设施土壤连作障碍产生及修复途径探讨

    鲁琳 蔡琳

    【摘? ?要】 分析了目前设施蔬菜生产中连作障碍产生的原因及其危害，探讨了设施土壤连作障碍的防治策略。以期为设施蔬菜生产的土壤改良及修复提供理论依据。

    【关键词】 设施土壤;连作障碍;修复技术

    中图分类号：S34? ? ? ? ? ? ? ?文獻识别码：A? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：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

    近年来，我国设施蔬菜生产发展迅速，其栽培面积一直呈增长趋势。但是设施蔬菜生产具有高度集约化、复种指数高和种类单一的特点，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，连作栽培年限的增加已经造成土壤环境恶化、土传病害严重、产量降低、品质下降等不良现象。设施土壤连作障碍问题已也成为制约设施蔬菜产业发展的一个瓶颈问题，亟待解决。

    1? 设施土壤连作障碍产生的原因及危害

    设施土壤连作障碍产生的原因多种多样，一般研究认为产生的原因有土壤次生盐渍化和酸化、土壤养分失衡、土壤中自毒物质积累、土壤微生物区系失衡、土壤根结线虫危害严重等。即土壤理化性状恶化、土壤微生物变化、植物的自毒作用三个方面。

    1.1? 土壤理化性状恶化

    在设施蔬菜生产过程中，由于长期种植单一蔬菜种类，肥料的不合理施用从而导致作物根系对离子的选择性吸收，设施土壤中特定的养分富集或亏缺，使设施土壤的含盐量增加，抑制了设施蔬菜的生长和发育，使产量与品质降低。

    与露地栽培土壤相比，随着种植年限的增加，土壤pH值呈下降趋势;存在一定程度的土壤酸化，土壤的缓冲能力也降低，这与N肥或生理酸性化肥大量施用有关。

    随着种植年限的增加，设施土壤盐分浓度逐年增高，作物吸水困难，根系生长不良，使蔬菜的抗逆性减弱，病害逐年严重。

    1.2? 土壤微生物数量及结构的变化

    土壤微生物对有机质的分解和矿化起到重要作用，尤其是细菌和放线菌。细菌参与新鲜有机质的分解，放线菌具有分解植物残体和转化C、N、P化合物的能力，某些放线菌还能产生抗生素，是许多农用抗生素的产生菌。因而土壤中微生物的数量及结构，在一定程度上也决定了土壤的肥力。

    随着种植年限的增加，由于连作使根系分泌物长期积累，破坏了根际微生态环境，影响根际微生物的多样性，从而影响矿质元素的转化与利用，使病原菌拮抗微生物数量减少，土传病害加剧;设施内土壤微生物的结构也发生很大变化，由细菌型向真菌型转变，细菌和放线菌的数量呈逐年下降趋势。

    1.3? 作物的自毒作用

    自毒作用是发生在种内的生长抑制作用。随着种植年限的增加，设施内同一块地块连茬种植同一蔬菜作物，通过根系分泌或植株残茬腐解等途径会释放一些对同茬或下茬同种或同科作物生长产生抑制作用的自毒物质。目前已从黄瓜、番茄、辣椒等根系分泌物中分离出多种自毒物质，其中大多为酚酸类化合物。

    长期进行同种蔬菜的连作，会因根系长期分泌自毒物质而影响土壤中微生物的种类和数量，破坏土壤微生物平衡，使土传病虫害增加。后茬作物因接触和吸收土壤中残留的自毒物质后，会导致作物种子萌发和生长发育不良，水分与养分吸收、光合作用、呼吸作用等生理过程发生紊乱。

    2? 设施土壤连作障碍修复途径

    2.1? 改善栽培制度，合理轮作

    合理轮作可以维持土壤微生物的多样性及活性，抑制连作中产生的有害微生物积累，是解决设施土壤连作障碍相对简单有效的方法。合理轮作既包括水旱轮作、深浅根轮作、与拮抗植物轮作、与吸盐植物轮作等。

    合理轮作使病原菌失去寄主或通过改变其生活环境，从而达到防治病虫害的效果，同时还可改良土壤结构，防止土壤酸化和次生盐渍化，充分利用土壤肥力和养分，提高作物产量。

    2.2? 选用抗病品种或砧木品种

    利用抗病品种和嫁接技术可以克服病原菌的侵染，嫁接技术还可以帮助一些作物克服自毒作用、提高作物的抗逆性。目前，国内外相继育成了一些抗病的蔬菜品种或砧木，如黄瓜的津优2号、津春4号高抗枯萎病;番茄的佳红6号抗根结线虫病。如茄子选用红茄1号、托鲁巴姆或刚果茄作砧木嫁接，可以有效防止茄子根腐病、黄萎病等。

    2.3? 土壤消毒

    利用化学药剂结合太阳能高温闷棚的方法，直接杀死或减少土壤中病原微生物和害虫，也是消除设施土壤连作障碍的有效措施。如用化学药剂（溴甲烷熏蒸、硫磺粉熏蒸）消灭土壤病菌和根结线虫等。现已证明溴甲烷是破坏大气臭氧层和有潜在致癌危险的有害气体，国际规定2015年起，全球全面禁用。

    氰氨化钙（石灰氮）是一种高效土壤消毒剂，其在土壤中分解的中间产物氰氨和双氰胺对于防治根结线虫、地下害虫及青枯病、立枯病等土传病害具有广谱杀灭作用。石灰氮中的氧化钙会遇水放热，可使施入土中的秸秆快速腐烂放热，加上盛夏闷棚，白天平均土表温度在65℃～70℃，每亩施入石灰氮75～100kg，闷棚20～30天，还能改良土壤结构，调节土壤酸碱度、消除土壤板结、增加土壤透气性。

    2.4? 生物防治

    2.4.1? 引入拮抗菌? ? 方法是施用生物有机肥 、菌肥、生物农药或连续种植拮抗植物等引入拮抗菌。例如将培养好的拮抗微生物以一定方式施入土壤中，或是通过在土壤中加入有机物等措施来提高原有的拮抗微生物的活性和数量，从而降低土壤中病原微生物的数量，抑制病原微生物的活动，减轻病虫害的发生。拮抗菌也可通过连续种植拮抗植物而获得，使土壤中形成有利于拮抗菌生长的微生态环境，使其大量生长、繁殖，从而抑制病原微生物的生长。

    2.4.2? 接种有益微生物? ? 接种有益微生物可通过分解连作土壤中的有害物质或通过與特定的病原微生物竞争营养和空间占位等途径来减少根际病害的发生。接种有益微生物的菌群可以在作物根际周围形成生物屏障，接种致病菌弱毒菌株可以促进幼苗产生免疫机能，使作物自身提高抗病性。

    该方法无毒无害和不产生抗药性，受到世界各国的广泛重视。至今，研究和应用较多的生防因子包括放线菌、木霉、芽孢杆菌等属的一些种。

    2.5? 无土栽培技术

    无土栽培由于完全采用基质或人工配制的营养液进行作物生产，不使用天然土壤，因此病虫害较少，不会产生土壤盐类积累现象和自毒作用。无土栽培技术能避免土传病害和连作障碍，节水、省肥，效益高，产品清洁卫生，无污染。但是一次性投资较大，运行成本高，营养液配制与管理要具备一定的知识才能掌握，对技术要求较严格。

    固体基质培具有性能稳定、设备简单、投资较少、管理方便等优点，具有较好的经济效益，近年来被越来越多的采用。尤其是有机生态型无土栽培技术将是未来现代化农村发展的方向。

    有机生态型无土栽培是现代无土栽培技术与传统有机农业相结合的产物，为我国推广应用无土栽培开辟了新途径。十年间全国推广有机生态型无土栽培面积已超过163hm2。有机生态型无土栽培系统包括栽培槽、栽培基质、灌溉系统等。是以各种专用固态有机肥作为供应栽培作物所需营养的基础，直接混施于基质中，滴灌清水或低浓度营养液，从而节省生产费用。有机生态型无土栽培主要施用消毒有机肥，与使用营养液相比，大大节省无土栽培的生产成本。

    参考文献：

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    （编辑：李丹）