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1、 温室蔬菜连作障碍的研究现状及发展朱秀娜（园艺学院 蔬菜 1001 班）摘要：本文主要从病虫危害加重、土壤化学性质变差、土壤酸化加重、植物的自毒作用等角度阐述了连作障碍发生的原因。论述了包含培育抗性育种、作物嫁接、轮作倒茬、土壤消毒、土壤改良和施肥管理、化学防治生物检疫几种防治措施等方面内容。本文还汇集了国内外近年来对蔬菜连作障碍的研究动态和进展，为进一步研究提供了大量的资料和参考文献。关键词 温室蔬菜 连作障碍 防治近年来，人们对耕作土壤的干扰越来越大，如不合理的施肥导致土壤理化性质的劣变、过度开垦导致土壤沙化等。尤其是在保护地栽培条件下，因其温和的气候条件、缺少自然降水的淋洗，所以很容易使
2、根系的生长环境劣化。一般而言，蔬菜连作障碍现象在设施栽培或蔬菜连茬第 3 或 4 年即逐渐出现。2 连作障碍形成的原因2.1 病虫危害加重由于大棚菜地难以实行有效轮作，导致病虫大量积聚，容易加剧病虫害的发生。同时，土壤和蔬菜的关系相对稳定，极易产生相同病虫的危害。尤其是土传病害更为严重。如茄子的黄萎病、褐纹病、绵疫病；番茄的早、晚疫病、白绢病、青枯病、病毒病；椒类的炭疽病、病毒病；黄瓜的枯萎病；大白菜的软腐病、根肿病，以及土栖害虫如线虫、根蛆等。 2.2 土壤理化性质恶化大棚连作蔬菜土壤，因施用大量的化肥，尤其是化学氮肥的情况下，土壤又得不到雨水的淋洗，加之浅耕、土表施肥、排灌系统不配套等栽培
3、措施不当，导致土壤产生盐分积累。而且由于同一种蔬菜的根系分布范围及深浅一致，吸收的养分相同，极易导致某种养分消耗量增加，造成该养分缺乏。大棚土壤缺钾、钙、镁、硼的情况均有出现。 2.3 土壤酸化加重由于菜农未按各作物需肥规律科学施肥，有机肥施用减少，化学氮肥用量增加，尤其是在大棚栽培的特定条件下，导致土壤酸化严重，影响作物正常生长和品质下降。同时，施用酸性及生理酸性肥料都会降低土壤的值， 【如过磷酸钙，本身就含有的游离酸，施到土壤中，会使土壤值降低。生理酸性肥料如氯化铵、氯化钾、硫酸钾等，施到土壤后因蔬菜选择性吸收铵（）和钾，从而把蔬菜根胶体上氢代换出来，使土壤酸度增加， 】长期大量偏施这些肥
4、料，常导致土壤酸化。2.4 植物的自毒作用一些植物可通过地上部淋溶、根系分泌物和植株残茬等途径来释放一些物质对同茬或卜茬同种或同科植物生长产生抑制作用，这种现象被称为自毒作用。杉木连作上壤中，上壤毒素香草醛含量上升，其在极低的浓度卜即可明显抑制植物根系生长、种子的萌发和上壤微生物的活性，尤其对自身固氮菌抑制作用较强，认为这可能是造成杉木连作障碍的直接原因l6 一 。自毒物质对连作植物也可以产生间接的影响。近来，先后从豌显、番茄、黄瓜、西瓜和甜瓜等植物根系分泌物和残茬中分离出一些自毒物质，这些物质通过影响细胞膜透性、酶活性、离子吸收和光合作用等多种途径影响植物生长.此外，根系分泌的有害物质也会加
5、重连作的障碍。如西瓜连作造成减产严重，除与枯萎病有关外，根系分泌的水杨酸也是导致减产的原因之一。 3 蔬菜连作障碍的防治措施3.1 抗性品种的应用利用遗传育种技术及基因工程技术培育抗病品种是克服蔬菜连作障碍的根本途径。但由于这方面工作的难度较大，很多尚处在积极摸索之中，基因工程技术主要掌握在美国几家大公司手中，我国在这方面的研究还不多。抗性分为真正抗性和田间抗性两种。前者是指不会被病原菌感染的全株的抗性，后者是指在感染后能延迟病原菌在体内增殖以及延迟病原菌在田间传播的抗性。与真正抗性有关:的遗传因子较少，容易育成抗性品种，且具有抗性强的特征。与田间抗性有关的遗传因子较多，所以育种较麻烦。值得注
6、意的是，即便是抗性品种，也不能保证完全不发病。 病原菌侵人宿主细胞形成吸器后从宿主吸取养分。由于寄生方式的不同，从宿主细菌取得营养的条件也不同。许多病原菌能产生对宿主细胞有毒的物质称为植物毒素。原则上所有病原菌都能产生毒素，这是对宿主细胞产生作用的物质基础。但由病原菌种类繁多，因此所产生的毒素的化学成分和结构也是多种多样的。在植物的抗病过程中，苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶 (PPO)在抗病物质的形成过程中起到积极作用。在宿主与寄生者的相互作用中，细胞壁在感染病原菌后的木质化是宿主对感染的一种抵抗反应。因为病原菌不能分泌分解木质素的酶，所以木质素提供了有效的保护圈以阻止病原菌对宿主的人侵
7、。3.2 嫁接在果菜类栽培中，对于难于育成抗病品种的，采用抗性砧木如瓤瓜、南瓜进行嫁接栽培，可以有效地防止多种土传性病害和线虫为害。嫁接对黄瓜枯萎病，番茄青枯病、褐色根腐病，茄子青枯病、黄萎病、枯萎病、根结线虫等都有显著的防除作用。在日本，黄瓜栽培全部实行嫁接，番茄嫁接约占 50 %，我国不少地区已进行黄瓜嫁接栽培，取得了良好的效果，值得大力推广。3.3 合理的轮作和间作制度连作障碍的消除到日前还没有一个行之有效的方法。合理的轮作和间作制度是解决连作障碍的最为简单的方法，例如:黄瓜与菜豆、玉米与豌豆轮作或间作，可有效减轻连作障碍。1987 年沈5 龙等报道了大蒜套种玉米可减轻玉米螟的侵害。19
8、86 年江苏太丰县一代玉米螟发生期，大蒜套种川的玉米螟卵数量较套种其他作物降低 50%，被害株也明显减少，虽未防治，一代残留虫量较其它 Hi 块低 47. 6%。一方面避开了病原寄卞植物，而减轻病原菌的繁殖数量，另一方面消除了一种作物对另一种作物根系分泌物的生化他感的影响。3.4 土壤消毒用化学药剂消灭土壤病菌和根际线虫，如氯化钻、40%甲醛、澳甲烷煎蒸法、硫磺粉煎蒸等。也可在炎热的夏季，利用太阳能高温闷棚消毒，热水消毒等物理方法。3. 5 化学防治农药多菌灵、百菌清、托布津、代森锌、代森锰锌等对真菌性病原菌均具有较好的防治作用，对镰刀菌作用亦相当好。用法以拌种、灌根、叶面喷施等方式为主。但必
9、须贯彻以防为主的原则，一旦病害蔓延，各种防治措施的效力就会大减，甚至失去作用。由于当前国际上对于农药残留问题越来越重视，使得很多农药的应用受到限制，而且农药存在着有效期较短，成本较高等问题3. 6 生物防治生物防治是在农业生态系统中调节植物的微生态环境，使其不利于病原物或者使其对病原物与微生物的相互作用发生有利于寄主而不利于病原物的影响，从而达到防治病害的目的。传统的诱变和重组技术对改良微生物的拮抗物和发展活力菌的研究有着巨大的潜力，利用特定的定位点诱变技术，可以创造出特殊的病原体无毒生物型，由于它的高度的生态位置重叠性，使无毒的生物型将成为有毒菌系的有效竞争者。拮抗菌与病原菌有着相似的生态适
10、应性，特别是根围细菌，可以通过调节农业生态环境，促进有益菌的生长、繁殖，提高其与有害微生物的竞争力，起到防病增产的目的。与寄主范围的遗传操作相比，生物工程对致病菌生物防治上的效果也很明显，并且比前者见效更快，易被公众所接受，可望在植物病害防治上走出一条新路。另一种是利用对寄主无毒的拮抗菌和细菌素进行生物防治。细菌素是一种细菌的某些菌株所产生的对另一些菌株或关系较近的细菌具有杀伤作用的非复制的含蛋白抗菌物质，有些细菌素对不同种或者不同属间的病原菌都有拮抗作用，产细菌素的特性多是由质粒基因控制的，用产细菌素菌株对植物细菌性病害进行防治，一般要求该菌株对寄主无毒，无毒菌株多是从自然界分离到的，少数是
11、通过有毒菌株诱变而来。枯草芽抱杆菌(Bacillus Subtilis)对多种病原菌具有广谱抗菌性，对枯萎病和腐霉病有较强抗性的还有链霉菌、木霉、青霉等，但是有的种的拮抗作用不稳定，受环境条件的制约较强，影响了它们的实用性。3. 7 植物检疫迄今为止，有许多种镰刀菌病害，如菜豆、洋葱、菠菜的萎蔫病，国内尚无报道，必须严格执行检疫制度，防止危险性病害蔓延。四、国内外研究进展王玉等人对放线菌剂对连作番茄苗其生长和 PPO 活性的影响本试验表明，土壤中施用放线菌剂均可增大番茄苗期叶片一和根系的 PP( 活性，其中根系 PP( 活性的菌剂效应在非连作土壤中表现最为显著。放线菌剂施入土壤后，直接作用于根
12、系环境，诱导根系 PP( 活性发生变化，间接作用于地上部叶片。本试验结果表明，在连作番茄土壤中施用放线菌剂能增加番茄的叶长和叶宽、促进其根系的生长，即促进碳水化合物库源的生长，提高PP( 活性，从而增加叶绿素含量，使叶片胞间 C():浓度在非连作番茄中提高了 3.4800。在连作番茄中，根系 PP( 活性与叶片 PP( 活性和叶绿素含量呈正相关，与叶片胞间 C()z 浓度、蒸腾速率和净光合速率呈负相关，说明 PP( 作为一种氧化还原酶在叶绿素的合成过程中发挥作用，调节叶绿体中有害的光氧化反应速度，参与其中的电子传递，促进根系的生长川。这可能是 PP( 在由 IAA 控制的一些反应过程中起作用的
13、结果。PP( 定位于成熟叶绿体的类囊体上，而且是一种氧化还原酶，因此它可能在叶绿体的能量转移力一而起作用，从而增加叶绿素含量口) ，本试验结果进一步证实了这一推论，而 PP(在 C():的固定及利用过程中未发挥作用。严鹏等人对不同水氮用量对日光温室黄瓜土壤硝态氮淋湿的影响进行了研究。并得到了以下结论： 1)黄瓜生育期土壤含水量在 0-100 cm 土层先降低再升高。在节水 30%的条件下，合理控制不同生育期灌水量可使黄瓜全生育期土壤含水量保持在 18. 7%一 22.1 %，完全满足黄瓜生长对水分的需要。2)相同施氮量下，节水灌溉处理的土壤硝态氮含量明显高十习惯灌水处理。相同灌水量下，各个生育
14、期内减量施氮处理 0-40 cm 土层硝态氮含量明显低十习惯施氮量。3)节水灌溉和减少施氮量都可以减少硝态氮淋失量。整个黄瓜生育期，节水灌溉、减量施氮处理Wa Na)比习惯水氮处理(W, N,硝态氮淋失量降低了 35.0%。黄瓜全生育期，95 cm 深度土壤含水量和硝态氮淋失量呈显著性正相关; 土壤硝态氮含量与硝态氮淋失量也呈正相关，在初瓜期、盛瓜期和末瓜期达到显著水平。 4) 3 年试验的黄瓜产量结果表明，节水减氮处理(WzNz)与习惯水氮处理(W, N,)间产量差异不显著，说明河北省温室大棚蔬菜生产，目前农民习惯施氮和灌水量有很大的节水节肥空间，根据蔬菜不同生育期需肥量来合理分配氮用量，根
15、据土壤含水量合理控制灌水量能取得明显的节水节氮效果 王旭辉等人对不同栽培制度对黄瓜连坐土壤微生物群落结构的影响进行了研究，并得到以下结论：综合来看，夏季填闲筒篙、普通自菜、青蒜都可以改善土壤微生物群落碳源利用的情况;主成分分析表明，填闲青蒜修复效果最明显 ;填闲筒篙和普通自菜对碳源利用影响相似。秋冬茬间作青蒜在本茬口有改善土壤微生物群落功能的作用，但在翌年早春茬由于养分相对不足，可能会出现负面影响。韩玉珠等人对稻草配施生物菌剂对大棚连作土壤的改良效果进行了研究，研究表明大棚连作土壤施入稻草或稻草和生物菌剂配施后，降低了土壤容重和固相率，提高了土壤含水量和孔隙度，增加了土壤通透性，改善了土壤结构
16、;提高了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾含量，降低了土壤 pH 和 EC，抑制了大棚土壤盐分的表聚，增加了土壤阳离子交换量，协调了 C az+ , Mgz+ I十、Na+ 的组成，改进了土壤理化性质，使土壤的保肥供肥能力增强。土壤中施用稻草及生物菌剂，使土壤中微生物具有良性变化。增加了土壤中细菌、放线菌的数量、氮、磷、钾肥施用比例武春成等人对日光温室黄瓜营养基质栽培对连作障碍的减缓作用进行了研究，研究表明，微生物总数、细菌数量及放线菌在黄瓜种植 7 一 9 茬表现为下降趋势，而真菌数量从第 3 茬开始表现为逐渐上升趋势，这样的趋势与报道基木一致。其中，第 1 茬的细菌与真菌数量相对较高，可能是新鲜的营养基质和土壤为微生物繁殉和生长提供了充足的营养物质和空间，在一定时一间内微生物迅速繁殉，导致其数量不断增多。木研究结果发现，黄瓜根区微生物总数与细菌数量变化趋势基木相似，而日不同茬次营养基质的微生物总数及细菌数量均高十土壤，这表明在连作栽培 9 茬时一，细菌依然是土壤微
