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基于蔬菜栽培的綜合防治對(duì)策-論文
隨著蔬菜產(chǎn)業(yè)化的升溫，我國(guó)各地逐漸涌現(xiàn)出一批具有特色的專(zhuān)業(yè)產(chǎn)地，使得原有的耕作制度瓦解，農(nóng)戶(hù)蔬菜生產(chǎn)特定性、局限性日趨明顯，這必然加劇設(shè)施栽培連作障礙問(wèn)題，即土壤鹽漬化、病蟲(chóng)害重，造成蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)下降，直接影響設(shè)施栽培經(jīng)濟(jì)效益。連作障礙已成為制約目前蔬菜穩(wěn)產(chǎn)增收及可持續(xù)發(fā)展的重要因素。
設(shè)施栽培連作障礙產(chǎn)生因素
連作障礙產(chǎn)生的原因極其復(fù)雜，是土壤、植物與微生物三者之間相互作用的結(jié)果。根據(jù)多年的研究報(bào)道，可歸納為幾方面的原因:土壤傳染性病蟲(chóng)害蔓延，土壤理化性質(zhì)變化以及植物的自毒作用[5-6]。土壤病原菌富積，傳染性病蟲(chóng)害蔓延設(shè)施栽培土壤中土壤病原菌富積是引起連作障礙的關(guān)鍵因素。研究結(jié)果表明，設(shè)施栽培土壤中有益微生物與有害微生物之間本來(lái)保持著一定的生態(tài)平衡關(guān)系，但由于多年連作，同一作物吸收單一養(yǎng)分，使某些物質(zhì)不斷累積，加之設(shè)施土壤的溫濕度等環(huán)境條件適宜病原菌生長(zhǎng)繁殖，作物根系分泌物和病殘?bào)w又提供了病原菌賴(lài)以生存的條件，使土壤中的植物病原菌得到富積，而過(guò)多使用化肥及殺菌劑可能會(huì)殺死土壤中有益拮抗菌，打破土壤微生物的平衡，以致從土壤到作物表現(xiàn)出一系列的連作障礙[7-8]。
土壤理化性質(zhì)變化土壤鹽類(lèi)積聚設(shè)施栽培土壤鹽類(lèi)積聚現(xiàn)象在我國(guó)普遍發(fā)生，是設(shè)施土壤障礙的重要因素之一，以連棟大棚和溫室最為明顯。該現(xiàn)象是由于化肥施用量大，且長(zhǎng)年覆蓋，改變了自然狀態(tài)下的水分平衡，降低了土壤的淋洗作用，加之環(huán)境長(zhǎng)期保持高溫，顯著增強(qiáng)了土壤水分蒸發(fā)量，土壤鹽分通過(guò)毛細(xì)作用隨水分的蒸發(fā)上升，在地表形成薄層鹽分結(jié)晶。
設(shè)施土壤鹽類(lèi)積累后，加大了土壤溶液中鹽類(lèi)濃度，使土壤滲透勢(shì)加大，導(dǎo)致根系水分外流，影響蔬菜對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，造成蔬菜營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，而且隨著土壤鹽類(lèi)濃度的增加，元素之間的拮抗作用顯著增強(qiáng)，某些營(yíng)養(yǎng)元素的吸收受阻，出現(xiàn)植株矮小、發(fā)育不良、葉片卷曲枯死等典型的缺素癥狀，最終導(dǎo)致作物產(chǎn)量及品質(zhì)下降[9-10]。土壤酸化導(dǎo)致設(shè)施栽培土壤酸化的主要原因是長(zhǎng)期過(guò)量施用化肥和使用未經(jīng)過(guò)安全處理的有機(jī)肥料。多年的研究發(fā)現(xiàn)，隨著種植年限及復(fù)種指數(shù)的增加，設(shè)施栽培土壤pH值逐年降低，有些土壤pH值甚至已降至6以下，致使土壤某些養(yǎng)分的有效性降低，導(dǎo)致Ca，Mg，B，Mo等植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素缺乏，進(jìn)而促使作物臍腐病、畸形果、莖裂、華而不實(shí)等生理病害多發(fā)，尤其是茄科蔬菜的青枯病和疫病等土傳病害越來(lái)越嚴(yán)重[11-12]。
土壤物理性狀的惡化土壤物理性狀是重要的肥力因素，主要包括孔隙度、結(jié)構(gòu)性、水分含量及通透性等，嚴(yán)重影響著農(nóng)作物根系的生長(zhǎng)和養(yǎng)分的吸收。研究表明，設(shè)施栽培土壤連續(xù)栽培5a以后，土壤板結(jié)嚴(yán)重、容重增大、非活性孔隙比例相對(duì)降低，耕層變淺，通氣性、透水性變差，物理性狀?lèi)夯痆13]，需氧微生物的活性下降，土壤熟化慢，致使根際缺氧誘發(fā)多種根部病害，同時(shí)對(duì)有毒有害物質(zhì)的緩沖能力降低，導(dǎo)致作物抗逆能力降低和殘留超標(biāo)。植物的自毒作用自毒作用是植物種內(nèi)相互影響的一種方式，也是長(zhǎng)期連作障礙產(chǎn)生的主要因素[14]。
連作條件下，植物殘?bào)w、病原物及作物根系等向周?chē)h(huán)境中分泌酚酸類(lèi)、萜類(lèi)、生物堿、酶等化學(xué)物質(zhì)，影響植株生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致自毒作用發(fā)生。茄科、葫蘆科、豆科、菊科等是極易產(chǎn)生自毒作用的植物，這些植物從根系中分泌出許多酚酸類(lèi)化合物，通過(guò)損傷細(xì)胞膜、破壞酶活性、使蛋白質(zhì)失活等影響作物生長(zhǎng)發(fā)育。而西瓜、絲瓜、南瓜、瓠瓜和黑籽南瓜等的根系分泌物會(huì)促進(jìn)瓜類(lèi)的生長(zhǎng)，不易產(chǎn)生自毒作用[15]。
設(shè)施栽培連作障礙的綜合防治措施
連作障礙防治是現(xiàn)今設(shè)施蔬菜栽培產(chǎn)業(yè)面臨的一大難題。目前主要從種植制度和種植方式的優(yōu)化以及利用抗病品種和嫁接技術(shù)、土壤消毒和土壤管理、生物防治、優(yōu)化施肥等方面來(lái)解決此問(wèn)題。
優(yōu)化種植制度不同蔬菜間或蔬菜與糧食作物之間進(jìn)行合理的輪作或間作是國(guó)內(nèi)外通用的預(yù)防土傳病害的措施之一，也是有效防治連作障礙最為簡(jiǎn)單、省工、高效的措施。合理輪作或間作可以使病原菌失去寄主或改變其正常生長(zhǎng)繁殖環(huán)境，從而消滅或減少土壤中致病菌，減輕病害;有效地改善土壤結(jié)構(gòu)，有利于土壤通氣和有機(jī)質(zhì)分解，促進(jìn)土壤有益微生物的繁殖，調(diào)節(jié)土壤肥力;減少雜草的滋生，破壞雜草與蔬菜的伴生關(guān)系[15-16]。設(shè)施蔬菜栽培一般采用深根性蔬菜(茄果類(lèi)、瓜類(lèi)、豆類(lèi)等)與淺根性速生蔬菜(白菜、綠葉菜類(lèi)、蔥蒜類(lèi)等)輪作倒茬，或行間套種，其中，淺根性蔬菜有吸鹽洗鹽的作用，蔥蒜類(lèi)對(duì)預(yù)防根部病害和根結(jié)線蟲(chóng)的危害非常有效。
應(yīng)用抗病品種和嫁接技術(shù)隨著現(xiàn)代育種技術(shù)的發(fā)展，專(zhuān)家培育出如抗枯萎病的番茄、抗黑腐病的甘藍(lán)等大量抗土傳病害的蔬菜新品種。選用這些蔬菜新品種，可以提高蔬菜的抗病能力，有效控制土傳病害的發(fā)生，增加蔬菜經(jīng)濟(jì)效益。目前，黃瓜、西瓜、茄子等采用的嫁接技術(shù)充分證明[17]，利用豐產(chǎn)高抗性的砧木進(jìn)行嫁接栽培是防治土傳病害及設(shè)施蔬菜栽培連作障礙、提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最為有效的措施之一。進(jìn)行土壤消毒采用土壤消毒，可高效快速抑制土壤有害微生物、害蟲(chóng)、殘茬及根系分泌物的毒害作用，能夠很好地解決作物重茬問(wèn)題，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
設(shè)施栽培中，土壤消毒方法主要包括藥劑消毒、太陽(yáng)能消毒、蒸汽消毒等。藥劑消毒是利用各種化學(xué)藥劑或生物藥劑通過(guò)噴淋、澆灌、拌土、熏蒸等手段對(duì)土壤進(jìn)行消毒。目前，生產(chǎn)上使用最多的藥劑有氯化苦、綠寶清(苦參堿)、多菌靈、土菌消、菌線威、綠亨1號(hào)和2號(hào)等殺蟲(chóng)殺菌劑。通過(guò)蒸汽、熱水或太陽(yáng)能提高土壤溫度，從而起到消毒滅菌作用的物理方法被國(guó)外經(jīng)常采用，是生產(chǎn)無(wú)公害蔬菜的重要措施，如日本的太陽(yáng)能高溫消毒。該方法對(duì)蔬菜無(wú)副作用，非常適合我國(guó)現(xiàn)階段的蔬菜生產(chǎn)，值得進(jìn)一步研究和推廣。
其殺菌原理有2種:一是直接熱力(熱水或蒸汽)消毒殺菌。如50℃處理10min即可殺死十字花科作物的軟腐病菌。二是間接作用(高溫悶棚)。在一年中的高溫時(shí)期，前茬作物收獲后，清除殘枝枯葉，施入有機(jī)肥和灌水，在覆膜封閉條件下，土壤濕度增加、棚室內(nèi)的溫度達(dá)到60~70℃以上，悶棚時(shí)間一般掌握在15~20d，致使土壤微生物通過(guò)呼吸作用逐漸消耗土壤中的氧氣，使土壤呈缺氧還原狀態(tài)，多數(shù)植物病原菌在高溫和缺氧條件下死亡。
研究結(jié)果表明，高溫悶棚使連作大棚設(shè)施內(nèi)10cm左右的土壤形成55℃持續(xù)高溫，大部分病原菌被殺死，對(duì)土傳病害灰霉病病原菌有很好的滅菌效果[18]。合理的土壤管理土壤管理的目的是使土壤生態(tài)始終有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育。設(shè)施栽培中為了減輕連作障礙，常采用的措施為:集中燒毀或深埋中心病株、作物病殘?bào)w及周?chē)s草，防止病害蔓延;加強(qiáng)耕作管理，增加中耕松土次數(shù)，提高地溫，加速病殘?bào)w的分解腐爛，使部分病原菌和害蟲(chóng)失去活力，切斷土壤表層毛細(xì)管，提高下層土壤通透性，控制土壤鹽分上升;改變作物栽培時(shí)間，避開(kāi)作物發(fā)病期進(jìn)行種植，例如易感染枯萎病的蔬菜，應(yīng)避開(kāi)高溫期種植或采取相應(yīng)的預(yù)防措施;在高溫季節(jié)大水漫灌，使土壤溫度提高，不僅可洗鹽，還可殺死或減少土壤中病原微生物和害蟲(chóng)。采用生物防治生物防治狹義上是指利用有益微生物對(duì)土壤中特定病原菌產(chǎn)生毒素，或通過(guò)與病原菌競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生存空間等途徑來(lái)減少病原菌的數(shù)量，從而減輕根系感染、減少病害發(fā)生的一種方法。由于現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，生物防治已逐步成為防治作物病蟲(chóng)害、減輕連作障礙的一種重要手段。
利用拮抗微生物拮抗作用是衡量生物防治效果的指標(biāo)之一。利用拮抗微生物防治作物病蟲(chóng)害，就是將培養(yǎng)好的具有拮抗作用的有益微生物以特定方式施入土壤中，或是通過(guò)向土壤中加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高土壤原有拮抗菌的數(shù)量及活性，從而抑制土壤中病原菌的活動(dòng)，降低病原菌的數(shù)量，減輕病害發(fā)生的幾率。張麗萍等[19]通過(guò)土壤微生物制劑防治草莓連作病害，結(jié)果表明，對(duì)于由尖孢鐮刀菌和立枯絲核菌引起的草莓連作病害，木霉T42與枯草芽孢桿菌Bs-6的拮抗作用很明顯，能顯著促進(jìn)連作草莓的生長(zhǎng)發(fā)育，連作草莓的死苗率由52.9%降至8.2%，產(chǎn)量增加111%，果實(shí)品質(zhì)顯著提高。接種有益微生物有益微生物廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如制作微生物有機(jī)肥、種衣劑防治作物病蟲(chóng)害等。在設(shè)施蔬菜栽培中，常通過(guò)使用含有有益微生物的生物有機(jī)肥來(lái)分解連作土壤中的化肥、農(nóng)藥殘留;另外，還可以向土壤中接種一些有益菌群，在根系形成生物屏障，減少根際病原菌的侵染，或接種致病菌弱毒菌株，促使作物產(chǎn)生免疫機(jī)能，增強(qiáng)抗逆性，提高其產(chǎn)量及品質(zhì)。郝永娟等[20]在生物土壤添加劑減輕黃瓜連作障礙的研究中提出，使用生物土壤添加劑，可明顯增加具有拮抗作用的木霉、青霉等的數(shù)量，有效控制土傳病害，提高土壤微生物多樣性，改善土壤連作障礙。
利用他感作用原理德國(guó)學(xué)者H.Molisch于1937年提出植物的他感作用，認(rèn)為許多植物可通過(guò)向周?chē)h(huán)境釋放代謝過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，來(lái)促進(jìn)或抑制同種或異種植物生長(zhǎng)。他感作用涉及微生物、植物、動(dòng)物等所有的種群，普遍存在于生態(tài)系統(tǒng)中，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用具有極其重要的意義。利用化學(xué)他感作用原理使植物之間、植物與微生物之間合理組合，不僅可有效地降低作物之間、微生物之間的負(fù)效應(yīng)，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，并且在控制病蟲(chóng)害方面也可取得很好的效果。有些植物根系分泌的化學(xué)物質(zhì)可抑制微生物的生長(zhǎng)，如黃瓜根系分泌物中的絲氨酸、精氨酸可以有效抑制黃瓜枯萎病病菌的生長(zhǎng)繁殖[21]。
進(jìn)行優(yōu)化施肥優(yōu)化施肥是防治連作障礙的一項(xiàng)重要措施。針對(duì)目前設(shè)施蔬菜栽培中化肥過(guò)量施用、肥料種類(lèi)不平衡等問(wèn)題，在施肥原則上，應(yīng)以有機(jī)肥為主、化肥為輔，再配合施用微生物肥料。施用有機(jī)肥(進(jìn)行無(wú)害化處理，即完全腐熟)可改善土壤理化性狀，抑制土壤鹽分積累及病原菌繁殖，減輕連作障礙和土傳病蟲(chóng)害的發(fā)生;必須根據(jù)肥料的性質(zhì)、設(shè)施土壤養(yǎng)分狀況、作物的營(yíng)養(yǎng)特性及需肥規(guī)律，因地制宜地選擇施用化肥，同時(shí)應(yīng)確定合理的施用時(shí)間、施用量、施用方法;選擇施用具有固氮、解磷、解鉀作用的微生物肥料，分解土壤中被固定的磷、鉀元素，使化學(xué)肥料得到充分利用，在施用微生物肥料時(shí)要嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書(shū)施用。
問(wèn)題與展望
在現(xiàn)代設(shè)施蔬菜栽培產(chǎn)業(yè)中，連作障礙是制約蔬菜穩(wěn)產(chǎn)增收及可持續(xù)發(fā)展的重要因素。現(xiàn)有的防治措施是比較常規(guī)的方法，存在著一定的弊端。如設(shè)施蔬菜栽培中，需要適宜的土地資源作保證的輪、間、套及混作等耕作制度受到了不同程度的制約;長(zhǎng)期使用化學(xué)防治方法易產(chǎn)生耐藥菌，使病蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性，同時(shí)還存在污染環(huán)境、殺死天敵等問(wèn)題;生物防治雖能避免以上問(wèn)題，但存在成本高、易受環(huán)境因素影響、對(duì)病蟲(chóng)害防效不穩(wěn)定、對(duì)非目標(biāo)生物的影響不詳?shù)葐?wèn)題。此外，有些問(wèn)題雖然前人已進(jìn)行了大量的研究，但至今還沒(méi)有提出切實(shí)有效的防治措施，如根結(jié)線蟲(chóng)的防治、早衰等生理障礙的防治。綜上所述，采用其中一種措施或幾種措施的簡(jiǎn)單復(fù)合難以達(dá)到理想的防治效果，因此，對(duì)連作障礙各因子之間相互關(guān)系進(jìn)行研究，從而研制出土壤生態(tài)修復(fù)的綜合防治技術(shù)體系，將成為今后設(shè)施蔬菜栽培產(chǎn)業(yè)中的研究重點(diǎn)。
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