蔬菜連作障礙成因分析和防止技術(shù)初探

陳名蔚+王峰+韓益飛+潘國云+王玲玉+李長銘+黃雪云

摘 要 連作障礙已成為蔬菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸，基于此，從連作障礙的成因分析入手，結(jié)合設(shè)施栽培的特點和各類蔬菜的生長規(guī)律，有針對性地提出綜合防止技術(shù)。

關(guān)鍵詞 蔬菜；連作障礙；成因分析；防止技術(shù)

中圖分類號：S626 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.30.002

1 連作障礙的定義

連作障礙是指同一作物或近源作物（如辣椒、茄子、番茄等茄科作物）連年種植后，即使在正常管理的情況下，也會出現(xiàn)生長發(fā)育不良、產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差、病蟲害嚴(yán)重等現(xiàn)象。

2 連作障礙的表現(xiàn)

2.1 蔬菜生長勢變?nèi)?、產(chǎn)量下降

尉輝等研究發(fā)現(xiàn)，隨連作年限的增加，大蒜株高、假莖的粗和長、葉面積呈現(xiàn)出先增后降的趨勢，鱗莖數(shù)量減少[1]。

2.2 病蟲害嚴(yán)重，品質(zhì)下降

研究發(fā)現(xiàn)，隨連作年限的增加，各刀次的韭菜VC含量、粗纖維含量、可溶性糖含量及葉綠素含量等均呈下降趨勢[1]；馬鈴薯植株高度、葉面積和日凈光合速率均逐年降低[2]；黃瓜主要病蟲害發(fā)生程度逐年增加[3]。

3 連作障礙的成因

3.1 化感作用

作物（供體）向環(huán)境釋放某些化學(xué)物質(zhì)，影響其他有機(jī)體（受體）的生長發(fā)育，稱為化感作用，包括促進(jìn)和抑制兩方面作用[4]。楊雨華等通過盆栽方式研究發(fā)現(xiàn)，不同蔬菜水浸液對4種蔬菜種子萌發(fā)、幼苗生長、根系發(fā)育等產(chǎn)生不同的影響，且不同蔬菜作物的化感作用程度有異，從強(qiáng)到弱的順序為：白菜>黃瓜>辣椒>番茄[5]。

根系分泌和枝葉殘體分解的毒素是影響蔬菜連作障礙的重要因素。作物通過淋溶、殘體分解、根系分泌向環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)會對作物自身產(chǎn)生直接或間接的傷害，這種現(xiàn)象被稱為自毒作用[6]。自毒作用是受體與供體屬于同一種植物的特殊化感作用。

根系分泌物中，對作物有毒性的主要為酚酸類物質(zhì)，如苯丙烯酸、對羥基苯甲酸等。根系分泌物會抑制土壤硝化過程，影響氮素形態(tài)的轉(zhuǎn)化；抑制根系對土壤養(yǎng)分的吸收；抑制過氧化氫酶和過氧化物酶的活性，破壞細(xì)胞的完整性；減少光合產(chǎn)物，降低葉綠素含量。呂衛(wèi)光等研究發(fā)現(xiàn)，苯丙烯酸毒性較強(qiáng)，50 mg/kg苯丙烯酸就可以使黃瓜根系脫氫酶活性、ATP酶活性明顯降低，明顯抑制土壤微生物活性，從而影響黃瓜長勢及根系對養(yǎng)分的吸收[7]。

3.2 土壤養(yǎng)分失衡

同種蔬菜的根系分布范圍及深淺一致，對土壤中各種養(yǎng)分的吸收比例也一致，連作后易引起土壤中某種養(yǎng)分缺乏，有些營養(yǎng)元素過剩，土壤養(yǎng)分就會失衡。例如，氮多易引發(fā)缺鎂，黃瓜缺鎂后葉肉褪綠，辣椒缺鎂葉尖黃化；磷多誘發(fā)缺硼，葉肉變暗，葉脈變黃；缺鉀使葉脈間失綠，影響光合作用；西紅柿缺鉀果實著色不均。

封勝海等研究發(fā)現(xiàn)，花生能夠自行固氮，但連作打破了原有的土壤養(yǎng)分平衡，顯著降低花生所需的磷、鉀、銅、鋅、鐵等養(yǎng)分含量，引起根莖發(fā)育不良，開花結(jié)實數(shù)減少，進(jìn)而影響產(chǎn)量[8]。

3.3 土壤鹽漬化和酸化

近年來，各種設(shè)施（地膜、大中小棚、智能溫室等）栽培增加，土壤鹽分含量一般是露地土壤的2～13倍，且隨著棚齡的增加，鹽漬化有增加的趨勢。棚內(nèi)土壤得不到雨水淋洗，溫度較高、土壤水分蒸發(fā)量大，下層土壤中的肥料和其他鹽分沿土壤毛細(xì)管上升，在土壤表面形成一薄層白色鹽分，即土壤次生鹽漬化現(xiàn)象。

蔬菜的施肥量大于其他大宗作物，特別是化肥的大量施用本身就會加劇土壤鹽漬化[9]。土壤中鹽分積累造成土壤溶液濃度增加、滲透勢加大，引起蔬菜根系吸水、吸肥能力減弱。土壤溶液濃度增加，還會使得營養(yǎng)元素之間拮抗作用突出從而影響作物對某些元素的吸收，從而出現(xiàn)缺素癥，使生育受阻、產(chǎn)量和品質(zhì)下降。

3.4 根系微生物變化

日本學(xué)者瀧島認(rèn)為，土壤微生物變化與連作障礙關(guān)系最為密切。土壤中所進(jìn)行的一切生化反應(yīng)過程都要由微生物和酶作用才能完成。同種作物連作，可是土壤中某些特定微生物群富集，特別是植物病原真菌，會促使根部病害發(fā)生，使產(chǎn)量逐年降低[10]。劉素慧等發(fā)現(xiàn)，大蒜連作10年后，土壤中氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌和芳香族化合物降解菌等數(shù)量逐年急劇下降，真菌數(shù)量卻在逐年增加[11]。

4 連作障礙的防止方法

4.1 合理選擇耕作土壤

土壤質(zhì)地有黏質(zhì)土、壤質(zhì)土和砂質(zhì)土三種。在同等水肥管理條件下，黏質(zhì)土通氣和透水性差，化感物質(zhì)在土壤中積累對作物生長會有較強(qiáng)的抑制作用。砂質(zhì)土中的有毒物質(zhì)易流失，但保肥力低。因此，蔬菜耕作更建議選取肥力較高、排水良好的砂壤土。

4.2 土壤改良

對于設(shè)施栽培土壤改良，可以選擇換土法，即用大田優(yōu)質(zhì)肥沃土壤更換棚內(nèi)30～40 cm的土層；也可以選用合適的基質(zhì)進(jìn)行無土栽培，在提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的同時，能夠有效避免連作障礙和土傳病害、減少用藥量，節(jié)約水肥、人工成本，同時這種方式也可以在非耕地上進(jìn)行蔬菜生產(chǎn)。

在換茬農(nóng)閑時，也有部分地區(qū)是采取灌水洗鹽的方法改善土壤鹽漬化和酸化。灌水并保持5～10 cm的水層

5 d以上，期間換一兩次水，排水后待土壤濕度適宜翻耕整地。也有地區(qū)在空茬期揭去棚膜，利用自然降雨淋溶洗鹽。但灌水洗鹽易造成土壤養(yǎng)分流失，硝態(tài)氮為主的鹽分易隨水分進(jìn)入地下水，造成污染。

蔬菜生長較為適宜的pH值為中性或偏酸性，對于pH值小于5.5的土壤，用生石灰中和酸性，并降低土壤中硝態(tài)氮的含量；對于pH值在5.5～6.0的土壤，施用草木灰等堿性肥料即可；對于pH值大于7.5的土壤，適量施用酸性肥料。

為達(dá)到土壤消毒的目的，生產(chǎn)中可采用藥物消毒、高溫悶棚及冬季凍棚等方法，防止土傳病害、地下蟲害。

4.3 選擇抗性品種或應(yīng)用嫁接技術(shù)endprint

選育抗（耐）重茬的品種是解決連作障礙的一個重要途徑，種子質(zhì)量應(yīng)符合GB/16725.3-2010的規(guī)定。蘇北地區(qū)引進(jìn)推廣了西瓜抗重茬品種蘇蜜5號、西農(nóng)8號等，增產(chǎn)效果達(dá)15%～20%[13]。

嫁接能改善植株根系吸收特性、改變內(nèi)源激素含量，增強(qiáng)植株光合能力，提高保護(hù)酶活性，從而達(dá)到抗病增產(chǎn)的目的。瓜類、茄果類蔬菜抗病砧木在生產(chǎn)上應(yīng)用得越來越多。在日本，黃瓜栽培全部采用嫁接技術(shù)，番茄嫁接栽培比例也達(dá)50%左右。蘇北地區(qū)嫁接技術(shù)應(yīng)用過程中，紫茄選用日本赤穗茄為砧木，增產(chǎn)效果達(dá)10%～15%[12]。

4.4 合理輪作

輪作并非簡單的品種更換，設(shè)施蔬菜栽培過程中遵循一定的輪作規(guī)律有助于加快恢復(fù)土壤肥力、減輕病蟲害、增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)。

葉菜類蔬菜需氮肥較多，茄果類需磷肥較多，而根莖類則需鉀肥較多；茄果類、瓜類根系較深，葉菜類根系則較淺。將這些不同品種輪作可以充分利用不同層次土壤中的各種養(yǎng)分。

有些蔬菜種植后，土壤pH值會發(fā)生改變，如種植甘藍(lán)后會增加土壤酸性，種植南瓜能中和酸性，將洋蔥（對酸敏感）作為南瓜后茬會增產(chǎn)，作為甘藍(lán)后茬會減產(chǎn)。

4.5 合理施肥

長期單純施用化肥會使土壤板結(jié)，透氣性、透水性及供肥能力變差。尤其是氮肥用量過高，會增加土壤中可溶性鹽和硝酸鹽的含量，促進(jìn)病蟲害的發(fā)生。張愛君等研究認(rèn)為合理施肥具有明顯緩解連作障礙的作用[13]。

目前生產(chǎn)中推廣的很多生物有機(jī)肥具有低成本、安全、有效等特點，能夠減輕和防御土壤鹽分表聚，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，提升土壤中微生物的活性，保持土壤肥力，一定程度上減輕農(nóng)藥殘留和重金屬污染，在增加蔬菜產(chǎn)量的同時，提升蔬菜的品質(zhì)。

5 展望

通過對土壤、水肥、品種等多因素綜合考量，連作障礙并非不能延緩或者不可避免。最大程度降低連作障礙產(chǎn)生的負(fù)面影響，實現(xiàn)蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，將是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整中必不可少的一環(huán)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐偉慧，王志剛，郭天文.大棚連作對韭菜綜合性狀的影響[J].北方園藝，2010（12）：53-56.

[2]張慶霞，宋乃平，王磊，等.馬鈴薯連作栽培的土壤水分效應(yīng)研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，18（6）：1212-1217.

[3]梁銀麗，陳志杰，徐福利.黃土高原設(shè)施農(nóng)業(yè)中的土壤連作障礙[J].水土保持學(xué)報，2004，18（4）：134-136.

[4]RichEL.Allelopathy[M].2nd.New York：Academic Press Inc，1984.

[5]楊雨華，宗建偉.不同蔬菜種類間化感作用研究[J].寧夏農(nóng)林科技，2014，55（4）：3-4.

[6]張曉玲，潘振剛，周曉峰，等.自毒作用與連作障礙[J].土壤通報，2007，38（4）：781-784.

[7]呂衛(wèi)光，張春蘭，彭宇，等.外源苯丙烯酸抑制連作黃瓜生長的機(jī)制初探[J].中國蔬菜，2001（3）：10-12.

[8]封海勝，張思蘇，萬書波，等.花生連作對土壤及根際微生物區(qū)系的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1993（1）：13-15.

[9]童有為，陳淡飛.溫室土壤次生鹽漬化的形成和治理途徑[J].園藝學(xué)報，1991，18（2）：150-162.

[10]孫光聞，陳日遠(yuǎn)，劉厚誠.設(shè)施蔬菜連作障礙原因及防止措施[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2005，21（S）：184-188.

[11]劉素慧，劉世琦，張自坤，等.大蒜連作對其根際土壤微生物和酶活性的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（5）：1000-1006.

[12]韓華平，陳志元.蘇北沿海地區(qū)設(shè)施蔬菜連作障礙防控綜述[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2010（6）：94-96.

[13]張愛君，張明普，張洪源.果樹苗圃土壤連作障礙的研究初報[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，25（1）：19-22.

（責(zé)任編輯：趙中正）endprint