葡萄連作障礙原因分析與防控技術

王曉奕 李興 李慧麗 張書奎

摘要?連作障礙是影響葡萄園土壤退化、葡萄產量和品質的重要因素。從土壤養分失衡、微生物及酶的影響和化感作用3個方面介紹了葡萄連作障礙的形成原因，并提出了提高土壤有機質、改變耕作模式或精細管理方式等連作障礙的防控措施，對促進葡萄園的土壤健康及葡萄產業的可持續健康發展具有指導意義。

關鍵詞?葡萄;連作障礙;防控技術

中圖分類號?S663.1文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）07-0163-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.046

Analysis?and?Prevention?and?Control?Technology?of?Grape?Continuous?Cropping?Obstacles

WANG??Xiaoyi，?LI?Xing，?LI?Huili??et?al

（Cellege?of?Resources?and?Environmental?Sciences，?China?Agricultural?University，Beijing?100193）

Abstract?Continuous?cropping?obstacle?is?one?of?important?factors?that?influence?soil?health，grape?yield?and?quality?in?grapeyards.?This?paper?introduced?the?causes?of?the?continuous?cropping?obstacles?from?three?aspects：soil?nutrient?imbalance，microbial?and?enzyme?influence?and?allelopathic?effects，and?proposed?prevention?and?control?measures?to?improve?soil?organic?matter，change?farming?mode?or?fine?management?methods.?It?is?instructive?for?promoting?soil?health?of?grapeyard?and?sustainable?development?of?grape?industry.

Key?words?Grape;Continuous?cropping?obstacle;Control?technology

作者簡介?王曉奕（1995—），女，河北邯鄲人，碩士研究生，研究方向：葡萄優質高產栽培技術。通信作者，農藝師，從事主要糧食作物與葡萄優質高產栽培技術研究。

收稿日期?2019-08-29

連作障礙也被稱為重茬，是指即使在相同管理模式下，在同一土地上連續種植同一或者同種作物[1]，會出現產量和品質下滑、植株長勢變弱、病蟲害加劇等問題。連作之所以會發生，主要是因為土壤中存在土壤養分平衡度下降、微生物群落失衡、土壤酶活性降低、前茬殘留及根系分泌的毒害。葡萄作為世界上第三大栽培果樹[2]，栽培歷史悠久，也是我國重要的經濟作物，而連作障礙作為制約其產量和品質的重要因素，在我國近幾年才開始進行廣泛研究，而在葡萄上的研究甚少，因此，探究葡萄連作障礙的形成機理與防控技術對實際生產具有指導意義。

1?癥狀

隨連作年限的增長最直接的癥狀即體現在葡萄樹勢減弱、產量品質呈先上升后下滑的趨勢[3]，數年后會出現果穗小、畸形多、果粒不均勻、光澤度下降、色澤度偏低、表皮呈現凹凸不平、果粉差等品質問題。長年連作還會導致病蟲害加劇、自身調控反饋性能降低，從而引起葡萄根腐病、潰瘍病、霜霉病、炭疽病等真菌類病蟲害加劇，使得來年產量降低甚至絕產，嚴重可直接導致植株死亡。圖1、2分別顯示正常植株與鐮刀菌侵蝕下感根腐病植株的根系狀態，正常植株的根系白根粗而多，而感病葡萄植株出現根髓腐爛變枯、根木質化嚴重、養分吸收不足從而影響地上部生長發育的現象，即為連作障礙的典型癥狀之一。

2?連作障礙產生原因分析

連作障礙形成及加劇的原因復雜多樣、相互關聯又相互影響，連作障礙是植物-土壤系統內多種因子綜合作用的結果。

2.1?土壤養分含量失衡

葡萄多年連作會導致由于養分需求種類和數量高度一致，土壤養分比例失衡的現象。葡萄對土壤礦質元素的種類和吸收比例有著特殊需求，土壤養分比例失衡，則會對葡萄根系養分吸收造成干擾。如果植物消耗元素補充不及時會導致養分缺損，從而影響植株正常生長發育。王瑛等[3]分別對當年、連作1年、3年、5年、7年的葡萄進行研究，結果顯示葡萄根區土壤全碳、氮、磷、鉀含量（各土層平均值）、產量、甜度總體均隨連作年限的增加先增加后降低，連作3年時最大。研究表明，連作后土壤鋅錳、鋅鐵比例失調嚴重程度最高[4]。目前農民普遍只重視對大量元素的補給，卻忽略了中微量元素，最終造成果樹缺素甚至死亡現象。

2.2?土壤微生物及酶活性

張仕穎等[4]對不同年限連作的葡萄根際土微生物群落進行分析，指出連作會引起土壤微生物總數減少，尤其是細菌數量，而真菌數量增加，連作促使土壤微生物區系從高肥的?“細菌型”土壤向低肥的?“真菌型”土壤轉化。真菌的增加，不僅可降低土壤肥力，同時也導致真菌病害更易發生。前茬果樹長期栽培會導致有益的細菌、放線菌數量減少，有害的真菌類型比例增多的現象，因而對后茬果樹的根系生長環境不利。細菌Pseudomonas?syringae和Ps.?morprunorum可引起葡萄潰瘍病和穗軸褐枯病[5]。Ps.syringae也是引起潰瘍病的主要細菌，產生有毒物質并嚴重影響植株生長，對葡萄等核果類作物的危害極大。黑腐皮殼屬（Valsa）、疫霉屬（Phytophora）、真菌輪紋霉屬（Vy?tospora）、腐霉屬（Pythium?）、殼蕉孢屬（Cytospora）的真菌可以引起莖腐病、腐爛病，提高病蟲害發生率[6]。

葡萄根區土壤微生物活度隨連作年限的增加先增加后降低，連作3年時最大[3，7]。土壤酶活性是土壤微生物代謝活性和促進土壤養分循環的重要指標，能夠反映土壤環境中各種生化反應的強度和養分累積狀況。研究表明，隨著連作年限的增加，土壤過氧化氫酶、脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性總體均先增加后降低;連作5年后上述土壤酶活性較之前降低，使土壤中營養狀況惡化，養分流失嚴重，微生物代謝活性逐漸減弱[7]。土壤是一種類生物體。因此，土壤酶的活動直接影響土壤有機質的礦化和養分形態的轉化，土壤養分對葡萄體的供給狀況具有一定的影響，同樣也影響葡萄果實產量、果穗、顆粒、光澤和色澤度等品質指標。

2.3?化感作用

化感作用指的是一種植物通過向環境釋放化學物質而對另一種植物（包括微生物）所產生的直接或者間接的傷害作用?；凶饔玫谋憩F形式有多種，其中一種特殊的化感作用為自毒作用，是指植物通過根系分泌釋放或余根腐解后產生的有毒化學物質，它能對同種植物種子萌發和生長起抑制作用的現象。研究表明葡萄根系分泌物的化感效應與作用濃度呈正相關[1]，高濃度的根系分泌物會使植株的長勢及葉片物質積累降低，植株正常生長受到抑制，葡萄葉片的SOD和PAL酶活性升高，形成了逆境條件下植株的一種自我應急防御反應[8]，因而前茬葡萄根系沒有清除或沒有作深耕處理，會出現抑制植株生長、生產條件變差等不良現象。

3?防控技術

3.1?增施高品質有機肥，提高土壤有機質含量

土壤有機質含量的提升不僅可以有效改變土壤理化性質，還會提供有益微生物群落，改善微生物平衡，研究表明，有機物料的投入可以降低細胞膜相對透性，提高細胞膜對逆境的抵抗能力，增強保護酶活性[9]，緩解連作障礙對植物產生的危害，進而促進植株生長。但需要注意的是施用的有機肥必須充分腐熟，否則不僅會生成甲烷、氨等有害氣體，對土壤和作物根系產生酸害和損傷[10]，還會導致土壤缺氧、二次發酵引起高溫，出現“燒根”現象，而腐熟有機肥中的益生菌可加快土壤中養分物質循環，提高速效態礦物質濃度，增強葡萄根系的吸收能力。

3.2?及時清園和深耕改土

果樹的病枝殘體是來年果樹發病的重要源頭之一[11]，持續的病原微生物群落堆積使得植株根際環境惡化，因此連年做好清園工作也是防治病蟲害加劇的重要管理措施。植物的根系分泌物即包括根系向外的分泌、滲出物也包括根表的膠狀物均具備化感效應[1]，因而需要連作種植的葡萄園應將前茬的殘根、枝、葉、果集中銷毀或填埋，最好配合消毒處理，并盡量避開原栽培位置種植。

3.3?土壤消毒滅菌

土壤滅菌的方式有很多種，簡單而經濟實用的物理方法有蒸汽消毒法和太陽能消毒法，可以有效地控制多種病原真菌、細菌、線蟲和雜草[7];而化學方法中有學者研究表明溴甲烷和三氯硝基甲烷對連作土的熏蒸有效保護了土壤微生物的平衡，而利用低濃度的二甲基二硫熏蒸則可以有效控制葡萄根結線蟲的發生，從而通過減少病蟲害的發生以提高葡萄的產量和品質[1]。而細菌與真菌的比值隨溫度升高顯著增高，其比值大小與葡萄植株長勢呈正相關，因此推測細菌與真菌的比值是評價連作障礙危害的重要指標。

3.4?輪作或間套作其他作物

輪作還可以改變根系分泌物的物質組成，減輕弱自毒作用，因而農戶普遍在連作葡萄出圃移栽前進行簡單的糧食作物輪作。間套作其他作物、果園生草也對其土壤-植物循環體具有改善作用，研究表明，生草及間套作具有改善果園小氣候、增加土壤有機質含量、提高土壤微生物數量及土壤酶活性、增加害蟲天敵數量、提高土壤貯水量、降低土壤容重、增加土壤孔隙度、延緩葉片衰老等作用[11-13]。在果樹行間種植農作物，不僅可以合理利用土地資源，增加收益，還可以改善土壤的物理性狀，促進果樹生長。研究表明，土壤微生物在果樹行和間作物行間的差異表現為前者的細菌和真菌數目相對較多;土壤的過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶及中性磷酸酶在間作的小麥行中高于果樹行，間作種植使脲酶和中性磷酸酶的活性有所下降[13]。韓旭[14]將大蒜腐解物用氯仿提取出來的提取物表現出化感抑制作用。

3.5?施用有益微生物

利用拮抗微生物防治植物根部病害，就是將培養好的拮抗微生物以一定方式施入土壤中，或是通過在土壤中加入有機物等措施提高原有拮抗微生物的活性，從而降低土壤中病原菌的密度，抑制病原菌的活動，減輕病害的發生。葛會波等[15]將AS818菌劑接種于盆栽草莓的根系，研究對連作草莓的影響。結果表明，AS818菌劑能顯著增加草莓的葉綠素含量，促進草莓生長發育;同時，超氧化物歧化酶活性上升，丙二醛含量下降，細胞膜相對透性降低，根系活力增強，但對于葡萄是否有相似反應還需進一步研究。研究發現連作土壤施入淡紫擬青霉后，降低了土壤中堿解氮、速效磷的含量，增加了速效鉀含量[16]。

在菌根真菌方面，研究發現接種菌根真菌的連作葡萄比未接種葡萄長勢得到明顯改善，其產量增加了66%;研究進一步發現葡萄接種叢枝菌根真菌降低了根際假單孢菌數量，增加了根系長度[1]。

3.6?選用抗性砧木

與自根苗葡萄相比，嫁接葡萄苗由于砧木的作用，會使栽培品種原有的樹勢或產出特征發生變化，有的可以表現出明顯的抗病性優勢，如以河岸葡萄作為葡萄砧木，能提高植株抗根瘤蚜的能力[17]，而高抗線蟲的砧木品種有SO4、5BB、1616C、1103P、91R、44-53M和101-14?Mgt[18]。

4?小結

連作障礙是多年生果樹中的常見問題，因此果農應引起重視，減少盲目水肥的施用，精細管理，了解連作引起的危害原理，盡可能減緩連作帶來的土壤健康問題。管理時應注重土壤有機肥施用，盡可能使用生物調控改善植株根系生長環境，而對于災情較重的土壤再進行物理或化學方式處理，可以配合生根劑等植物生長激素進行調整治療。

參考文獻

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