基于蔬菜栽培的综合防治对策-论文
随着蔬菜产业化的升温，我国各地逐渐涌现出一批具有特色的专业产地，使得原有的耕作制度瓦解，农户蔬菜生产特定性、局限性日趋明显，这必然加剧设施栽培连作障碍问题，即土壤盐渍化、病虫害重，造成蔬菜产量和品质下降，直接影响设施栽培经济效益。连作障碍已成为制约目前蔬菜稳产增收及可持续发展的重要因素。
设施栽培连作障碍产生因素
连作障碍产生的原因极其复杂，是土壤、植物与微生物三者之间相互作用的结果。根据多年的研究报道，可归纳为几方面的原因:土壤传染性病虫害蔓延，土壤理化性质变化以及植物的自毒作用[5-6]。土壤病原菌富积，传染性病虫害蔓延设施栽培土壤中土壤病原菌富积是引起连作障碍的关键因素。研究结果表明，设施栽培土壤中有益微生物与有害微生物之间本来保持着一定的生态平衡关系，但由于多年连作，同一作物吸收单一养分，使某些物质不断累积，加之设施土壤的温湿度等环境条件适宜病原菌生长繁殖，作物根系分泌物和病残体又提供了病原菌赖以生存的条件，使土壤中的植物病原菌得到富积，而过多使用化肥及杀菌剂可能会杀死土壤中有益拮抗菌，打破土壤微生物的平衡，以致从土壤到作物表现出一系列的连作障碍[7-8]。
土壤理化性质变化土壤盐类积聚设施栽培土壤盐类积聚现象在我国普遍发生，是设施土壤障碍的重要因素之一，以连栋大棚和温室最为明显。该现象是由于化肥施用量大，且长年覆盖，改变了自然状态下的水分平衡，降低了土壤的淋洗作用，加之环境长期保持高温，显着增强了土壤水分蒸发量，土壤盐分通过毛细作用随水分的蒸发上升，在地表形成薄层盐分结晶。
设施土壤盐类积累后，加大了土壤溶液中盐类浓度，使土壤渗透势加大，导致根系水分外流，影响蔬菜对水分和养分的吸收，造成蔬菜营养失调，而且随着土壤盐类浓度的增加，元素之间的拮抗作用显着增强，某些营养元素的吸收受阻，出现植株矮小、发育不良、叶片卷曲枯死等典型的缺素症状，最终导致作物产量及品质下降[9-10]。土壤酸化导致设施栽培土壤酸化的主要原因是长期过量施用化肥和使用未经过安全处理的有机肥料。多年的研究发现，随着种植年限及复种指数的增加，设施栽培土壤pH值逐年降低，有些土壤pH值甚至已降至6以下，致使土壤某些养分的有效性降低，导致Ca，Mg，B，Mo等植物必需的.营养元素缺乏，进而促使作物脐腐病、畸形果、茎裂、华而不实等生理病害多发，尤其是茄科蔬菜的青枯病和疫病等土传病害越来越严重[11-12]。
土壤物理性状的恶化土壤物理性状是重要的肥力因素，主要包括孔隙度、结构性、水分含量及通透性等，严重影响着农作物根系的生长和养分的吸收。研究表明，设施栽培土壤连续栽培5a以后，土壤板结严重、容重增大、非活性孔隙比例相对降低，耕层变浅，通气性、透水性变差，物理性状恶化[13]，需氧微生物的活性下降，土壤熟化慢，致使根际缺氧诱发多种根部病害，同时对有毒有害物质的缓冲能力降低，导致作物抗逆能力降低和残留超标。植物的自毒作用自毒作用是植物种内相互影响的一种方式，也是长期连作障碍产生的主要因素[14]。
连作条件下，植物残体、病原物及作物根系等向周围环境中分泌酚酸类、萜类、生物碱、酶等化学物质，影响植株生长发育，导致自毒作用发生。茄科、葫芦科、豆科、菊科等是极易产生自毒作用的植物，这些植物从根系中分泌出许多酚酸类化合物，通过损伤细胞膜、破坏酶活性、使蛋白质失活等影响作物生长发育。而西瓜、丝瓜、南瓜、瓠瓜和黑籽南瓜等的根系分泌物会促进瓜类的生长，不易产生自毒作用[15]。
设施栽培连作障碍的综合防治措施
连作障碍防治是现今设施蔬菜栽培产业面临的一大难题。目前主要从种植制度和种植方式的优化以及利用抗病品种和嫁接技术、土壤消毒和土壤管理、生物防治、优化施肥等方面来解决此问题。
优化种植制度不同蔬菜间或蔬菜与粮食作物之间进行合理的轮作或间作是国内外通用的预防土传病害的措施之一，也是有效防治连作障碍最为简单、省工、高效的措施。合理轮作或间作可以使病原菌失去寄主或改变其正常生长繁殖环境，从而消灭或减少土壤中致病菌，减轻病害;有效地改善土壤结构，有利于土壤通气和有机质分解，促进土壤有益微生物的繁殖，调节土壤肥力;减少杂草的滋生，破坏杂草与蔬菜的伴生关系[15-16]。设施蔬菜栽培一般采用深根性蔬菜(茄果类、瓜类、豆类等)与浅根性速生蔬菜(白菜、绿叶菜类、葱蒜类等)轮作倒茬，或行间套种，其中，浅根性蔬菜有吸盐洗盐的作用，葱蒜类对预防根部病害和根结线虫的危害非常有效。
应用抗病品种和嫁接技术随着现代育种技术的发展，专家培育出如抗枯萎病的番茄、抗黑腐病的甘蓝等大量抗土传病害的蔬菜新品种。选用这些蔬菜新品种，可以提高蔬菜的抗病能力，有效控制土传病害的发生，增加蔬菜经济效益。目前，黄瓜、西瓜、茄子等采用的嫁接技术充分证明[17]，利用丰产高抗性的砧木进行嫁接栽培是防治土传病害及设施蔬菜栽培连作障碍、提高经济产量最为有效的措施之一。进行土壤消毒采用土壤消毒，可高效快速抑制土壤有害微生物、害虫、残茬及根系分泌物的毒害作用，能够很好地解决作物重茬问题，提高作物的产量和品质。
设施栽培中，土壤消毒方法主要包括药剂消毒、太阳能消毒、蒸汽消毒等。药剂消毒是利用各种化学药剂或生物药剂通过喷淋、浇灌、拌土、熏蒸等手段对土壤进行消毒。目前，生产上使用最多的药剂有氯化苦、绿宝清(苦参碱)、多菌灵、土菌消、菌线威、绿亨1号和2号等杀虫杀菌剂。通过蒸汽、热水或太阳能提高土壤温度，从而起到消毒灭菌作用的物理方法被国外经常采用，是生产无公害蔬菜的重要措施，如日本的太阳能高温消毒。该方法对蔬菜无副作用，非常适合我国现阶段的蔬菜生产，值得进一步研究和推广。
其杀菌原理有2种:一是直接热力(热水或蒸汽)消毒杀菌。如50℃处理10min即可杀死十字花科作物的软腐病菌。二是间接作用(高温闷棚)。在一年中的高温时期，前茬作物收获后，清除残枝枯叶，施入有机肥和灌水，在覆膜封闭条件下，土壤湿度增加、棚室内的温度达到60~70℃以上，闷棚时间一般掌握在15~20d，致使土壤微生物通过呼吸作用逐渐消耗土壤中的氧气，使土壤呈缺氧还原状态，多数植物病原菌在高温和缺氧条件下死亡。
研究结果表明，高温闷棚使连作大棚设施内10cm左右的土壤形成55℃持续高温，大部分病原菌被杀死，对土传病害灰霉病病原菌有很好的灭菌效果[18]。合理的土壤管理土壤管理的目的是使土壤生态始终有利于作物的生长发育。设施栽培中为了减轻连作障碍，常采用的措施为:集中烧毁或深埋中心病株、作物病残体及周围杂草，防止病害蔓延;加强耕作管理，增加中耕松土次数，提高地温，加速病残体的分解腐烂，使部分病原菌和害虫失去活力，切断土壤表层毛细管，提高下层土壤通透性，控制土壤盐分上升;改变作物栽培时间，避开作物发病期进行种植，例如易感染枯萎病的蔬菜，应避开高温期种植或采取相应的预防措施;在高温季节大水漫灌，使土壤温度提高，不仅可洗盐，还可杀死或减少土壤中病原微生物和害虫。采用生物防治生物防治狭义上是指利用有益微生物对土壤中特定病原菌产生毒素，或通过与病原菌竞争营养物质和生存空间等途径来减少病原菌的数量，从而减轻根系感染、减少病害发生的一种方法。由于现代生物技术的发展，生物防治已逐步成为防治作物病虫害、减轻连作障碍的一种重要手段。
利用拮抗微生物拮抗作用是衡量生物防治效果的指标之一。利用拮抗微生物防治作物病虫害，就是将培养好的具有拮抗作用的有益微生物以特定方式施入土壤中，或是通过向土壤中加入营养物质，提高土壤原有拮抗菌的数量及活性，从而抑制土壤中病原菌的活动，降低病原菌的数量，减轻病害发生的几率。张丽萍等[19]通过土壤微生物制剂防治草莓连作病害，结果表明，对于由尖孢镰刀菌和立枯丝核菌引起的草莓连作病害，木霉T42与枯草芽孢杆菌Bs-6的拮抗作用很明显，能显着促进连作草莓的生长发育，连作草莓的死苗率由52.9%降至8.2%，产量增加111%，果实品质显着提高。接种有益微生物有益微生物广泛应用于农业生产中，如制作微生物有机肥、种衣剂防治作物病虫害等。在设施蔬菜栽培中，常通过使用含有有益微生物的生物有机肥来分解连作土壤中的化肥、农药残留;另外，还可以向土壤中接种一些有益菌群，在根系形成生物屏障，减少根际病原菌的侵染，或接种致病菌弱毒菌株，促使作物产生免疫机能，增强抗逆性，提高其产量及品质。郝永娟等[20]在生物土壤添加剂减轻黄瓜连作障碍的研究中提出，使用生物土壤添加剂，可明显增加具有拮抗作用的木霉、青霉等的数量，有效控制土传病害，提高土壤微生物多样性，改善土壤连作障碍。
利用他感作用原理德国学者H.Molisch于1937年提出植物的他感作用，认为许多植物可通过向周围环境释放代谢过程中产生的化学物质，来促进或抑制同种或异种植物生长。他感作用涉及微生物、植物、动物等所有的种群，普遍存在于生态系统中，在农业生产中应用具有极其重要的意义。利用化学他感作用原理使植物之间、植物与微生物之间合理组合，不仅可有效地降低作物之间、微生物之间的负效应，提高作物的产量和品质，并且在控制病虫害方面也可取得很好的效果。有些植物根系分泌的化学物质可抑制微生物的生长，如黄瓜根系分泌物中的丝氨酸、精氨酸可以有效抑制黄瓜枯萎病病菌的生长繁殖[21]。
进行优化施肥优化施肥是防治连作障碍的一项重要措施。针对目前设施蔬菜栽培中化肥过量施用、肥料种类不平衡等问题，在施肥原则上，应以有机肥为主、化肥为辅，再配合施用微生物肥料。施用有机肥(进行无害化处理，即完全腐熟)可改善土壤理化性状，抑制土壤盐分积累及病原菌繁殖，减轻连作障碍和土传病虫害的发生;必须根据肥料的性质、设施土壤养分状况、作物的营养特性及需肥规律，因地制宜地选择施用化肥，同时应确定合理的施用时间、施用量、施用方法;选择施用具有固氮、解磷、解钾作用的微生物肥料，分解土壤中被固定的磷、钾元素，使化学肥料得到充分利用，在施用微生物肥料时要严格按照使用说明书施用。
问题与展望
在现代设施蔬菜栽培产业中，连作障碍是制约蔬菜稳产增收及可持续发展的重要因素。现有的防治措施是比较常规的方法，存在着一定的弊端。如设施蔬菜栽培中，需要适宜的土地资源作保证的轮、间、套及混作等耕作制度受到了不同程度的制约;长期使用化学防治方法易产生耐药菌，使病虫产生抗药性，同时还存在污染环境、杀死天敌等问题;生物防治虽能避免以上问题，但存在成本高、易受环境因素影响、对病虫害防效不稳定、对非目标生物的影响不详等问题。此外，有些问题虽然前人已进行了大量的研究，但至今还没有提出切实有效的防治措施，如根结线虫的防治、早衰等生理障碍的防治。综上所述，采用其中一种措施或几种措施的简单复合难以达到理想的防治效果，因此，对连作障碍各因子之间相互关系进行研究，从而研制出土壤生态修复的综合防治技术体系，将成为今后设施蔬菜栽培产业中的研究重点。
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