有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)重復(fù)利用研究概述

劉蕊 楊素芬 谷利敏 武盼盼

摘? ? 要：目前有機(jī)生態(tài)型無土栽培在我國應(yīng)用廣泛，提高栽培基質(zhì)的重復(fù)利用效率、減少消耗，并對廢棄的基質(zhì)加以循環(huán)利用，是現(xiàn)階段無土栽培中需要重點解決的問題，對降低成本、保護(hù)環(huán)境、實現(xiàn)資源可持續(xù)利用具有重要意義。從養(yǎng)分管理、理化性狀、微生態(tài)環(huán)境及自毒作用等四個方面重點分析了有機(jī)基質(zhì)重復(fù)利用中的技術(shù)障礙及相應(yīng)的修復(fù)措施，并對廢棄基質(zhì)再利用的價值和必要性及循環(huán)利用方式和效果等進(jìn)行了闡述；指出了目前有機(jī)基質(zhì)栽培中亟待解決的問題及未來的發(fā)展趨勢，旨在為有機(jī)基質(zhì)高效重復(fù)利用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：有機(jī)基質(zhì)；重復(fù)利用；連作障礙；修復(fù)措施；廢棄基質(zhì)

中圖分類號：S62 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）01-001-10

Review of the research on reuse of organic ecotype soilless culture substrates

LIU Rui， YANG Sufen， GU Limin， WU Panpan

（Henan Institute of Chemical Industry Co.， Ltd.， Zhengzhou 450052， Henan， China）

Abstract： Currently， organic ecotype soilless cultivation is widely used in China. It is important to improve the reuse efficiency of cultivation substrate， reduce consumption and recycle waste substrate， which is of great significance for reducing costs， protecting the environment and realizing sustainable development of resources. In this paper， the technical obstacles and repair measures about the reuse of organic substrates were analyzed from four aspects： nutrient management， physical and chemical properties， microbial environment and autotoxicity. The value and necessity of reuse of matrix waste， the way and effect of recycling are expounded. The problems to be solved urgently in the cultivation of organic substrates and the future development trend were also pointed out， aiming at providing reference for the efficient recycling of organic substrates.

Key words： Organic substrate; Reuse; Continuous cropping obstacle; Repair measures; Waste substrate

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，無土栽培在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，其擺脫了土壤的限制，具有栽種靈活、病蟲害少、肥料利用率較高、生產(chǎn)可控性較強(qiáng)等優(yōu)點，在綠色有機(jī)蔬菜栽培、花卉栽培、藥用植物栽培、果木栽培及無土育苗等方面得到大面積應(yīng)用[1-3]。

有機(jī)生態(tài)型無土栽培主要是以有機(jī)基質(zhì)為載體，在栽培過程中施加肥料并進(jìn)行合理的水分管理，是無土栽培中最為常見的一種栽培方式[4]。其中，有機(jī)基質(zhì)主要由農(nóng)林有機(jī)廢棄物如秸稈、菇渣、椰糠、稻殼、腐葉、鋸末、畜禽糞便等經(jīng)發(fā)酵或高溫處理而成[4-5]。有機(jī)基質(zhì)栽培不僅具備無土栽培的優(yōu)點，還為農(nóng)林廢棄物資源化利用提供了新的途徑，是一種有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的栽培方式[6]。隨著基質(zhì)栽培規(guī)模的擴(kuò)大，一方面存在基質(zhì)仍可利用而廢棄的情況，造成了基質(zhì)的浪費，另一方面基質(zhì)如果直接棄置，不僅占用場地，而且污染環(huán)境[7]；同時高成本的投入也是有機(jī)基質(zhì)栽培存在的主要問題之一[5]；這些都將成為基質(zhì)栽培產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸。因此遵循“3R”原則——減量化（Reduce）、再利用（Reuse）和再循環(huán)（Recycle），提高基質(zhì)的重復(fù)利用效率，減少消耗，并能對廢棄的基質(zhì)加以循環(huán)利用，是基質(zhì)栽培急需解決的問題，對降低成本、保護(hù)環(huán)境、實現(xiàn)資源可持續(xù)利用具有重要意義[8]。

1 基質(zhì)重復(fù)利用處理技術(shù)

1.1 基質(zhì)重復(fù)利用技術(shù)障礙

研究表明，與土壤栽培相比，基質(zhì)栽培能夠有效延緩連作障礙的發(fā)生[9-12]，但隨著連作茬次的增加，基質(zhì)栽培出現(xiàn)了不同程度的連作障礙，限制了重復(fù)利用。研究者們將原因主要歸結(jié)為以下4個方面：養(yǎng)分失調(diào)，基質(zhì)理化性質(zhì)惡化，自毒作用，微生態(tài)環(huán)境改變和病蟲害加劇。

1.1.1 營養(yǎng)成分不足或失調(diào) 長期栽培同一作物，由于其對土壤或基質(zhì)中營養(yǎng)元素的片面吸收或是農(nóng)藝措施不當(dāng)，會造成某些元素的積累或虧缺，使后茬作物生長不良，產(chǎn)生生理障礙[13]。何莉莉等[14]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)基質(zhì)連作4茬黃瓜，銅、鋅、鎂、鈣等微量元素含量均不同程度地逐茬減少，且與黃瓜致病菌尖孢鐮刀菌數(shù)量和枯萎病發(fā)病率相關(guān)；周金燕等[5]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)基質(zhì)連續(xù)種植奶白菜，基質(zhì)的主要養(yǎng)分（有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效鉀、有效磷）含量逐漸降低，到第3茬時養(yǎng)分不足已是影響基質(zhì)重復(fù)利用的主要因素。

不同基質(zhì)在栽培過程中都會有不同程度的分解和損耗，如不及時補(bǔ)充新基質(zhì)或養(yǎng)分，就會影響作物的生長和產(chǎn)量[15]，而根據(jù)作物的生長發(fā)育規(guī)律及其需肥特征，實現(xiàn)作物根際養(yǎng)分的精準(zhǔn)調(diào)控將是基質(zhì)重復(fù)利用的關(guān)鍵。

1.1.2 基質(zhì)理化性質(zhì)的變化及對作物的影響 基質(zhì)的物理性質(zhì)主要反映了其保水、透氣性能及其質(zhì)量大小，其指標(biāo)有容重、總孔隙度、持水量、大小孔隙比（氣水比）、粒徑等?；|(zhì)的化學(xué)性質(zhì)反映了其養(yǎng)分供應(yīng)能力和緩沖能力，包含基質(zhì)的化學(xué)組成及其穩(wěn)定性、酸堿性、鹽基交換量、電導(dǎo)率等[4]?；|(zhì)理化性質(zhì)只有達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，才能為作物生長提供適宜的水、氣、肥等根際環(huán)境。郭世榮[16]研究認(rèn)為，基質(zhì)的容重為0.1～0.8 g·cm-3，總孔隙度在54%～96%，pH值7.0左右，EC值在2.0～4.0 mS·cm-1范圍內(nèi)較適宜作物生長。

不同種類的有機(jī)基質(zhì)在重復(fù)利用時會表現(xiàn)不同，Zucchi等[17]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)基質(zhì)的重復(fù)利用效果受消毒方式和基質(zhì)種類影響。Baevre等[18]給出了基質(zhì)再利用的早期例子（1984），研究發(fā)現(xiàn)，無需任何消毒措施，番茄可以在泥炭基質(zhì)中連續(xù)種植3年，泥炭基質(zhì)的物理性質(zhì)無顯著變化且對產(chǎn)量無影響。張晶等[19]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)基質(zhì)連續(xù)栽培2茬辣椒后的理化性質(zhì)與新基質(zhì)相比，大部分指標(biāo)雖發(fā)生了顯著變化，但基質(zhì)的容重、總孔隙度和EC值均在適宜作物生長的范圍內(nèi)且不影響其產(chǎn)量。李建勇等[20]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)基質(zhì)連續(xù)種植2茬番茄后仍具有良好的理化性質(zhì)，只是pH值偏高。李威等[21]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)基質(zhì)連續(xù)種植3茬番茄可使根系活力早衰，但基質(zhì)的理化性質(zhì)除總孔隙度偏低外，pH值、EC值仍在適宜番茄生長范圍之內(nèi)，說明此時理化性質(zhì)的改變不是影響其重復(fù)利用的關(guān)鍵因子。周金燕等[5]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)基質(zhì)連續(xù)種植5茬奶白菜，基質(zhì)的容重、孔隙度、田間持水量、pH值、EC值雖都發(fā)生不同程度的變化，但奶白菜產(chǎn)量與新基質(zhì)種植的奶白菜產(chǎn)量并無顯著差異，說明在一定范圍內(nèi)，奶白菜可適應(yīng)這種理化性質(zhì)的改變。武春成等[9]研究發(fā)現(xiàn)，日光溫室下有機(jī)基質(zhì)栽培黃瓜，隨著種植茬次的增加，基質(zhì)含水量和pH值均呈下降趨勢，容重則呈逐漸增加的趨勢，種植到第9茬時已經(jīng)表現(xiàn)出了連作障礙。以上研究表明，不同的作物需要不同的根際環(huán)境，沒有一種基質(zhì)可以符合各種作物的需求，基質(zhì)的理化性質(zhì)會因作物的種類和種植茬次的多少而發(fā)生不同的變化；作物的生長發(fā)育及產(chǎn)量與基質(zhì)的某些理化指標(biāo)顯著相關(guān)，與某些指標(biāo)相關(guān)性不顯著，在一定的變化幅度內(nèi)作物可以適應(yīng)這種改變，而不影響其生長。

有研究發(fā)現(xiàn)，不同的肥料配施水平可影響基質(zhì)的理化性質(zhì)和基質(zhì)酶活性[22]。趙兆等[23]研究發(fā)現(xiàn)，合理的氮素水平有利于提高基質(zhì)酶活性、基質(zhì)和植株中的養(yǎng)分含量；強(qiáng)浩然等[24]研究發(fā)現(xiàn)，不同水分和氮素供應(yīng)對辣椒栽培基質(zhì)氮轉(zhuǎn)化細(xì)菌和酶活性都有影響，水分和氮素的合理供給有利于增加辣椒產(chǎn)量。Urrestarazu等[25]研究發(fā)現(xiàn)，不同基質(zhì)（原料分別來自杏仁殼廢棄物和溫室蔬菜堆肥）分別經(jīng)過265 d和530 d的重復(fù)利用后，理化性質(zhì)已發(fā)生顯著變化，但經(jīng)調(diào)整施肥參數(shù)后，甜瓜和番茄的產(chǎn)量和果實品質(zhì)不受影響。因此如何根據(jù)作物自身的特點，選取適宜的栽培基質(zhì)，明確基質(zhì)理化性質(zhì)與作物栽培效果的相關(guān)性指標(biāo)，并建立科學(xué)的水肥管理模式，使基質(zhì)理化性質(zhì)能滿足作物生長，是基質(zhì)能夠重復(fù)利用的關(guān)鍵。

1.1.3 自毒作用 自毒作用是指植物通過根系分泌，莖和葉的淋溶、揮發(fā)，植株殘體分解等途徑釋放一些物質(zhì)對同茬或下茬同種或同科植物的生長產(chǎn)生抑制作用的現(xiàn)象[26]。自毒物質(zhì)的積累是連作障礙發(fā)生的主要誘因，其主要包括酚酸類及其衍生物、生物堿等，該類物質(zhì)會使土壤酸化，改變土壤中微生物的數(shù)量和結(jié)構(gòu)以及土壤酶活性，導(dǎo)致土壤微生態(tài)環(huán)境失衡[27-28]。

基質(zhì)經(jīng)過多茬栽培后，其中會殘留許多爛根、根系分泌物、病菌及鹽分等，余朝閣等[12]研究發(fā)現(xiàn)，相較土壤栽培，基質(zhì)連作能緩解或減輕土壤酸化及酚酸類物質(zhì)的累積，但總酚含量、苯甲酸、對羥基苯甲酸、阿魏酸等酸類物質(zhì)含量仍隨連作茬次的增加而增加，這種積累對作物的抑制作用尚無研究結(jié)論。目前，基質(zhì)栽培模式下酚酸類物質(zhì)積累對連作障礙影響的相關(guān)研究較少，因此有必要探索自毒作用產(chǎn)生的機(jī)制，自毒物質(zhì)的種類及其對作物自身、栽培基質(zhì)及微生物的影響，可為基質(zhì)栽培緩解作物自毒作用提供參考。

1.1.4 根區(qū)微生物及酶活性變化及對作物的影響 研究證明，土壤根際微生物及酶活性是評價土壤微生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和土壤生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)失衡、根際病原菌累積、有益微生物數(shù)量減少是連作障礙的主要因子[29-32]。

栽培基質(zhì)中微生物的數(shù)量、種類和活性是衡量其生物學(xué)性狀的重要參數(shù)，常因基質(zhì)類型不同而存在差異。基質(zhì)中的微生物主要有細(xì)菌、真菌、放線菌等，其中細(xì)菌數(shù)量最多，對基質(zhì)養(yǎng)分循環(huán)、結(jié)構(gòu)形成和作物降解均起到重要作用[33-35]。鄒春嬌等[36]研究認(rèn)為，微生物多樣性水平降低、微生物群落結(jié)構(gòu)單一化是基質(zhì)栽培連作障礙發(fā)生的原因之一。佟賢等[10]研究發(fā)現(xiàn)，稻草營養(yǎng)基質(zhì)連續(xù)種植4茬黃瓜，細(xì)菌、真菌數(shù)量，黃瓜枯萎病、白粉病、霜霉病發(fā)病株率、畸形瓜率均隨連作茬數(shù)的增加呈上升趨勢，黃瓜產(chǎn)量逐茬下降，這說明微生物數(shù)量的變化可能是連作障礙發(fā)生的表現(xiàn)之一，會影響土傳病害的發(fā)病率進(jìn)而影響作物產(chǎn)量。武春成等[9，37]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)基質(zhì)連續(xù)栽培黃瓜，隨著連作茬次的增加，根區(qū)微生物總數(shù)、細(xì)菌及放線菌數(shù)量在黃瓜種植7～9茬時表現(xiàn)為下降趨勢，而真菌數(shù)量從第3茬開始表現(xiàn)為逐漸上升趨勢，B/F（細(xì)菌/真菌）呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，根際微生物結(jié)構(gòu)由細(xì)菌型向真菌型轉(zhuǎn)化，這與黃曉德等[38]的基質(zhì)連作番茄根際微生物變化及其他關(guān)于土壤連作栽培中根區(qū)細(xì)菌數(shù)量減少、有害真菌數(shù)量增多的研究結(jié)論 [13，39-41]基本一致，也說明在連作條件下根際微生物群落由細(xì)菌型向真菌型轉(zhuǎn)變過程中對其原有的生態(tài)平衡造成嚴(yán)重的影響，從而為病原菌的繁殖提供了有利條件。

基質(zhì)本身就在不斷地進(jìn)行著生物化學(xué)反應(yīng)，而一些酶在其中直接參與各種物質(zhì)的代謝和轉(zhuǎn)化以及養(yǎng)分的釋放和固定。酶活性高低反映了基質(zhì)對植物根系供應(yīng)養(yǎng)分的潛在能力，如脲酶可促使有機(jī)氮向無機(jī)氮轉(zhuǎn)化，提高有機(jī)基質(zhì)氮素供應(yīng)水平；纖維素酶有助于腐殖質(zhì)形成和碳素養(yǎng)分釋放；過氧化氫酶活性表征基質(zhì)生物氧化程度的強(qiáng)弱。已有研究證明，脲酶、轉(zhuǎn)化酶、纖維素酶活性可以作為評價有機(jī)基質(zhì)肥力的標(biāo)準(zhǔn)[42]。武春成等[37]研究發(fā)現(xiàn)，隨著連作茬次的增加，脲酶活性逐漸降低，黃瓜產(chǎn)量下降；馬彥霞等[43-44]研究發(fā)現(xiàn)，隨著番茄連茬栽培茬次增加，基質(zhì)的蛋白酶、磷酸酶、脲酶和過氧化氫酶活性不斷下降，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量不斷降低，不再利于番茄生長。

以上研究說明，基質(zhì)連作栽培會造成微生物多樣性水平降低，群落結(jié)構(gòu)單一化、酶活性降低，如果病原菌侵入基質(zhì)，就沒有其他的微生物與之競爭，便會在基質(zhì)中穩(wěn)定生長并引起病害。不同的作物品種、生長階段、種植年限以及栽培模式都可能對根際微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，深入分析這些影響因素及變化規(guī)律，探索基質(zhì)微生態(tài)環(huán)境變化與作物生長、產(chǎn)量、肥力變化的相關(guān)性可對基質(zhì)微生態(tài)環(huán)境的修復(fù)提供理論依據(jù)。目前，對于在長期連作條件下基質(zhì)中微生態(tài)環(huán)境變化及栽培效果與土壤連作栽培差異的研究不多，因此深入研究土壤和基質(zhì)連作障礙發(fā)生機(jī)制及消減措施，探索基質(zhì)與土壤連作栽培微生物種群特征、病害發(fā)生與作物生長變化規(guī)律，探明兩種栽培模式的區(qū)別與聯(lián)系對基質(zhì)高效重復(fù)利用研究具有借鑒意義。

1.2 基質(zhì)重復(fù)利用修復(fù)措施

在基質(zhì)栽培中，栽培基質(zhì)的質(zhì)量狀況對作物生長發(fā)育有直接的影響，除了支持和固定作物，給作物提供水分、氧氣和營養(yǎng)外，還能給根系一個相對穩(wěn)定的生長環(huán)境[4]。保證基質(zhì)的質(zhì)量是基質(zhì)能夠重復(fù)利用的前提。針對基質(zhì)栽培中出現(xiàn)的理化性質(zhì)惡化、病蟲害嚴(yán)重、產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降等問題，基質(zhì)在重復(fù)利用前應(yīng)采取一定措施進(jìn)行處理，而尋找一種低成本且能夠滿足作物生長需求的基質(zhì)高效處理和重復(fù)利用技術(shù)尤為重要。

1.2.1 消毒滅菌 基質(zhì)消毒是緩解作物連作障礙和保持基質(zhì)生產(chǎn)力的有效途徑之一[45]。針對病原菌、蟲卵等有害物質(zhì)通?？刹捎梦锢矸?、化學(xué)法或生物法防治以達(dá)到改善基質(zhì)狀態(tài)、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、實現(xiàn)再利用的目的[45-46]。

物理消毒是指利用光、熱、電、磁等物理技術(shù)來處理栽培基質(zhì)，主要包括太陽能消毒、蒸汽消毒、熱水消毒、火焰消毒、電消毒和微波消毒等[47-54]。

（1）太陽能消毒。消毒原理：利用病原菌難耐濕熱、低氧環(huán)境的特性，通過各種熱源營造高溫、高濕和缺氧的環(huán)境，達(dá)到消除絕大多數(shù)病蟲和雜草的目的。消毒效果及效率：防治有效基質(zhì)層深度約10 cm，消毒周期15 d以上。適用性及局限性：成本低，操作簡便；受天氣影響，消毒效果不穩(wěn)定。

（2）蒸汽消毒。消毒原理同（1）。消毒效果及效率：防治有效基質(zhì)層深度約80 cm，殺滅率99%以上，并可改善基質(zhì)的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和活性，提高排水性和通透性。適用性及局限性：成本相對較高，適用于經(jīng)濟(jì)價值較高的植物。

（3）熱水消毒。消毒原理同（1）。消毒效果及效率：防治有效基質(zhì)層深度約30 cm，殺滅率95%～100%，并能改善基質(zhì)pH值、EC值等理化性狀。適用性及局限性：成本相對較高，消毒效果受基質(zhì)的疏松度和含水率影響，存在營養(yǎng)流失、處理后基質(zhì)含水率較高等問題。

（4）火焰消毒。消毒原理同（1）。消毒效果及效率：防治有效基質(zhì)層深度30～50 cm。殺滅率85%以上，拋翻式消毒可提高疏松度，改善基質(zhì)狀態(tài)。適用性及局限性：成本較低，操作相對簡單，為防止燃燒產(chǎn)生二次污染，應(yīng)選用清潔燃料。

（5）電消毒。消毒原理：利用電處理基質(zhì)過程中產(chǎn)生的酚類氣體、原子氯氣以及脈沖電流電擊，使病原微生物失活。消毒效果及效率：殺滅率可達(dá)99%，并可調(diào)節(jié)基質(zhì)pH值，改善團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高通透性和持水能力。適用性及局限性：技術(shù)要求相對較高，基質(zhì)含水率高對消毒效果有不利影響。

（6）遠(yuǎn)紅外消毒、微波消毒、射頻消毒。消毒原理：利用一定頻率范圍內(nèi)的電磁波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)來消滅病蟲和雜草。消毒效果及效率：熱效應(yīng)好、消毒效率高、穿透力強(qiáng)。適用性及局限性：自動化程度高，操作簡便，運行成本低，具有無毒、無污染和無殘留等優(yōu)點。但研究和制造投入大，推廣應(yīng)用受到一定的制約。

目前栽培基質(zhì)物理消毒研究主要集中于消毒方式的開發(fā)和殺毒滅菌效果效率方面，部分方式可改善基質(zhì)的理化性質(zhì)，而對基質(zhì)微環(huán)境的影響等方面尚待進(jìn)一步探索。物理消毒因處理方式安全有效且對環(huán)境無污染而極具推廣價值，但大都存在設(shè)備投資大、操作技術(shù)要求高、市場化推廣難等問題。

化學(xué)消毒主要是通過各種化學(xué)藥劑澆灌、噴淋、熏蒸等處理農(nóng)作物栽培基質(zhì)，因使用效果好，投入成本低，操作簡便，是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的基質(zhì)消毒方式[55-56]?；瘜W(xué)消毒由于存在農(nóng)藥殘留，易對地下水、土壤和環(huán)境造成污染，并可增強(qiáng)病蟲抗藥性，化學(xué)藥劑的使用已受到越來越多的限制，比如溴甲烷，雖然土壤消毒效果優(yōu)良，但會破壞大氣臭氧層，我國已在2015年禁止使用。目前氯化苦、威百畝、棉隆和硫酰氟作為聯(lián)合國甲基溴技術(shù)選擇委員會（MBTOC）推薦的甲基溴替代化學(xué)藥劑已在中國獲得農(nóng)藥登記[56-57]，并取得良好的田間防治效果，但是還應(yīng)關(guān)注這類藥劑對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及環(huán)境的影響。已有研究發(fā)現(xiàn)，長期使用氯化苦熏蒸會降低土壤中細(xì)菌與真菌群落的多樣性[58]。陳利達(dá)等[56]研究發(fā)現(xiàn)，用棉隆、氰氨化鈣和威百畝熏蒸處理后微生物數(shù)量減少，對細(xì)菌具有不同程度的抑制作用，細(xì)菌群落呈現(xiàn)出“抑制-激活-恢復(fù)”的階段特征。在“化肥農(nóng)藥雙減”政策背景下，選擇低毒、高效、無殘留的環(huán)境友好型藥劑是化學(xué)消毒的必然趨勢，研究其對微生物菌群的抑制作用及對微生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)情況，特別是長期使用情況下藥劑處理與土壤微生物菌群互作將有利于土傳病害的有效控制和可持續(xù)生產(chǎn)。

采用微生物制劑或生物熏蒸等方法來防治植物病害越來越受到關(guān)注。生物熏蒸是指利用植物有機(jī)質(zhì)分解過程中釋放出的揮發(fā)性物質(zhì)抑制或殺死病蟲和雜草的一種消毒方法[59]。這類植物通常含有一種或多種硫代葡萄糖苷，硫代葡萄糖苷及其分解產(chǎn)物具有抗菌、抑病、殺蟲功效[60]。目前，生物熏蒸材料研究最為深入的是十字花科、菊科植物，生物熏蒸消毒具有綠色、安全、環(huán)保及成本低等特點，但由于植物類熏蒸材料的種植周期較長，種類繁多，防治效果也各有不同，因此生物熏蒸技術(shù)目前還未能普及。

綜上，深入研究不同作物連作后的病原菌種類，選取合適的消毒方法及裝備是基質(zhì)消毒處理的關(guān)鍵。已有研究者嘗試幾種消毒方式相結(jié)合進(jìn)行基質(zhì)消毒來提高消毒效果。如化學(xué)藥劑處理結(jié)合使用生物藥劑、太陽能消毒、生物熏蒸等措施或物理消毒結(jié)合生物熏蒸等，都取得了不錯的滅菌效果[61-63]。

1.2.2 基質(zhì)理化性質(zhì)修復(fù)技術(shù) 基質(zhì)的電導(dǎo)率反映了其本身帶有的可溶性鹽分的多少，直接影響到營養(yǎng)液和基質(zhì)的離子平衡，一般認(rèn)為基質(zhì)中的可溶鹽分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最好不超過500 mg·kg-1[4]。對于基質(zhì)中積累的大量鹽分可利用清水反復(fù)多次沖洗，通常離子交換量較低的基質(zhì)洗鹽的效果會更好。

研究表明，秸稈還田可減小土壤容重，改善土壤通透性，有效改善土壤理化結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)及礦質(zhì)養(yǎng)分含量和微生物多樣性[64-66]。向有機(jī)基質(zhì)中添加適量的腐熟小麥秸稈亦可對連作基質(zhì)的理化性質(zhì)有很好的修復(fù)作用。宋為交等[67]研究發(fā)現(xiàn)，向連作3茬的有機(jī)基質(zhì)中加入腐熟秸稈，可降低基質(zhì)的容重，提高總孔隙度和有機(jī)質(zhì)含量，有效改善基質(zhì)理化性質(zhì)，提高黃瓜產(chǎn)量。

通過復(fù)配來改變基質(zhì)的理化性質(zhì)是最常用的方式。栽培基質(zhì)的固、液、氣三相比例是影響作物根系生長發(fā)育的重要因素，容重和孔隙度是衡量其比例是否恰當(dāng)?shù)暮唵沃笜?biāo)，顆粒度大小不同的基質(zhì)復(fù)配則可以改變這些指標(biāo)，使基質(zhì)的吸水性、保水性、保肥性和透氣性保持平衡。馮翠等[7]采用復(fù)配方式向栽培3～5茬奶白菜之后的基質(zhì)中加入菇渣、有機(jī)肥、復(fù)合肥，不但可改善基質(zhì)的理化性質(zhì)，使基質(zhì)的容重、總孔隙度、pH值及全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)含量均在適宜范圍內(nèi)，還可以改善原有基質(zhì)的營養(yǎng)成分，有利于后茬蔬菜的生長。而根據(jù)不同基質(zhì)的理化性質(zhì)，及其多元混合時體積的收縮、容重、孔隙度、吸水性等物理性質(zhì)的變化規(guī)律，遴選合適的復(fù)配基質(zhì)和用量是基質(zhì)理化性質(zhì)重構(gòu)的技術(shù)關(guān)鍵。

1.2.3 基質(zhì)生物學(xué)性狀修復(fù)技術(shù) 通過調(diào)控連作土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)及酶活性來改善作物根際微環(huán)境也是避免連作障礙的重要生物防治手段之一[68-69]。最常見的做法就是向基質(zhì)中直接添加有益微生物菌劑或酶制劑來改善作物根際微環(huán)境，實現(xiàn)基質(zhì)、微生物與作物之間的穩(wěn)定與平衡，從而促進(jìn)作物生長。

基質(zhì)的酶活性與基質(zhì)生物學(xué)性狀、理化性質(zhì)密切相關(guān)[42]。馬彥霞等[44]研究發(fā)現(xiàn)，蔗糖酶、多酚氧化酶和纖維素酶活性與基質(zhì)的理化性質(zhì)相關(guān)性較顯著，是影響基質(zhì)pH值、EC值和物理性質(zhì)的重要因素。張麗娟等[70]通過在已重復(fù)利用二茬的草炭基質(zhì)中添加纖維素酶制劑，可有效改善基質(zhì)持水透氣性，促進(jìn)基質(zhì)中細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物的積累和繁殖，增強(qiáng)有益酶活性，促進(jìn)西瓜的生長和產(chǎn)量的提高。

趙佳等[71]通過對二茬基質(zhì)進(jìn)行微生物菌劑發(fā)酵處理，可提高植株根際細(xì)菌多樣性并降低真菌多樣性，從而有效殺滅病原菌，降低后茬種植的病害率，提高作物產(chǎn)量。陳子彪等[72]研究發(fā)現(xiàn)，栽培西瓜基質(zhì)中添加3種不同種類的微生物菌劑，均可顯著提高基質(zhì)中脲酶、堿性磷酸酶、硝酸還原酶活性，從而促進(jìn)氮和磷的吸收和轉(zhuǎn)化，但過氧化氫酶活性出現(xiàn)了明顯下降，該結(jié)果與張立恒等[73]在連作葡萄土壤中使用3種微生物菌劑均降低過氧化氫酶活性的研究結(jié)果一致，但與李國等[74]在連作棉花土壤中使用微生物菌劑提高過氧化氫酶活性的研究結(jié)果不同，而差異的原因尚待研究。趙丹[75]研究發(fā)現(xiàn)，與單一微生物菌劑相比，施用復(fù)合微生物菌劑更有利于黃瓜生長和品質(zhì)提高。

微生物菌劑不但可以改善土壤或基質(zhì)的理化性質(zhì)、維持根際微生物群落動態(tài)平衡、促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)，而且在促進(jìn)植物生長發(fā)育、增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)及提高抗逆性、誘導(dǎo)抗病性等方面的作用正逐漸被關(guān)注[76-78]。張文澤[79]研究發(fā)現(xiàn)，在連作基質(zhì)中接種叢枝菌根真菌可提高根系內(nèi)源生長激素（IAA）水平，從而提高根系活力并促進(jìn)番茄生長。微生物菌劑的種類比較多，按照微生物種類或者功能特征，可分為固氮菌菌劑、光合細(xì)菌菌劑、促生菌劑、細(xì)菌菌劑、真菌菌劑、放線菌菌劑等[75]，而接種菌劑的種類、數(shù)量及時間及其在不同作物上的效果等應(yīng)該是微生物菌劑使用過程中考慮的因素。

1.2.4 改善耕作模式 輪作被認(rèn)為是一種改善基質(zhì)栽培效果的有效方式，通過與不同科或?qū)俚淖魑锖侠磔喿?，利用相互之間的化感作用和生物多樣性原理，能增加土壤微生物群落的多樣性和穩(wěn)定性，改善土壤生態(tài)環(huán)境，避免土壤養(yǎng)分偏耗，有效控制土傳病害的發(fā)生[26，32]。柳輝林等[80]研究發(fā)現(xiàn)，烤煙育苗舊基質(zhì)對烤煙種子的萌發(fā)、根長、芽長及幼苗鮮干質(zhì)量的抑制作用大于油菜種子，經(jīng)滅活處理后可用于油菜幼苗培育。李威等[21，32]研究發(fā)現(xiàn)，對于連作基質(zhì)，在大棚冬閑季節(jié)輪作不同種類葉菜不但可改善基質(zhì)的微生物種群結(jié)構(gòu)和提高酶活性，還可平衡連作番茄的基質(zhì)養(yǎng)分，防止鹽分積累和毒害，提高其養(yǎng)分利用率，促進(jìn)番茄生長，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，提高復(fù)種指數(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。

因此，不論是對土壤或基質(zhì)，輪作都不失為一種良好的緩解或消除連作障礙的方式。而研究和篩選適宜的輪作作物，是基質(zhì)栽培可持續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵；同時也可以考慮間作、套種以及選育耐受連作能力較強(qiáng)作物品種的可能性，特別是經(jīng)濟(jì)價值較高的藥用植物，但目前還沒有基質(zhì)栽培研究支持此結(jié)論。

1.2.5 其他 已有部分研究者試探利用某些物質(zhì)自身的優(yōu)良特性來克服基質(zhì)栽培連作障礙。鄒春嬌等[81]利用生物炭表面的多孔隙、可吸附等特性來處理連作11茬黃瓜的基質(zhì)，結(jié)果表明生物炭可改善基質(zhì)的微生物群落結(jié)構(gòu)和增加其數(shù)量以及提高過氧化物酶、中性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶等幾種主要酶活性；呂劍等[82]利用硅能促進(jìn)作物光合作用及可緩解環(huán)境脅迫的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)合理濃度的外源硅（Na2SiO3·9H2O）根施可緩解已連作8茬黃瓜的栽培基質(zhì)連作障礙。

基質(zhì)重復(fù)利用過程中連作障礙的發(fā)生也是由量變到質(zhì)變的一個過程，在基質(zhì)連作栽培的不同階段，影響其栽培效果的關(guān)鍵因子也有所不同；基質(zhì)的理化性質(zhì)與生物學(xué)性狀密切相關(guān)，而對基質(zhì)的各種修復(fù)措施也不是孤立的，而是相互促進(jìn)的。因此探明作物連作障礙機(jī)制及關(guān)鍵因子，能夠在基質(zhì)栽培的不同階段找到修復(fù)重點，并選取恰當(dāng)?shù)男迯?fù)措施是基質(zhì)高效重復(fù)利用的重要手段。

2 廢棄基質(zhì)再處理及循環(huán)利用

2.1 廢棄基質(zhì)循環(huán)利用的價值與必要性

在生產(chǎn)實踐中無土栽培基質(zhì)經(jīng)過3～5年種植之后，常因連作障礙導(dǎo)致生產(chǎn)效益下降或受制于基質(zhì)理化性質(zhì)修復(fù)技術(shù)及處理成本高等因素而被棄置不用。然而從資源節(jié)約和成本方面來看，已有研究發(fā)現(xiàn)廢棄基質(zhì)的性狀雖不利于植株生長，但仍含有一定的養(yǎng)分，特別是生態(tài)有機(jī)型無土栽培廢棄基質(zhì)含有豐富的有機(jī)質(zhì)，部分理化指標(biāo)可能還優(yōu)于土壤，具有再利用價值[83-84]。從環(huán)境保護(hù)方面看，有機(jī)基質(zhì)栽培雖然將農(nóng)林廢棄物“變廢為寶”，為其高效、穩(wěn)定、低成本再利用提供了新途徑，但廢棄基質(zhì)長期大量堆置會對土壤和地下水造成污染，不能真正實現(xiàn)資源的循環(huán)利用[85]。因此，如何針對性地對廢棄基質(zhì)進(jìn)行無害化處理，使其有效成分再利用，不僅可減少環(huán)境污染，還可實現(xiàn)基質(zhì)的循環(huán)利用，是無土栽培亟待解決的問題。

2.2 廢棄基質(zhì)的循環(huán)利用方式及效果

2.2.1 廢棄基質(zhì)直接利用 張柏楊等[84]研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)栽培6年的蔬菜廢棄基質(zhì)與土壤相比除了略顯酸性外，基質(zhì)的透氣持水性、EC值、養(yǎng)分指標(biāo)等全面優(yōu)于土壤；將其還施露地種植辣椒，可改善土壤的理化性質(zhì)，有利于穩(wěn)定土壤pH值、降低土壤容重、略微增加土壤孔隙度、保持土壤氣水比，促進(jìn)辣椒植株的生長且利于其干物質(zhì)積累。謝克光等[86]在藥材“短梗五加”苗床育苗時，在床面直接覆蓋菇類廢棄基質(zhì)，不僅可以保持土壤水分，給苗木補(bǔ)充養(yǎng)分，還可減少草害、提高產(chǎn)苗量、降低育苗投入成本。王勤禮等[87]研究發(fā)現(xiàn)，與單施化肥相比，有機(jī)廢棄基質(zhì)作為底肥還田對土壤的化學(xué)性狀如堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量、EC值、pH值和玉米的生長發(fā)育及產(chǎn)量無顯著影響，但在一定程度上可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，減少化肥施用量，從而節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，廢棄基質(zhì)直接還田不失為一種簡單有效的利用方式。但是由于未經(jīng)處理的廢棄基質(zhì)中含有一定的有害物質(zhì)、病菌等，必須注意同科連作毒害現(xiàn)象、還田施用量及其累積效應(yīng)。

2.2.2 廢棄基質(zhì)無害化處理后再利用 從理論上講，前文所述的基質(zhì)消毒滅菌技術(shù)如物理法或化學(xué)法等都應(yīng)適用于廢棄基質(zhì)的無害化處理。Vandecasteele等[88]采用蒸汽處理廢棄基質(zhì)可有效殺滅病原菌和雜草種子，且對基質(zhì)的理化特性、微生物數(shù)量和多樣性影響不大，只需額外補(bǔ)充氮源，可滿足溫室或露天栽培菊花磷和鉀的需求；王曰鑫等[83]分別采用蒸汽處理或加入殺菌劑等方式將廢棄基質(zhì)制成土壤調(diào)理劑都可不同程度地起到改良土壤理化性能、促進(jìn)作物生長及增產(chǎn)增收作用。實踐中采用厭氧或好氧發(fā)酵等生物發(fā)酵法處理廢棄基質(zhì)是最常用的手段，不僅使處理后的廢棄物質(zhì)地松軟、無病蟲害殘留，還可獲得富含有效營養(yǎng)成分和穩(wěn)定腐殖質(zhì)的產(chǎn)品[89-91]。廢棄基質(zhì)在堆肥發(fā)酵的過程中理化性質(zhì)的變化常受微生物菌劑種類、原料性質(zhì)和發(fā)酵工藝條件的影響，經(jīng)過處理后的基質(zhì)理化性質(zhì)可能需要進(jìn)行改善，如EC值過高可通過淋洗來解決，酸、堿失衡或營養(yǎng)成分缺失等可通過復(fù)配來解決[92]。中科合肥智慧農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新研究院通過先暴曬廢棄草莓基質(zhì)，后與有機(jī)肥混配并在堆肥不同階段接種不同菌種來實現(xiàn)基質(zhì)的多茬循環(huán)利用，使處理后的廢棄基質(zhì)更有利于草莓生長，可提高草莓果實的可溶性總糖、硒含量及抗病蟲害能力[89]。因此，將廢棄基質(zhì)經(jīng)過輻照、晾曬、蒸汽消毒、堆肥發(fā)酵或加入殺菌劑等方式進(jìn)行無害化處理后，再作為主要原料或配以其他物質(zhì)制成土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥料或者新的栽培基質(zhì)使用是一種安全有效的利用方式，而在處理方式的選擇上應(yīng)考量處理成本、可操作性、實用性等因素。

2.2.3 廢棄基質(zhì)分類循環(huán)利用 栽培基質(zhì)的原料來源不一，經(jīng)過多茬使用后的性狀不一，將廢棄的栽培基質(zhì)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類回收利用是一種實現(xiàn)基質(zhì)可持續(xù)利用的利益最大化方案。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所基于廢棄基質(zhì)不同有機(jī)、無機(jī)成分含量和物理性狀如通氣空隙、持水孔隙等，對其進(jìn)行了分類，分別用于制備不同用途土壤改良劑或作為沼氣生產(chǎn)原料，來實現(xiàn)廢棄基質(zhì)的充分回收、綜合利用，該方法可適用于所有無土栽培基質(zhì)的分類循環(huán)利用[93]，但具體的應(yīng)用效果尚待考證，而關(guān)于分類標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)有待進(jìn)一步研究。

3 存在問題及展望

3.1 存在問題

3.1.1 基質(zhì)產(chǎn)品市場質(zhì)量良莠不齊，亟待標(biāo)準(zhǔn)化 我國基質(zhì)產(chǎn)業(yè)起步晚，制作工藝粗放，特別是有機(jī)基質(zhì)的生產(chǎn)原料主要來源于農(nóng)林有機(jī)廢棄物，種類繁多，給有機(jī)基質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)帶來阻礙，目前尚未形成規(guī)范的基質(zhì)生產(chǎn)工藝流程，基質(zhì)難以大規(guī)模生產(chǎn)利用。隨著基質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，基質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)雖然也取得了一定的成績，先后有各省份制定的地方栽培基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或基質(zhì)栽培規(guī)程，但檢測指標(biāo)和檢測方法不一，除《綠化有機(jī)基質(zhì)》（GB/T 33891—2017）、《蔬菜育苗基質(zhì)》（NY/T 2118—2012）外，基質(zhì)產(chǎn)品缺乏行業(yè)或國家檢驗標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量差異明顯，缺乏穩(wěn)定性[94]。

3.1.2 基質(zhì)栽培管理水平有待進(jìn)一步提高 （1）無土栽培技術(shù)相對復(fù)雜，設(shè)施裝備投入較多，不同的基質(zhì)栽培模式如槽式栽培、袋式栽培和桶式栽培等，其管理方式和投入產(chǎn)出會不同[95]，用戶在選擇時更多傾向于成本考慮，而缺乏相應(yīng)的數(shù)據(jù)參考和專業(yè)指導(dǎo)。

（2）無土栽培對管理技術(shù)要求高，特別是水肥管理不當(dāng)極易出現(xiàn)生理性障礙。實踐中，基質(zhì)栽培管理大多還屬于粗放型管理，存在一定經(jīng)驗性和盲目性，盡管大量的滴灌技術(shù)已應(yīng)用于基質(zhì)栽培中，水肥一體化施用在實際應(yīng)用中并不普遍，出現(xiàn)水與肥各自施用、肥料利用率降低、水資源浪費等現(xiàn)象。基質(zhì)的生產(chǎn)和使用脫節(jié)，用戶缺乏特定作物品種水肥管理技術(shù)和配套環(huán)境管理方法，尚不能實現(xiàn)水分和養(yǎng)分的精準(zhǔn)管理。

（3）在基質(zhì)栽培過程中，提高基質(zhì)重復(fù)利用效率的各種手段和方法尚不能有效系統(tǒng)地應(yīng)用，比如在基質(zhì)消毒方面更傾向于翻曬、水洗或廣譜殺菌劑消毒。

（4）我國無土栽培技術(shù)起步晚，自動化、智能化水平較低，智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)和智能化溫室控制系統(tǒng)等投入成本大，且在使用過程中對操作管理要求高，應(yīng)用不夠普及[96]。

3.1.3 基質(zhì)栽培技術(shù)研究有待系統(tǒng)全面化 目前，人們對于基質(zhì)的研究主要集中于原料和配方的篩選及使用效果上，一方面關(guān)于基質(zhì)對水分和養(yǎng)分吸附、保持、釋放性能，基質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，微生態(tài)環(huán)境變化，基質(zhì)與作物間的養(yǎng)分輸送過程，配套的水肥管理技術(shù)缺乏全面深入的研究；另一方面對于已使用過的基質(zhì)能否再用，是否廢棄，缺乏統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)和成熟分類循環(huán)利用方法。

3.2 展望

3.2.1 基質(zhì)開發(fā)方向——標(biāo)準(zhǔn)化、專用化、功能化 實現(xiàn)基質(zhì)高效重復(fù)利用，保證基質(zhì)的質(zhì)量是根本。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)及各國政府環(huán)保政策頒布，促使無土栽培逐步向環(huán)保型、經(jīng)濟(jì)型、技術(shù)型的方向轉(zhuǎn)變，如何開發(fā)一種性能穩(wěn)定、原料來源廣泛、價格低、對環(huán)境無污染和便于規(guī)?；a(chǎn)的基質(zhì)是基質(zhì)栽培的關(guān)鍵[97-98]。

（1）提高基質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性，基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)體系的建設(shè)與完善是前提和基礎(chǔ)。針對有機(jī)基質(zhì)種類復(fù)雜的問題，可按照基質(zhì)的用途劃分不同產(chǎn)品類型，并制定相應(yīng)的生產(chǎn)工藝流程體系和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)不同檔次、不同用途的栽培基質(zhì)。

（2）研發(fā)專用型、功能化栽培基質(zhì)。在基質(zhì)生產(chǎn)中，可根據(jù)不同的栽培作物類型研發(fā)通用型、專用型基質(zhì)；在專用基質(zhì)基礎(chǔ)上，通過添加特定成分達(dá)到保水、抗病、防蟲等特殊要求，實現(xiàn)基質(zhì)生產(chǎn)的多樣化、功能化需求。

（3）選料本土化。在原料選取上，要因地制宜，就地取材，充分利用本地農(nóng)林資源生產(chǎn)出本土化的產(chǎn)品，從而降低生產(chǎn)成本。

3.2.2 基質(zhì)栽培管理標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、自動化 （1）基質(zhì)的研發(fā)生產(chǎn)應(yīng)與實際應(yīng)用相結(jié)合，可根據(jù)不同作物的需肥規(guī)律和需肥特征，制定一體化的水肥管理模式，實現(xiàn)以肥調(diào)水、以水促肥，全面提高作物的水肥利用效率；積極開展設(shè)施農(nóng)業(yè)專業(yè)基質(zhì)和配套使用技術(shù)研究和推廣，同時給予用戶必要的田間管理技術(shù)指導(dǎo)，提高基質(zhì)栽培管理技術(shù)水平，這是基質(zhì)高效重復(fù)利用的保障。

（2）智能化溫室可根據(jù)不同作物的生長發(fā)育需求適時進(jìn)行溫度、濕度、光照、水分、肥料、CO2濃度等因素的自動調(diào)節(jié)與控制，可達(dá)到節(jié)約資源、高效生產(chǎn)的目的。無土栽培是智能化溫室的主要栽培方式之一，應(yīng)持續(xù)開展相關(guān)配套設(shè)備設(shè)施和控制系統(tǒng)研發(fā)，提高無土栽培自動化水平，實現(xiàn)無土栽培操作的簡單化、智能化。

3.2.3 實現(xiàn)基質(zhì)高效利用，基質(zhì)的分類循環(huán)利用是歸途 可根據(jù)基質(zhì)重復(fù)利用后的性能變化和利用的實際效果確定廢棄基質(zhì)的評價項目和標(biāo)準(zhǔn)，并構(gòu)建其分類使用方法。根據(jù)該評價方法，可將多次使用的基質(zhì)分為可再利用基質(zhì)及廢棄基質(zhì)，對可再利用基質(zhì)通過消毒、理化重構(gòu)、水洗、生物修復(fù)等方式實現(xiàn)基質(zhì)再利用；對廢棄基質(zhì)可直接還田或作為有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑、沼氣工程原料，從而從真正意義上實現(xiàn)農(nóng)業(yè)剩余物的循環(huán)利用（圖1）。

參考文獻(xiàn)

[1] 祁智鵬．無土栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用分析[J]．農(nóng)業(yè)科技與信息，2020（11）：36-37．

[2] 趙成燕．無土育苗技術(shù)在林業(yè)育苗中的應(yīng)用探究[J]．種子科技，2022，40（11）：124-126．

[3] SAVVAS D，GRUDA N．Application of soilless culture technologies in the modern greenhouse industry：A review[J]．European Journal of Horticultural Science，2018，83（5）：280-293．

[4] 高麗紅，別之龍．無土栽培學(xué)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2017．

[5] 周金燕，嚴(yán)少華，羅佳，等．以奶白菜為例評估有機(jī)基質(zhì)再生利用的可行性及障礙因子消解策略[J]．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（22）：301-307．

[6] 石紹敏．解讀有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)及展望[J]．新農(nóng)業(yè)，2019（23）：78-79．

[7] 馮翠，衣政偉，杜靜，等．不同處理條件下回收基質(zhì)再利用對奶白菜生長發(fā)育的影響[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（32）：128-129．

[8] DIARA C，INCROCCI L，PARDOSSI A，et al．Reusing greenhouse growing media[J]．Acta Horticulturae，2012，927：793-800．

[9] 武春成，李天來，孟思達(dá)，等．日光溫室黃瓜營養(yǎng)基質(zhì)栽培對連作障礙的減緩作用[J]．江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，28（4）：851-854．

[10] 佟賢，何莉莉，王淑杰，等．日光溫室黃瓜連作于稻草營養(yǎng)基質(zhì)中的微生物變化[J]．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（3）：162-165．

[11] 柏彥超，周雄飛，趙學(xué)輝，等．蚓糞基質(zhì)克服西瓜連作障礙的應(yīng)用效果研究[J]．中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（8）：212-216．

[12] 余朝閣，呂亭輝，解智慧，等．人工營養(yǎng)基質(zhì)對黃瓜連作土壤酸化和酚類物質(zhì)積累的影響[J]．河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，49（6）：115-119．

[13] 楊倩．連作及栽培基質(zhì)對菊花生長發(fā)育的影響[D]．鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012．

[14] 何莉莉，陳陽，陳俊琴，等．黃瓜連作栽培中營養(yǎng)基質(zhì)的微量元素、病原菌和產(chǎn)量的變化[J]．沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，41（1）：13-17．

[15] 蔣衛(wèi)杰，余宏軍，劉偉．無土栽培基質(zhì)重復(fù)利用對番茄生長、產(chǎn)量和基質(zhì)性狀的影響[J]．廈門大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2001，40（增刊2）：37-42．

[16] 郭世榮．無土栽培學(xué)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003．

[17] ZUCCHI P，LONGA C M O，BERTOLDI D，et al．Effects of organic substrate reuse on growth and yield of everbearing ‘Capri’ strawberry[J]．Acta Horticulturae，2017，1156：579-586．

[18] BAEVRE O A，GUTTORMSEN G．Reuse of peat bags for tomatoes and cucumbers[J]．Plant and Soil，1984，77（2/3）：207-214．

[19] 張晶，羅佳，馬艷．發(fā)酵床墊料栽培基質(zhì)重復(fù)利用對辣椒生長和基質(zhì)性狀的影響[J]．土壤，2017，49（6）：1108-1114．

[20] 李建勇，耿忠義，吳新濤．有機(jī)基質(zhì)蔬菜栽培基質(zhì)重復(fù)利用與病害防治技術(shù)研究[J]．蔬菜，2013（12）：63-65．

[21] 李威，孟煥文，程智慧，等．輪作葉菜對大棚番茄連作基質(zhì)重復(fù)利用效果的影響[J]．西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，40（1）：164-170．

[22] 呂劍，楊睿，郁繼華，等．不同肥料配施對櫻桃番茄栽培基質(zhì)養(yǎng)分含量和酶活性的影響[J]．甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2016，51（4）：26-31．

[23] 趙兆，胡琳莉，郁繼華，等．氮素水平對娃娃菜栽培基質(zhì)微生物數(shù)量、酶活性及養(yǎng)分含量的影響[J]．甘肅農(nóng)業(yè)科技，2019（9）：63-72．

[24] 強(qiáng)浩然，張國斌，郁繼華，等．不同水分和氮素供應(yīng)對日光溫室辣椒栽培基質(zhì)氮轉(zhuǎn)化細(xì)菌和酶活性的影響[J]．園藝學(xué)報，2018，45（5）：943-958．

[25] URRESTARAZU M，CAROLINA M P C，ALBERTO M G A．Effect of substrate reutilization on yield and properties of melon and tomato crops[J]．Journal of Plant Nutrition，2008，31（11）：2031-2043．

[26] 陳?；?，申乃坤，姜明國，等．作物重茬連作障礙中自毒物質(zhì)的研究進(jìn)展[J]．中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2022，24（10）：125-132．

[27] 鐘淑敏，廖曉蘭．作物自毒作用研究進(jìn)展[J]．作物研究，2022，36（3）：269-274．

[28] 胡雙，孫文靜，高林怡，等．藥用植物連作障礙研究進(jìn)展[J]．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，49（16）：38-48．

[29] 黃菊英，崔東，劉玉珊，等．丹參根際微生物和連作障礙的研究進(jìn)展[J]．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（3）：8-15．

[30] TAN G，LIU Y J，PENG S G，et al．Soil potentials to resist continuous cropping obstacle：Three field cases[J]．Environmental Research，2021，200：111319．

[31] HUANG H C，CHOU C H，ERICKSON R S．Soil sickness and its control[J]．Allelopathy Journal，2006，18（1）：1-21．

[32] 李威，程智慧，孟煥文，等．輪作不同蔬菜對大棚番茄連作基質(zhì)中微生物與酶及后茬番茄的影響[J]．園藝學(xué)報，2012，39（1）：73-80．

[33] 佟小剛，蔣衛(wèi)杰，尹明安，等．無土栽培基質(zhì)中的微生物及其對作物生長發(fā)育的影響[J]．園藝學(xué)報，2005，32（3）：544-550．

[34] SCHUTTER M E，SANDENO J M，DICK R P．Seasonal，soil type，and alternative management influences on microbial communities of vegetable cropping systems[J]．Biology and Fertility of Soils，2001，34（6）：397-410．

[35] SILVEIRA E B，RODRIGUES V J L B，GOMES A M A，et al．Coconut coir feber as a potting media for tomato seeding production[J]．Horticultura Brasileira，2002，20（2）：211-216．

[36] 鄒春嬌，齊明芳，馬建，等．Biolog-ECO解析黃瓜連作營養(yǎng)基質(zhì)中微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性特征[J]．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49（5）：942-951．

[37] 武春成，李天來，曹霞，等．營養(yǎng)基質(zhì)對連作栽培下溫室黃瓜生長及土壤微環(huán)境的影響[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2014，25（5）：1401-1407．

[38] 黃曉德，趙伯濤，錢驊，等．設(shè)施連作番茄根際微生物分析[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2018（12）：80．

[39] 胡元森，劉亞峰，吳坤，等．黃瓜連作土壤微生物區(qū)系變化研究[J]．土壤通報，2006，37（1）：126-129．

[40] 馬云華，魏珉，王秀峰．日光溫室連作黃瓜根區(qū)微生物區(qū)系及酶活性的變化[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2004，15（6）：1005-1008．

[41] LIU J J， YAO Q，LI Y S， et al．Continuous cropping of soybean alters the bulk and rhizospheric soil fungal communities in a Mollisol of Northeast PR China[J]．Land Degradation and Development，2019，30（14）：1725-1738．

[42] 李現(xiàn)偉，何莉莉，張旭，等．黃瓜有機(jī)營養(yǎng)土栽培中土壤酶活性、肥力動態(tài)變化及其相互關(guān)系[J]．土壤通報，2008，39（3）：524-527．

[43] 馬彥霞，任靜，曹剛，等．不同茬口設(shè)施番茄栽培的根圈基質(zhì)中酶活性與養(yǎng)分效應(yīng)[J]．中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，21（6）：681-688．

[44] 馬彥霞，郁繼華，張晶，等．設(shè)施蔬菜栽培茬口對生態(tài)型無土栽培基質(zhì)性狀變化的影響[J]．生態(tài)學(xué)報，2014，34（14）：4071-4079．

[45] 陳偉武，方文熙，鄭文鑫，等．作物栽培基質(zhì)消毒技術(shù)及其應(yīng)用前景[J]．福建農(nóng)機(jī)，2013（3）：42-45．

[46] 楊陸強(qiáng)，趙玉清，朱加繁，等．栽培基質(zhì)物理消毒技術(shù)研究現(xiàn)狀概述與評析[J]．中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報，2017，38（2）：100-107．

[47] 施新杭，翁曉星，黃赟，等．綠色環(huán)保高效的土壤消毒技術(shù)：火焰高溫消毒分析[J]．糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2019，44（1）：82-83．

[48] 岳瑾，楊建國，楊伍群，等．自走式精旋火焰土壤消毒機(jī)防治甘薯莖線蟲、根腐病、草害技術(shù)研究[J]．安徽農(nóng)學(xué)通報，2018，24（11）：60．

[49] 宋修超，羅佳，馬艷，等．加熱消毒設(shè)備處理西瓜重茬基質(zhì)工藝優(yōu)化及栽培效果[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35（11）：167-174．

[50] 陳曦．土壤電處理技術(shù)防治黃瓜土壤根結(jié)線蟲試驗[J]．農(nóng)業(yè)工程，2019，9（3）：104-106．

[51] 秦貴，張艷紅，郭建業(yè)，等．遠(yuǎn)紅外設(shè)施蔬菜育苗基質(zhì)消毒機(jī)的研制[J]．農(nóng)業(yè)工程，2015，5（增刊2）：51-54．

[52] 楊風(fēng)波，張玲，金永奎，等．射頻制熱技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及土壤射頻消毒展望[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2020，36（8）：299-309．

[53] 馬思鵬，靳紅玲，趙亞君，等．微波加熱土壤仿真模型的建立及其除草消毒效果研究[J]．西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2022，50（8）：146-154．

[54] 王振躍，施艷，劉存祥．微波消毒對土壤中病原微生物的防治效果[J]．河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（12）：92-94．

[55] 閆思華，王慧茹，李建設(shè)，等．不同藥劑處理對番茄連作培養(yǎng)基質(zhì)微生物群落的影響[J]．中國土壤與肥料，2021（4）：273-282．

[56] 陳利達(dá)，石延霞，李磊，等．不同土壤熏蒸劑對生菜種植土壤鐮孢病菌的抑制效果及土壤微生物群落的影響[J]．農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報，2021，29（12）：2365-2374．

[57] 余宏軍，呂雅悠，李強(qiáng)，等．不同熏蒸劑殺滅無土栽培基質(zhì)中尖孢鐮刀菌的效果評價[J]．中國蔬菜，2017（3）：46-51．

[58] ZHANG D Q，YAN D D，F(xiàn)ANG W S，et al．Chloropicrin alternated with biofumigation increases crop yield and modifies soil bacterial and fungal communities in strawberry production[J]．Science of The Total Environment，2019，675：615-622．

[59] 張大琪，顏冬冬，方文生，等．生物熏蒸：環(huán)境友好型土壤熏蒸技術(shù)[J]．農(nóng)藥學(xué)學(xué)報，2020，22（1）：11-18．

[60] 李明社，李世東，繆作清，等．生物熏蒸用于植物土傳病害治理的研究[J]．中國生物防治，2006，22（4）：296-302．

[61] 張晶，郭德杰，宋修超，等．棉隆消毒改善發(fā)酵床墊料基質(zhì)連茬栽培西瓜的效果研究[J]．農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報，2017，34（6）：562-567．

[62] 韓冰，金永奎，徐剛，等．射頻處理與有機(jī)肥聯(lián)用對基質(zhì)連作西瓜枯萎病與產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，49（14）：104-108．

[63] 孟天竹，郭德杰，王光飛，等．土壤消毒結(jié)合施用生物有機(jī)肥對西瓜病土改良效果的影響[J]．土壤，2020，52（3）：494-502．

[64] 趙雪淞，高欣，宋王芳，等．秸稈還田對連作花生土壤綜合肥力和作物產(chǎn)量的影響[J]．中國土壤與肥料，2021（5）：207-213．

[65] 張聰，慕平，尚建明．長期持續(xù)秸稈還田對土壤理化特性、酶活性和產(chǎn)量性狀的影響[J]．水土保持研究，2018，25（1）：92-98．

[66] 李霞，羅麗卉，周婭，等．秸稈還田對水稻-油菜輪作體系土壤活性有機(jī)碳組分及酶活性的影響[J]．華北農(nóng)學(xué)報，2022，37（5）：124-131．

[67] 宋為交，李衍素，閆妍，等．秸稈對日光溫室連作有機(jī)基質(zhì)的修復(fù)效果[J]．中國蔬菜，2013（20）：46-53．

[68] MONTAGNE V，CAPIAUX H，BARRET M，et al．Bacterial and fungal communities vary with the type of organic substrate：Implications for biocontrol of soilless crops[J]．Environmental Chemistry Letters，2017，15（3）：537-545．

[69] LI Z T，ALAMI M M，TANG H M，et al．Applications of Streptomyces jingyangensis T. and Bacillus mucilaginosus A. improve soil health and mitigate the continuous cropping obstacles for Pinellia ternata （Thunb.） Breit[J]．Industrial Crops and Products，2022，180：114691．

[70] 張麗娟，曲繼松，馮海萍，等．添加纖維素酶對重復(fù)利用基質(zhì)栽培禮品西瓜的影響[J]．甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015，50（4）：49-55．

[71] 趙佳，梁宏，黃靜，等．微生物菌劑處理重復(fù)利用基質(zhì)的研究與評價[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（14）：204．

[72] 陳子彪，肖波．不同微生物菌劑對基質(zhì)培西瓜幼苗生長及基質(zhì)土壤酶活性的影響[J]．長江蔬菜，2022（10）：9-12．

[73] 張立恒，李坤，胡熙禧，等．接種微生物菌劑對葡萄連作土壤速效養(yǎng)分及酶活性的影響[J]．北方園藝，2015（4）：162-164．

[74] 李國，易強(qiáng)，許世武，等．微生物菌劑對新疆棉花連作障礙的消減研究[J]．中國土壤與肥料，2020（1）：202-207．

[75] 趙丹．微生物菌劑對基質(zhì)培黃瓜生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[D]．南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020．

[76] LIU J B ，GILARDI G，SANNA M，et al．Biocontrol of Fusarium crown and root rot of tomato and growth-promoting effect of bacteria isolated from recycled substrates of soilless crops[J]．Phytopathologia Mediterranea，2010，49（2）：163-171．

[77] HANAFI A，TRAORE M，SCHNITZLER W H，et al．Induced resistance of tomato to whiteflies and pythium with the PGPR bacillus subtilis in a soilless crop grown under greenhouse conditions[J]．Acta Horticulturae，2007，747：315-322．

[78] 卯婷婷，陶剛，趙興麗，等．4種微生物菌劑對辣椒主要病害的生物防治作用[J]．中國生物防治學(xué)報，2020，36（2）：258-264．

[79] 張文澤．叢枝菌根真菌促進(jìn)連作基質(zhì)中作物生長的效應(yīng)及其作用機(jī)理[D]．南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020．

[80] 柳輝林，謝敏，柳立文，等．烤煙育苗廢舊基質(zhì)在育苗中的重復(fù)利用[J]．作物研究，2015，29（4）：395-398．

[81] 鄒春嬌，張勇勇，張一鳴，等．生物炭對設(shè)施連作黃瓜根域基質(zhì)酶活性和微生物的調(diào)節(jié)[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2015，26（6）：1772-1778．

[82] 呂劍，郁繼華，張國斌，等．外源硅根施對連作基質(zhì)栽培黃瓜生長生理的影響[J]．甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2020，55（5）：121-128．

[83] 王曰鑫，張鸞．廢棄基質(zhì)再利用為土壤調(diào)理劑試驗[J]．腐植酸，2022（3）：72-76．

[84] 張柏楊，張國斌，郁繼華，等．日光溫室蔬菜栽培廢棄基質(zhì)露地還田對土壤理化性質(zhì)及辣椒生理特性和產(chǎn)量的影響[J]．華北農(nóng)學(xué)報，2017，32（3）：161-167．

[85] RAVIV M．Substrate’s end-of-life：Environmental and horticultural considerations[J]．Acta Horticulturae，2016，1112：281-289．

[86] 謝克光，白江元，紀(jì)永波，等．菇類廢棄基質(zhì)料對短梗五加育苗的影響[J]．遼寧林業(yè)科技，2013（5）：58．

[87] 王勤禮，許耀照，張文斌，等．有機(jī)生態(tài)型無土栽培廢棄基質(zhì)對玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J]．草業(yè)科學(xué)，2012，29（5）：785-789．

[88] VANDECASTEELE B，BLINDEMAN L，AMERY F，et al．Grow-Store-Steam-Repeat：Reuse of spentgrowing media for circular cultivation of Chrysanthemum[J]．Journal of Cleaner Production，2020，276：124128．

[89] 中科合肥智慧農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新研究院．一種拮抗病蟲害的廢棄草莓基質(zhì)循環(huán)利用方法：202211239828.3[P]．2023-03-03．

[90] 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所．一種馬鈴薯原原種栽培廢棄基質(zhì)的無害化再生方法：201310559662.8[P]．2014-02-19．

[91] ZHANG R H，DUAN Z Q，LI Z G．Use of spent mushroom substrate as growing media for tomato and cucumber seedlings[J]．Pedosphere，2012，22（3）：333-342．

[92] 賀滿橋．蘑菇栽培廢棄物的生物轉(zhuǎn)化及在蔬菜育苗基質(zhì)中應(yīng)用[D]．杭州：浙江大學(xué)，2012．5-31．

[93] 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所．一種無土栽培廢棄基質(zhì)的分類循環(huán)利用方法：201611199727.2[P]．2017-05-31．

[94] 張瑜．基質(zhì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一覽[J]．農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2019，39（1）：85．

[95] 榮昇，劉超杰，李娟，等．辣椒有機(jī)基質(zhì)栽培不同栽培方式效果比較[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（7）：120-121．

[96] 李笑眉，鄧?yán)麍@．淺談我國無土栽培智能化應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．現(xiàn)代園藝，2021，44（5）：46-47．

[97] 白百一，李文一，陳杏禹，等．無土栽培基質(zhì)研究進(jìn)展[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（16）：55-59．

[98] 王一帆，鄒榮松，孫向陽，等．高持水性成型有機(jī)栽培基質(zhì)研究進(jìn)展[J]．浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2022，39（2）：446-455．