草莓連作障礙的成因及防治技術(shù)

虢慶英，李德敏，劉淑萍，李澤林，張春楊

（山東理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東淄博255049）

草莓（Fragariaananassa）是一種多年生草本植物。草莓果實(shí)中富含多種重要的物質(zhì)，如維生素C[1]、β-胡蘿卜素[2]、草莓多酚[3]等，在食用、藥用、美容等方面具有重要用途。草莓作為我國(guó)許多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)作物，其種植的一大難題就是連作問(wèn)題。連作會(huì)導(dǎo)致草莓生長(zhǎng)發(fā)育不良，產(chǎn)量和品質(zhì)下降。甄文超等[4]研究盆栽草莓連作的發(fā)病情況數(shù)據(jù)顯示，連作2年，草莓苗死亡率40.9%，果實(shí)產(chǎn)量下降50.1%。草莓連作障礙成為亟待解決的問(wèn)題，本文在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，論述了草莓連作障礙的成因及防治方法，以期對(duì)草莓種植業(yè)高效持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)支持。

1 草莓連作障礙形成的原因

1.1 植物化感物質(zhì)自毒作用

活體植株分泌或殘?bào)w腐化分解能產(chǎn)生酚酸類(lèi)物質(zhì)，這類(lèi)物質(zhì)具有化感效應(yīng)[5-9]，能夠在土壤中積聚并且對(duì)下季農(nóng)作物產(chǎn)生不良影響。草莓根系分泌物中具有對(duì)羥基苯甲酸和肉桂酸等對(duì)植物的生長(zhǎng)有很強(qiáng)抑制作用的酚酸類(lèi)化合物。研究發(fā)現(xiàn)，隨著草莓連作年限的增加，土壤中對(duì)羥基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸和對(duì)香豆酸含量顯著增加，特別是對(duì)羥基苯甲酸[5-7]。甄文超等[7]研究發(fā)現(xiàn)草莓根系分泌的酚酸類(lèi)物質(zhì)對(duì)草莓苗的根、莖、葉的生長(zhǎng)均有一定程度的抑制作用，而對(duì)于根系和莖葉的鮮重影響更為顯著。高志華等[8]研究表明酚酸類(lèi)化感物質(zhì)能抑制草莓根系生長(zhǎng)的活力，降低葉片的葉綠素含量及SOD酶活性，從而導(dǎo)致草莓抗病能力下降。這表明植物化感物質(zhì)的自毒作用是草莓連作障礙形成的重要原因。

1.2 土壤微生物群落變化

土壤微生物群落的種類(lèi)、數(shù)量以及變化是衡量土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)。研究表明，隨著草莓連作年限的增長(zhǎng)，土壤中的細(xì)菌、放線菌的種類(lèi)及數(shù)量呈現(xiàn)出逐年減少的趨勢(shì)，而土壤中真菌的種類(lèi)及數(shù)量明顯增加[10]，尤其是植物病原真菌，而病原真菌對(duì)草莓根系具有極大的不良影響，會(huì)引起草莓黃萎病、青枯病及線蟲(chóng)病等病蟲(chóng)害。因此，經(jīng)長(zhǎng)期連作，土壤會(huì)由高肥力的“細(xì)菌型”土壤轉(zhuǎn)變?yōu)榈头柿Φ摹罢婢汀蓖寥?，這是連作土壤質(zhì)量下降的另一個(gè)重要因素。

1.3 土壤理化性質(zhì)劣變

長(zhǎng)期連作的土壤理化性質(zhì)劣變，土壤中所含各種微量元素失衡，土壤養(yǎng)分分布不均、板結(jié)成塊[11-13]。為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，栽培過(guò)程中會(huì)使用大量肥料、農(nóng)藥，尤其是化肥和偏高氮肥，使得土壤中氮素和磷素富集。隨著土壤水分蒸發(fā)，土壤深層肥料及鹽分逐漸向表層遷移；加之長(zhǎng)期種植草莓的土壤得不到雨水的充分淋洗，表層土壤中的鹽類(lèi)堆積，引起土壤次生鹽漬化[12]。土壤次生鹽漬化會(huì)抑制草莓向土壤中吸收鈣、錳、硼等營(yíng)養(yǎng)元素，使得草莓吸收的營(yíng)養(yǎng)成分逐漸減少，導(dǎo)致草莓的產(chǎn)量及品質(zhì)降低，經(jīng)濟(jì)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，就會(huì)導(dǎo)致土壤酸性增加[12-14]。當(dāng)使用氮肥過(guò)量時(shí)，多余的肥料累積下來(lái)，大量的氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸根存在，而硝酸根又會(huì)與土壤原環(huán)境中的鈣離子結(jié)合并隨水分流失[13]，由此加劇了土壤酸化的程度。土壤理化性質(zhì)劣變，土壤熟化慢，翻耕時(shí)深度又不夠，最終影響根系的伸展，從而阻礙草莓正常生長(zhǎng)。

2 草莓連作障礙的防治

草莓連作自毒障礙對(duì)草莓危害頗大，而防治草莓連作障礙這一問(wèn)題已經(jīng)成為近年來(lái)研究者關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。研究者在物理方法、化學(xué)方法和生物方法等防治技術(shù)方面進(jìn)行了試驗(yàn)并取得了一定的效果。

2.1 改進(jìn)耕作方式

2.1.1 合理輪作

輪作是解決連作障礙問(wèn)題的最有效方法，使土壤營(yíng)養(yǎng)得到合理利用，土壤中的病原真菌種類(lèi)及數(shù)量能夠顯著減少。高久青[15]研究的輪作栽培技術(shù)證明草莓水稻輪作能夠降低土壤肥力的消耗，減少草莓病蟲(chóng)害的發(fā)生，提高草莓的產(chǎn)量及質(zhì)量。

2.1.2 錯(cuò)開(kāi)廂位

錯(cuò)開(kāi)廂位就是每茬開(kāi)廂都與上一茬的廂位錯(cuò)開(kāi)一定距離，使原來(lái)的廂面變成現(xiàn)在的廂溝，而原來(lái)的廂溝變成現(xiàn)在的廂面[11]。這種辦法通過(guò)換土來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)連作障礙的抑制作用，具有一定的功效，也比較容易實(shí)施，可以與土壤消毒搭配使用，效果會(huì)更好。

2.1.3 更換表土

在前茬種植草莓的溫室內(nèi)，去除30cm厚的土壤，然后換上無(wú)菌的新土在里面，對(duì)于防治和克服草莓連作引起的病害具有很好的效果。

2.2 物理方法消除化感物質(zhì)

在利用物理方法防治連作障礙方面，有良好效果的方法為Asao等[5]和Asaduzzaman等[16]利用電解法降解水培營(yíng)養(yǎng)液中的酚酸類(lèi)化感物質(zhì)和Kitazawa等[6]利用活性炭吸附酚酸類(lèi)化感物質(zhì)，兩種方法均能有效地處理酚酸類(lèi)化感物質(zhì)自毒作用的問(wèn)題。

2.3 化學(xué)藥物及有機(jī)改良劑防治法

2.3.1 施用土壤消毒劑

土壤消毒劑是一種低毒的殺菌農(nóng)藥，能夠有效防治多種土傳疾病及殺滅線蟲(chóng)、蟲(chóng)卵等，起到清潔土壤的功效?，F(xiàn)在比較常見(jiàn)的土壤消毒劑有波爾多液、氰氨化鈣和棉隆，杜霄霞[17]表明波爾多液消毒對(duì)炭疽病、灰霉病等效果顯著。土壤消毒劑在使用時(shí)均需要密封悶熏以達(dá)到預(yù)期的效果，因其具有毒性，要注意自我保護(hù)。

2.3.2 施用有機(jī)改良劑

有機(jī)改良劑如幾丁質(zhì)粉末、植物殘?bào)w、綠肥、餅肥、稻草、堆肥、糞肥和蚓糞等能夠降解產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，抑制土壤中病原真菌的生長(zhǎng)，平衡土壤中的微生物群落種類(lèi)及數(shù)量，改善微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤的質(zhì)量，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。除此之外，還可以輔用一些物質(zhì)，比如，酸堿緩沖劑，緩解土壤的酸化程度，并且土壤pH植偏高可以抑制酚酸類(lèi)化感物質(zhì)的自毒作用[18]，有效降低毒性。甄文超[19]利用藥用植物防治由鐮刀菌等真菌引起的草莓再植病害也獲得了顯著效果，增產(chǎn)可達(dá)32.6%～33.8%。Murphy[20]等將甲殼類(lèi)廢棄物添加到生長(zhǎng)基質(zhì)中，可明顯減輕疫霉（Phytophthorafragariae）所致的草莓根腐病的發(fā)生與危害。

2.4 生物防治技術(shù)

2.4.1 生防菌制劑

生防菌可以與病原菌形成拮抗作用，也可以降解連作草莓根尖分泌物如酚酸等物質(zhì)，顯著增強(qiáng)了草莓的品質(zhì)[21,22]。生防細(xì)菌菌劑在緩解連作引起的病蟲(chóng)害方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在連作病蟲(chóng)害生物防治工作中常用的菌株資源有芽孢桿菌、假單胞菌、多粘類(lèi)芽孢桿菌以及放線菌等。接種放線菌活菌制劑能有效改變草莓根域微生物生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而能緩解草莓連作障礙；枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）能夠抑制草莓根腐病菌尖孢鐮刀菌（Fusariumoxysporum）和草莓灰霉病菌（Botrytis cinerea）[23,24]；劉紫英等[25]研究表明，篩選得到的 L501枯草芽孢桿菌，能夠降解草莓根系分泌物中的主要有害化感物質(zhì)——苯甲酸，并且對(duì)草莓根腐病菌具有拮抗作用，可以用于修復(fù)草莓重茬。

2.4.2 選育新型抗病品種

現(xiàn)在植物雜交技術(shù)也已成熟，可以選擇性培育抗病蟲(chóng)害的新型草莓品種進(jìn)行推廣種植。馬燕會(huì)[26]、劉雪靜[27]等運(yùn)用誘變育種技術(shù)，結(jié)合植物組織培養(yǎng)，利用枯萎病菌粗毒素液為篩選劑篩選抗枯萎病草莓突變體，再以自毒物質(zhì)加壓，篩選到抗性植株。這種方法前期投入較多，但收效也快，可以交替種植不同品種的草莓，品種不同對(duì)各種病蟲(chóng)害的抵抗力也不同。

3 展望

目前，對(duì)草莓連作障礙主要采用改進(jìn)耕作方式、化學(xué)藥物消毒、有機(jī)改良劑防治以及生物防治相結(jié)合的方法，并配以嚴(yán)格合理的種植管理進(jìn)行綜合防治。土壤病蟲(chóng)害常以化學(xué)消毒劑和有機(jī)改良劑防治為主，但化學(xué)消毒劑存在二次污染的不利影響，因此，生物防治技術(shù)受到越來(lái)越多的重視。同時(shí)，生防技術(shù)具有防效長(zhǎng)，環(huán)保無(wú)公害等優(yōu)勢(shì)[28]，研究前景相當(dāng)可觀。未來(lái)開(kāi)發(fā)新的生防菌資源研究其生理作用及在草莓連作障礙防治中的應(yīng)用，聯(lián)合多種菌制備成對(duì)病原菌有拮抗作用和有效降解自毒物質(zhì)的生物防治劑將成為研究熱點(diǎn)，追求以綠色防控為核心的綜合防治理念，全面克服草莓連作障礙。