設施園藝發(fā)生連作障礙土壤理化性質的變化及應對方法

許帆

連作障礙指的是在同一塊地塊中連續(xù)栽培近緣或者同種的作物時，在栽培管理保持不變的情況下，作物會出現(xiàn)生長勢變弱、產量和品質下降、病害蟲害加劇的現(xiàn)象。隨著設施園藝的發(fā)展面積不斷擴大，長期依賴增加肥料用量來提高作物產量，造成了普遍出現(xiàn)連作障礙，對我國設施園藝持續(xù)發(fā)展明顯形成制約。

一、連作障礙產生的原因

為了滿足市場供應的需求，近年來規(guī)?；彤a業(yè)化的種植模式在農業(yè)生產中被廣泛運用，同時化學肥料的大量使用，農作物本身和土壤養(yǎng)分、微生物之間的平衡被打破，從而導致土壤發(fā)生連作障礙，此外由于栽培作物的不同產生連作障礙因素也存在不同。

1、土壤理化性質的變化

設施栽培長期連作、化肥的大量使用，土壤孔隙度也會隨之下降、水肥透性逐漸降低，土壤容重變大，耕層也會逐漸變淺。設施栽培能夠進行機械的深耕作業(yè)少，土壤跟層逐年變淺，缺少有機肥的施用，物理性質變惡劣，根系生長受到抑制，進而造成土壤的板結。

①土壤鹽漬化

在設施栽培的過程中，單一的生長環(huán)境，不能進行雨水的淋溶，加之化肥的大量施用，土壤鹽類聚集嚴重，土壤鹽漬化變得異常突出。據(jù)調查，設施土壤的含鹽量是相較露地高出2-5倍，最高的地塊可達到露地十倍之多。研究發(fā)現(xiàn)，連作多年后作物對土壤養(yǎng)分的利用率也會隨之下降，鹽分的積累，造成了土壤鹽漬化的產業(yè)。同時設施大棚缺乏雨水的淋洗，土壤上層水分的蒸發(fā)，地下水通過土壤毛管向上滲透，將底層的大量的鹽分攜帶到地表，加劇了土壤鹽漬化的產生。

②土壤酸化

由于植物不能充分地吸收利用生物酸性肥料，土壤中酸性離子隨之產生，土壤的酸度降低，同時土壤酸化也會隨著連作年限的增加變得越發(fā)突出。相關研究表明，相較露地栽培，設施栽培土壤的平均pH值普遍偏低0.5個單位左右，設施栽培超過10年以上的地塊的，土壤pH值可以降到5以下。實際生產當中，土壤的鹽漬化和酸化往往伴隨產生，土壤酸化越為嚴重的地方，鹽漬化的表現(xiàn)也相對突出，連作障礙表現(xiàn)也越明顯。

2、土壤生物學環(huán)境的變化

①土壤微生物

土壤微生物幾乎參與植物吸收土壤養(yǎng)分的和轉化營養(yǎng)的所有過程，此外土壤微生物降解植物殘體產生腐殖質的功能，保證了穩(wěn)定的土壤養(yǎng)分循環(huán)體系。通常情況下，土壤中的有益微生物的生物含量要明顯高于有害微生物，在評價土壤質量時，土壤有益微生物的活性和總量，也作為其中一項重要的指標。研究表明，隨著連作年限的增加，土壤中會大量積累植物的根系分泌物，為有害微生物的繁殖創(chuàng)造了適宜的環(huán)境，造成細菌、真菌和放線菌的數(shù)量比例嚴重失調，土壤的連作障礙愈發(fā)嚴重。

②土壤酶活性

目前所知土壤酶大約有50種，主要在土壤中起到催化的作用，總體可以分成4類：氧化還原酶、水解酶、轉移酶和裂解酶，土壤的養(yǎng)分循環(huán)也是土壤酶和土壤微生物共同作用完成的。影響土壤酶活性的方式有很多種，主要與作物的種類、耕作和管理的方式有關。研究表明，土壤中不同種類的酶、它們之間的活性存在一定的關聯(lián)，所以共性酶的總體活力可以體現(xiàn)出土壤肥力的高低。

③植物化感作用

植株產生化感物質在土壤中長期積累可以導致連作障礙的產生，由于植物產生的化感物質中往往會帶有一定的自毒的物質，長期的連作導致自毒物質不能及時消除，在土壤中不斷積累，進而產生自毒作用。產生自毒作用，會直接抑制下一代植株的生長，同時破壞了土壤的生態(tài)環(huán)境，最終形成連作障礙。

二、連作障礙的防治方法

1、合理輪作，調整耕作方式

合理輪作、間作，是避免連作障礙的發(fā)生最有效手段。研究表明，當西紅柿與菊花進行輪作時，土壤中的根結線蟲數(shù)量明顯降低，番茄產量也顯著提高。在種植前進行深耕作業(yè)，將下層的土壤翻至上層，對連作效應有一定的中和作用，同時疏松了土壤，更有利于作物根系的向下生長吸收更多的養(yǎng)分，從而避免了連作障礙產生。

2、選中抗逆品種、推廣嫁接栽培

抗逆品種的研究，為克服連作障礙提供了一個有效途徑。目前研制成功的抗逆性蔬菜作物主要有辣椒、西瓜等，在實驗中已經證明可以有效改善連作障礙。利用嫁接技術可以增強根系的吸收能力，提升植物對抗連作障的能力。實驗表明，嫁接黃瓜根系對養(yǎng)分的吸收能力顯著提高，土壤根結線蟲和土壤鹽漬化發(fā)生的幾率也明顯降低，有效抑制了黃瓜栽培的連作障礙。

3、施用改良劑

土壤改良可以提升土壤的保水保肥率，可以促進土壤形成團粒結構，降低地下鹽分的向上運輸過程，并且土壤改良劑可以將土壤中的鹽分有效固定，減緩土壤的鹽漬化進程，進而減輕連作障礙的發(fā)生。研究表明，相對一般情況施用改良劑的土壤，土壤結構和理化性質明顯發(fā)生變化，團粒結構提升，土壤鹽分的組成更加趨于合理化，此外栽培作物的長勢和產量也明顯處于優(yōu)勢。

4、合理施肥

目前合理施肥的方式一般可以分為三類，分為增施有機肥、配方施肥和施用生物有機肥。增施有機肥一方面可以為植株生長提供肥力的，另一方面對土壤結構、土壤的保水保肥特性和土壤溫度有一定的調節(jié)作用，并且有機肥對土壤中的重金屬和農藥有一定的緩沖作用，降低危害性。配方施肥對土壤的生化活動和土壤理化特性有一定的調節(jié)功效，提升土壤微生物功能多樣性，進而促進植物對營養(yǎng)元素的吸收利用情況，改善土壤的連作障礙。生物有機肥在傳統(tǒng)有機肥功能的基礎上，還可以提高植物體內各類抗氧化酶的活性，進而加強植株的抗病性，緩解連作障礙的影響。

5、接種有益微生物

近年來為了克服連作障礙，直接將有益微生物接種到土壤中的方法被廣泛應用。研究發(fā)現(xiàn)，將有益微生物接種到連作土壤中，栽培植株體內的抗氧化酶含量明顯高于一般種植狀況的植株，同時土壤微生物種群的數(shù)量、豐富度及整體活性獲得了顯著變高，對抗連作障礙的能力得到了有效提升。

（作者單位：724100陜西省漢中市留壩縣農業(yè)技術推廣中心）