设施连作障碍原因与防治措施研究

摘要：设施蔬菜生产中的连作障碍普遍存在，主要因素包括根基微生物影响、次生盐渍化、植物自毒作用等。调控措施包括轮作和间作套种、增施有机肥料、选育抗性品种、嫁接栽培、添加吸附剂、合理灌水和施用化肥、土壤消毒处理等。现概述了设施蔬菜连作障碍成因和缓解措施研究成果，以期为调控设施蔬菜连作障碍提供借鉴，并对未来亟需研究解决的问题进行展望。

连作障碍是指同一作物或近缘作物连作以后，即使在正常管理的情况下，也会产生产量降低、品质变劣、生育状况变差的现象。目前，认为引起作物出现连作障碍具有诸多原因，如根际微生物与其分泌物、盐碱化、植物自毒作用等，同时，还有诸多的人为因素，如：不合理使用肥料、栽培管理措施不当等，引起养分不均衡、土壤盐分积聚等问题。

1、设施蔬菜连作障碍的成因

（1）根际微生物的影响

许多研究结果表明，连作条件下土壤生态环境对植物生长有很大的影响，尤以植物残体与病原微生物的分解产物，对植物有致毒作用，并影响植物根系分泌物正常代谢。土壤微生物和酶是土壤生态系统的重要动力，土壤中所进行的一切生物学和化学过程都要由微生物和酶作用才能完成。大棚蔬菜连作土壤随着连作年限的增加，真菌的种类和数量减少，但有害真菌的种类和数量增加；细菌的种类和数量随着连作年限的增加而减少。研究了日光温室栽培蔬菜条件下土壤微生物的变化，发现日光温室土壤中氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量比露地都有所增加，真菌表现为腐酶数量增加，木霉数量降低，放线菌数量随温室使用年限增加而降低。研究发现，花生种植年限对土壤微生物区系的变化有显著的影响，真菌数量随连作年限的增加呈上升趋势，细菌数量随连作年限的增加呈下降趋势。

连作3年后根际土壤中细菌数量减少了73%；土壤中细菌的变化直接影响着速效磷和速效钾的变化，二者呈显著正相关关系。采用营养基质栽培黄瓜，连作第5荏黄瓜产量显著高于其他荏次，微生物碳代谢能力、微生物多样性各项指标及对单一碳源的高利用碳源数均在各荏中最高；在连作第11荏后微生物碳代谢能力显著下降，微生物多样性水平显著降低。综上所述，微生物对根分泌作用的影响，包括4个方面：①影响根细胞渗透性；②影响根的代谢活动；③对根分泌的某些化合物吸收与转化；④改变根际营养物质对植物的有效性。

（2）次生盐碱化对于土壤连作的影响

连作影响土壤养分的分配和平衡。在设施内植物对所需养分年年不断吸取，土壤营养元素必然缺乏，而对其不需要或需要较少的元素则积累过多，土壤内养分平衡必然失调，得不到充分利用。其次，各种植物根系分布有深有浅，年年连作根系吸收范围较为固定，造成营养缺乏。连作使土壤板结，有机质含量下降。随着连作年限的增加，土壤质地变得粘重，土壤砂粒含量下降，粉粒和黏粒含量增加；土壤pH和全盐含量显著增加，有机质、速效钾和速效磷含量持续下降，土壤微量元素含量显著降低。同时大棚内多为人为浇水，而得不到雨水淋洗，造成次生盐渍化。

土壤表层水分不断蒸发，深层水分通过毛细管作用上移，致使深层土壤盐分积聚到表层。土壤溶液浓度增加，使土壤的渗透压加大，根系的吸收能力减弱，严重影响蔬菜生长，易受病害侵染。温室土壤次生盐渍化出现不同程度的盐害，减产幅度逐年增大。土壤耕作层变浅，大棚内多为人工操作挖翻，翻耕深度不够，使土壤耕层固定在一定的范围内，影响根系的伸展，造成植株生长发生障碍。

2、设施连作障碍的治理措施

（1）轮作和间作套种

轮作和间作套种能显著增加基质中微生物总量和细菌数量，降低真菌数量，土壤微生态得到极大改善，对减轻连作障碍效果显著。玉米、大豆根系分泌物可促进马铃薯块茎萌发和萌芽生长。大蒜与瓜类轮作可显著减轻连作造成的瓜类枯萎病害；黄瓜和番茄交替种植能显著提高黄瓜根际细菌和放线菌的数量。番茄轮作能降低黄瓜连作土壤容重和电导率，提高土壤pH，增加碱解N、有效p和有效K的含量。由此可见，合理的轮作和间作套种对改善土壤微生物群落结构作用明显，可减少病原真菌数量，优化土壤微生物区系结构和土壤理化性状，提高土壤中有养分含量，使土壤环境向有利于作物生长的方向发展。

（2）增施有机肥料

有机肥料富含生理活性物质，施用后能提高根际土壤和根系酶活性，提高有机质和土壤速效养分含量，促进根系生长和对养分的吸收，还可以提高连作土壤微生物活性，减轻自毒作用。增施有机肥可有效提高土壤微生物生物量碳、氮和土壤酶活性，同时可减少设施甜瓜土壤中根结线虫二龄幼虫的密度和根中卵块的数量，直接或间接提高防治根结线虫的效果。辣椒结果期施用有机肥可显著降低果实中硝酸盐的含量。施用专用微生物肥后，连作番茄土壤的有机质、全N、速效P、速效K均有提升。增施有机肥不仅可改善根系生长状况，提高土壤速效养分含量，增加根际土壤微生物含量，改善土壤微生物区系，减轻根结线虫危害，提高作物抗性。

（3）选用抗性品种

利用生物技术进行抗性育种，渗入揭示寄生线虫与作物间互作的分子机制，被认为是最有前景的抗线虫策略。针对设施蔬菜的凋萎病、黄萎病、黑腐病、根结线虫等问题，可以通过选育有针对性和抗性的蔬菜品种，用于消除其危害。