蔬菜连作障碍及土壤修复技术研究进展

樊平声 陈罡 徐德利等

摘要首先，分析了造成蔬菜连作障碍的原因；然后，介绍了用于克服蔬菜连作障碍的土壤生态修复技术；最后，对土壤生态修复技术在克服蔬菜连作障碍中的应用效果进行分析。

关键词蔬菜连作障碍；土壤生态修复技术；自毒物质；应用

中图分类号S344.4文献标识码

A文章编号0517-6611（2015）31-070-01

蔬菜连作障碍是设施栽培生产中亟待解决的最主要的瓶颈问题之一，造成蔬菜病害严重、产量和质量降低，影响了蔬菜的产量和品质[1]。目前，国内外学者对蔬菜连作障碍做了大量研究。笔者从引起连作障碍的起因入手，以自毒物质和根际微生物群落为主线，对连作和自毒物质的生理生化反应，根际微生态特性、自毒效应的验证进行研究，并在连云港等地试验示范。

1引起蔬菜连作障碍的原因

1.1化感自毒物质的自毒作用

自毒物质是造成蔬菜连作障碍的主要成因之一。研究表明，造成黄瓜等蔬菜连作障碍的自毒物质主要是对羟基苯甲酸、阿魏酸、肉桂酸、苯甲酸等。自毒物质通过离子吸收、水分吸收、光合作用、蛋白质和 DNA 合成等多种途径造，对蔬菜种子萌发、细胞分裂、植物生长产生巨大的影响[2-3]。自毒物质能够抑制植物生长所必需的重要酶的活性，如自毒物质可以抑制根系结合ATP酶、根系脱氢酶、硝酸还原酶、超氧化物歧化酶的活性，可以抑制植物体内POD、CAT、SOD、ATP 水解酶等多种酶活性；自毒物质影响植物根系对水分和NO3-、K+等多种营养元素的吸收；自毒物质还影响蔬菜光合作用、蛋白质和DNA合成等，抑制植物生长发育，如苯甲酸、肉桂酸能降低蔬菜的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度；自毒物质影响细胞膜透性，如苯丙烯酸、对羟基苯甲酸可以使植物叶绿体亚显微结构发生明显的改变（被膜溶解，基粒垛、基质片层减少，光合速率下降）；自毒物质干扰了生长素类物质的合成，使根、茎细胞的生长受到抑制。

1.2连作土壤病原菌基数上升，微生物种类、数量、群体结构及土壤酶活性变劣

[3-6]

蔬菜连作栽培中由于种植制度和管理方法的重复，经过连续多年种植和施肥栽培，蔬菜对特定营养元素的选择性吸收，造成土壤养分不平衡、部分养分亏缺而土壤肥力下降，而有些养分富余。连作栽培影响着土壤及根际微生物的生长发育和繁殖，造成微生物种群多样性降低和数量的改变，病原菌数量增加，有益微生物种群密度降低，土传微生态结构发生变化，土壤酶活性變差，土壤微生物群落对外界的抵抗力下降。

1.3连作造成化肥使用量大由于连作造成植物生长代谢受到抑制，植物生长慢，为了促进植物生长，农民会增加化肥等投入品使用量，土壤化肥含量增加，设施栽培的相对高温环境增加了土壤相对蒸发量，设施封闭环境又造成土壤未受到雨水充分淋洗，下层土壤中的肥料和其他盐分会随着深层土壤水分的蒸发通过土壤毛细管上升，造成土壤次生盐渍化现象。

2克服连作障碍的土壤生态修复技术

2.1农业措施

2.1.1伴生（轮作、间套作）。在农业生产过程中，利用农艺措施，选择适宜的作物，采用伴生（轮作、间套作）栽培，可显著抑制蔬菜连作障碍，改善土壤微生态环境，控制病害的发生，提高蔬菜的光合色素含量和光合速率，促进蔬菜的生长。首先，伴生（轮作、间套作）栽培可以改善连作土壤的微生态环境。伴生（套作）作物的根系分泌物及根茬腐解物可以改善土壤微生态环境，增强土壤活性。研究表明，伴生（轮作、间套作）改善连作土壤物理性质，活化土壤营养成分，改善根际微环境。具体表现在土壤容重降低，孔隙度增加，有机质、速效P和速效K含量均有不同程度的提高，土壤微生物区系的比例发生改变。其次，伴生（轮作、间套作）栽培可以促进蔬菜作物的生长发育。研究表明，伴生栽培等措施可以促进作物根系生长，提高根系活性，促进根系对养分的吸收，提高蔬菜作物的品质。适宜的伴生（轮作、间套作）栽培可以显著提高蔬菜果实维生素C和可溶性蛋白的含量，降低果实硝酸盐含量。豆科轮作的作物残茬、秸秆分解物、大蒜根系分泌物、苜蓿秸秆覆盖对蔬菜的根长、地上部鲜质量及根鲜质量均有促进作用[1-4]。

最后，伴生（轮作、间套作）栽培可以减轻连作土壤蔬菜病害[5]。间作套种可以减轻蔬菜病害的发生，解决部分连作障碍。采用小麦、燕麦、毛葱、大蒜、芹菜等与蔬菜轮作间套作，可以显著降低霜霉病、角斑病和白粉病等病虫害的发病率和病情指数，蔬菜产量显著提高。伴生（轮作、间套作）栽培等农艺措施能够显著控制蔬菜病害，目前已经被广大生产者所接受并广泛应用。

2.1.2土壤太阳能消毒技术。

设施大棚采用太阳能消毒，可以杀死土壤病原菌，改善土壤微生态环境，减轻下茬作物病虫害发生，促进作物生长。实际操作中，可以使用石灰氮、碳铵等肥料，这些肥料在土壤中产生的氨气渗透到土壤杀死

病原菌和杂草种子。具体做法是：在夏季温室大棚清洁后，施用固体石灰氮或碳铵1 050～1 200 kg/hm2，均匀混合后撒施于土壤表面，结合使用有机肥旋耕混合均匀深翻入土，用透明薄膜将土壤表面完全封闭，以迅速提高土壤积温。再从薄膜下往畦间灌满水，密封温室，利用太阳能日光照射，使20～30 cm土温能较长时间保持在40～50 ℃（持续20～30 d），即可有效杀灭土壤中病原菌和杂草种子。然后揭膜晾棚，翻耕土壤，大约7 d后再种植蔬菜作物。试验结果表明，土壤消毒是解决连作病虫害的有效办法。

2.2土壤有益微生物增殖技术

高温闷棚后，土壤微生物种群数量大幅度减少，为了维持土壤微生物良性平衡，改良土壤和改善作物品质，可以推广使用微生物肥料，包括推广细菌肥料、真菌类肥、生物菌肥等有机肥料。加速作物秸秆的腐熟，促进有机养分的发酵、净化土壤环境、维护土壤生物种群的多样性，促进农作物的生长，增强农作物抗病、抗旱能力。

2.3土壤有机养分缓释平衡技术

推广土壤有机养分缓释平衡技术，合理增施有机肥。有机肥能改善土壤团粒结构，保持土壤疏松，平衡养分；改善土壤保肥、保水、调温和透气的功能；增加土壤微量元素含量，提高土壤肥力，提高土壤蓄肥性能，增强土壤对酸碱的缓冲能力。研究表明，该技术可以促进作物生长，增加作物抗病和抗逆能力，改善作物商品品质，提高产量，增加效益。

3应用及展望

通过试验示范，在江苏不同地区建立示范棚，制定了相应的技术规程和规范。通过技术培训，示范推广，取得了较大成效，缓解了蔬菜连作障碍，促进蔬菜产业发展，取得了较好的经济、社会和生态效益。

参考文献

[1] ZHANG S P，MIAO H，YANG Y H，et al. A major quantitative trait locus conferring resistance to fusarium wilt was detected in cucumber by using recombinant inbred lines[J].Mol Breeding，2014，34：1805-1815.

[2] FANG S Z，LIU D，TIAN Y，et al. Tree species composition influences enzyme activities and microbial biomass in the rhizosphere： A rhizobox approach [J].PloS ONE，2013，8： 614-617.

[3] WANG Z，JIA C H， LI J Y，et al.Activation of salicylic acid metabolism and signal transduction can enhance resistance to Fusarium wilt in banana （Musa acuminata L. AAA group，cv. Cavendish） [J]. Funct Integr Genomics，2015，15：47-62.

[4] ZHAO S，LIU D Y， LING N，et al. Bioorganic fertilizer application significantly reduces the Fusarium oxysporum population and alters the composition of fungi communities of watermelon Fusarium wilt rhizosphere soil [J]. Biol Fertil Soils，2014，50：765-774.

[5] 雷娟麗.蔬菜土壤生态系统微生物分子生态学研究[D].杭州：浙江大学， 2006.

[6] 武春成， 李琛 ，魏明亮，等. 连作土壤浸提液对黄瓜种子发芽及幼苗生长的影响[J].