草莓连作障碍的成因及防治技术

虢庆英，李德敏，刘淑萍，李泽林，张春杨

（山东理工大学生命科学学院，山东淄博255049）

草莓（Fragariaananassa）是一种多年生草本植物。草莓果实中富含多种重要的物质，如维生素C[1]、β-胡萝卜素[2]、草莓多酚[3]等，在食用、药用、美容等方面具有重要用途。草莓作为我国许多地区的经济作物，其种植的一大难题就是连作问题。连作会导致草莓生长发育不良，产量和品质下降。甄文超等[4]研究盆栽草莓连作的发病情况数据显示，连作2年，草莓苗死亡率40.9%，果实产量下降50.1%。草莓连作障碍成为亟待解决的问题，本文在调查分析的基础上，论述了草莓连作障碍的成因及防治方法，以期对草莓种植业高效持续发展提供科学支持。

1 草莓连作障碍形成的原因

1.1 植物化感物质自毒作用

活体植株分泌或残体腐化分解能产生酚酸类物质，这类物质具有化感效应[5-9]，能够在土壤中积聚并且对下季农作物产生不良影响。草莓根系分泌物中具有对羟基苯甲酸和肉桂酸等对植物的生长有很强抑制作用的酚酸类化合物。研究发现，随着草莓连作年限的增加，土壤中对羟基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸和对香豆酸含量显著增加，特别是对羟基苯甲酸[5-7]。甄文超等[7]研究发现草莓根系分泌的酚酸类物质对草莓苗的根、茎、叶的生长均有一定程度的抑制作用，而对于根系和茎叶的鲜重影响更为显著。高志华等[8]研究表明酚酸类化感物质能抑制草莓根系生长的活力，降低叶片的叶绿素含量及SOD酶活性，从而导致草莓抗病能力下降。这表明植物化感物质的自毒作用是草莓连作障碍形成的重要原因。

1.2 土壤微生物群落变化

土壤微生物群落的种类、数量以及变化是衡量土壤质量的重要指标。研究表明，随着草莓连作年限的增长，土壤中的细菌、放线菌的种类及数量呈现出逐年减少的趋势，而土壤中真菌的种类及数量明显增加[10]，尤其是植物病原真菌，而病原真菌对草莓根系具有极大的不良影响，会引起草莓黄萎病、青枯病及线虫病等病虫害。因此，经长期连作，土壤会由高肥力的“细菌型”土壤转变为低肥力的“真菌型”土壤，这是连作土壤质量下降的另一个重要因素。

1.3 土壤理化性质劣变

长期连作的土壤理化性质劣变，土壤中所含各种微量元素失衡，土壤养分分布不均、板结成块[11-13]。为了追求更高的经济效益，栽培过程中会使用大量肥料、农药，尤其是化肥和偏高氮肥，使得土壤中氮素和磷素富集。随着土壤水分蒸发，土壤深层肥料及盐分逐渐向表层迁移；加之长期种植草莓的土壤得不到雨水的充分淋洗，表层土壤中的盐类堆积，引起土壤次生盐渍化[12]。土壤次生盐渍化会抑制草莓向土壤中吸收钙、锰、硼等营养元素，使得草莓吸收的营养成分逐渐减少，导致草莓的产量及品质降低，经济效益低下[11]。大量使用的酸性肥料不能完全被草莓根系吸收，就会导致土壤酸性增加[12-14]。当使用氮肥过量时，多余的肥料累积下来，大量的氮元素转化为硝酸根存在，而硝酸根又会与土壤原环境中的钙离子结合并随水分流失[13]，由此加剧了土壤酸化的程度。土壤理化性质劣变，土壤熟化慢，翻耕时深度又不够，最终影响根系的伸展，从而阻碍草莓正常生长。

2 草莓连作障碍的防治

草莓连作自毒障碍对草莓危害颇大，而防治草莓连作障碍这一问题已经成为近年来研究者关注的重点问题。研究者在物理方法、化学方法和生物方法等防治技术方面进行了试验并取得了一定的效果。

2.1 改进耕作方式

2.1.1 合理轮作

轮作是解决连作障碍问题的最有效方法，使土壤营养得到合理利用，土壤中的病原真菌种类及数量能够显著减少。高久青[15]研究的轮作栽培技术证明草莓水稻轮作能够降低土壤肥力的消耗，减少草莓病虫害的发生，提高草莓的产量及质量。

2.1.2 错开厢位

错开厢位就是每茬开厢都与上一茬的厢位错开一定距离，使原来的厢面变成现在的厢沟，而原来的厢沟变成现在的厢面[11]。这种办法通过换土来实现对连作障碍的抑制作用，具有一定的功效，也比较容易实施，可以与土壤消毒搭配使用，效果会更好。

2.1.3 更换表土

在前茬种植草莓的温室内，去除30cm厚的土壤，然后换上无菌的新土在里面，对于防治和克服草莓连作引起的病害具有很好的效果。

2.2 物理方法消除化感物质

在利用物理方法防治连作障碍方面，有良好效果的方法为Asao等[5]和Asaduzzaman等[16]利用电解法降解水培营养液中的酚酸类化感物质和Kitazawa等[6]利用活性炭吸附酚酸类化感物质，两种方法均能有效地处理酚酸类化感物质自毒作用的问题。

2.3 化学药物及有机改良剂防治法

2.3.1 施用土壤消毒剂

土壤消毒剂是一种低毒的杀菌农药，能够有效防治多种土传疾病及杀灭线虫、虫卵等，起到清洁土壤的功效。现在比较常见的土壤消毒剂有波尔多液、氰氨化钙和棉隆，杜霄霞[17]表明波尔多液消毒对炭疽病、灰霉病等效果显著。土壤消毒剂在使用时均需要密封闷熏以达到预期的效果，因其具有毒性，要注意自我保护。

2.3.2 施用有机改良剂

有机改良剂如几丁质粉末、植物残体、绿肥、饼肥、稻草、堆肥、粪肥和蚓粪等能够降解产生挥发性物质，抑制土壤中病原真菌的生长，平衡土壤中的微生物群落种类及数量，改善微生物群落结构，提高土壤的质量，促进作物生长。除此之外，还可以辅用一些物质，比如，酸碱缓冲剂，缓解土壤的酸化程度，并且土壤pH植偏高可以抑制酚酸类化感物质的自毒作用[18]，有效降低毒性。甄文超[19]利用药用植物防治由镰刀菌等真菌引起的草莓再植病害也获得了显著效果，增产可达32.6%～33.8%。Murphy[20]等将甲壳类废弃物添加到生长基质中，可明显减轻疫霉（Phytophthorafragariae）所致的草莓根腐病的发生与危害。

2.4 生物防治技术

2.4.1 生防菌制剂

生防菌可以与病原菌形成拮抗作用，也可以降解连作草莓根尖分泌物如酚酸等物质，显著增强了草莓的品质[21,22]。生防细菌菌剂在缓解连作引起的病虫害方面具有明显的优势，在连作病虫害生物防治工作中常用的菌株资源有芽孢杆菌、假单胞菌、多粘类芽孢杆菌以及放线菌等。接种放线菌活菌制剂能有效改变草莓根域微生物生态环境，进而能缓解草莓连作障碍；枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）能够抑制草莓根腐病菌尖孢镰刀菌（Fusariumoxysporum）和草莓灰霉病菌（Botrytis cinerea）[23,24]；刘紫英等[25]研究表明，筛选得到的 L501枯草芽孢杆菌，能够降解草莓根系分泌物中的主要有害化感物质——苯甲酸，并且对草莓根腐病菌具有拮抗作用，可以用于修复草莓重茬。

2.4.2 选育新型抗病品种

现在植物杂交技术也已成熟，可以选择性培育抗病虫害的新型草莓品种进行推广种植。马燕会[26]、刘雪静[27]等运用诱变育种技术，结合植物组织培养，利用枯萎病菌粗毒素液为筛选剂筛选抗枯萎病草莓突变体，再以自毒物质加压，筛选到抗性植株。这种方法前期投入较多，但收效也快，可以交替种植不同品种的草莓，品种不同对各种病虫害的抵抗力也不同。

3 展望

目前，对草莓连作障碍主要采用改进耕作方式、化学药物消毒、有机改良剂防治以及生物防治相结合的方法，并配以严格合理的种植管理进行综合防治。土壤病虫害常以化学消毒剂和有机改良剂防治为主，但化学消毒剂存在二次污染的不利影响，因此，生物防治技术受到越来越多的重视。同时，生防技术具有防效长，环保无公害等优势[28]，研究前景相当可观。未来开发新的生防菌资源研究其生理作用及在草莓连作障碍防治中的应用，联合多种菌制备成对病原菌有拮抗作用和有效降解自毒物质的生物防治剂将成为研究热点，追求以绿色防控为核心的综合防治理念，全面克服草莓连作障碍。