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基于蔬菜栽培的綜合防治對策-論文
隨著蔬菜產(chǎn)業(yè)化的升溫，我國各地逐漸涌現(xiàn)出一批具有特色的專業(yè)產(chǎn)地，使得原有的耕作制度瓦解，農(nóng)戶蔬菜生產(chǎn)特定性、局限性日趨明顯，這必然加劇設(shè)施栽培連作障礙問題，即土壤鹽漬化、病蟲害重，造成蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)下降，直接影響設(shè)施栽培經(jīng)濟(jì)效益。連作障礙已成為制約目前蔬菜穩(wěn)產(chǎn)增收及可持續(xù)發(fā)展的重要因素。
設(shè)施栽培連作障礙產(chǎn)生因素
連作障礙產(chǎn)生的原因極其復(fù)雜，是土壤、植物與微生物三者之間相互作用的結(jié)果。根據(jù)多年的研究報(bào)道，可歸納為幾方面的原因:土壤傳染性病蟲害蔓延，土壤理化性質(zhì)變化以及植物的自毒作用[5-6]。土壤病原菌富積，傳染性病蟲害蔓延設(shè)施栽培土壤中土壤病原菌富積是引起連作障礙的關(guān)鍵因素。研究結(jié)果表明，設(shè)施栽培土壤中有益微生物與有害微生物之間本來保持著一定的生態(tài)平衡關(guān)系，但由于多年連作，同一作物吸收單一養(yǎng)分，使某些物質(zhì)不斷累積，加之設(shè)施土壤的溫濕度等環(huán)境條件適宜病原菌生長繁殖，作物根系分泌物和病殘?bào)w又提供了病原菌賴以生存的條件，使土壤中的植物病原菌得到富積，而過多使用化肥及殺菌劑可能會殺死土壤中有益拮抗菌，打破土壤微生物的平衡，以致從土壤到作物表現(xiàn)出一系列的連作障礙[7-8]。
土壤理化性質(zhì)變化土壤鹽類積聚設(shè)施栽培土壤鹽類積聚現(xiàn)象在我國普遍發(fā)生，是設(shè)施土壤障礙的重要因素之一，以連棟大棚和溫室最為明顯。該現(xiàn)象是由于化肥施用量大，且長年覆蓋，改變了自然狀態(tài)下的水分平衡，降低了土壤的淋洗作用，加之環(huán)境長期保持高溫，顯著增強(qiáng)了土壤水分蒸發(fā)量，土壤鹽分通過毛細(xì)作用隨水分的蒸發(fā)上升，在地表形成薄層鹽分結(jié)晶。
設(shè)施土壤鹽類積累后，加大了土壤溶液中鹽類濃度，使土壤滲透勢加大，導(dǎo)致根系水分外流，影響蔬菜對水分和養(yǎng)分的吸收，造成蔬菜營養(yǎng)失調(diào)，而且隨著土壤鹽類濃度的增加，元素之間的拮抗作用顯著增強(qiáng)，某些營養(yǎng)元素的吸收受阻，出現(xiàn)植株矮小、發(fā)育不良、葉片卷曲枯死等典型的缺素癥狀，最終導(dǎo)致作物產(chǎn)量及品質(zhì)下降[9-10]。土壤酸化導(dǎo)致設(shè)施栽培土壤酸化的主要原因是長期過量施用化肥和使用未經(jīng)過安全處理的有機(jī)肥料。多年的研究發(fā)現(xiàn)，隨著種植年限及復(fù)種指數(shù)的增加，設(shè)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，致使土壤某些養(yǎng)分的有效性降低，導(dǎo)致Ca，Mg，B，Mo等植物必需的營養(yǎng)元素缺乏，進(jìn)而促使作物臍腐病、畸形果、莖裂、華而不實(shí)等生理病害多發(fā)，尤其是茄科蔬菜的青枯病和疫病等土傳病害越來越嚴(yán)重[11-12]。
土壤物理性狀的惡化土壤物理性狀是重要的肥力因素，主要包括孔隙度、結(jié)構(gòu)性、水分含量及通透性等，嚴(yán)重影響著農(nóng)作物根系的生長和養(yǎng)分的吸收。研究表明，設(shè)施栽培土壤連續(xù)栽培5a以后，土壤板結(jié)嚴(yán)重、容重增大、非活性孔隙比例相對降低，耕層變淺，通氣性、透水性變差，物理性狀惡化[13]，需氧微生物的活性下降，土壤熟化慢，致使根際缺氧誘發(fā)多種根部病害，同時對有毒有害物質(zhì)的緩沖能力降低，導(dǎo)致作物抗逆能力降低和殘留超標(biāo)。植物的自毒作用自毒作用是植物種內(nèi)相互影響的一種方式，也是長期連作障礙產(chǎn)生的主要因素[14]。
連作條件下，植物殘?bào)w、病原物及作物根系等向周圍環(huán)境中分泌酚酸類、萜類、生物堿、酶等化學(xué)物質(zhì)，影響植株生長發(fā)育，導(dǎo)致自毒作用發(fā)生。茄科、葫蘆科、豆科、菊科等是極易產(chǎn)生自毒作用的植物，這些植物從根系中分泌出許多酚酸類化合物，通過損傷細(xì)胞膜、破壞酶活性、使蛋白質(zhì)失活等影響作物生長發(fā)育。而西瓜、絲瓜、南瓜、瓠瓜和黑籽南瓜等的根系分泌物會促進(jìn)瓜類的生長，不易產(chǎn)生自毒作用[15]。
設(shè)施栽培連作障礙的綜合防治措施
連作障礙防治是現(xiàn)今設(shè)施蔬菜栽培產(chǎn)業(yè)面臨的一大難題。目前主要從種植制度和種植方式的優(yōu)化以及利用抗病品種和嫁接技術(shù)、土壤消毒和土壤管理、生物防治、優(yōu)化施肥等方面來解決此問題。
優(yōu)化種植制度不同蔬菜間或蔬菜與糧食作物之間進(jìn)行合理的輪作或間作是國內(nèi)外通用的預(yù)防土傳病害的措施之一，也是有效防治連作障礙最為簡單、省工、高效的措施。合理輪作或間作可以使病原菌失去寄主或改變其正常生長繁殖環(huán)境，從而消滅或減少土壤中致病菌，減輕病害;有效地改善土壤結(jié)構(gòu)，有利于土壤通氣和有機(jī)質(zhì)分解，促進(jìn)土壤有益微生物的繁殖，調(diào)節(jié)土壤肥力;減少雜草的滋生，破壞雜草與蔬菜的伴生關(guān)系[15-16]。設(shè)施蔬菜栽培一般采用深根性蔬菜(茄果類、瓜類、豆類等)與淺根性速生蔬菜(白菜、綠葉菜類、蔥蒜類等)輪作倒茬，或行間套種，其中，淺根性蔬菜有吸鹽洗鹽的作用，蔥蒜類對預(yù)防根部病害和根結(jié)線蟲的危害非常有效。
應(yīng)用抗病品種和嫁接技術(shù)隨著現(xiàn)代育種技術(shù)的發(fā)展，專家培育出如抗枯萎病的番茄、抗黑腐病的甘藍(lán)等大量抗土傳病害的蔬菜新品種。選用這些蔬菜新品種，可以提高蔬菜的抗病能力，有效控制土傳病害的發(fā)生，增加蔬菜經(jīng)濟(jì)效益。目前，黃瓜、西瓜、茄子等采用的嫁接技術(shù)充分證明[17]，利用豐產(chǎn)高抗性的砧木進(jìn)行嫁接栽培是防治土傳病害及設(shè)施蔬菜栽培連作障礙、提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最為有效的措施之一。進(jìn)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、害蟲、殘茬及根系分泌物的毒害作用，能夠很好地解決作物重茬問題，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
設(shè)施栽培中，土壤消毒方法主要包括藥劑消毒、太陽能消毒、蒸汽消毒等。藥劑消毒是利用各種化學(xué)藥劑或生物藥劑通過噴淋、澆灌、拌土、熏蒸等手段對土壤進(jìn)行消毒。目前，生產(chǎn)上使用最多的藥劑有氯化苦、綠寶清(苦參堿)、多菌靈、土菌消、菌線威、綠亨1號和2號等殺蟲殺菌劑。通過蒸汽、熱水或太陽能提高土壤溫度，從而起到消毒滅菌作用的物理方法被國外經(jīng)常采用，是生產(chǎn)無公害蔬菜的重要措施，如日本的太陽能高溫消毒。該方法對蔬菜無副作用，非常適合我國現(xiàn)階段的蔬菜生產(chǎn)，值得進(jìn)一步研究和推廣。
其殺菌原理有2種:一是直接熱力(熱水或蒸汽)消毒殺菌。如50℃處理10min即可殺死十字花科作物的軟腐病菌。二是間接作用(高溫悶棚)。在一年中的高溫時期，前茬作物收獲后，清除殘枝枯葉，施入有機(jī)肥和灌水，在覆膜封閉條件下，土壤濕度增加、棚室內(nèi)的溫度達(dá)到60~70℃以上，悶棚時間一般掌握在15~20d，致使土壤微生物通過呼吸作用逐漸消耗土壤中的氧氣，使土壤呈缺氧還原狀態(tài)，多數(shù)植物病原菌在高溫和缺氧條件下死亡。
研究結(jié)果表明，高溫悶棚使連作大棚設(shè)施內(nèi)10cm左右的土壤形成55℃持續(xù)高溫，大部分病原菌被殺死，對土傳病害灰霉病病原菌有很好的滅菌效果[18]。合理的土壤管理土壤管理的目的是使土壤生態(tài)始終有利于作物的生長發(fā)育。設(shè)施栽培中為了減輕連作障礙，常采用的措施為:集中燒毀或深埋中心病株、作物病殘?bào)w及周圍雜草，防止病害蔓延;加強(qiáng)耕作管理，增加中耕松土次數(shù)，提高地溫，加速病殘?bào)w的分解腐爛，使部分病原菌和害蟲失去活力，切斷土壤表層毛細(xì)管，提高下層土壤通透性，控制土壤鹽分上升;改變作物栽培時間，避開作物發(fā)病期進(jìn)行種植，例如易感染枯萎病的蔬菜，應(yīng)避開高溫期種植或采取相應(yīng)的預(yù)防措施;在高溫季節(jié)大水漫灌，使土壤溫度提高，不僅可洗鹽，還可殺死或減少土壤中病原微生物和害蟲。采用生物防治生物防治狹義上是指利用有益微生物對土壤中特定病原菌產(chǎn)生毒素，或通過與病原菌競爭營養(yǎng)物質(zhì)和生存空間等途徑來減少病原菌的數(shù)量，從而減輕根系感染、減少病害發(fā)生的一種方法。由于現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，生物防治已逐步成為防治作物病蟲害、減輕連作障礙的一種重要手段。
利用拮抗微生物拮抗作用是衡量生物防治效果的指標(biāo)之一。利用拮抗微生物防治作物病蟲害，就是將培養(yǎng)好的具有拮抗作用的有益微生物以特定方式施入土壤中，或是通過向土壤中加入營養(yǎng)物質(zhì)，提高土壤原有拮抗菌的數(shù)量及活性，從而抑制土壤中病原菌的活動，降低病原菌的數(shù)量，減輕病害發(fā)生的幾率。張麗萍等[19]通過土壤微生物制劑防治草莓連作病害，結(jié)果表明，對于由尖孢鐮刀菌和立枯絲核菌引起的草莓連作病害，木霉T42與枯草芽孢桿菌Bs-6的拮抗作用很明顯，能顯著促進(jìn)連作草莓的生長發(fā)育，連作草莓的死苗率由52.9%降至8.2%，產(chǎn)量增加111%，果實(shí)品質(zhì)顯著提高。接種有益微生物有益微生物廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如制作微生物有機(jī)肥、種衣劑防治作物病蟲害等。在設(shè)施蔬菜栽培中，常通過使用含有有益微生物的生物有機(jī)肥來分解連作土壤中的化肥、農(nóng)藥殘留;另外，還可以向土壤中接種一些有益菌群，在根系形成生物屏障，減少根際病原菌的侵染，或接種致病菌弱毒菌株，促使作物產(chǎn)生免疫機(jī)能，增強(qiáng)抗逆性，提高其產(chǎn)量及品質(zhì)。郝永娟等[20]在生物土壤添加劑減輕黃瓜連作障礙的研究中提出，使用生物土壤添加劑，可明顯增加具有拮抗作用的木霉、青霉等的數(shù)量，有效控制土傳病害，提高土壤微生物多樣性，改善土壤連作障礙。
利用他感作用原理德國學(xué)者H.Molisch于1937年提出植物的他感作用，認(rèn)為許多植物可通過向周圍環(huán)境釋放代謝過程中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，來促進(jìn)或抑制同種或異種植物生長。他感作用涉及微生物、植物、動物等所有的種群，普遍存在于生態(tài)系統(tǒng)中，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用具有極其重要的意義。利用化學(xué)他感作用原理使植物之間、植物與微生物之間合理組合，不僅可有效地降低作物之間、微生物之間的負(fù)效應(yīng)，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，并且在控制病蟲害方面也可取得很好的效果。有些植物根系分泌的化學(xué)物質(zhì)可抑制微生物的生長，如黃瓜根系分泌物中的絲氨酸、精氨酸可以有效抑制黃瓜枯萎病病菌的生長繁殖[21]。
進(jìn)行優(yōu)化施肥優(yōu)化施肥是防治連作障礙的一項(xiàng)重要措施。針對目前設(shè)施蔬菜栽培中化肥過量施用、肥料種類不平衡等問題，在施肥原則上，應(yīng)以有機(jī)肥為主、化肥為輔，再配合施用微生物肥料。施用有機(jī)肥(進(jìn)行無害化處理，即完全腐熟)可改善土壤理化性狀，抑制土壤鹽分積累及病原菌繁殖，減輕連作障礙和土傳病蟲害的發(fā)生;必須根據(jù)肥料的性質(zhì)、設(shè)施土壤養(yǎng)分狀況、作物的營養(yǎng)特性及需肥規(guī)律，因地制宜地選擇施用化肥，同時應(yīng)確定合理的施用時間、施用量、施用方法;選擇施用具有固氮、解磷、解鉀作用的微生物肥料，分解土壤中被固定的磷、鉀元素，使化學(xué)肥料得到充分利用，在施用微生物肥料時要嚴(yán)格按照使用說明書施用。
問題與展望
在現(xiàn)代設(shè)施蔬菜栽培產(chǎn)業(yè)中，連作障礙是制約蔬菜穩(wěn)產(chǎn)增收及可持續(xù)發(fā)展的重要因素�，F(xiàn)有的防治措施是比較常規(guī)的方法，存在著一定的弊端。如設(shè)施蔬菜栽培中，需要適宜的土地資源作保證的輪、間、套及混作等耕作制度受到了不同程度的制約;長期使用化學(xué)防治方法易產(chǎn)生耐藥菌，使病蟲產(chǎn)生抗藥性，同時還存在污染環(huán)境、殺死天敵等問題;生物防治雖能避免以上問題，但存在成本高、易受環(huán)境因素影響、對病蟲害防效不穩(wěn)定、對非目標(biāo)生物的影響不詳?shù)葐栴}。此外，有些問題雖然前人已進(jìn)行了大量的研究，但至今還沒有提出切實(shí)有效的防治措施，如根結(jié)線蟲的防治、早衰等生理障礙的防治。綜上所述，采用其中一種措施或幾種措施的簡單復(fù)合難以達(dá)到理想的防治效果，因此，對連作障礙各因子之間相互關(guān)系進(jìn)行研究，從而研制出土壤生態(tài)修復(fù)的綜合防治技術(shù)體系，將成為今后設(shè)施蔬菜栽培產(chǎn)業(yè)中的研究重點(diǎn)。
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