設施蔬菜連作障礙影響及解決辦法

姜紅芝

摘 ? ?要：隨著農業設施的不斷更新，農民種植水平不斷提高，設施農業在提高農民收入、增加土地產出效率的同時，也給設施農業生產本身帶來一定的負面影響。連作障礙已成為當前設施農業生產不得不面臨和解決的一大難題，文章調研和分析了連作障礙的影響，探討了解決辦法及改善對策，對宿遷市宿城區設施農業可持續發展具有重要意義，以期為相關人士提供參考。

關鍵詞：設施農業;連作障礙;解決辦法;可持續發展

文章編號：1005-2690（2022）01-0100-03 ? ? ? 中國圖書分類號：S626 ? ? ? 文獻標志碼：B

宿遷市宿城區現有設施農業面積6 200 hm2，其中設施蔬菜面積3 533 hm2。由于設施蔬菜生產的特殊性，其復種指數高，復種系數可達2.5～3，設施基地年生產蔬菜量可達4 000～5 000 kg/667 m2。高產出意味著必須高投入，大肥大水是高產的必要條件，常年大量地施用化肥、農藥，導致土壤板結嚴重，土壤中鹽分含量逐年增加，因此土壤鹽漬化越來越重[1-2]。

1 連作障礙發生機理

1.1 土壤次生鹽漬化

土壤次生鹽漬化即為土壤次生鹽堿化，大多是由不合理人為施用肥料造成。傳統的施肥模式重化肥、輕有機肥，追求作物快速生長效應。重施用氮肥，少施用復合肥，造成土壤鹽分含量逐年增加，主要表現在土壤會變色。初期發白，土壤鹽分較多，水分蒸發解析出鹽分，土壤變白;中期發綠，土壤酸化，綠藻快速生長，土壤變綠;嚴重時土壤發紅，當土壤鹽分過高時藻類會死亡，鐵離子含量較高，鐵離子發生氧化現象，土壤變紅。一旦土壤鹽堿化，鹽分升高，土壤中溶液中pH值發生變化，微生物環境受到威脅，活躍度下降。土壤團粒結構遭到破壞，保水透氣性變差，土壤板結開裂。加之氮離子的轉化速度減慢，植物吸收肥料養分能力受到影響，導致蔬菜產量和品質下降。

1.2 土壤養分失衡

首先，同一地塊多年連續種植同種或同緣作物，一種作物會對某些養分吸收具有偏愛性，長期連續種植會對這種作物喜愛的養分連年吸收，必然導致被吸收的元素過度消耗，未被吸收的元素會一直累積增加，破壞土壤養分分布平衡。其次，不同作物根系分布深淺不同，長期單一連作，同一深層的根系吸收范圍固定，從而造成一定土層營養成分的缺乏。再次，長期存在大量施肥的情況，種植作物單一導致無法充分吸收所需養分，自身抵抗力下降，抵御病蟲害能力變差，其抗逆性會越來越弱，直接表現就是根系和植冠比例不對，植物生長失調。

1.3 土壤生物學環境惡化

土壤生物學環境主要是指土壤的微生態環境和作物根際環境。作物連作障礙的表現之一就是土壤微生態環境遭到破壞，平衡失調，無法為作物提供微生物降解環境。根際環境是近年來眾多學者研究的主要課題之一。根際是指根系與土壤接觸面及其周圍土壤接觸面，根系在這個環境中為作物生長吸收水分和養分[3]。根系從土壤中吸收營養，同時分泌物質反作用于土壤，這種分泌物消耗了土壤的抑菌功能，導致病原菌對土壤和作物的影響增加。大量病原菌的聚集導致發生病蟲害，輕者作物長勢較差，產量、品質下降，導致減產。嚴重會使病原菌到處擴散，喪失土壤抑菌能力，作物直接因為病蟲害而死亡，顆粒無收，不產生任何經濟效益，這就是根際微生態導致連作障礙的誘因之一。

1.4 土壤酶活性變化

連作障礙導致土壤微生態被破壞，作為活躍度最強的土壤酶，能輔助土壤代謝，促進土壤中養分的保存和釋放，是土壤質量和肥力的基礎代表。土壤微生態的破壞更多的是連作障礙對土壤酶的破壞，即土壤酶活性的影響，連作障礙的持續，使土壤酸堿性發生變化，降低了有效土壤酶的活性，例如過氧化氫酶，連作障礙發生得越久，活性越強。種植年限越長，脈酶、轉化酶、酸性磷酸酶的活性越小越弱。參與氮離子轉化的土壤蔗糖酶，當有作物連作障礙發生時活性降低，影響作物對氮離子養分的吸收和有效利用[4]。

1.5 土壤微生物改變

土壤微生物主要有細菌、真菌和放線菌，協助降解殘體形成腐殖質，對保持養分的轉化和循環有重大意義。土壤病原菌與土壤微生物形成反比關系，當土壤微生物多樣性較高時，病原菌難以生存，土壤的質量和能力就較強;反之，土壤質量和能力就較弱。例如，土豆的輪作栽培會提高土壤中的碳氮比，細菌和真菌的比例減少，土壤微生物偏向真菌性。如果土豆連作種植繼續發生，將導致土壤中作物病蟲害的鐮刀菌數量增加，這種真菌是常見的病原菌，能引起腐病，同時傳染病害。

鐮刀菌是世界性分布較廣的真菌，也是引起作物病害最常見的一種病原菌，不但可以在土壤中不受季節溫度影響，還會引起作物的根腐病、莖腐病及其他腐爛病癥，造成作物死亡或減產。沒有連作種植的設施農業用地，微生物則是以細菌為主，能利用光能能量等同化二氧化碳，而少量的真菌也是以腐生真菌形式存在，為土壤養分轉移提供幫助。一旦土壤過度施肥或沒有進行保護，發生作物連作，土壤微生物向真菌發展，養分和能量都會減少，連作障礙即出現。

1.6 光合作用下降

光合作用是綠色植物形成有機物、釋放氧氣的過程。植物通過光合作用，吸收養分保證生長需要，同時釋放氧氣，為維持大氣的碳氧平衡作出貢獻。種植作物發生連作時，容易導致自身葉綠素含量產生變化，影響光合作用率，加上土壤中根系能力受連作障礙影響，作物的代謝過程發生紊亂，導致有害自由基在作物中增加，作物的生長發育減緩或停止，導致減產或死亡。例如，大豆連作會導致葉綠素含量降低，繼續連作種植會造成減產;花生連作會引起單葉光合作用率下降，減少葉面積。研究數據顯示，正茬的土豆與連作4年的相比，光合速率高56%，蒸騰速率高25%。

2 連作障礙的危害

土壤經過連年耕作，尤其是設施農業種植，設施內的土壤缺乏雨水淋洗，長時期進行旱作，有機質補充不充分，有益微生物族群數量減少，導致作物連作障礙時有發生，多表現為植物生長發育不良，產量品質下降，嚴重則作物死亡，顆粒無收。連作障礙除了對植物本身產生危害，對種植土壤也產生較大影響，土壤中的有益微生物減少，增加了土傳病害發生率，導致使用了藥物也無法消滅病蟲害情況的發生，特別是根系受損后，線蟲大量增加，影響作物生長。土壤的性狀發生改變，容易次生鹽漬化和酸化，降低土壤pH值，影響土壤有益菌的活性和有效性，極易引發生理性病害。

3 連作障礙的防治途徑

3.1 深耕并推行生物有機肥為主、化肥為輔的施肥技術體系

改善土壤的性狀，可以通過深度耕耘和合理使用有機肥、平衡施用化肥。土壤環境優越，養分豐富，微生物活性高，能促進作物生長，使其更容易抵抗病蟲害疾病的侵染。深耕土壤能使土壤深度勻和，改善土壤元素的不平衡，促進土壤中細菌的整體活躍度，保證植物根系的深扎和發達，從而改善植物的吸收代謝功能，促進快速健康生長。

種植之初，為了提高作物產量，在肥料種類相對較少的條件下，農民施用氮肥量往往超出作物需求量，土壤中養分累積浪費，導致鹽分濃度增高，土壤次生鹽漬化現象發生日益嚴重，病蟲害也隨之加重。應在深耕土壤后施用更為充分腐熟的有機肥料、秸稈生物，或動物糞便等堆肥，能有效改良土壤性狀，提高土壤中有益菌含量，增加土壤有機質，提高土壤肥力和養分，促進植物養分吸收，改善植物生長環境，抑制土壤傳染病害，增加土壤的抗病蟲害能力，降低土傳病害的發生概率。生物菌肥和有機肥的應用，在改良土壤的同時，既促進了作物的生長與增產，也降低了土傳病害的侵害。同時，科學、合理、精準地對作物施加肥料，不僅能滿足種植作物的生長需求，也不會破壞土壤的性狀及微生態，減緩了連作障礙的發生頻率。

3.2 科學合理施用肥料抑制土傳病害

提高優質有機肥的用量。使用堆積充分腐熟的作物秸稈、動物糞便等堆肥，堆肥里含有豐富的有機質，是土壤團粒結構的主要物質，保持土壤中團粒結構不減少可讓土壤有持續的供肥、保水能力，同時注重使用微生物菌肥。土壤處理后要及時補充有益微生物，翻地時要普施生物菌肥，全面改善土壤微生物環境，提高土壤中有益的微生物、有益菌類數量，可穴施生物菌劑，緩解連作障礙的發生。這些有益菌和微生物，降解了自毒物質的存在，保護了土壤養分和肥力。推廣使用微生物菌肥，擴大土壤中有益菌群，提高有益微生物的繁殖能力，改善土壤中有益菌與有害菌比例，減少了病原菌的存在和發生，降低病蟲害的發生概率。

3.3 抗重茬茬口安排與抗重茬輪作倒茬技術

積極推廣不同種作物進行輪作，利用不同種作物吸收不同的營養元素，充分發揮各種營養元素作用，比如“葉菜類+茄果類”“西瓜+水稻”水旱輪作模式，利用作物根系深淺的不同、作物對肥料喜好的不同，吸收土壤不同層次、肥料不同成分的營養元素，達到科學種植，不會產生連作障礙的影響。輪作種植避免了土壤元素的減少和流失，抵抗了傳統的重茬影響。輪作種植前應研究分析輪作植物的特性，根據其生長規律、吸收特點確定合理的輪作模式，安排換茬輪作，茬口中間推薦種植短期植物，玉米、豆類等都是不錯的茬口作物選擇。

羅圩鄉的“芹菜+茄子”模式得到較好推廣，種植面積800 hm2，羅圩香茄于2020年獲國家地理標志農產品。在春茬茄子和早秋芹菜生產期間，將春茬茄子去頭留根進行夏茬茄子生產，年可增產2 000～2 500 kg。推行抗重茬輪作倒茬技術，不僅能保證土壤微生態的平衡，更能最大程度降低土傳病害的發生概率，在促進作物生長的同時，提高作物的抗病能力和抗逆能力。

3.4 應用推廣抗病性品種和嫁接苗等措施抗重茬

選用抗病、優質、高產的蔬菜品種，是提高作物抗病的有效手段，也是防治土傳病害最經濟實惠的措施。如土壤在積鹽現象較嚴重時，可選耐鹽性較強的蔬菜，如菠菜、芹菜、韭菜等;土壤為酸性時，可種植雍菜、芋頭等。

作為常用且有效提高的防止連作障礙的措施，種苗嫁接是首推選擇。主要原理就是通過種苗嫁接，提高了作物的抗逆能力和抗蟲害能力。選擇根部健壯和根系發達的嫁接砧木，改變根際環境，降解連作障礙的自毒物質，緩解連作障礙的發生。宿城區早春西瓜、茄子的年種植面積超2 000 hm2，由于設施農業用地有限，達不到輪茬或輪地的要求，嫁接苗成為菜農避免連作障礙的有效手段。

3.5 太陽能高溫消毒和以水洗鹽技術應用

太陽能土壤消毒是通過夏季高溫休棚時期，用水浸透棚內土壤并保持水高地面約2 cm，將地面覆蓋一層薄膜，然后將棚膜放下，用土壓實四周，在7月底至8月初保持20 d左右，充分利用太陽能，棚內土壤溫度可達80 ℃，有效殺死土壤的病原菌和有害生物。有研究表明，當土壤溫度達到38～50 ℃，會殺死土壤中的水生藻類和線蟲;當土壤溫度達到70 ℃，會殺死大多數的植物病原菌和細菌;當土壤溫度達到80 ℃，會殺死大多數雜草及病毒、所有植物病原細菌;當土壤溫度達到93 ℃，會殺死耐熱性的病毒、放線菌、雜草;當土壤溫度達到100 ℃，會殺死所有病原微生物、雜草。

悶棚后，掀起棚模，利用夏季雨水充分淋洗或灌溉土壤，使土壤中的鹽分充分溶解，通過滲透作用把可溶性的鹽堿排到深層土壤或淋洗，降低土壤中鹽分含量，達到以水洗鹽的目的。同時配合生物有機肥、秸稈等的合理施用，提高土壤中有益菌含量，促進植物養分吸收，改善植物生長環境，抑制土壤傳染病害，增強土壤的抗病蟲害能力，減輕土傳病害的發生。生物菌肥和有機肥的應用，在改良土壤的同時，既促進了作物的生長與增產，也降低了土傳病害的侵害。

3.6 政府正確引導，開展土壤改良

隨著人們生活水平的提高，對農產品需求多樣化水平不斷提升，設施農業面積將不斷增加，連作障礙的發生不容忽視。目前，雖然在羅圩片區、蔡集鎮等蔬菜基地施用微生物菌肥和復混肥進行土壤試驗性改良并取得了一定成效，但對全區廣大設施農業基地來說仍是杯水車薪，不能從根本上解決問題。因此建議政府首先要加大宣傳力度，利用廣播、電視、網絡等媒體，大力宣傳綠色生產和科學施肥，增強農戶科學施肥的意識，改變農戶施肥觀念。大力推廣商品有機肥，特別改變“糞即是肥”的錯誤觀念，減少使用未經過腐熟的有機肥，合理使用化學肥料。同時開展形式多樣的培訓活動，邀請科研專家對基層農戶、種植大戶進行科學施肥和田間管理指導，引導農戶從單純追求產量的觀念轉向追求綠色、有機農產品理念。與此同時，拿出專項資金用于土壤改良試點，通過不同技術模式、不同品種、不同區域試驗，選擇適宜宿城區大面積推廣的能克服連作障礙的技術模式。

3.7 換土法和推廣基質栽培技術

針對土壤鹽漬化特別嚴重的地塊，推薦換土法來改善土壤。將表面含有鹽分的土壤移除，補充沒有鹽害的客土并進行覆蓋，也可以通過加深耕耘的深度，將含鹽分高的表層土壤翻入下層，分散鹽分濃度，讓水分更容易滲入下層土壤?；|栽培也是解決土壤鹽漬化特別嚴重的地塊的有效措施之一，是無土栽培的一種形式。

蔬菜基質栽培具有省工、省水、省肥、優質、高效等特點。其技術要點主要是在設施內開挖栽培槽，在栽培槽內覆蓋薄膜與土壤隔離開，栽培槽內放基質，將作物定植于基質內。利用水肥一體化灌溉系統，將水分、肥料均勻輸送到作物根部基質，滿足作物生長所需的養分，實現精準施肥、用水，提高肥料利用率，減少鹽分積累造成的生理障礙，有效防止連作障礙。

4 結束語

農業的可持續發展需要不斷提高專業技術，提升種植意識，針對作物連作障礙的現狀，通過分析連作障礙的發生原因，探討新技術的原理及使用狀況，提出解決和防止連作障礙的具體對策，對設施農業生產提供了科學參考。解決連作障礙，需要從作物品種、農事管理和土壤管理等多方面入手，選用抗性品種，改變傳統的施肥模式、運用科學水肥管理方法，不改變土壤中原有的微生態環境，增強土壤的養分和肥力，為作物增產增收提供保障。隨著科學技術的不斷進步和種植技術的不斷更新，相信作物連作障礙問題的解決會有更多、更好的方式為農業發展提供動力，為實現農業可持續發展貢獻力量。

參考文獻：

[1]于祥，陳倬.作物連作障礙形成原因及其改良措施[J].新農業，2021（15）：50.

[2]梁農貴.園藝經濟作物中沃柑的連作障礙防治研究[J].新農業，2021（13）：27-28.

[3]王力.設施蔬菜連作障礙原因綜合分析與防治措施[J].農業開發與裝備，2021（6）：179-180.

[4]劉任源.設施蔬菜連作障礙機理及防治[J].現代農村科技，2021（6）：51-52.