謝東鋒,朱振家,王國強(qiáng)
(西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院,西藏拉薩850000)
作物連作障礙是指同一作物或近緣作物連作以后,即使在正常栽培管理的情況下,也會產(chǎn)生產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣、生育狀況變差的現(xiàn)象[1]。設(shè)施蔬菜生產(chǎn)需要局部的、相對可控制的環(huán)境條件,由于對水分、養(yǎng)分、光照、溫度等環(huán)境因素的特殊需求,使其具有高度集約化、復(fù)種指數(shù)高和種類單一等特點,連續(xù)種植易造成土壤環(huán)境惡化、蔬菜病蟲害嚴(yán)重等障礙問題[2]。
近年來,拉薩市各區(qū)縣依托當(dāng)?shù)氐牡赜驐l件,積極調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),大力推廣設(shè)施農(nóng)業(yè),把設(shè)施蔬菜作為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和增加農(nóng)民收入的有效途徑,通過幾年的發(fā)展,取得了非常好的成績。拉薩市溫室蔬菜中番茄和黃瓜占有很大的比重,但隨著栽培年限的增加,尤其是周年多茬栽種,農(nóng)民盲目的加大肥料投入,導(dǎo)致營養(yǎng)失衡,出現(xiàn)了不同程度的土壤惡化、生理病害頻發(fā)、產(chǎn)量和品質(zhì)下降等問題,特別是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化、專業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展,更加劇了蔬菜連作障礙的發(fā)生,導(dǎo)致番茄、黃瓜病蟲害增加,影響正常生長發(fā)育,最終造成產(chǎn)量和品質(zhì)的顯著下降,嚴(yán)重挫傷了菜農(nóng)的種植積極性。
設(shè)施蔬菜連作3年以上即開始表現(xiàn)連作障礙現(xiàn)象,而且連作障礙范圍及嚴(yán)重程度隨種植年限的延長而增加,導(dǎo)致蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)均下降[3]。拉薩溫室栽培中因偏施氮、磷肥,使土壤中的氮磷含量偏高、鉀及中微量元素相對缺乏。鉀素供應(yīng)不足會降低番茄植株的抗逆性,加重病蟲害發(fā)生,造成番茄、黃瓜等蔬菜品質(zhì)下降。一些抑制土壤病菌的微生物在鹽漬化和酸性土壤中活性降低,使黃瓜易發(fā)生生理病害及其他病害,影響其產(chǎn)量。
當(dāng)前蔬菜連作障礙70%左右是由于土傳病蟲害引起的[4]。設(shè)施栽培條件下很多病原菌和害蟲對寄生植物具有專一性,溫濕度適宜,病原菌和蟲卵生存率更高,故連作造成的土傳病蟲害也就更加嚴(yán)重。拉薩設(shè)施內(nèi)的番茄、黃瓜常見土傳病害有猝倒病、疫病、立枯病、根腐病、枯萎病、線蟲病等。這些病害對蔬菜生產(chǎn)都是毀滅性的,極易造成病害大流行和整棟溫室蔬菜絕產(chǎn)。另外,番茄灰霉病、葉霉病、TY病毒病、晚疫病,黃瓜霜霉病、疫病、菌核病、白粉病和炭疽病等與設(shè)施蔬菜栽培過程中的連作障礙均存在一定的相關(guān)性。
連作和施肥不平衡造成土壤中某些元素缺乏,而另一些元素過剩,造成營養(yǎng)失衡。植物對元素的選擇性吸收也會造成土壤酸堿度改變,使土質(zhì)偏酸或偏堿性。另外,溫室土壤鹽分含量要比露地土壤高,并隨著溫室使用年限的增加而增加。設(shè)施土壤中的肥料和鹽分,也會隨著土壤水分的蒸發(fā)向上層土壤轉(zhuǎn)移,土壤表面積累大量鹽分,甚至形成一層薄薄的鹽白層。拉薩的土壤類型以砂壤土為主,土層比較薄[5],濫施化肥和連作栽培會破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),使土壤的透氣性下降,產(chǎn)生板結(jié)。
一些植物通過地上部的殘茬和根分泌物,釋放一些化學(xué)物質(zhì),這些化學(xué)物質(zhì)能夠抑制自身及下茬同類植物的生長,這種現(xiàn)象就稱作自毒作用。番茄、黃瓜栽培中也存在這種自毒現(xiàn)象。番茄自毒物質(zhì)主要是以肉桂酸為代表;黃瓜植株殘體和根系也會分泌有毒物質(zhì),這些物質(zhì)主要是酚酸類物質(zhì),如苯丙烯酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸等,其中苯丙烯酸和對羥基苯甲酸對黃瓜毒害較大[6],其他物質(zhì)也會對黃瓜生長產(chǎn)生抑制作用。當(dāng)番茄、黃瓜連續(xù)種植時,酚酸類物質(zhì)積累到一定程度,就會對番茄和黃瓜產(chǎn)生自毒作用。
2.1.1 增施有機(jī)肥
有機(jī)肥可增加土壤保水保肥能力,為有益微生物菌群提供良好的生存環(huán)境,抑制致病菌繁殖。合理增施有機(jī)肥后,可增加土壤及根際有益微生物的種群和活性,使作物生長健壯,增強(qiáng)作物對逆境脅迫的抵抗力,減輕連作障礙對作物的不利影響。
2.1.2 合理施用菌肥
微生物菌肥有利于增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)的礦化與腐殖化作用,提高土壤肥力,增加土壤中有益微生物數(shù)量及活性,改善土壤活化性狀,防止土壤板結(jié),充分提高有效養(yǎng)分的利用率。有研究證明,黃瓜在生長過程中施用微生物菌肥,可有效促進(jìn)植株生長,提高植株的抗性,改善土壤理化性狀,克服黃瓜連作障礙[7]。微生物菌肥處理番茄后,其產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益與對照相比也會有顯著提高[8]。在黃瓜的生殖生長時期,在營養(yǎng)液中加入可以降解黃瓜有毒浸出液二氯苯甲酸的降解菌,可有效提高黃瓜產(chǎn)量。
有學(xué)者提出,增施微生物菌肥后增加了土壤根際有益微生物群體,使植物-微生物的良性多樣性體系得以重構(gòu)[7]。微生物菌肥可明顯促進(jìn)番茄植株生長,提高番茄抗逆性,增加果實產(chǎn)量和改善品質(zhì)等。微生物菌劑可促使黃瓜長勢旺盛,有效減輕連作障礙,減少重茬病的發(fā)生,提高黃瓜產(chǎn)量。
合理輪作既增強(qiáng)蔬菜對土壤中不同養(yǎng)分的吸收能力,緩解土壤養(yǎng)分不均衡和降低土壤積鹽,又能阻止寄主專一性的病原菌得到正常的生長和繁殖,從而減少致病菌的數(shù)量,克服連作的危害。輪作還可以提高肥料的肥效,改善土壤的理化性能。
蔬菜與一些糧食作物輪作,能有效地減輕連作危害。番茄、黃瓜深根性作物可與白菜類、綠葉菜類、蔥蒜類等淺根性作物進(jìn)行輪作,以減輕病害發(fā)生。間作套種也能較好地改善土壤鹽漬化,優(yōu)化微生物群落,改善栽培環(huán)境的生態(tài)功能,增加單位面積生物多樣性,有效發(fā)揮設(shè)施內(nèi)土地與空間等有限農(nóng)業(yè)資源的生產(chǎn)潛力。如在拉薩市早春番茄大棚內(nèi)行間套種小青菜、茼蒿等速生蔬菜,利用速生蔬菜較耐陰喜涼、喜磷肥特性,而番茄要求較多的氮、鉀肥,可防止土壤鹽漬化,提高番茄的產(chǎn)量。
生產(chǎn)上培育抗性較好的蔬菜品種,是行之有效的方法。選用抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的蔬菜品種,是提高抗病能力的前提,也是防治連作后土傳病害最為經(jīng)濟(jì)有效的措施[1]。目前國內(nèi)外已育成一批可供選用的蔬菜抗病品種,同時也選育出一些抗病嫁接砧木。
溫室蔬菜連作過程中,茄果類黃萎病、瓜類枯萎病、青枯病、根腐病等土傳病害危害嚴(yán)重,采用嫁接栽培技術(shù)是有效的防治措施之一。蔬菜嫁接通常采用頂插接和靠接法,以頂插接法最為簡單,且易于推廣應(yīng)用。嫁接時要選擇高抗根結(jié)線蟲和根部健壯的品種作為嫁接砧木,采用黑子南瓜或中國南瓜等作為砧木嫁接黃瓜,在生產(chǎn)應(yīng)用中提高了植株的抗病性,增產(chǎn)效果明顯。番茄嫁接技術(shù),采用番茄晚熟品種作砧木,早熟品種作接穗,不僅保留了早熟性,而且可以大大延長結(jié)果期,提高總產(chǎn)量,同時番茄通過嫁接育苗可以防治青枯病、褐色根腐病等病害,可增產(chǎn)20%以上。
土壤消毒可有效防治病原微生物及地下害蟲,獲得局部生態(tài)防治的效果。土壤消毒主要有化學(xué)藥劑消毒、蒸汽或太陽能等物理消毒方法。土壤化學(xué)消毒常用的措施是硫磺粉熏蒸、福爾馬林拌土,以及用溴甲苯、氯化苦(三氯硝基甲烷)、1,3-二氯丙烯滅菌等藥劑來防止土傳病害的發(fā)生,但是這些藥劑可能會污染環(huán)境,引起有益生物的死亡,破壞生態(tài)平衡。土壤蒸汽消毒和土壤日光消毒可有效地控制土傳病原物且不污染環(huán)境[9]。土壤調(diào)理劑能夠有效改善土壤理化性狀、增強(qiáng)作物抗病抗旱能力、激活土壤原有拮抗菌、提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量。高溫悶棚可明顯減輕設(shè)施蔬菜的連作障礙,夏季密閉棚膜10~15d,殺滅土壤中的病菌和蟲卵,有些大棚的蔬菜可恢復(fù)到新建棚時的產(chǎn)量與品質(zhì)水平。結(jié)合深翻、整地撒施適量氰氨化鈣和濕熱殺菌法對土壤消毒,突出作用是能促進(jìn)有機(jī)物腐熟,改良土壤結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)土壤酸性,消除土壤板結(jié),增加土壤透氣性,減輕病蟲草的危害,降低蔬菜中亞硝酸鹽的含量等。
連作障礙是影響拉薩市設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一,但目前尚未有根治連作障礙的方法。作物連作障礙涉及土壤營養(yǎng)、土壤理化性狀、病害、根際微生物、根系分泌物等多個方面,任何一項單獨的治理措施都難以很好地解決連作障礙。通過科學(xué)手段,進(jìn)行多項措施綜合治理可有效的緩解黃瓜、番茄的連作障礙,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益的統(tǒng)一。