設(shè)施黃瓜連作障礙災(zāi)變機(jī)制及酵素菌應(yīng)用研究進(jìn)展

楊 凡，王建宏，蔡毓新，程俊躍，唐艷領(lǐng)，陳繪利，馬 凱，米國全，史宣杰

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所 鄭州 450002； 2.河南省浚縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心河南 鶴壁 456250； 3.河南省慶發(fā)種業(yè)有限公司 鄭州 450002）

黃瓜是世界性的經(jīng)濟(jì)作物，在中國有悠久的栽培歷史，因其高產(chǎn)、高效和周年化生產(chǎn)已成為我國蔬菜種植區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，黃瓜消費量日益增加。黃瓜設(shè)施栽培極大地保障了人們的日常需求，在黃瓜生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。但在栽培過程中，由于設(shè)施環(huán)境相對封閉、栽培條件簡陋、生產(chǎn)年限和復(fù)種指數(shù)的增加，加上利益驅(qū)動，農(nóng)民為了追求過高的土壤產(chǎn)出率，采用“糞大水足不用管”的傳統(tǒng)技術(shù)，片面地加大化肥使用量，導(dǎo)致根際微環(huán)境動態(tài)失衡、病原菌積累過多、營養(yǎng)比例失調(diào)、次生鹽漬化加重以及自毒化感等，使得連作障礙成為設(shè)施黃瓜栽培必然發(fā)生而又難以解決的難題，也成為設(shè)施蔬菜健康可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

1 設(shè)施黃瓜連作障礙危害及災(zāi)變機(jī)制

1.1 設(shè)施黃瓜連作障礙危害

黃瓜連作障礙在全球普遍發(fā)生，美國、加拿大及中國等國家發(fā)生尤為嚴(yán)重，易出現(xiàn)“一年旺，三年黃，五年荒”障礙，是當(dāng)前和今后蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大和共性卡脖子問題。據(jù)統(tǒng)計，黃瓜等設(shè)施蔬菜連作3 年及以上，病蟲害易發(fā)生，易死棵，造成間接經(jīng)濟(jì)損失15%～25%；連作5 年及以上的溫室或大棚需要停作、改茬和換土，甚至廢棄。吳鳳芝研究證實黃瓜酚酸類自毒物質(zhì)累積會抑制下茬黃瓜的生長和產(chǎn)量。

1.2 設(shè)施黃瓜連作障礙災(zāi)變機(jī)制

近年來，國內(nèi)外專家結(jié)合土壤、微生物、作物營養(yǎng)、植物病理、生態(tài)等學(xué)科，從生物因素和非生物因素對設(shè)施黃瓜連作障礙成因及機(jī)制進(jìn)行了全面而深入的研究，形成了“毒素學(xué)說”、“相生相克學(xué)說”及“五大因子學(xué)說”等，但災(zāi)變主要影響因子不清楚。經(jīng)過長期的實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，設(shè)施連作障礙的形成70%以上來源于土傳病蟲害頻發(fā)，20%來源于化感自毒物質(zhì)，其他的因素則由土壤理化性狀劣化或者其他未知因子所導(dǎo)致。結(jié)合科研實踐與前人結(jié)果分析，筆者認(rèn)為連作障礙災(zāi)變影響因子主要有3 個方面：根際微生態(tài)破壞失衡、植物自身分泌的自毒化感物質(zhì)和土壤理化性質(zhì)劣化。

1.2.1 根際微生態(tài)失衡，土傳病蟲害加重 根際土壤微生態(tài)平衡破壞是導(dǎo)致連作障礙發(fā)生的主要因子。薛泉宏等研究表明連作障礙本質(zhì)是根際微生物菌群和連作作物共同作用，從而導(dǎo)致土壤微環(huán)境失衡、微生物功能退化或減弱。黃瓜連作栽培條件下，封閉有限的環(huán)境及農(nóng)藥化肥的施用使光合細(xì)菌、固氮細(xì)菌、解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌、氨化細(xì)菌及好氣性纖維素分解菌等有益菌群隨黃瓜連作年限的增加，數(shù)量及種類顯著減少，加劇土壤理化指標(biāo)惡化。瓜類作物連作3 年及以上，根際土壤微生物比例失調(diào)，細(xì)菌和放線菌種群及數(shù)量明顯減少，鐮刀菌（）、輪枝孢菌（sp.）等真菌數(shù)量增多，根結(jié)線蟲、枯萎病等土傳病蟲害易發(fā)生，其中鐮刀菌數(shù)量占真菌總數(shù)的比例相對于正茬比例提高了25.1%。姚圣梅等通過對武漢不同種植年限的蔬菜大棚取樣，發(fā)現(xiàn)第一茬的細(xì)菌/真菌（B/F）比值為9×10，優(yōu)勢真菌為降解纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠的腐生型真菌。隨著種植年限的延長，B/F 為1.1×10，優(yōu)勢真菌逐漸由腐生型真菌轉(zhuǎn)為寄生型真菌，以病原菌長蠕孢、交鏈孢等霉菌為主，作物病害嚴(yán)重；同時，光合細(xì)菌等減少，厭氧和硝化型細(xì)菌顯著增加，土壤亞硝酸鹽積累增多。近幾年，以特定功能微生物為代表的生物菌劑或生物類有機(jī)肥研究取得了一系列突破，有效地控制了黃瓜、番茄、西瓜等重要經(jīng)濟(jì)作物根結(jié)線蟲、枯萎病、青枯病等土傳病蟲害的發(fā)生，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益，但使用效果因區(qū)域、種植制度、種植品種和土壤環(huán)境不同而不穩(wěn)定。

1.2.2 化感自毒作用 化感自毒物質(zhì)量的累積是加劇連作障礙產(chǎn)生的一個重要因子。黃瓜在生長過程中，通過釋放醛類、酮類、酚類和酸類等代謝物影響其營養(yǎng)吸收等生理生化過程，進(jìn)而降低根系活性，從而抑制根系和黃瓜生長。前人從黃瓜根系分泌物中分離并鑒定出多種酚酸類物質(zhì)，這些物質(zhì)顯著抑制黃瓜植株生長、葉片黃化，使根系多種酶活性降低及土壤微生物種類減少和代謝活性變?nèi)?。自毒物質(zhì)通過加重膜脂過氧化使根系細(xì)胞破裂，造成糖類、有機(jī)酸、氨基酸等營養(yǎng)泄漏，為病原菌快速生長繁殖提供條件。胡元森等研究發(fā)現(xiàn)，酚酸刺激瓜類枯萎病病原菌尖孢鐮刀菌的菌絲生長，且促進(jìn)鞘氨醇單胞菌數(shù)量顯著增加。朱麗霞等、黃玉茜等也證實了根系分泌醛類、酮類及酸類等自毒物質(zhì)對根系土壤微生物特別是真菌和厭氧型細(xì)菌有一定的促進(jìn)生長和繁殖等作用，但不同作物根系分泌物種類及濃度高低對根際微生物起的作用可能也不一樣，這有待進(jìn)一步研究。

1.2.3 土壤理化性質(zhì)劣化 黃瓜長期連作會降低土壤微團(tuán)聚體比例、減少總孔隙度，土壤易板結(jié)。同時土壤中鹽離子濃度過高，緩沖能力降低，從而導(dǎo)致植株生長受阻等。大棚黃瓜在常規(guī)管理條件下連續(xù)栽培3～5 年后，物理性黏粒增加，通氣透水性變差，土壤容重增加10%，鹽分含量是露地土壤中鹽分含量的3～15 倍，土壤中NO、SO、Ca、Na等離子濃度是露地離子濃度的7～16 倍。通過研究發(fā)現(xiàn)這些離子富集不僅會減弱作物根系吸水吸肥能力，降低作物抗逆抗病能力，使作物生長發(fā)育受阻，同時對土壤根際微生物生長繁殖、病蟲害發(fā)生等也有一定的抑制作用。

2 酵素菌消減設(shè)施黃瓜連作障礙機(jī)制

土壤有益微生物不僅可以促進(jìn)植物的生長發(fā)育、增強(qiáng)植物抗逆抗病、抑制植物病原菌生長，且降解動植物殘體、有機(jī)質(zhì)及礦物質(zhì)等。穩(wěn)定健康的土壤微生物種類和菌群是消減或克服土壤連作障礙、維持土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和可持續(xù)性的重要驅(qū)動力。酵素菌是20 世紀(jì)40 年代日本專家島本覺也研制的一種復(fù)合微生物菌群，由細(xì)菌、真菌和放線菌等24 種功能微生物菌株及其代謝產(chǎn)物和酶組成的有益生物活性功能團(tuán)。酵素菌能快速有效分解畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)固體廢棄物，降解土壤和污水中的農(nóng)藥、化肥等，礦化頁巖和沸石等礦物質(zhì)。另外，酵素菌在生命活動及發(fā)酵分解過程中，能產(chǎn)生大量的核酸、氨基酸、糖及多種維生素等，營養(yǎng)價值相當(dāng)高。酵素菌和酵素菌技術(shù)已被許多國家及地區(qū)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等領(lǐng)域，展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。我國自1994 年引進(jìn)該菌群及技術(shù)，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)與社會效益，但酵素菌微生物菌群如何消減設(shè)施黃瓜連作障礙、促進(jìn)黃瓜生長和抵御病蟲害機(jī)制卻不明確。筆者基于前期的工作實踐和前人研究的綜合分析，認(rèn)為酵素菌主要通過以下3 點消減設(shè)施黃瓜連作障礙，抵御土傳病蟲害。

2.1 改良土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤肥力

首先酵素菌微生物菌群通過其自身代謝活動降解土壤中植株殘體和畜禽糞便等農(nóng)業(yè)廢棄物，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解形成新的腐殖質(zhì)和大量的有機(jī)酸等；其次降解產(chǎn)物結(jié)合酵素菌菌群菌絲、多糖等次級代謝物形成土壤微團(tuán)聚體，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增加土壤孔隙度和土壤持水量等，進(jìn)而降低土壤容重、緩解土壤板結(jié)。酵素菌菌群可以重吸收重金屬，降解化肥、農(nóng)藥及礦化頁巖、沸石等。同時代謝活動中不斷釋放出植物生長所需的多種營養(yǎng)元素、酶及活性物質(zhì)，減少土壤鹽漬化，降低pH值，對改良土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤肥力起到積極作用。祝文婷、曹力毅等的研究也證明了細(xì)菌、真菌及放線菌等可通過菌絲和代謝產(chǎn)物等與土壤耦合，增加土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量來改善鹽堿土的土壤結(jié)構(gòu)，土壤pH 從9.2 降到8.3，土壤孔隙度增加了12%。還有研究表明，接種有益微生物不僅可以提高土壤酶活性和培肥地力，還可招募其他有益微生物，促進(jìn)根際微生態(tài)平衡、土壤微生物生長繁殖及延緩衰減。

2.2 調(diào)節(jié)作物生長，提高作物抗逆性

酵素菌有益菌群不僅在代謝活動中可以產(chǎn)生類似生長素、激動素、赤霉素、乙烯等植物激素類物質(zhì)刺激和調(diào)節(jié)作物生長，且有益菌群中的真菌及放線菌菌絲可以和植物根部形成假根，促進(jìn)植物營養(yǎng)吸收、增強(qiáng)植物抗逆和提高產(chǎn)量等。研究表明，80%的根際細(xì)菌和真菌均能產(chǎn)生吲哚-3-乙酸（IAA）或者其他類似物促進(jìn)作物生長。筆者前期的研究表明，叢枝菌根真菌和酵素菌微生物菌肥縮短黃瓜嫁接傷口3～5 d，顯著抑制根系膜脂的過氧化作用，降低MDA 含量，增強(qiáng)根系活力。相比未接種酵素菌的處理，嫁接黃瓜成活率提高10%左右，壯苗指數(shù)提高95.6%。酵素菌雖然可以促進(jìn)植物生長，提高植物抗逆性等，但具體涉及哪1～2 種微生物菌株作用機(jī)制不清楚，下步筆者將加大各菌種單獨及協(xié)同作用研究，探明酵素菌調(diào)節(jié)植物生長、提高黃瓜抗逆性的主要微生物因子。

2.3 抵御病蟲害

在抵御病蟲害方面，酵素菌主要通過有益微生物群快速大量繁殖和定殖，在根部形成物理屏障、誘導(dǎo)作物過敏性反應(yīng)、重寄生及毒殺等4 大途徑阻擋病原菌的入侵和繁殖，從而減輕或抵御病蟲害發(fā)生。研究表明酵素菌中的真菌、放線菌等菌絲可快速侵染黃瓜根部，造成根尖木質(zhì)層壞死，從而抵擋病原菌入侵；其次有益菌群代謝產(chǎn)物如枯草芽孢桿菌肽類、木霉菌液、乳酸、雙線菌抗生素等物質(zhì)對多種蔬菜病原真菌和細(xì)菌生長有抑制或毒殺作用，對枯萎病、疫病、根腐病等多種土傳病害均有很好的防治效果，抑制率從19.3%到94.0%，同時誘導(dǎo)植株P(guān)PO、POD 和PAL 等防御酶活性增強(qiáng)，而且活性持續(xù)時間長。筆者在蔬菜根結(jié)線蟲防控研究中發(fā)現(xiàn)淡紫紫孢菌通過菌絲和分泌代謝產(chǎn)物侵入、降解線蟲卵或表皮，另外通過分泌毒素等毒殺線蟲幼蟲。酵素菌雖然被廣泛用于不同作物多種土傳病蟲害的防治，但田間抑病效果不穩(wěn)定，原因歸結(jié)為酵素菌在某些情況下受到根際微生物資源競爭或直接干擾競爭，不能在土壤中定殖或持續(xù)地繁殖，無法抵達(dá)作物根系，并不能發(fā)揮出預(yù)期防病的效果。因此，揭示和挖掘影響酵素菌防御土傳病蟲害的關(guān)鍵根際微生態(tài)因子、闡明酵素菌微生物群與黃瓜土傳病害互作機(jī)制將是下步研究的主要內(nèi)容。

3 酵素菌菌肥及功效

3.1 酵素菌菌肥種類

應(yīng)用酵素菌有益微生物技術(shù)制作的復(fù)合微生物有機(jī)肥在改良土壤、提高地溫和地力、促進(jìn)生長和抗逆、克服農(nóng)作物重茬病、提升產(chǎn)量和品質(zhì)等效果顯著。酵素菌復(fù)合微生物有機(jī)肥根據(jù)功能和施用方法劃分，當(dāng)前主要有土壤增肥保肥類（例如酵素菌多種粒狀肥、酵素菌液體肥）、土壤理化性質(zhì)改良類（酵素菌堆肥、土曲子）和葉面施肥類（葉面噴肥）3 大類，其原材料主要有畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、頁巖和農(nóng)副產(chǎn)品下腳料等固體廢棄物，取材方便，生產(chǎn)操作簡單且易學(xué)。

3.2 酵素菌菌肥功效

3.2.1 改良土壤 酵素菌微生物菌群在代謝活動過程中，通過分解土壤中畜禽糞便及農(nóng)作物植株殘體等產(chǎn)生大量的腐殖質(zhì)、糖類、氨基酸、活性酶等多種營養(yǎng)物質(zhì)，結(jié)合真菌和放線菌菌絲等形成土壤微團(tuán)聚體，改良土壤、透氣保水、增強(qiáng)地力和提高地溫。另外，酵素菌肥中的酵母菌、乳酸菌等可加速土壤中氨態(tài)氮、硝態(tài)氮的分解，降低土壤pH 值和鹽離子濃度。多項研究表明，長期施用酵素菌發(fā)酵肥的土壤容重較施用秸稈堆肥、化肥及對照（不施用酵素菌及肥料）分別降低了5.7%、18.4%和12.4%，土壤有機(jī)質(zhì)含量分別提高了0.5%、0.6%、0.6%，堿解N、速效P、速效K 均有提高，土壤理化性質(zhì)也有一定改善。

3.2.2 提高肥料利用率 酵素菌復(fù)合微生物在自身代謝過程中產(chǎn)生了促進(jìn)植物易吸收的核黃素、糖類、氨基酸、活性酶等多種營養(yǎng)物質(zhì)，同時分解土壤中不能被植物直接吸收利用的有機(jī)和無機(jī)及難溶性礦質(zhì)養(yǎng)分，同時還可降解化肥農(nóng)藥、重金屬的殘留。另外，菌絲和植物根部形成假根，可以伸入到根部無法達(dá)到的部位幫助根系吸收營養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計，酵素菌微生物有機(jī)肥的使用可以提高化肥利用率10%～20%，對土壤中鎂、錳等金屬有很強(qiáng)的還原和螯合性；另外無隔膜菌絲對P、Zn、Cu 等元素的吸收速度是根系的4～10 倍。

3.2.3 抑制土傳病害 長期施用酵素菌類肥料，其肥料中的微生物菌群在土壤中形成有益微生物群體優(yōu)勢，通過形成物理屏障、誘導(dǎo)植物抗性和代謝產(chǎn)物拮抗毒殺等方式抑制或減少有害病原微生物繁殖，克服設(shè)施蔬菜土傳性病害，預(yù)防蔬菜根結(jié)線蟲的發(fā)生。據(jù)報道酵素菌中大量有益微生物可以產(chǎn)生乳酸、酒精、幾丁質(zhì)酶、絲氨酸酶等代謝產(chǎn)物毒殺南方根結(jié)線蟲幼蟲，顯著抑制卵的孵化，防效達(dá)71.9%以上。另外在黃瓜穴盤苗期研究中，酵素菌能從源頭抑制黃瓜枯萎病發(fā)生，且壯苗效果明顯。

3.2.4 促進(jìn)作物生長發(fā)育 在促進(jìn)作物生長發(fā)育方面，首先，酵素菌微生物菌群降解有機(jī)質(zhì)和產(chǎn)生IAA、GA、ABA、煙酸、泛酸、維生素等多種物質(zhì)或活性酶促進(jìn)植株生長發(fā)育。其次，有益微生物菌絲和植物根系形成假根，幫助植物根系對磷、鉀等營養(yǎng)元素和水分的吸收，增強(qiáng)植物抗逆抗病能力，延緩植株衰老。再次，酵素菌微生物菌群產(chǎn)生的多種活性糖、酶等物質(zhì)有利于植物光合作用和糖分的合成，對植物含糖量及果實品質(zhì)風(fēng)味的提升有積極作用。前人多項研究表明使用酵素菌肥料種植的果蔬類作物纖維素含量較未施用菌肥處理顯著降低，維生素C、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量顯著增加，而花卉則花期較長、色澤鮮艷、不易凋謝。

4 酵素菌在農(nóng)業(yè)種植中的應(yīng)用

酵素菌及酵素菌復(fù)合微生物有機(jī)肥技術(shù)自1994 年引入我國以來，眾多科研工作者結(jié)合國內(nèi)作物類型、種植模式、土壤環(huán)境氣候和生產(chǎn)投入水平等，投入大量精力研究并集成了適用于我國的酵素菌使用技術(shù)，取得了較好的成效。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、有機(jī)生態(tài)農(nóng)業(yè)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，酵素菌技術(shù)及酵素菌復(fù)合微生物有機(jī)肥應(yīng)用將會迎來新的發(fā)展機(jī)遇。

在蔬菜生產(chǎn)應(yīng)用方面，前人研究表明酵素菌及其酵素菌復(fù)合微生物有機(jī)肥可以顯著促進(jìn)辣椒、番茄、芹菜等作物生長、改善品質(zhì)。長期使用酵素菌復(fù)合微生物有機(jī)肥，辣椒的產(chǎn)量、可溶性蛋白質(zhì)及維生素的含量顯著提高，纖維素含量降低；番茄坐果率達(dá)90.3%，比未施用菌肥的處理提高67.4%，其產(chǎn)量提高37.2%。在芹菜種植中，隨著酵素菌復(fù)合微生物有機(jī)肥施入量的逐漸增加，芹菜產(chǎn)量呈線性提高，產(chǎn)量比未施用該肥料的處理增產(chǎn)76.3%～206.3%，可溶性糖含量顯著增加。還有研究表明，酵素菌復(fù)合微生物有機(jī)肥提高紅菜薹的可溶性糖含量，表皮鮮艷，降低硝酸鹽和纖維含量，有效改善其品質(zhì)。

在水果和糧食作物應(yīng)用方面，施用酵素菌復(fù)合微生物有機(jī)肥不僅可提高桃單果質(zhì)量，顯著增加桃果實產(chǎn)量和可溶性固形物含量，且增加著色指數(shù)34.4%以上，貯藏期延長。劉秀春等發(fā)現(xiàn)，長期施用酵素菌可以提高葡萄、蘋果和梨的產(chǎn)量，其中梨單株產(chǎn)量較未施用菌劑處理提高了39.84%；蘋果、梨和葡萄可溶性糖含量分別提高了25.12%、20.01%和27.27%，葡萄維生素C 含量提高了27.3%，蘋果花青苷含量提高了24.8%，且對土壤理化性質(zhì)改善明顯。高振芹等發(fā)現(xiàn)，施用酵素菌肥的西瓜與未施用酵素菌肥相比產(chǎn)量提高了28.6%，可溶性固形物和總糖含量顯著上升。在玉米研究中發(fā)現(xiàn)，玉米使用酵素菌肥生長顯著，籽粒蛋白質(zhì)、脂肪和可溶性糖含量顯著提高，產(chǎn)量提高了41.7%，667 m經(jīng)濟(jì)收入增加44.3%。另外馬鈴薯生長繁茂期施用酵素菌微生物有機(jī)肥，產(chǎn)量顯著增加，薯塊抗腐爛能力明顯提高。

長期施用酵素菌堆肥，酵素菌有益微生物菌群招募其他根際微生物，驅(qū)動其他微生物在作物根際形成良好的根際微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)作物生長，預(yù)防和減輕連作重茬病蟲害等。馬保國通過在大蒜中施用酵素菌微生物有機(jī)肥，發(fā)現(xiàn)大蒜蒜頭和蒜薹的產(chǎn)量及品質(zhì)得到顯著增加和提升，根際土壤木霉菌、乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌及放線菌等有益菌含量明顯提高。還有研究表明利用酵素菌發(fā)酵堆制的木薯皮基質(zhì)栽培黃瓜時，黃瓜長勢和產(chǎn)量顯著高于EM 菌和CM 菌等堆制的基質(zhì)栽培，土傳病害發(fā)生率及發(fā)生程度顯著降低。另外，雙孢蘑菇在酵素菌發(fā)酵過的玉米秸稈堆肥上培養(yǎng)，其根際微生物種群及數(shù)量顯著增加，雙孢蘑菇菌絲生長加快，產(chǎn)量及質(zhì)量顯著提高。

5 展 望

土壤微生物種群豐富、數(shù)量大，驅(qū)動著土壤中的生物化學(xué)循環(huán)，在消除土壤污染、優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)、提升土壤肥力、促進(jìn)植物健康生長、誘導(dǎo)植物抗逆抗病等方面發(fā)揮著重要作用。通過培育特定的功能微生物組可以直接調(diào)節(jié)土壤微生物關(guān)系，抑制有害微生物，招募功能微生物，從而提升土壤健康水平，提高作物生產(chǎn)力。酵素菌及其酵素菌菌肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于改良土壤、抵御病蟲害，克服設(shè)施連作障礙等，但田間使用效果并不穩(wěn)定。主要原因歸結(jié)為：酵素菌及酵素菌技術(shù)由日本引進(jìn)，各微生物間的功能物種、微生物多樣性及相互作用、時空協(xié)調(diào)和穩(wěn)定性等機(jī)制的研究不夠深入。在某些情況下受到根際微生物資源競爭或直接干擾競爭，不能在土壤中定殖或持續(xù)地繁殖，無法抵達(dá)作物根系，并不能達(dá)到預(yù)期防病的效果。今后應(yīng)加強(qiáng)以下幾方面研究。

（1）解析酵素菌菌群種類及裝配機(jī)制，闡明消減連作障礙機(jī)制。酵素菌及酵素菌技術(shù)自1994 年引進(jìn)我國以來，雖然在農(nóng)業(yè)種植及消減瓜菜連作障礙中取得一定的成果，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)與社會效益，但是酵素菌菌群、種類、比例及優(yōu)勢功能菌仍不清楚，每年只能從日本引進(jìn)原始菌種，再進(jìn)行培養(yǎng)生產(chǎn)，價格高昂且受到限制，制約了我國酵素菌及復(fù)合微生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過微生物高通量測序及分子學(xué)相關(guān)技術(shù)手段，筆者初步分析并鑒定了酵素菌擴(kuò)大菌菌群種類主要包括：Saccharomycetales fam Incertae sedis、、、、、、、Unclassified等（未發(fā)表）。這對下一步探究酵素菌原始菌種微生物種類、群落的裝配機(jī)制和影響因素，揭示核心菌群的時空演化規(guī)律，從植物-土壤-病原菌-根際微生物等角度闡明酵素菌驅(qū)動根際微生物消減設(shè)施連作障礙機(jī)制，為深入破解黃瓜土傳病害技術(shù)壁壘及通過調(diào)節(jié)根際微生物組促進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)與思路。

（2）優(yōu)化、提升酵素菌菌群功能，精準(zhǔn)靶向調(diào)控土壤健康。酵素菌在防治土傳病蟲害、改良土壤方面取得了一系列突破，但也存在根際微生物組調(diào)控方向不明確，效果因種植制度、土壤環(huán)境變化及人為擾動等而不穩(wěn)定的情況。今后需進(jìn)一步闡明土壤微生物、植物根系以及環(huán)境之間的互作耦合機(jī)制，探明影響因素，挖掘關(guān)鍵微生物因子，進(jìn)一步優(yōu)化酵素菌菌群，定向提升核心微生物組的功能，激發(fā)并提高植物免疫力，實現(xiàn)土壤及病蟲害等精準(zhǔn)靶向調(diào)控，同時也為開發(fā)復(fù)合有益功能生物有機(jī)肥及其協(xié)同增效因子提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

（3）酵素菌及菌肥產(chǎn)品國產(chǎn)化有待推進(jìn)。首先，研究表明，酵素菌固體廢棄物發(fā)酵肥料質(zhì)量因發(fā)酵原材料、環(huán)境、人為等因素變化而波動較大。室內(nèi)或室外發(fā)酵時，室內(nèi)發(fā)酵升溫快，發(fā)酵周期短，固體廢棄物腐熟降解效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于室外發(fā)酵。黏土因養(yǎng)分含量多、保水保肥能力優(yōu)于沙土，在以沙土/黏土為材料制作土曲子等發(fā)酵過程中，黏土發(fā)酵后，有益微生物菌群種類及數(shù)量顯著多于沙土發(fā)酵后。但值得注意的是要控制黏土發(fā)酵濕度不能高于65%，否則發(fā)酵堆升溫慢或溫度起不來。其次，酵素菌肥料養(yǎng)分齊全，不僅可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以改良土壤、減輕病蟲害發(fā)生等，然而肥料配方單一，針對性不強(qiáng)，很難滿足各種作物不同的需肥規(guī)律和特點，且用量過大，追肥次數(shù)較多，成本過高。再次，如果病蟲害等發(fā)生比較嚴(yán)重，僅使用酵素葉面肥達(dá)不到控制病蟲害的效果，必須使用農(nóng)藥加以防治。后期研究應(yīng)以引進(jìn)的酵素菌技術(shù)為基礎(chǔ)，添加相關(guān)優(yōu)異功能微生物菌株，構(gòu)建兼具土壤調(diào)節(jié)和防病促生的核心微生物組，研制出適合我國國情、土壤氣候和耕作方式的針對性更強(qiáng)的酵素菌菌劑及專用肥，以提高酵素菌肥的利用效率，減少肥料浪費，降低肥料成本，增強(qiáng)作物的生產(chǎn)力及提高作物對全球氣候變化和生物脅迫的抵抗力、恢復(fù)力，使酵素菌肥料在“一控兩減三基本”的戰(zhàn)略進(jìn)程和生態(tài)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中，發(fā)揮其應(yīng)有的促進(jìn)作用。