设施连作障碍原因与防治措施研究

设施连作障碍原因与防治措施研究

张培安

（南农农业大学园艺学院，南京210095）

摘要：设施蔬菜生产中的连作障碍普遍存在，主要因素包括根基微生物影响、次生盐渍化、植物自毒作用等。调控措施包括轮作和间作套种、增施有机肥料、选育抗性品种、嫁接栽培、添加吸附剂、合理灌水和施用化肥、土壤消毒处理等。现概述了设施蔬菜连作障碍成因和缓解措施研究成果，以期为调控设施蔬菜连作障碍提供借鉴，并对未来亟需研究解决的问题进行展望。

关键词：设施连作障碍防治措施展望

Causes and control measures for continuous cropping obstacles in protectedvegetable cultivation

ZHANG Pei-an

（College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China）Abstract：Common facilities of continuous cropping obstacle in vegetable production, the main factors include the foundation of microbial effects, secondary salinization, plant auto toxicity. Control measures include crop rotation and intercropping, organic fertilizer, grafting cultivation, breeding, adding adsorbent, reasonable irrigation and fertilization, soil disinfection. An overview of the research results of causes and mitigation measures of continuous cropping obstacle of vegetable, in order to provide reference for the control of vegetable continuous cropping obstacles, and the future need to study and solve the problem was discussed.

Keyword：protected horticulture；continuous cropping；obstacleprophylactico-therapeutic；measuresforecast

连作障碍是指同一作物或近缘作物连作以后，即使在正常管理的情况下，也会产生产量降低、品质变劣、生育状况变差的现象（张学军等，2003）。目前，认为引起作物出现连作障碍具有诸多原因，如根际微生物与其分泌物、盐碱化、植物自毒作用等（高子勤和张淑香，2000；张重义和林文雄，2009；吴志行等，1994），同时，还有诸多的人为因素，如：不合理使用肥料、栽培管理措施不当等，引起养分不均衡、土壤盐分积聚等问题。本文，综观国内学者的研究成果，将设施蔬菜连作障碍的原因综合如下。

1.设施蔬菜连作障碍的成因

1.1根际微生物的影响

许多研究结果表明，连作条件下土壤生态环境对植物生长有很大的影响，尤以植物残体与病原微生物的分解产物，对植物有致毒作用，并影响植物根系分泌物正常代谢（徐瑞富和任永信，2003）。土壤微生物和酶是土壤生态系统的重要动力，土壤中所进行的一切生物学和化学过程都要由微生物和酶作用才能完成。吴凤芝和王伟（1999）的研究表明:大棚蔬菜连作土壤随着连作年限的增加，真菌的种类和数量减少，但有害真菌的种类和数量增加；细菌的种类和数量随着连作年限的增加而减少。唐咏等（1999）研究了日光温室栽培蔬菜条件下土壤微生物的变化，发现日光温室土壤中氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量比露地都有所增加，真菌表现为腐霉数量增加，木霉数量降低，放线菌数量随温室使用年限增加而降低。徐瑞富和王小龙（2003）研究发现:花生种植年限对土壤微生物区系的变化有显著的影响，真菌数量随连作年限的增加呈上升趋势，细菌数量随连作年限的增加呈下降趋势。连

作3年后根际土壤中细菌数量减少了73%；土壤中细菌的变化直接影响着速效磷和速效钾的变化，二者呈显著正相关关系。邹春娇等（2016）发现，采用营养基质栽培黄瓜，连作第5茬黄瓜产量显著高于其他茬次，微生物碳代谢能力、微生物多样性各项指标及对单一碳源的高利用碳源数均在各茬中最高；在连作第11茬后微生物碳代谢能力显著下降，微生物多样性水平显著降低。综上所述，微生物对根分泌作用的影响，包括4个方面：1、影响根细胞渗透性；2、影响根的代谢活动；3、对根分泌的某些化合物吸收与转化；4、改变根际营养物质对植物的有效性。

1.2 次生盐碱化对于土壤连作的影响

连作影响土壤养分的分配和平衡。在设施内植物对所需养分年年不断吸取，土壤营养元素必然缺乏，而对其不需要或需要较少的元素则积累过多，土壤内养分平衡必然失调，得不到充分利用。其次，各种植物根系分布有深有浅，年年连作根系吸收范围较为固定，造成营养缺乏。连作使土壤板结，有机质含量下降。随着连作年限的增加，土壤质地变得粘重，土壤砂粒含量下降，粉粒和黏粒含量增加；土壤pH和全盐含量显著增加，有机质、速效钾和速效磷含量持续下降。雷金银等（2014）通过连作4a后，发现土壤中盐分离子SO42-、HCO3-、Cl-、Ca2+、Mg2+含量呈增加的趋势，Na+、K+含量呈下降趋势，土壤微量元素含量显著降低。同时大棚内多为人为浇水，而得不到雨水淋洗，造成次生盐渍化。土壤表层水分不断蒸发，深层水分通过毛细管作用上移，致使深层土壤盐分积聚到表层。土壤溶液浓度增加，使土壤的渗透压加大，根系的吸收能力减弱，严重影响蔬菜生长，易受病害侵染。温室土壤次生盐渍化出现不同程度的盐害，减产幅度逐年增大（童有为等，1991）。土壤耕作层变浅，大棚内多为人工操作翻挖，翻耕深度不够，使土壤耕层固定在一定的范围内，影响根系的伸展，造成植株生长发生障碍。徐小军等（2016）研究发现设施甜瓜连作后土壤逐渐酸化并伴随盐渍化趋势，氮、磷、钾比例失调，连作3-5 a后大部分土壤酶活性开始下降，土壤真菌数量快速增加，土传病害病原菌不断累积，表现出明显的连作障碍。

1.3 植物自毒作用的影响

某些植物可通过地上部淋溶、根系分泌和植株残茬腐解等途径来释放一些物质对同茬或下茬同种或同科植物生长产生抑制作用，这种现象被称为自毒作用。如果进行同一蔬菜作物的连作，就会因根系长期分泌同一物质而影响土壤中微生物的种类和数量，破坏土壤微生物相互间平衡，使土传病害和虫害增加。Yu和Matsui（1997）从黄瓜的根系分泌物中分离出11种酚类物质，其中10种酚类具有生物毒性。当黄瓜连续种植时，根系释放的酚类物质积累到一定程度就会抑制下茬作物的生长，并证明它们可抑制黄瓜根系对NO3-、SO42-、K+、Ca2+、Mg2+和Fe2+的吸收。吕卫光、张春兰（2002）研究发现黄瓜根系分泌物主要的化感物质组分苯丙烯酸和对羟基苯甲酸强烈抑制黄瓜根系脱氢酶、根系结合ATP酶、硝酸还原酶、超氧化物歧化酶的活性，从而抑制根系对K+、NO3-、H2PO4-的吸收。周志红等（1997）证明番茄植物不仅具有自毒作用，其植株的水提液对黄瓜、萝卜、生菜、白菜、甘蓝的幼苗生长均有显著的抑制作用。杜英君、靳月华（1999）研究大豆根系分泌物和大豆组织水浸液对“下茬”大豆苗的生长和某些生理活性均有显著影响；从根系分泌物和植株水浸液中均分离出了已知酚酸类化感物质香草酸、香草醛和对羟基苯甲酸；这类物质的影响对大豆连作障碍有直接关系，这一现象在西瓜、茄子、南瓜和番茄等植物中同样存在，他们根系分泌物明显地抑制了自身种子的发芽及幼苗生长（邹丽芸和喻景权，2004；杨广超等，2004；王芳和王敬国，2005）。

2.设施连作障碍的治理措施

2.1轮作和间作套种

轮作和间作套种能显著增加基质中微生物总量和细菌数量，降低真菌数量，土壤微生态