作物連作障礙的成因與機(jī)制及其消減策略

翁佩瑩，鄭紅艷

(福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)學(xué)院，福建 福州 350002)

連作障礙(Continuous cropping obstacles, or continuous monoculture problems)是連續(xù)在同一地塊土壤上栽培同種作物或近緣作物引起的作物生長(zhǎng)發(fā)育不良、產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降的現(xiàn)象。我國(guó)將連作稱“重茬”，連作障礙稱“重茬病”，國(guó)外稱之為再植病害(Replant disease)或再植問(wèn)題(Replant problem)[1]。目前研究發(fā)現(xiàn)，易發(fā)生連作障礙的作物有茄果類、瓜類、豆類等，主要為茄科、豆科、十字花科、葫蘆科和薔薇科等作物。

當(dāng)前，隨著農(nóng)業(yè)耕地面積逐漸減少，作物種植連作現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，很多糧食作物(馬鈴薯、大豆、花生)、經(jīng)濟(jì)作物(煙草、棉花)、園藝作物(西瓜、草莓)、蔬菜(黃瓜、番茄)、藥用植物(太子參、人參、三七)存在不同程度的連作障礙問(wèn)題[2]。特別是規(guī)?；?、專一化的設(shè)施作物栽培，種植作物種類單一，隨著栽培年限的增加，作物連作障礙越發(fā)嚴(yán)重。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)技術(shù)仍相對(duì)落后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中連作障礙問(wèn)題已成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的瓶頸。為了消減作物連作障礙，筆者對(duì)近年來(lái)作物連作障礙的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，分析作物連作障礙產(chǎn)生的原因與形成機(jī)理，提出消減與防治途徑，為作物科學(xué)栽培提供借鑒。

1 連作障礙危害表現(xiàn)

1.1 作物生長(zhǎng)發(fā)育不良

一是作物出現(xiàn)缺素癥狀。如土壤缺鈣引起大白菜干燒心，缺硼會(huì)引起蘿卜和萵苣褐心、番茄果實(shí)畸形，產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降[3]。二是植株生長(zhǎng)瘦弱。如黃瓜莖尖明顯變細(xì)，葉片變?。环延酌缋匣?，莖尖頂端凋萎，出現(xiàn)畸形果[4]。三是個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育變緩，開(kāi)花延遲，飽果減少。研究表明，花生連作會(huì)導(dǎo)致花生個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育變緩，株高和百果重分別較輪作降低1.8%～12.5%和5.5%～12.8%，單株飽果數(shù)減少32.1%～54.7%，生物產(chǎn)量和莢果產(chǎn)量也分別降低10.9%～24.2%和10.0%～33.4%[5]。

1.2 土壤微生物群落平衡破壞

土壤微生物和土壤酶參與土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變等過(guò)程，是作物-土壤生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的組成成分。連作降低土壤微生物活性，改變土壤微生物多樣性，致使土壤有害微生物和病原菌增加[6]。王飛等[7]研究表明，“真菌型”土壤是地力衰竭的標(biāo)志，“細(xì)菌型”土壤則是高土壤肥力的生物指標(biāo)，連作導(dǎo)致土壤微生物結(jié)構(gòu)由“細(xì)菌型”向“真菌型”轉(zhuǎn)化，土傳病害加重[8]。盤莫誼等[9]研究表明,煙草連作對(duì)土壤的細(xì)菌數(shù)量影響最大，對(duì)真菌數(shù)量的影響次之，對(duì)放線菌數(shù)量的影響最小。放線菌是抗生素的主要產(chǎn)生菌，土壤放線菌分泌的抗生素可抑制某些有害病原物的生長(zhǎng)[10]，而土壤真菌多數(shù)是致病菌，主要致病菌有鐮刀菌屬(Fusarium)、腐霉屬(Pythium)、絲核菌屬(Rhizotonia)、柱孢屬(Cylindrocarpon)、疫霉屬(Phytophthora)等[11]。細(xì)菌是土壤中種類和數(shù)量最多的微生物，但相對(duì)于真菌來(lái)說(shuō)，細(xì)菌性土傳病害的種類不多，目前研究較多的是細(xì)菌性青枯病。

1.3 作物病蟲害嚴(yán)重

由于單一作物連作，致使某一害蟲種群大量繁殖，從而引發(fā)害蟲的猖獗發(fā)生。研究表明在西瓜連作田里，一般病蟲害發(fā)生率在30%以上，嚴(yán)重的甚至達(dá)到80%。作物病蟲害以土傳性病蟲害為主，常見(jiàn)的土傳病害有：猝倒病、立枯病、枯萎病、黃萎病、菌核病、疫病、黑點(diǎn)根腐病、潰瘍病、青枯病、根結(jié)線蟲病，如瓜類的枯萎病和炭疽病、菜豆的葉枯病、番茄的早疫病和青枯病、十字花科蔬菜的根腫病和軟腐病等均是土傳病害[12]。于妍華[13]研究表明，西洋參和人參連作后土傳病害銹腐病、疫霉病和根腐病顯著高于正茬。茄子黃萎病、枯萎病和青枯病等土傳病害隨連作年限增加逐年加重[14]。

1.4 病毒侵染嚴(yán)重

由于連作長(zhǎng)期使用同一作物品系，導(dǎo)致抗病力下降，品種退化，病毒侵染嚴(yán)重，病害發(fā)病率增加。王世彬等[15]研究表明，遼西北地區(qū)馬鈴薯的主要病害之一是馬鈴薯病毒病，對(duì)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)造成極大威脅，感染病毒的馬鈴薯，如果連年種植，將導(dǎo)致馬鈴薯植株矮小、品質(zhì)變劣、產(chǎn)量下降，一般減產(chǎn)30%～50%，退化嚴(yán)重的減產(chǎn)量可達(dá)60%～80%。

2 連作障礙產(chǎn)生原因與機(jī)理

連作障礙產(chǎn)生主要有兩個(gè)因素：首先是植物本身的化感自毒作用，化感物質(zhì)的作用機(jī)理是抑制細(xì)胞分裂、伸長(zhǎng)，影響作物體內(nèi)生長(zhǎng)素、赤霉素、脫落酸的水平，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，改變酶的功能和活性，抑制氨基酸運(yùn)輸和蛋白質(zhì)合成，阻礙氣孔傳導(dǎo)[16]。其次是土壤環(huán)境發(fā)生變化：一是土壤微生物變化，病原菌積累，土壤環(huán)境惡化，使土傳病害越來(lái)越嚴(yán)重；二是土壤理化性質(zhì)變劣，某些微量元素缺乏，使作物抗病能力降低；三是根系分泌物和殘茬腐解物積累，自害物質(zhì)增多，影響根際微生物菌群的結(jié)構(gòu)與功能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，連作障礙病害占75%以上，缺素占5%，自害物質(zhì)占9%[17]。

2.1 連作土壤環(huán)境的災(zāi)變機(jī)理

2.1.1 根際微生物結(jié)構(gòu)失衡，土傳病原菌增多

我國(guó)是世界上作物土傳病害發(fā)生率最高和最嚴(yán)重的國(guó)家[18]。由于連續(xù)栽培單一作物，其獨(dú)特的環(huán)境抑制了硝化細(xì)菌、氨化細(xì)菌等有益微生物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致土壤中病原拮抗菌減少，從而助長(zhǎng)土壤病原菌繁殖，致使有害微生物大量增加。連作作物根系分泌物和殘茬腐解物也為病原菌提供了營(yíng)養(yǎng)，加上適宜的土壤環(huán)境，致使病原菌大量繁殖，加重土傳病蟲害發(fā)生[9]。同時(shí)過(guò)量施用化肥，其殘留物間接助長(zhǎng)了病原菌繁殖，加大土傳病害發(fā)生幾率。大量噴施農(nóng)藥也會(huì)破壞土壤環(huán)境，導(dǎo)致土壤微生物種群失衡，抑制土壤根瘤菌、固氮菌等有益微生物生長(zhǎng)[19]。

2.1.2 土壤結(jié)構(gòu)破壞，土壤酸化和供肥能力下降

作物長(zhǎng)期連作會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)降低，土壤容重和非毛細(xì)管孔層增大，緩沖能力降低，引起植株養(yǎng)分吸收異常，使作物生長(zhǎng)受阻。連作過(guò)程中為了追求高產(chǎn)，超量和單一施用化學(xué)肥料，尤其是氮肥過(guò)量，過(guò)剩的養(yǎng)分和其他鹽分難以被作物吸收而積累在土壤耕作層中，于是Ca2+、NO3-、SO42-、Cl-等離子富集，使土壤含鹽量不斷增加，導(dǎo)致土壤鹽漬化。 樊杭聲[20]研究表明，溫室土壤中鹽分含量是露地土壤中鹽分含量的2～13倍，原因是溫室土壤未經(jīng)雨水淋洗，再加上溫室內(nèi)溫度較高，水分蒸發(fā)量大，土壤下層的鹽分隨著水分的蒸發(fā)，上移至土壤表層，在土壤表面形成鹽層。同時(shí)，連作也誘發(fā)土壤酸化，其機(jī)理是：一是過(guò)多施用氯化鉀、過(guò)磷酸鈣、硝酸銨等酸性肥料；二是大量施用氮肥，尤其是旱作條件下連作，作物不能完全吸收所施氮肥，產(chǎn)生積累，大量的氮?jiǎng)t轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，與鈣離子(Ca2+)結(jié)合流失，使H+過(guò)剩，導(dǎo)致土壤酸化[21]。

2.1.3 土壤養(yǎng)分失衡，生理病害加劇

作物對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)成分的吸收具有選擇性，在同一地塊上連續(xù)種植某種作物，會(huì)造成土壤中該作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素匱乏，而其需求量較少的營(yíng)養(yǎng)元素則富集，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分嚴(yán)重失衡[22]，從而導(dǎo)致作物出現(xiàn)缺素癥狀，使作物減產(chǎn)，品質(zhì)下降。如番茄臍腐病、大白菜干燒心及瓜類作物的匙形葉、金邊葉等現(xiàn)象均為缺鈣、銅等元素所致；缺鉀嚴(yán)重影響作物抗逆能力，加劇病蟲危害，產(chǎn)品質(zhì)量明顯下降；缺硼易引起作物幼苗根系生長(zhǎng)不良，雌花受精率低，落花落果嚴(yán)重；缺鎂易引起植株葉面發(fā)黃，生長(zhǎng)勢(shì)衰弱，甚至枯黃致死。

2.1.4 土壤線蟲種群增殖，病害嚴(yán)重

連作導(dǎo)致土壤線蟲病害逐年加重，危害作物生長(zhǎng)。線蟲群落包括不同營(yíng)養(yǎng)類群：植物寄生線蟲、食細(xì)菌線蟲、食真菌線蟲、捕食性和雜食性線蟲，是土壤動(dòng)物中數(shù)量最多、功能最豐富的一類，影響著土壤有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)以及病害發(fā)生，被認(rèn)為是土壤健康狀況的敏感性指示生物[23]。許帆等[24]研究表明，線蟲群落結(jié)構(gòu)變化與土壤堿解氮、有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量變化有密切聯(lián)系。南方根結(jié)線蟲的寄主范圍十分廣泛，番茄、黃瓜、芹菜和茄子等對(duì)根結(jié)線蟲病十分敏感，是最易受害的蔬菜作物。

2.2 連作作物的化感自毒作用

化感自毒作用是指作物通過(guò)根系分泌物、殘?bào)w分解、淋溶等方式分泌或釋放有毒化學(xué)物質(zhì)，對(duì)同茬或下茬、同種或近緣作物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用的現(xiàn)象[21]。產(chǎn)生化感作用的物質(zhì)稱為化感物質(zhì)，根系分泌以及植株殘茬腐解等途徑可釋放化感物質(zhì)(酚類、苯丙烯酸、對(duì)羥基苯甲酸、香草酸和香草醛等)，連作下化感物質(zhì)累積通過(guò)影響作物的營(yíng)養(yǎng)吸收、光合作用、酶活性等生理過(guò)程而降低根系活性，從而抑制根系和作物生長(zhǎng)。研究表明，作物化感自毒作用主要來(lái)源于酚酸類物質(zhì)，隨作物種類和釋放途徑的變化而不同?？偟膩?lái)說(shuō)，化感作用有直接化感作用和間接化感作用。前者系指供體植物分泌釋放化感物質(zhì)直接引起受體植物生長(zhǎng)發(fā)育不良的化學(xué)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象，后者則指由供體植物分泌釋放的化感物質(zhì)通過(guò)根際微生物的綜合作用而導(dǎo)致根際土壤環(huán)境災(zāi)變進(jìn)而影響受體植物生長(zhǎng)發(fā)育的生態(tài)學(xué)現(xiàn)象。自毒物質(zhì)能直接通過(guò)降低植株保護(hù)酶活性及抗氧化系統(tǒng)抗性，增加根系活性氧自由基含量及加重膜脂過(guò)氧化程度，造成營(yíng)養(yǎng)元素泄漏，從而對(duì)病原菌產(chǎn)生刺激作用，使病菌更易侵入寄主[25]。研究表明，黃瓜根系可分泌苯甲酸類化合物阻礙黃瓜對(duì)養(yǎng)分的吸收，番茄、辣椒等根系也會(huì)分泌一些酸類物質(zhì)對(duì)離子與水分的吸收、植物光合作用、土壤營(yíng)養(yǎng)狀況等產(chǎn)生嚴(yán)重不利影響。茄子根系分泌物普遍含有香草醛、肉桂酸等酚酸類物質(zhì)，抑制連作茄子生長(zhǎng)。大豆根系分泌物有酚酸、苯酚類物質(zhì)和香草酸等，其中香草酸對(duì)根際微生物菌群結(jié)構(gòu)和連作障礙影響較明顯。目前研究表明，辣椒、茄子、番茄、西瓜、黃瓜等作物極易產(chǎn)生自毒作用，南瓜、黑籽南瓜、絲瓜則不易產(chǎn)生自毒作用[13]。根系分泌物來(lái)源于根系不同部位，根冠細(xì)胞內(nèi)的高爾基體容易大量分泌黏膠，分生區(qū)分泌作用較弱、分泌物較少，伸長(zhǎng)區(qū)根毛易斷裂、分泌物較多[26]。根系分泌物可大致分為3類：一是滲出物(主要有糖類、有機(jī)酸、氨基酸、水、無(wú)機(jī)離子等)，即由根細(xì)胞中擴(kuò)散出來(lái)的低分子有機(jī)物質(zhì)；二是分泌物，即多聚糖、蛋白質(zhì)、部分磷脂等高分子黏膠物質(zhì)；三是分解物，即作物殘?bào)w(根冠細(xì)胞、細(xì)胞內(nèi)含物、根毛等)的分解產(chǎn)物。

從上述分析可見(jiàn)，作物連作障礙發(fā)生和發(fā)展是個(gè)十分復(fù)雜的根際生物學(xué)過(guò)程。從當(dāng)前對(duì)作物連作障礙研究的發(fā)展來(lái)看，今后更需從多方面、多角度和多領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，確定引起連作障礙的核心因子，有針對(duì)性地進(jìn)行連作障礙防范和消減。

3 連作障礙消減措施

3.1 輪作與間作

輪作不僅能破壞寄主專一性病原菌的生長(zhǎng)和繁殖環(huán)境，從而減少致病菌的數(shù)量，還可以改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性能，解決根系分泌物自毒問(wèn)題[12]。作物輪作要考慮連作年限和輪作方式兩個(gè)因素。

3.1.1 連作年限

連作年限應(yīng)根據(jù)作物種類確定，如黃瓜、辣椒病蟲害較多，輪作間隔期為2～3年，番茄、菜豆輪作間隔期3～4年，茄子、西瓜種植一年后，要相隔6～7年才可再種植。

3.1.2 輪作方式

主要輪作方式有：(1)不同養(yǎng)分需求的作物輪作。相對(duì)來(lái)說(shuō)，大白菜等葉類植物需氮量較多，辣椒、番茄等茄果類作物需磷量較多，馬鈴薯、紅薯等根莖類作物需鉀量較多，不同類型輪作，可充分利用土壤中各種養(yǎng)分，減少土壤中化肥剩余量。(2)深根性和淺根性作物輪作。將豆類、瓜類、茄果類等深根性作物與蔥蒜類、綠葉菜等淺根性作物輪作，可充分利用分布在不同土層中的養(yǎng)分，又可消減土傳病害的產(chǎn)生，使單位面積產(chǎn)量和品質(zhì)得到提高[12]。(3)旱水作物輪作。旱水作物輪作可淋洗土壤鹽分，有效降低病原菌數(shù)量。如茄子與水稻輪作有利于控制和防治黃萎病，降低土壤鹽分。

3.1.3 間(套)作

生長(zhǎng)期較長(zhǎng)的農(nóng)作物行間套種速生農(nóng)作物，以利用速生農(nóng)作物的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)土壤，如在辣椒行間套種空心菜或茼蒿等。目前主要農(nóng)作物間作模式有：玉米與大豆、辣椒與玉米、辣椒與花生、小麥與辣椒、小麥與黃瓜、小麥與蠶豆、豆科作物與馬鈴薯等，這些作物間作能顯著提高產(chǎn)量，減少畸形果[25]。

3.2 土壤處理

3.2.1 土壤消毒

土壤消毒方法主要有化學(xué)藥劑消毒、高溫消毒、太陽(yáng)暴曬消毒等，當(dāng)前常用的是化學(xué)藥劑消毒，主要有化學(xué)藥劑、生物藥劑?；瘜W(xué)藥劑消毒通常是用氰氮化鈣、溴甲烷、硫磺粉等化學(xué)藥劑消滅土壤病菌和根結(jié)線蟲，如使用氰氨化鈣進(jìn)行土壤消毒，其遇水生成液態(tài)的雙氰氨和氣態(tài)的單氰氨，可大量殺滅土壤中的真菌和細(xì)菌有害生物，且不殘留不污染環(huán)境[12]。太陽(yáng)暴曬消毒是作物收獲后及時(shí)進(jìn)行土壤翻耕，一方面可以暴曬滅菌，另一方面有利于清除作物殘茬，改善土壤結(jié)構(gòu)和微生態(tài)，從而消減作物連作障礙發(fā)生。研究表明，連作大豆連續(xù)間隔深松耙茬1、2年較對(duì)照分別增產(chǎn)21.2%、16.2%[22]。

3.2.2 土壤改良

首先，采用傳統(tǒng)的犁耙方式進(jìn)行土壤深翻，翻耕深度35 cm左右，使土壤上層與下層有效混合，降低表層土壤鹽分含量。其次，根據(jù)土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良。如酸性土壤中番茄青枯病、西瓜枯萎病發(fā)病率顯著高于中性和堿性土壤，因此，根據(jù)土壤酸堿性進(jìn)行改良。第三，根據(jù)土壤質(zhì)地進(jìn)行改良。粘質(zhì)土、砂質(zhì)土和壤質(zhì)土相比，相同生產(chǎn)管理情況下，粘質(zhì)土的透水性和通氣性相對(duì)較差，作物連作種植，粘質(zhì)土?xí)@現(xiàn)出較強(qiáng)烈的抑制作用，沙土物質(zhì)流失快，有毒物質(zhì)會(huì)較快流失，而土壤養(yǎng)分不容易保留，作物生長(zhǎng)較差。作物種植應(yīng)盡量選擇排水良好、土質(zhì)疏松、土壤肥沃的砂壤土，以降低連作障礙發(fā)生。

3.3 合理施肥

當(dāng)前對(duì)連作障礙產(chǎn)生的原因及其機(jī)制存在部分誤解，認(rèn)為作物因營(yíng)養(yǎng)缺乏而導(dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)育不良，其實(shí)產(chǎn)生連作障礙最重要的原因是過(guò)量施肥。因此，施肥應(yīng)合理，提倡檢測(cè)土壤配方施肥，科學(xué)合理施用有機(jī)肥料，有效增加土壤微量元素以促進(jìn)放線菌和細(xì)菌繁殖，從而抑制病原菌，減輕病害發(fā)生，同時(shí)也使土壤疏松肥沃，有效改良土壤[19]。施肥應(yīng)根據(jù)各種作物需肥規(guī)律及土壤供肥能力，確定肥料種類和數(shù)量，生產(chǎn)上嚴(yán)格控制化肥用量和類型，如鉀肥施用硫酸鉀型肥料，而不用氯化鉀型肥料；氮肥施用銨態(tài)氮，嚴(yán)禁施用硝態(tài)氮肥料。

3.4 根際調(diào)控與生物防治

作物連作障礙形成機(jī)理與防治一直是研究熱點(diǎn)，隨著對(duì)根系分泌物的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)根系分泌物既是化感物質(zhì)的主要來(lái)源，又可改變作物根際土壤理化性質(zhì)，還可通過(guò)提供物質(zhì)和能量調(diào)節(jié)根際微生物群落組成[27—29]。福建農(nóng)林大學(xué)林文雄教授團(tuán)隊(duì)對(duì)根系分泌自毒物質(zhì)研究較多，尤其重視作物化感作用結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐研究，探索作物連作障礙的消減與修復(fù)技術(shù)，這也是未來(lái)的研究趨勢(shì)。如吳紅淼等[2]運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)和信息技術(shù)，對(duì)植物-土壤-微生物之間相互作用的根際過(guò)程進(jìn)行研究，從而挖掘和利用生物的遺傳潛力，減少外部資源消耗，有目的地調(diào)控作物的生長(zhǎng)環(huán)境，以改善植物生長(zhǎng)，提高土壤質(zhì)量。位小丫等[30]用促生細(xì)菌(Bacillus subtilis和Burkholderia為主)研制的不同微生物菌肥對(duì)太子參連作障礙進(jìn)行消減處理，結(jié)果表明，用B.subtilis菌肥(1號(hào))、Burkholderia菌肥(2號(hào))、B. subtilis和Burkholderia混合菌肥(3號(hào))等不同處理的太子參根圍土壤，3種外源微生物菌肥都能顯著提高重茬太子參的產(chǎn)量，其中菌肥1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)處理的產(chǎn)量比重茬地分別增產(chǎn)107%、112%和96%，為太子參規(guī)范化栽培提供了技術(shù)支持。趙涵予等[31]研究微生物復(fù)合菌劑(Effective Micoorganisms，EM)與木霉菌劑(Trichoderma，TRI)對(duì)三七連作障礙的消減作用及其作用機(jī)理，結(jié)果表明，EM和TRI處理的重茬三七出苗率、保苗率、產(chǎn)量均顯著提高。兩種菌劑處理均能使連作土壤中的有益菌含量增加，有害菌含量降低，其中TRI處理效果更為顯著。林茂茲[32]研究表明，連作太子參根際土壤中酚醌類、有機(jī)酸類、酯類、醇類含量高，而醛酮類、胺類、苯類、烴類、雜環(huán)類含量較低，根際土壤提純物對(duì)太子參葉片光合作用系統(tǒng)起毒害作用，且毒害程度隨提純物濃度升高而趨向嚴(yán)重。

當(dāng)前，生物防治成為連作障礙生態(tài)控制的有效措施之一，它是利用特定微生物的寄生，產(chǎn)生對(duì)病原菌有害的物質(zhì)進(jìn)而減少病原菌數(shù)量，促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)。具體措施是：一是接種有益微生物，對(duì)土壤有害物質(zhì)進(jìn)行分解，或與病原菌競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)空間，從而抑制病原菌的產(chǎn)生，以減少病原菌對(duì)作物根系的感染和病害的發(fā)生[21]；二是將作物進(jìn)行有益的組合，利用農(nóng)作物釋放的化學(xué)物質(zhì)促進(jìn)或抑制同種或異種植物及微生物的生長(zhǎng)，減少根部病害。叢枝菌根(Arbuscular mycorrhizas，AM)真菌是分布十分廣泛的一類菌根真菌，能與80%以上的高等維管植物建立共生關(guān)系。近年來(lái)，AM真菌防治土壤連作障礙的作用日益突出。劉起麗[33]實(shí)驗(yàn)表明，AM真菌與番茄共生后，其根部和芽部聚集的病毒DNA濃度低于對(duì)照，表明共生菌根能減弱番茄黃化卷葉撒丁島病毒(Tomato yellow leaf curl Sardinia virus，TYLCSV)的危害。

目前，微生物產(chǎn)品有菌劑類和菌肥類兩類，菌劑類主要有根瘤菌劑、固氮菌劑、溶磷菌劑、硅酸鹽菌劑、復(fù)合菌劑等，菌肥類主要有復(fù)合生物肥、生物有機(jī)肥[34]。至今已有2000多個(gè)產(chǎn)品取得了農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的微生物肥料登記證，同時(shí)使用的菌種也在不斷拓寬，包括細(xì)菌、真菌、放線菌等種類，已達(dá)150多種，且得到越來(lái)越多的農(nóng)民認(rèn)可。

3.5 嫁接與抗性品種栽培

嫁接可以消除連作障礙，運(yùn)用不同作物品種進(jìn)行嫁接換根，可以有效提高植株的抗病抗逆性。如以南瓜或葫蘆作為砧木，對(duì)黃瓜、西瓜、甜瓜進(jìn)行嫁接栽培，可有效防治黃瓜枯萎病、疫霉病和線蟲病，且提高黃瓜耐寒性，延長(zhǎng)黃瓜結(jié)果期，有效提高黃瓜產(chǎn)量。同時(shí)，選擇作物抗性品種進(jìn)行栽培可消除連作障礙，如大豆品種‘抗線5號(hào)’、‘泉花7號(hào)’在出苗率和抵抗土傳病害等方面表現(xiàn)較好[22]。

4 結(jié)語(yǔ)

連作障礙的發(fā)生是系統(tǒng)綜合效應(yīng)的展現(xiàn)。當(dāng)前較多學(xué)者通過(guò)作物化感作用與土壤微生物的研究，探索作物連作障礙的消減與修復(fù)技術(shù)，這也是未來(lái)一段時(shí)期的研究趨勢(shì)。筆者認(rèn)為，今后應(yīng)更多地運(yùn)用現(xiàn)代分子生物技術(shù)，結(jié)合生物信息技術(shù)，對(duì)作物-土壤-微生物之間相互作用的過(guò)程進(jìn)行多方面研究，研究化感作用時(shí)，加強(qiáng)不同酚酸類自毒物質(zhì)間的協(xié)同、拮抗和加合等相互作用研究，重視土壤微生物在連作條件下土壤微生物群落之間的相互作用及功能變化研究，追蹤隨著連作年限增加發(fā)生顯著變化的微生物類群，探究有益微生物與致病微生物之間的相互作用對(duì)連作障礙的影響。探討明確引起連作障礙的核心因子和原因[35]，通過(guò)利用作物的生物學(xué)特性，有目的地調(diào)控作物的生長(zhǎng)環(huán)境和土壤微生物平衡，以改善作物生長(zhǎng)，提高土壤質(zhì)量，從而有針對(duì)性地進(jìn)行連作障礙防治和消減。