于解决连作障碍的效果十分显著。在草莓种植的后茬种植一些禾本科作物，如水稻、玉米等，然后割青将其秸秆压入土中。由于草莓后茬与草莓生长对肥水要求不同，2种作物的病虫害也不一致，因此土壤的理化状况发生了变化，既可克服病虫害滋生，又可培肥土壤，提高土壤有机质含量，改良土壤结构和质地。试验证明，利用夏季种植水稻的效果比旱地上种植玉米效果好，这是因为水旱轮作更有利于改变土
连作障碍是什么
连作障碍是什么 许多种植户会问蔬菜水果连作障碍有哪些？乾界生物为您来解答 蔬菜水果连作障碍主要表现有哪些？ 蔬菜水果连作障碍主要有蔬菜水果生长势减弱生产量减低、病害比较严重质量减低，造成蔬菜水果连作出現障碍的根本原因有很多。 接下来就具体说说蔬菜水果连作障碍发生根本原因及防治措施，希望对大家能有所帮助。 1连作障碍的定义 连作障碍指的是相同农作物或是近源农作物在连年栽植后，在一切正常的管理下出現长发育不全、生产量减低、质量下降、病害比较严重等状况。 2连作障碍的主要表现 2.1 蔬菜水果生长势减弱、生产量减低 随连作年数的增多，大蒜呈现先增后降的趋势。 2.2 病害比较严重，质量减低 随连作年数的增多，韭莱维生素C 含量、粗纤维含量、可溶性糖含量等均呈下降趋势；土豆茎叶髙度、叶面积指数逐渐减低；黄瓜病虫害程度上逐渐增多。 3连作障碍的原因 3.1 化感作用 农作物（供体）向环镜施放一些化合物，干扰其它同化作用（受体）的发育生长，称之为化感作用，包扩推动和抑制两方面功用；根茎分泌和枝叶残体分解的毒素是干扰蔬菜水果连作障碍的重要因素，农作物通过淋溶、残体分解、根茎分泌向环镜中施放化合物，这些化合物会对农作物本身形成直接性或间接性的危害，这种状况被称为自毒功用，自毒功用是受体与供体属于同一种植物的特殊化感作用；根茎分泌物中对农作物有毒性的主要为酚酸类物质，如苯丙烯酸、对羟基苯甲酸等，根茎分泌物会抑制土壤层硝化过程，干扰氮素形态的转化；苯丙烯酸毒性较强，50mg/千克苯丙烯酸就可以使青瓜根茎脱氢酶活性、ATP酶活性明显降低，明显抑制土壤微生物活性，从而干扰青瓜长势及根茎对营养物质的消化吸收。3.2 土壤层营养物质失调 相同蔬菜水果的根茎分散范围及浓淡相同，对土壤层中各种营养物质的消化吸收比率也相同，连作后易造成土壤层中某种营养物质缺乏，土壤层营养物质就会失调，比如说氮多易引发缺镁，青瓜缺镁后叶肉褪绿，青椒缺镁叶尖失绿等。 3.3 土壤盐渍化和酸化 温室大棚土壤层没有雨水淋洗，溫度较高、土壤含水量蒸发量大，底层土壤层中的有机肥料和其它盐分沿土壤层毛细管上升，在土壤层表面形成一薄层白色盐分，即土壤层次生盐渍化状况；土壤层次生盐渍化会造成土壤层溶液浓度增多、渗透势加大，造成蔬菜水果根茎吸水、吸肥能力减弱，从而出現缺素症，使生育受阻、生产量和质量减低。 3.4 根茎微生物发生变化 土壤微生物发生变化与连作障碍相互关系为密不可分；土壤层中氨化、硝化和酯类化合物降解菌等数量逐渐明显降低，数量却在逐渐增多。 4连作障碍的避免方法
设施番茄简易基质栽培技术
设施番茄简易基质栽培技术 毛丽萍，赵婧，仪泽会 （山西省农业科学院蔬菜研究所，山西太原 030031 ） 针对设施番茄连作障碍严重、普通基质栽培成本高、难度大的现状，开展了设施番茄简易基质栽培关键技术研究，总结了 设施番茄简易基质栽培的设施设备、品种选择、育苗、田间管理、病虫害防治环节的管理技术 。 设施番茄；简易基质栽培；技术 采用腐熟羊粪、商品椰糠、草炭、蛭石、腐殖酸按照 一定比例混合，1m 3加入氮磷钾三元复合肥1.5kg 、50%多菌灵可湿性粉剂20g ，适量清水，充分混匀后用棚膜覆盖堆置24h 备用。1.4供水系统 具备自来水设施或建水位差5m 高的蓄水池。采用薄壁微喷滴灌带，每条槽内铺设2根，滴灌带距栽培槽10cm 。 2 品种选择 选择抗病、优质、丰产、耐贮运、商品性好、适应本地栽培、适应市场的品种。春早熟或秋延后栽培选用早熟品种，越冬栽培选用无限生长类型的中晚熟品种。3育苗3.1一次成苗 采用工厂化育苗精量播种生产线一次性完成基质的装填、压穴、播种、覆盖、镇压、浇水等育苗流程。然后将穴盘移至催芽室催芽，催芽室温度为28~30℃，相对湿度保持在90%以上，气流均匀度保持在95%以上，当60%的种子已萌发时，将穴盘移至育苗温室中。3.2苗期管理 3.2.1温度。播种至子叶展平期，昼温25~28℃，夜温15~18℃；子叶展平至2片真叶时，昼温22~25℃，夜温13~14℃；2片真叶后，昼温22~27℃，夜温12~14℃；定植前3~5d ，昼温15~20℃，夜温10~12℃。3.2.2水分。种子出苗前一般不浇水；幼苗出齐以后降低基质湿度，冬春季晴天一般在9：30~10：30喷灌，阴雨天不喷水，夏秋季晴好天气每天7：30~8：30喷水，下午局部发干时可用喷头补水，阴雨天适当控制水分；定植前3~5d 控水蹲苗；在定植前1d 浇透水，利于定植。3.2.3肥料。在第1片真叶展露后开始浇肥，第1次施水溶性复合肥（20-10-20，下同）0.1%，每次浇肥间隔3~4d ，之后可适当增加浓度。后期可以施水溶性复合肥0.25%，每次间隔2~3d 。定植7d 前停止施肥。3.3壮苗指标 一般冬春季40~50d 苗龄，夏秋季30~40d ；壮苗株高10~15cm ；茎粗一般为0.5~0.8cm ，节间短，呈紫绿色；叶片5~6片，叶色深绿，叶片肥厚；根系发达，侧根 设施土壤栽培，由于多年连作，土壤板结、根结线 虫严重发生，限制了设施蔬菜的产量和效益[1]。目前提出了很多解决方案，如轮作倒茬、伴生、土壤消毒、使用 微生物制剂等措施[2]， 取得了一定成效，但不能从根本上解决连作障碍[3]。 无土栽培是解决土壤连作障碍最有效的方法之一[4]。发达国家如荷兰、美国、日本、以色列均采用无土栽培，技术成熟先进，蔬菜产量高、品质优、效益好。我国也引进了国外先进的无土栽培技术，特别是基质栽培技术，已经应用于园区大型玻璃连栋温室中新技术的展示，但生产型日光温室中应用较少。为了更接近我国设施（主要是日光温室）蔬菜生产实际情况，中国农科院蔬菜研究所研究的有机生态型无土栽培技术[5]在部分地区开始小面积的推广应用，但仍存在成本居高、肥料用量与配比没有量化、栽培模式有待优化、产量亟待提高等问题。为了进一步推动设施蔬菜基质栽培的发展，大幅度提高设施蔬菜的产量与效益，研究了适宜我国日光温室设施蔬菜的简易基质栽培的基质配比、施肥方法、栽培模式等关键技术，提出了设施番茄简易基质栽培的设施设备、品种选择、育苗、田间管理、病虫害防治环节的管理技术，以供参考。 1设施设备 1.1日光温室 日光温室环境条件应能满足番茄正常生长，具体是白天最高气温不高于35℃，夜间最低气温不低于10℃，室内10cm 土层的日最低温度不低于10℃；光照时数不少于6h ，植株顶部水平光照强度不低于6000Lx ，室内光照分布均匀；室内空气相对湿度70%~90%，土壤相对湿度60%~70%。1.2栽培槽 采用半地下式栽培槽。温室土地平整、浇水、碾压后开沟。开沟规格为槽上口宽35cm ，下口宽25cm ，槽深25cm ，槽间距（内径）120cm ，底部5cm 处做三角形排水沟。南北向延长，北高南低，底部倾斜2~5°。槽底、四壁、槽间铺设黑色生态防草布与土壤隔离。1.3栽 培基质 2019年第17期现代园艺基金项目：山西省重点研发计划（201603D221010-4）。 6 5〇