黑土區(qū)大豆耕地土壤障礙及其對策研究進展*

王 蕾，姜 昭，王 磊，李鳳蘭，姜佰文，董守坤，曹 博，張 穎**

（1.東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，哈爾濱 150030；2.東北農業(yè)大學生命科學學院，哈爾濱 150030；3.東北農業(yè)大學農學院，哈爾濱 150030）

1 黑土區(qū)大豆產業(yè)現(xiàn)狀

黑土是大自然賦予人們的一種極為珍貴的自然資源，其是在凍融交替條件下形成的，每形成1 cm厚黑土需200～400 a的時間，由于其有機質含量高、肥力強，黑土為全球糧食安全做出了巨大貢獻。我國東北典型黑土區(qū)耕地面積約為1 853.34萬hm2，其中黑龍江省約1 040萬hm2，占到總面積的56.12%，為我國糧食安全方面做出了重要保障。東北地區(qū)是我國大豆的主要產區(qū)[1]，種植面積占全國種植面積30%以上，產量占全國大豆總產量的40%左右[2]。近年來，一方面伴隨國家農作物種植結構調整以及大豆產業(yè)振興計劃實施，另一方面受氣候和耕地面積等因素的制約，黑龍江省北部地區(qū)大豆主產區(qū)的連作已成為嚴重問題[3]。此外，由于多年來高強度的利用、水土流失，黑土區(qū)土地肥力逐年下降，導致黑土區(qū)大豆產量和質量受到影響。

2 黑土區(qū)大豆耕地土壤障礙問題研究的迫切性

2.1 黑土區(qū)大豆耕地概況

我國東北黑土區(qū)為全球四大黑土集中分布區(qū)之一，包括黑龍江省、吉林省、遼寧省和內蒙古自治區(qū)東部的呼倫貝爾市、通遼市、赤峰市與興安盟。東北黑土區(qū)面積達10 900.05萬hm2，其中典型黑土區(qū)耕地約1 853.34萬hm2。其原有的黑土層深厚，富含作物生長所需有機質（5%～8%，甚至＞10%），有機質含量約為黃土10倍[4-5]。地形起伏不大，大部分海拔在50～200 m。其中，東北黑土區(qū)組成成分為：黑土，黑鈣土，草甸土，白漿土，部分沼澤土以及低含量的低層暗棕壤。黑土區(qū)分布于黑龍江省三江、松嫩、吉林松遼東北部三地的平原及周邊山區(qū)。因其有機質含量較多，腐殖質層厚，已成為中國最為重要的糧食生產和商品糧出口基地[6]。近五年來，東北黑土區(qū)年平均糧食產量占全國總產量的四分之一，優(yōu)勢作物大豆、玉米以及水稻產量占總產量的19%～56%。與此同時，輸出商品糧占據(jù)全國三分之一，排名我國前十位的產糧縣皆位于此區(qū)之內。

2018年全國農作物播種面積達16 590.38萬hm2，其中東三省農作物播種面積2 496.13萬hm2，占全國農作物總播種面積的14.9%。2018年全國大豆播種面積為841.27萬hm2，東三省大豆種植面積為391.97萬hm2，在全國大豆種植面積中東北三省黑土區(qū)的大豆種植面積占據(jù)較高比例，且黑龍江省占據(jù)的東北大豆播種面積＞90%。2004—2018年，黑龍江省平均年大豆種植面積為353.80萬hm2，占全國大豆種植面積的42.8%。其中，2010—2015年種植面積持續(xù)下降，達到2018年以來的最低點，直接影響了我國大豆的生產規(guī)模和產業(yè)發(fā)展[7-8]。2016年開始，由于國家和黑龍江省相繼出臺了壓縮玉米和發(fā)展大豆的政策，黑龍江省大豆種植面積呈恢復性增長趨勢，2017年達373.5萬hm2，占全國大豆種植面積的47.6%，占全省農作物總面積的26.5%，而且有繼續(xù)擴大的趨勢。

2.2 黑土區(qū)大豆耕地地力和養(yǎng)分現(xiàn)狀

近年來，在自然因素制約與人為高強度利用的影響下，黑土區(qū)域土地得不到回補，年流失的表層厚度達到0.3～1.0 cm，而原來較厚的黑土層現(xiàn)如今僅剩下20～30 cm，一些地方甚至暴露出黃土狀母質，生產能力已基本喪失[9-10]。東北的黑土地區(qū)作為我國重要商品糧生產基地，其耕地質量直接影響作物產量，進而動蕩我國糧食安全[11]。其中在開墾初期東北黑土有機質含量為60～80 g/kg，由于過度開發(fā)利用，20～30 a后的現(xiàn)在已經下降到20～30 g/kg，其中2014年平均東北黑土有機質含量為30.56 g/kg[4]。此外，長時間的耕作導致黑土地耕層土壤的pH下降，使得土壤酸化嚴重，這不但影響作物養(yǎng)分吸收及其根系發(fā)育，還會將土壤中的重金屬污染物活化，阻礙作物生長?？v觀整個東北黑土區(qū)土壤情況，46.89%的耕地pH在5.5～6.5，其中54.90%在黑龍江省內，酸化趨勢明顯。縱觀大豆耕區(qū)的土壤類型，黑土平均pH在5.98，暗棕壤、棕壤、水稻土、白漿土、草甸土的pH在5.91～6.70，暗棕壤最低，草甸土最高[7]。

黑土耕地的土層變化主要原因是水蝕、風蝕和人類活動。為進一步評價和區(qū)分耕地質量，農業(yè)農村部依據(jù)《耕地質量調查監(jiān)測與評價辦法》與《耕地質量等級》國家標準選取立地條件、剖面特征、耕層理化特征、養(yǎng)分狀況、土壤健康和土壤管理等指標對耕地質量進行了綜合性評價，并對全國耕地質量等級進行了詳細劃分，其中東北地區(qū)耕地質量平均等級為3.84。東北地區(qū)耕地質量高等地（1～3等）的面積占比27.70%，為992.74萬hm2；中等地（4～7等）面積占比60.33%，為2 161.88萬hm2；低等地（8～10等）面積占比11.97%，為429.05萬hm2。因此，綜合來看中低等質量的東北耕地占比較大，高達72%[12]。從各個省來看，黑龍江省高產田面積比例為23.7%，蒙東四盟市僅為12.4%；吉林省和遼寧省高產田面積比例相對較高，分別為44.35%、41.24%[13]。

2.3 黑土區(qū)大豆土壤關鍵障礙因素

（1）土壤侵蝕導致水土流失嚴重

土壤侵蝕是威脅土壤健康的重要障礙因素。由于季節(jié)性凍融作用和漫川漫崗的地形地貌特點，黑土區(qū)遭受水蝕與風蝕的雙重危害。加之由于長期以來的過度墾殖和掠奪式經營，水土流失日趨劇烈，黑土層的削減與土地的退化格外嚴峻。特別地，在長期高強度大豆連作的生產模式下，不僅破壞了土質結構，造成水土流失擴張以及侵蝕程度增加，甚至削減了土層厚度，在一些坡度較大的地方黑土層僅剩20 cm的厚度[14]。黑土區(qū)坡耕地表土年流失達到6～7 mm，僅黑龍江省的土壤年流失就高達2～3億m2。僅2005年，黑龍江省坡耕地表層黑土流失104.7萬km2，耕作能力永久性喪失[15]。黑土侵蝕導致的土壤理化性狀惡化和肥力下降也對大豆的生長發(fā)育造成嚴重威脅。孟凱等[16]研究發(fā)現(xiàn)，侵蝕黑土更為緊實，耕性不良，養(yǎng)分供給能力后勁不足，特別是對大豆產量影響最大的土壤氮和鉀含量也明顯較低，表現(xiàn)出對大豆生長發(fā)育的障礙。因此，黑土侵蝕區(qū)亟需建立侵蝕區(qū)土壤控蝕增肥新技術和新模式。

（2）黑土理化性質退化

過去不科學的耕作方式加劇了土地荒漠化的進程，導致大豆田生產力下降，威脅著大豆的生長發(fā)育，甚至引起大豆減產。例如，傳統(tǒng)的中小型農業(yè)機械在淺層工作，由于整地深度較淺，導致犁底層抬高上移，耕層土壤容易被農業(yè)機械壓實，破壞土壤團聚體結構，孔隙細度降低，透氣透水，容量降低，土壤變硬，儲水和保濕能力降低，緩沖性能減弱。土壤的這些物理性質被破壞后，很容易造成土壤板結，犁底層滲透性變差。大豆根系難以利用深層土壤水分和養(yǎng)分，降低了土、水、肥、氣、熱之間的協(xié)調性，導致黑土耕地中固、液、氣三相比例不合理加劇，造成大豆生長發(fā)育緩慢和產量降低等一系列不良后果[17-18]。據(jù)2014年黑龍江省13 249個調查數(shù)據(jù)顯示，由于目前黑龍江省土壤耕層土壤微生物活性降低，土壤養(yǎng)分非均衡化、貧瘠化、酸化、次生鹽堿化等問題凸顯，土壤物理性質朝逆向發(fā)展，干旱時板結僵硬，洪澇時土壤黏朽，蓄水保墑能力大幅退化[19-21]。土壤供肥、供水能力減弱，肥力下降，養(yǎng)分庫容降低，中低產田面積增大，昔日肥沃的黑土儼然變?yōu)榱恕吧鷳B(tài)脆弱區(qū)”，致使干旱范圍不斷擴大，洪澇災害發(fā)生頻繁，災害持續(xù)時間延長，糧食生產能力相應下降。

（3）施肥制度不合理

土壤養(yǎng)分消耗過多，耕作管理上普遍存在重用地、輕養(yǎng)地的現(xiàn)象[22]。化肥施用量呈逐年增加趨勢，有機肥用量逐年減少，導致土壤理化性狀惡化，土壤板結，栽培性差，大豆扎根困難[23]。并且導致土壤有機膠體功能、保水保肥和供水施肥能力明顯降低[24]。有機質消耗大但補充少，導致土壤酸度增強，有效氮、速效鉀、硼、鉬等微量元素嚴重缺乏，進而致使大豆產量與質量下降。

康殿科[25]發(fā)現(xiàn)，通過測土施肥的方法替代傳統(tǒng)施肥，可以降低土壤容重、提高田間持水量，并且對土壤有機質有一定的提升作用，并且對大豆的生長發(fā)育具有明顯的促進作用，產量明顯提高。Gurpreet等[26]研究發(fā)現(xiàn)，有機肥使用過少或基本不用，會造成土壤結構變差，土地肥力下降，氮、磷、鉀比例失調，化肥效率遞減。焦曉光等[27]發(fā)現(xiàn)，有機肥和無機肥配施可以促進大豆生長以及根系微生物的活動。長期施用有機肥可通過為土壤提供有機碳源的方式顯著增加土壤有機碳庫，說明有機-無機肥的配施可益于土壤有機質含量的提高。

3 土壤障礙對大豆產量及關鍵性狀的影響

3.1 土壤障礙因素對大豆產量的影響

（1）耕作方式對大豆產量的影響

連作是指在同年或者連年在相同地塊上連續(xù)耕種一種作物的種植方式。大豆在長期連作條件下會致使病蟲草害加重，其中，大豆根腐病、大豆菌核病、大豆胞囊線蟲及大豆根潛蠅等土傳病蟲害最為嚴重[28-30]。大豆連作會致使根系的代謝產物發(fā)生變化，其分泌產物及其殘渣可為侵染病原提供豐富的營養(yǎng)條件及宿主條件，為根病蟲害的寄生提供賴以生存的繁殖場所，進而促進病原菌的持續(xù)繁殖，持續(xù)加重下一茬的大豆病蟲害。此外，根茬腐解物的積累可改變根際土壤的微生態(tài)環(huán)境，促進有害微生物的生長繁殖，對有益微生物（如固氮菌、根瘤菌等）造成反向影響，進一步影響大豆根際土壤微生物區(qū)系組成，抑制大豆生長，誘發(fā)大豆的連作障礙[31]。大豆連作中根際的有益細菌數(shù)量均低于大豆輪作[32]，在美國南部有研究發(fā)現(xiàn)，連作下大豆與玉米、小麥等作物都會使得土壤中大豆胞囊線蟲種群密度更高[33]。

（2）機械對大豆產量的影響

降低大豆種子質量的因素之一是機械損傷。大豆種子非常脆弱，容易受到收獲、加工、干燥和處理過程中發(fā)生的機械損傷[34]。Gao等[35]通過分析大豆種子內部機械損傷機理及其對種子萌發(fā)的影響，表明大豆種子內部機械損傷的萌發(fā)率低于10%，主要的內部損傷形式分為子葉斷裂、子葉裂紋、胚根裂和下胚軸斷裂，對大豆生產具有顯著的潛在危害。Moreano等[36]通過評估田間風化和收獲時機械損傷水平對貯藏期間大豆種子的影響，發(fā)現(xiàn)風化和機械損傷在貯藏過程中顯著增加，3個品種的種子活力在初始水平上呈線性增長。喬金友等[37]探討農業(yè)機械壓實對土壤堅實度和產量的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)土壤堅實度隨壓實次數(shù)增加而逐漸遞增，而拖拉機壓實均導致大豆產量降低。因此，合適的管理措施不會影響大豆的生長和產量。

（3）施肥和農藥對大豆產量的影響

大豆具有與根瘤菌形成共生關系并固定大氣氮的能力，大豆所固定的氮量從65～180 kg/hm2不等，這取決于土壤環(huán)境、氮的供應和氮磷的供應[38]。據(jù)Kadlcek和Cervinka[39]報道，作物生產系統(tǒng)的間接能源需求占總消耗量的90%以上，其中大部分能源使用與化肥施用和農用化學品有關。與對照相比，大豆—鷹嘴豆的耕作順序下的肥料處理會消耗更多的能量，增加養(yǎng)分水平會降低能量利用效率和生產力[40]。然而，在Hons和Saladino[41]的調查中發(fā)現(xiàn)，施用氮肥和除草劑對大豆產量無顯著影響，但施用殺蟲劑可使大豆平均產量提高29%，氮肥與殺蟲劑、除草劑和殺蟲劑互作對大豆產量影響顯著。一般來說，農藥含有對活細胞有潛在毒性的分子，在大豆的農業(yè)生產中，其通常用于植物的種子、土壤和葉片，以防治病蟲害，根據(jù)其特殊性，農藥可對微生物、動物和植物細胞產生毒性[42-43]，威脅農業(yè)生態(tài)安全，直接或間接影響大豆的產量及品質。例如，土壤微生物長期暴露于農藥中，會改變土壤中微生物的群落構成，甚至會影響土壤的生態(tài)功能，Anupama等[44]、Fox等[45]和Ahemad[46]發(fā)現(xiàn)氮肥和殺蟲劑都會減少豆科植物的結瘤，進而影響豆科作物的產量。

3.2 土壤障礙因素對大豆關鍵性狀的影響

（1）耕作方式對大豆性狀的影響

耕作方式是影響大豆關鍵性狀的關鍵因素之一。李春杰等[47]研究發(fā)現(xiàn)，秋季旋耕起壟和秋季深松旋耕起壟，大豆田間出苗率高于春季旋耕起壟和春季頂漿打壟，并且大豆生育后期地上地下干重、葉面積指數(shù)和根瘤重均好于春季整地。然而，耕作方式對大豆性狀的影響很大程度上依賴于連作造成的土壤障礙。連作可以降低土壤的pH，使土壤從中性變?yōu)樗嵝裕@有利于真菌的生長并抑制細菌和放線菌的繁殖，從而形成以真菌為主的土壤微生物群落，進而損害大豆根部[48]。大豆連作土壤中速效錳含量較高，但大豆植株對錳的吸收和積累在不同大豆連作年限和不同生育階段均低于輪作。植物錳營養(yǎng)與植物不同生育階段氮磷營養(yǎng)呈顯著相關，植物錳營養(yǎng)與分枝期多酚氧化酶活性呈顯著相關，植物的錳營養(yǎng)與盛花期和結莢期的產量顯著相關[49]。

（2）肥料對大豆性狀的影響

不同氣候環(huán)境條件下肥料的配比模式對大豆的形成過程具有綜合效應。其中，豆類的固氮作用和氮鉀肥的協(xié)同作用非常重要。合理使用下，東北黑土區(qū)大豆單株莢數(shù)和單株種子數(shù)隨著土壤中磷肥用量的增加而增加[50]。合理的有機—無機肥料配施能夠對作物植株的莖、葉碳水化合物積累起到促進作用[51]，然而化肥的過量投入導致土壤環(huán)境惡化和土壤養(yǎng)分淋溶損失，仍會對大豆性狀產生負面影響[50-51]。此外，不同肥料對大豆性狀影響也有差異，Dong等[52]研究表明，施化肥和秸稈還田pH的下降幅度大于不施肥和施有機肥，進而影響大豆產量。

（3）其他因素對大豆性狀的影響

大豆根系及地上部分的形態(tài)特征和生理活動會受到土壤含水量影響，干旱脅迫可通過影響植株體內的代謝過程導致大豆產量和品質的降低[53-54]。根系作為植株代謝重要器官，其形態(tài)和活性的變化很大程度影響作物對水分的吸收，進而影響整個植株的生長和發(fā)育?；ㄇv期是大豆的關鍵需水期，干旱也會抑制花期的光合和生長，影響花莢的脫落，最終導致了產量下降[55-56]。土壤溫度也是大豆發(fā)育的敏感因子之一，全球溫度的持續(xù)攀升同樣威脅農作物的生長，進而影響其產量以及品質[57]。此外，外源物質的添加也可能影響大豆的性狀。比如，施加生物炭處理后大豆的干物質重可顯著提升，但施加過量則會反向抑制大豆的生長[58]。Sheykhbaglou等[59]研究發(fā)現(xiàn)，納米氧化鐵在0.75 g/L的濃度下能提高葉片和莢果的干重，在用量為0.5 g/L時，籽粒產量最高，較對照增產48%，其他測量的性狀不受鐵納米顆粒的影響。

4 黑土區(qū)大豆田土壤障礙消減及地力提升調控對策

近年來，有關大豆土壤障礙消減以及黑土地力提升的調控對策已成為黑土區(qū)農業(yè)生產上迫切需求的熱點問題之一，阻礙了糧食生產和經濟發(fā)展，目前生產上主要通過以下途徑來達到緩解土壤障礙作用、提升黑土地力的目的。

4.1 注意品種選擇，合理輪作間作

大豆在生長過程中，根系能夠分泌出化感物質，這些化感物質可能會對大豆本身產生危害，造成土壤微生物區(qū)系失衡，抑制大豆生長，最終導致大豆產量降低[60]。此外，不同地區(qū)氣候及地理條件往往會對大豆的產量造成影響。近年來，隨著現(xiàn)代育種技術的發(fā)展，通過抗性品種克服大豆連作障礙導致的減產已成為一項重要措施。通過育種途徑選擇優(yōu)良抗性品種，提高其對于化感物質的抗性、環(huán)境脅迫耐受性以及抗病能力，從整體上提高大豆的品質和產量[61-62]。

大豆的重茬增加了土壤土傳病害的發(fā)生，降低了土壤中有效養(yǎng)分的轉化，造成土壤肥力下降，是影響大豆產量和品質的最主要原因。在農業(yè)生產過程中合理的種植制度能夠改善土壤環(huán)境質量，降低土壤病蟲害發(fā)生程度，進而提高作物產量和品質[63-64]。輪作是指在同一塊田地上，按照季節(jié)間或年間輪換種植不同品種作物的一種種植方式，是目前最為有效的防治大豆連作障礙的方式之一[65]。劉金波等[66]通過研究發(fā)現(xiàn)，長期連作導致大豆生長發(fā)育狀態(tài)與輪作相比較差。有研究發(fā)現(xiàn)大豆—玉米輪作顯著提高了土壤酶活性。此外，輪作還有助于提高土壤有機質含量、降低土壤病害發(fā)生概率、減少農藥使用量，進而促進土地良性循環(huán)，減少甚至消除土壤障礙，促進作物生長。

除了可以采用輪作方式外，還可以采用間作方式消減土壤障礙。間作是指在同一地塊同一時期內，按照不同的種植比例，分行或分帶種植不同種類農作物的種植方式。通過間種套作，不僅能有效提高土壤的利用率，還能改善土壤的理化性質和滲透性，提高土壤肥力，增加作物抗性，減少土壤病蟲害的發(fā)生，降低由于連作造成的土壤障礙問題，增加作物產量[67]。胡國彬等[68]通過田間小區(qū)試驗研究發(fā)現(xiàn)，蠶豆與小麥間作能夠增加蠶豆根際土壤中真菌群落多樣性，顯著降低土壤中致病菌數(shù)量，增加土壤酶活性，改變微生態(tài)環(huán)境，并最終提高了蠶豆產量，緩解了由于蠶豆連作產生的障礙問題。趙德強等[69]通過對比玉米—大豆間作系統(tǒng)與玉米單作模式下干物質量和產量的差異情況，發(fā)現(xiàn)間作提高了作物的干物質量，提高了土地利用率。

4.2 合理施用有機肥，促進障礙土壤地力提升

長期施用結構單一的化學肥料會導致土壤有機質含量下降、酸化土壤、破壞土壤結構、改變土壤團粒體結構穩(wěn)定性，造成土壤障礙[70]。有機肥含有豐富的營養(yǎng)成分，不僅可以提高土壤的有機質含量，同時對于土壤理化性質、土壤肥力以及土壤微生物群落結構都具有改善和優(yōu)化作用[71-73]。王篤超等[74]通過向長期連作大豆田中施用有機物料考察土壤養(yǎng)分變化情況，發(fā)現(xiàn)有機肥的添加提高了養(yǎng)分水平，降低了土傳病害，維持了土壤健康。Wang等[75]研究發(fā)現(xiàn)，有機肥的使用能夠改變土壤中真菌和細菌的群落組成，非致病性鐮刀菌占據(jù)優(yōu)勢，而致病性尖孢鐮刀菌、禾孢鐮刀菌、黃萎病鐮刀菌和紅土鐮刀菌的數(shù)量相對較少，表明有機肥的使用能夠通過改變微生物群落組成從而抑制根腐病發(fā)生。通過盆栽實驗，張靜等[73]研究發(fā)現(xiàn)，向土壤中投加含有生防菌的生物有機肥，能夠明顯提高大豆紅冠腐病的防治效果，土壤酶活性明顯提高，大豆促生效果明顯。長期定位試驗研究結果表明，連續(xù)13 a施用有機肥，土壤有機碳、全氮、全磷、堿解氮、速效磷和速效鉀含量顯著增加，土壤容重改良效果明顯，作物產量與化肥處理相比無明顯差異。有機肥施用可以作為緩解東北黑土退化、研發(fā)肥沃耕層構建及侵蝕區(qū)土壤控蝕增肥理論、技術體系和示范應用模式基礎，是提升土壤肥力的重要技術措施、實現(xiàn)大豆高產穩(wěn)產的核心[76]。

4.3 科學使用菌劑和農藥，綜合防治土傳病蟲害

多年連續(xù)種植大豆可能會導致土壤中細菌數(shù)量下降、真菌數(shù)量增多，病原微生物能夠分泌一些有毒物質，多年連作大豆根系也會向土壤中釋放一些有害物質，抑制大豆生長[77]。這是大豆土壤連作障礙的又一主要原因[78]。生物防治是利用一種深生物（微生物）或其衍生物防治病蟲害的方法。由于其成本低、效率高、無二次污染等特點而成為近年來研究領域的熱點方向，同時也是治理連作障礙的有效措施之一。在防治過程中一方面可以加入拮抗微生物或通過添加化學藥劑提高拮抗微生物活性，從而降低病原微生物數(shù)量；或者接種微生物分解土壤中的有害物質或通過競爭性抑制降低有害病原菌對植物根系的侵害，從而減少病蟲害的發(fā)生。位小丫等[79]利用兩株促生細菌（Bacillus subtilis和Burkholderia）研制微生物菌肥，考察田間條件下植物促生細菌緩解太子參連作障礙的效果。結果發(fā)現(xiàn)，生物菌劑的添加能夠顯著提高重茬太子參的產量，改善土壤真菌群落結構，提高土壤質量，減小連作病害對于作物產量和品質的影響。大豆根腐病是一種嚴重影響大豆產量和品質的土傳病害。尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）是導致大豆根腐病的病原微生物之一，從大豆根際土壤分離得到的枯草芽孢桿菌HSY21能夠顯著抑制尖孢鐮桿菌，減少大豆根腐病[80]。朱文靜等[81]將生防菌 LSSC3（B.atrophaeus）和 SYST2（B.subtilis）作為種衣劑接種于具有病原菌的土壤中，發(fā)現(xiàn)兩種處理能夠明顯提高大豆的發(fā)芽率以及株高、鮮重和根長。

此外還可以通過使用農藥控制大豆病蟲害，但農藥的選擇應盡量選擇毒性小、殘留期短、針對性強、對后茬作物無影響的。

4.4 農機農藝結合，提高土壤肥力，修復土壤侵蝕

土壤耕作制度是指圍繞作物輪作制度所采取的一整套耕作措施，科學合理的土壤耕作能夠為作物生長創(chuàng)造出良好的土壤環(huán)境。在耕作的過程中通常需要根據(jù)種植物的特點使用農業(yè)機器來建立良好的土壤耕層構造。把農機農藝相融合技術運用到大豆生產上，能夠有效地控制大豆土壤障礙導致的減產問題。通過機械深翻等方法，以打破大豆根際原生長環(huán)境為目的，通過土壤耕作，形成新的根際生長環(huán)境，降低病蟲害危害。通過減肥減藥和大力發(fā)展有機農業(yè)技術等推動農業(yè)綠色生產，可以充分利用農業(yè)有機物料，創(chuàng)新性的黑土耕作層深松耕控蝕固土、節(jié)水保肥、科學節(jié)水灌溉等多項技術集成，構建土壤控蝕增肥技術體系。同時結合秸稈還田和有機肥施用等農藝措施，可以有效改善黑土耕層的氣相和液相比例，提高土壤的透氣性和持水性，改善土壤三相比例，促進大豆生長，改善土壤環(huán)境，提高土壤肥力，實現(xiàn)肥沃耕層構建目的[82]。

5 展望

大豆的連續(xù)重茬種植改變了土壤的物理化學性質、土壤酶活性以及土壤微生物群落結構，造成土壤中營養(yǎng)元素失衡、根系分泌化感自毒物質和土壤病蟲害發(fā)生概率增加，最終導致土壤障礙和地力下降等問題。面對這些難題，相關專業(yè)的研究學者已經開展了一系列的研究，發(fā)現(xiàn)了產生土壤障礙和導致地力下降的各種因素，開發(fā)出一些對應的研究措施。但單一的應用或者簡單地將集中措施疊加使用，并不能夠徹底地克服土壤障礙，提升土壤地力。土壤障礙和地力下降是各種因素相互作用所導致的，應當進一步研究障礙因素之間的相互作用關系，識別出主要因素，結合大豆的品種、生長條件以及土壤性質的差異，將各項措施綜合應用，互相搭配，相互完善，才能更有效地解決黑土區(qū)大豆田土壤障礙問題，恢復東北黑土區(qū)土壤質量，保障我國糧食安全，為可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)提供重要支撐。