蔬菜連作土壤改良技術(shù)

徐小燕，劉庭付

（1.浙江云和縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，323600；2.浙江麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院）

蔬菜連作狹義上是指同一塊地里連續(xù)種植同種或同科蔬菜，廣義上是指同一種作物或感染同一種病原菌或線蟲的作物連續(xù)種植[1]。在現(xiàn)代蔬菜生產(chǎn)過程中，受設(shè)施栽培、復(fù)種指數(shù)高、作物種類單一、人均耕地少、交通設(shè)施、水源和水利設(shè)施以及家庭承包經(jīng)營體制等因素的影響，加之菜農(nóng)受高利益的驅(qū)使，以及在種植習(xí)慣上不愿意輪換種植不同種蔬菜，包括菜地地力的破壞、蔬菜生長滯緩、病蟲害加劇、產(chǎn)量和品質(zhì)下降等連作障礙問題日益嚴(yán)重[1，2]，已成為制約浙江省蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸[3]。

近年來，麗水市高山蔬菜產(chǎn)業(yè)快速增長，形成了以高山茭白、菜豆為主導(dǎo)，茄果類、瓜類為輔的高山蔬菜產(chǎn)業(yè)帶，年種植面積超過2萬hm2。但是隨著種植年限的增加，蔬菜連作障礙已經(jīng)成為制約該產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，其中高山菜豆、番茄、茄子等蔬菜作物連作障礙發(fā)生特別嚴(yán)重。本文通過查閱蔬菜連作障礙相關(guān)研究結(jié)果，在總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于蔬菜連作障礙的大量研究基礎(chǔ)上，結(jié)合浙西南麗水山區(qū)實際情況和筆者相關(guān)實踐，針對高山蔬菜連作障礙產(chǎn)生的原因和治理技術(shù)進行綜述，提出適宜當(dāng)?shù)厥卟松a(chǎn)的系列改良措施，為當(dāng)?shù)馗呱绞卟水a(chǎn)業(yè)發(fā)展實踐提供參考依據(jù)。

1 連作對蔬菜生產(chǎn)的影響

1.1 病蟲害發(fā)生日益加劇

3 a以上大棚栽培的或8 a以上老菜地種植的蔬菜，其土傳病害、根結(jié)線蟲病、病毒病、白粉病、疫病、紅蜘蛛、蚜蟲等發(fā)生普遍[1]。據(jù)王漢榮等[3]調(diào)查顯示，浙江豆科蔬菜連作障礙各類型的出現(xiàn)頻率依次為土壤中病原累積性病害、生理性病害 （缺素）、線蟲、土壤理化性質(zhì)惡化和其他因素，分別為74.58%、9.16%、7.09%、5.02%、2.84%。 據(jù)筆者調(diào)查[4，5]，麗水高山菜豆因連作導(dǎo)致根腐病、猝倒病發(fā)生幾率為10%～15%；番茄發(fā)生青枯病、枯萎病的幾率在20%以上，茄子黃萎病重病區(qū)發(fā)病田塊發(fā)病率達50%以上。

1.2 產(chǎn)量損失嚴(yán)重

由于多年連作，土壤環(huán)境惡化，造成植株生長滯緩，根系生長不良，植株矮小。帥正彬等[1]、劉庭付等[4，5]研究發(fā)現(xiàn)，連作使蔬菜年減產(chǎn)10%～15%，如茄子因黃萎病減產(chǎn)20%～40%。據(jù)筆者在麗水調(diào)查，茄果類連作致使其產(chǎn)量損失50%以上，嚴(yán)重的導(dǎo)致絕產(chǎn)絕收。

1.3 品質(zhì)下降明顯

連作導(dǎo)致病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，致使菜農(nóng)用藥加劇，造成濫用農(nóng)藥、過量用藥現(xiàn)象突出，產(chǎn)品的品質(zhì)安全問題不斷顯現(xiàn)。同時由于連作造成土壤缺素等，使蔬菜發(fā)生生理性的變化，最終影響產(chǎn)品的品質(zhì)。

1.4 土壤酸化嚴(yán)重

大田蔬菜連續(xù)種植，多年單一連作，又為了謀求短期的高效益，大量施用化肥和偏施氮肥，常導(dǎo)致土壤酸化，pH值降低[6]。當(dāng)土壤pH值小于5.5時，會影響作物對土壤中有效氮的利用率，造成養(yǎng)分吸收不足[7]。據(jù)麗水市農(nóng)業(yè)部門對麗水市蔬菜土壤理化性質(zhì)長期監(jiān)測跟蹤，麗水山區(qū)主要產(chǎn)業(yè)化菜地土壤酸化較為嚴(yán)重，一般pH值在4.5～5.5，大棚蔬菜土壤酸化更嚴(yán)重，pH值在4.0左右。

2 連作障礙發(fā)生的主要原因

2.1 土壤有害微生物增加，土傳病害加重

在蔬菜連作條件下，隨著連作年數(shù)的增加，有益微生物種群密度、數(shù)量以及土壤酶活性逐年降低，土壤有害微生物日積月累，導(dǎo)致病原菌數(shù)量不斷增加。呂衛(wèi)光等[8]于2006年研究報道，黃瓜連作后土壤微生物區(qū)系改變，使得土壤由“細(xì)菌型”土壤向“真菌型”土壤轉(zhuǎn)化，土傳病蟲害加重，線蟲密度高達4.38條/g。土傳病害是連作障礙發(fā)生的主要原因[1～3，6，9～12]，在所有連作障礙因子中的比重占 85%左右[9]。麗水市高山茭白隨著多年的種植也出現(xiàn)了連作障礙[13]。

2.2 過度的化肥施用造成土壤酸化

近20 a來，化肥一直是蔬菜生產(chǎn)中用量最大的產(chǎn)品之一，菜農(nóng)為追求高產(chǎn)而盲目濫施，造成化肥施用過度。筆者在麗水市高山番茄生產(chǎn)中的化肥使用調(diào)查結(jié)果表明，目前一般基肥施復(fù)合肥用量每667 m2達到150 kg以上，嚴(yán)重超出了正常施用水平。紅壤地區(qū)土壤酸化趨勢較為明顯，華東區(qū)土壤pH值平均為5.9[14]。由于過量施用化肥，特別是酸性、生理酸性肥料和氮肥等的施用[7]，加上連作作物的殘根或根系分泌的有機酸[1]，致使土壤的緩沖能力和離子平衡能力遭到破壞而導(dǎo)致土壤pH值下降，即土壤酸化現(xiàn)象[15]，現(xiàn)已成為當(dāng)前蔬菜生產(chǎn)發(fā)生連作障礙的重要因子之一。

2.3 土壤養(yǎng)分失衡

在蔬菜連作條件下，肥料和種植模式單一，造成了蔬菜作物對所需養(yǎng)分的選擇性吸收，使得土壤養(yǎng)分失衡、部分養(yǎng)分虧缺，導(dǎo)致蔬菜缺素癥狀時有發(fā)生。

2.4 蔬菜自毒作用

Rice于1984年提出一種植物（包括微生物）通過向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)而對另一種植物 （包括微生物）產(chǎn)生直接或間接的有害的或有益的作用的植物化感理論。具有化感作用的化學(xué)物質(zhì)稱為化感物質(zhì)。當(dāng)受體和供體同屬于一種植物時產(chǎn)生抑制作用的現(xiàn)象，稱為植物的自毒作用[16]。自1983年以來，科研學(xué)者發(fā)表有關(guān)自毒作用的論文近500篇，在茄果類、瓜類等多個蔬菜作物上均有研究。從蔬菜根系分泌物和殘茬中分離出自毒物質(zhì)，通過影響細(xì)胞膜透性、酶活性、離子吸收和光合作用等多種途徑影響作物生長。但關(guān)于自毒作用在連作障礙中的作用，不同學(xué)者意見不同，如邱立友等[17]研究表明，上茬植物殘留的次生代謝物對新生植株的自毒作用可能是連作障礙的主因，土壤性質(zhì)劣化和土傳病蟲害加劇只是連作障礙的次生為害；而許多學(xué)者[1～3，6，9～12]認(rèn)為，土傳病害是連作障礙發(fā)生的主要原因。

3 連作土壤的治理改良技術(shù)

3.1 合理的耕作制度

目前來說，不同種（屬、科）作物間輪作是防治連作障礙的最佳、簡單實效措施[7]。針對不同蔬菜品種制定不同輪作、套種、間作模式，能有效改良土壤生態(tài)環(huán)境，其中水旱輪作是目前效果最好的栽培模式，麗水高山蔬菜以茭白、菜豆、茄果類為主，通過水稻—菜豆（茄果類）、茭白—菜豆（茄果類）等的水旱輪作，既能吸收土壤中的不同養(yǎng)分，使養(yǎng)分得到充分利用，又可通過換茬減輕土傳病害的發(fā)生，提高單位面積產(chǎn)量和產(chǎn)值，提升土壤地力，保證良性耕作。又如麗水高山地區(qū)利用冬季低溫冰凍時，進行翻耕凍土，能有效殺滅越冬蟲卵；針對雨水較多的狀況，深溝高畦也是防治土壤連作的有效措施。對于酸性土壤，可以通過與堿性綠肥作物如毛葉苕子、油菜等輪作來調(diào)節(jié)[18]。

3.2 合理科學(xué)的施肥結(jié)構(gòu)

①增施有機肥 有機肥具有疏松土壤、改善微生物生活條件、培肥地力、協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分供給、保障作物健壯生長的作用。增施有機肥是防止土壤連作障礙的有效措施[11]。合理施肥，以施基肥為主，追肥為輔的施肥方式，在基肥中應(yīng)以有機肥為主，可以有效改良土壤。在麗水高山蔬菜生產(chǎn)中，結(jié)合土壤酸化的實際條件，施商品有機肥800～1 000 kg/667 m2，可以起到改良土壤的作用。同時，在化肥施用中，有條件的可選用水溶性復(fù)合肥，利用肥水一體化設(shè)施施肥，減少化肥的施用量。

②配施微生物肥 微生物肥是通過人工培養(yǎng)對植物有益的微生物而研制的微生物制品，微生物肥料中含有大量有益菌，土壤接種有益菌后，可有效抑制某些病原菌的生長，能有效改善土壤生態(tài)環(huán)境，提高土壤自身的降解能力，防止病害的傳播與自毒作用[1]。目前生產(chǎn)中應(yīng)用比較多是根瘤菌肥、解磷解鉀微生物肥、復(fù)合微生物肥。微生物肥是一種輔助性肥料，必須與化肥和有機肥配合施用，才能充分發(fā)揮效能，微生物肥目前已經(jīng)在麗水大棚設(shè)施蔬菜上有一定的推廣應(yīng)用，但是尚未得到有效的推廣。

3.3 利用土壤改良調(diào)節(jié)劑

①利用石灰改良劑降低土壤酸性 針對酸化土壤，施用石灰來改良是最傳統(tǒng)的措施，不僅可以中和土壤中氫離子濃度，改善土壤結(jié)構(gòu)，還可以降低土壤中重金屬對作物的毒害作用[7]。王敬華等[19]在江西紅壤上的試驗表明，施用200 kg/667 m2生石灰，能使土壤表層酸度值有效降低2～3個單位，目前麗水山地蔬菜推廣應(yīng)用667 m2施生石灰50～100 kg較為適宜，在高山蔬菜產(chǎn)區(qū)用生石灰治理土壤酸化是成本低、效果好的一個產(chǎn)品。

②施用生物碳調(diào)節(jié)土壤酸化 生物碳是生物質(zhì)原料（如木屑、秸稈、家畜糞便等）在限氧或絕氧的條件下，通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化得到的一種固態(tài)富碳物質(zhì)[20]。生物碳作為土壤處理還是一種新型材料，但已被很多學(xué)者認(rèn)為是一種生態(tài)高效的土壤調(diào)節(jié)品。例如代鋼[20]在研究中提出，生物碳的添加能夠改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，增加土壤微生物的豐富度，調(diào)節(jié)微生物群落結(jié)構(gòu)，增加土壤微生物多樣性。邱婷等[7]研究表明，生物碳可以中和土壤酸度，降低鋁對作物的毒害作用。生物碳因其含有豐富的營養(yǎng)元素，可以提高土壤中有效養(yǎng)分的含量，促進作物根部的吸收，增加土壤中有機碳的含量，提高作物的產(chǎn)量，目前針對麗水蔬菜產(chǎn)業(yè)來講，生物碳還是一個新產(chǎn)品，有待于進一步試驗應(yīng)用論證其效果。

3.4 利用化學(xué)他感作用

20世紀(jì)70年代，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)水稻連作中殘留在土壤中的秸稈分解產(chǎn)生自毒物質(zhì)引起減產(chǎn)[16]。許多植物和微生物可釋放一些化學(xué)物質(zhì)來促進或抑制同種或異種植物或微生物的生長，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)他感作用。利用農(nóng)作物間的化學(xué)他感作用原理進行有益組合，可減少根部病害。例如，一些十字花科作物在分解過程中會產(chǎn)生含硫化合物，向土壤中施入這種作物的殘渣能減輕下茬作物根部病害的發(fā)生，許多蔥蒜類蔬菜由于根系分泌物對多種細(xì)菌和真菌有較強的抑制作用，常被用于間作或套種。

4 小結(jié)

當(dāng)前，蔬菜連作障礙已成為制約蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。學(xué)者們針對土壤治理措施提出了如輪作、合理施肥、土壤改良等防治措施，但是蔬菜作物種類多，不同蔬菜作物連作障礙因子不一，需要針對特定的蔬菜作物制定合理的綜合治理技術(shù)，才能有效地防止蔬菜連作障礙的發(fā)生。

麗水高山菜豆通過增施有機肥替代部分化肥，有效減輕了病害的發(fā)生