花生連作障礙的產生機理及防控措施研究

摘要：綜述了花生連作障礙的研究現狀及進展。從土壤營養失調、病蟲害危害嚴重、化感自毒物質積累、土壤酶活性下降、土壤微生物區系變化等角度闡述了花生連作障礙的產生機理，并介紹了當前治理花生連作障礙的各項防控措施，最后對花生連作障礙的機理研究及防控技術發展方向提出了展望。

關鍵詞：花生；連作障礙；營養失調；化感物質；土壤微生物區系；防控措施

中圖分類號：Ｓ５６５．２；Ｓ３４４．４文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）10－1951-03

The Mechanism and Controlling Measures ｏｆ Pｅａｎｕｔ Cｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Cｒｏｐｐｉｎｇ Oｂｓｔａｃｌｅｓ

ＫＯＮＧ Ｘｉａｎｇ－ｌｉ１，2，ＲＥＮ Ｘｉｎ－ｍｉｎｇ２

（１．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｆｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｃｔｉｖｅ Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｎａｔｕｒａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅｓ，Ｙｉｃｈｕｎ ３３６０００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｙｉｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙｉｃｈｕｎ ３３６０００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Tｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｐｅａｎｕｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ were summarized． Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ ｗａｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ in the sight of ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｎｂａｌａｎｃｅ， ｓｅｒｉｏｕｓ ｈａｚａｒｄ ｏｆ ｄｉｓｅａｓｅｓ ａｎｄ ｐｅｓｔｓ， ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｒｏｏｔｓ ｅｘｕｄａｔｅｓ， ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｆｌｏｒａ． Ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ ｏｆ ｐｅａｎｕｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ． Ａｎｄ ｓｏｍｅ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｅａｎｕｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｅａｎｕｔ； ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ； ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｎｂａｌａｎｃｅ； ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｅｘｕｄａｔｅｓ； ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｆｌｏｒａ； ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ

花生（Ａｒａｃｈｉｓ ｈｙｐｏｇａｅａ Ｌ．）是我國重要的油料作物和經濟作物，常年種植面積４００萬ｈｍ２，約占油料作物播種總面積的３５％。近年來，伴隨農業種植結構的調整，花生種植不斷向規模化和集約化發展，主產區的連作面積越來越大，連作障礙已成為花生產量低且不穩定的重要因素之一［１］。

花生連作時植株瘦弱、矮小，生育不良，莢果變小，品質下降、總生物量和莢果產量均顯著降低［２］，連作３年后減產幅度為１０％～４０％［３］。當前，花生連作障礙問題嚴重威脅我國花生種植及相關產業的可持續發展，已經引起農業部門和學術界的高度重視［４］。

該項研究從土壤營養失調、病蟲害危害、化感自毒物質積累、土壤微生物區系變化和連作障礙的調控措施等角度，綜述了花生連作障礙方面的最新研究成果，以期為推動我國花生產業的可持續發展提供理論和實踐指導。

１花生連作障礙的產生機理

１．１連作造成土壤ｐＨ值下降及營養失調

由于作物對土壤養分的選擇性吸收規律，特別是對某些中量、微量元素更有特殊需求。花生為豆科作物，可自行固氮，但連作仍會引起土壤營養失調，連作打破了原有的土壤養分平衡，使花生所需的速效養分（磷、鉀、銅、錳、鋅、硼、鐵等）顯著降低，難以滿足其生長發育所需營養，從而導致根莖發育不良，開花結實數減少，青枯病、葉斑病等發病率增加，造成產量下降［5］。付慧蘭等［6］報道了連作使土壤ｐＨ值下降的現象。連作引起的土壤ｐＨ值降低能導致土壤中有效養分的比例發生變化，從而引起土壤養分失調。此外，連作造成土壤酸堿度的下降與根系分泌物和根際微生物也有著直接關系，這將影響到土壤有機質的礦化和養分形態的轉化過程。

１．２連作造成病蟲害危害嚴重

許多學者均認為土傳病蟲害是花生連作障礙產生的重要因素。由于連作，使土壤環境更適宜那些以花生為寄主的土傳病蟲害的存活與繁殖，造成他們在土壤中的積累，特別是一些常見的葉霉病、灰霉病、霜霉病、根腐病、枯萎病和白粉虱、蚜蟲、斑潛蠅等基本無越冬現象，而且連作年限越長，土壤中積累的病菌、害蟲越多，花生受病蟲危害就越重。據劉美昌等［7］報道，連作１年的花生收獲時葉部病害的病情指數比輪作增加４３．２％，連作２年的病情指數是輪作處理的２．３倍。為了防止病蟲害，生產者只能靠加大藥劑用量和頻繁用藥來控制，這不但增加了病蟲害的抗藥性，而且容易造成對環境和農產品的嚴重污染。

１．３連作造成化感自毒物質積累

根系分泌物被認為是最復雜、最重要的植物化感物質。花生連作造成根系分泌物等化感物質積累過多，能引起自身中毒。在根系分泌物及前茬殘體腐解物中，一般認為酚酸類物質（如蘋果酸、肉桂酸及香草酸等）及其轉化產物是連作作物致毒物的主要成分［8］。其抑制作用表現在：①抑制土壤硝化過程，影響氮素形態的轉化；②抑制作物根系對土壤養分的吸收；③抑制過氧化氫酶、過氧化物酶的活性，破壞細胞的完整性；④使作物光合產物減少，葉綠素含量降低。花生在生長發育過程中，根系不斷分泌酚酸物質等有機酸，連作使有機酸在土壤中積累過多，引起花生有機酸中毒，從而影響根系的生長發育和對養分、水分的吸收，致使植株長勢弱，抗逆性差。

１．４連作造成土壤酶活性下降

土壤酶活性下降是連作花生田較突出的障礙因子。花生連作致使土壤中各種水解酶活性降低，影響土壤中各種營養的分解和微生物活動，致使植株營養不足，發育不良。據孫秀山等［9］報道，隨花生連作年限的增加，土壤的堿性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶活性均有逐年降低趨勢。其中，堿性磷酸酶活性降幅最大，蔗糖酶次之，脲酶亦有所降低，過氧化氫酶活性變化不大。花生連作土壤ｐＨ值的變化也是影響土壤酶活性的主要因素。長期連作，由于施肥或作物吸收的偏愛性，易造成土壤酸化或鹽漬化，使ｐＨ值發生變化，這會影響到土壤中各種酶的活性。同時土壤中多糖含量降低，也會影響酶的活性，多糖含量與蔗糖酶活性呈正相關［１0］。

１．５連作造成土壤微生物區系變化

根際土壤微生物多樣性降低和有害微生物種群增加被認為是作物連作中的普遍現象［１1］，隨著連作年限的增加，土壤及根際的真菌數量大量增加，細菌和放線菌大量減少，土壤從細菌型向真菌型轉化，使地力衰竭［１2］。花生長年連作使土壤中一些有益微生物（銨化菌、硝化菌等）的生長受到抑制，而一些有害微生物迅速得到繁殖，土壤微生物的自然平衡遭到破壞，從而致使花生生育不良，造成減產和品質降低。封海勝等［３］的研究表明，土壤中的細菌和放線菌數量對花生產量影響較大，與花生總干物重均呈顯著正相關；花針期和結莢期根際的真菌數量對花生產量影響較大，各生育期根際的細菌數量對花生產量均有一定的影響。此外，花生田過量施用化肥導致土壤中病原的拮抗菌減少，更是加重了土傳病蟲害的發生頻率和危害程度。土壤微生物區系變化造成花生連作障礙產生的這一原因也逐漸得到國內外學者的廣泛認同。

２花生連作障礙的主要防控措施

２．１選育抗性品種

對克服連作障礙而言，選育抗性品種具有重要意義。人們在研究化感作用中發現植物對化感物質的敏感程度在植株間存在差異，如同為葫蘆科的西瓜、甜瓜、黃瓜、蛇瓜和西葫蘆的自毒作用存在很大差別［１3］。因此提出了通過育種手段來提高植物對化感物質的抗性，并進一步利用化感作用的觀點。研究人員已在同屬豆科的大豆上做過有益嘗試［１4］。因此，充分利用自然中豐富的抗性種質資源，利用分子育種和基因技術培育對化感物質耐受性強及高抗連作障礙的花生品種，這有望成為解決花生連作障礙問題的有效途徑。

２．２培肥改良土壤

化肥施用過多是各種土壤發生酸化、鹽漬化及各種功能退化的重要原因。合理調控化肥用量，加大有機肥的施用量，這樣不僅可以直接提高土壤有效養分含量，還可以通過影響土壤生物活動促進良好土壤結構形成。因此，做到有機肥與無機肥配施，氮、磷、鉀及各種中微量元素合理搭配，同時研發適合花生需肥特點的花生專用復合肥及緩控釋肥料等，這在花生種植上是培肥改良土壤的重要方式，也是調控連作花生田營養失調的重要途徑。

２．３合理輪作和間作、套作

實踐證明，輪作換茬是克服花生連作障礙的最經濟有效的措施。在南方低丘紅壤區有灌水條件的田地實行水旱輪作，對花生增產十分有利［１5］。通過與病原菌非寄主植物輪作，能使土壤中的病原菌數量顯著降低。采用小麥、水蘿卜與連作花生實行模擬輪作，能促進連作花生的植株生育，可以減輕或解除花生的連作障礙［１6］。此外采用間作、套種的種植模式也是防治連作障礙的有效方式，通過間作及套作可以增加土壤微生物多樣性，提高土壤養分有效性［17］，謝慧等［18］通過研究發現，花生套種合適的藥用植物可以有效緩解花生的連作障礙。

２．4生物防治措施

生物防治是目前國內外學者研究的熱點，并將逐步成為花生病蟲害防治的重要手段，封海勝等［19］的研究結果表明，生物菌劑可以顯著促進連作花生的植株生育，使連作花生的主要農藝性狀以及產量達到或超過輪作花生的水平。但目前存在的主要問題是，土壤環境中很多因素都限制了添加拮抗菌或降解菌在土壤中的定殖和增殖，使其難以發揮應有效果。因此，進一步篩選微生物拮抗菌劑或化感自毒物質降解菌劑，并進行微生物在土壤中的定向培育與馴化，將有助于強化生物防治的效果。

３花生連作障礙的研究發展方向

雖然在花生連作障礙對土壤理化及生物學性狀的影響及其土壤質量變化等方面的研究已取得明顯進展，但不同治理措施在改善花生根際微環境、減緩土壤連作障礙的貢獻及機制等方面的研究還有待進一步加強。下一步將加強不同土壤環境條件下花生連作障礙的產生機理及諸多障礙因子的關聯研究，并通過進一步深入研究明確花生連作障礙的產生機理，研發連作障礙的各種農藝、化學、生態和生物等綜合調控措施，最終建立起和諧的花生農田生態系統，這是克服花生連作障礙的最終途徑。

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