蔬菜連作障礙成因分析和防止技術初探

陳名蔚+王峰+韓益飛+潘國云+王玲玉+李長銘+黃雪云

摘 要 連作障礙已成為蔬菜產業化發展的瓶頸，基于此，從連作障礙的成因分析入手，結合設施栽培的特點和各類蔬菜的生長規律，有針對性地提出綜合防止技術。

關鍵詞 蔬菜；連作障礙；成因分析；防止技術

中圖分類號：S626 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.30.002

1 連作障礙的定義

連作障礙是指同一作物或近源作物（如辣椒、茄子、番茄等茄科作物）連年種植后，即使在正常管理的情況下，也會出現生長發育不良、產量降低、品質變差、病蟲害嚴重等現象。

2 連作障礙的表現

2.1 蔬菜生長勢變弱、產量下降

尉輝等研究發現，隨連作年限的增加，大蒜株高、假莖的粗和長、葉面積呈現出先增后降的趨勢，鱗莖數量減少[1]。

2.2 病蟲害嚴重，品質下降

研究發現，隨連作年限的增加，各刀次的韭菜VC含量、粗纖維含量、可溶性糖含量及葉綠素含量等均呈下降趨勢[1]；馬鈴薯植株高度、葉面積和日凈光合速率均逐年降低[2]；黃瓜主要病蟲害發生程度逐年增加[3]。

3 連作障礙的成因

3.1 化感作用

作物（供體）向環境釋放某些化學物質，影響其他有機體（受體）的生長發育，稱為化感作用，包括促進和抑制兩方面作用[4]。楊雨華等通過盆栽方式研究發現，不同蔬菜水浸液對4種蔬菜種子萌發、幼苗生長、根系發育等產生不同的影響，且不同蔬菜作物的化感作用程度有異，從強到弱的順序為：白菜>黃瓜>辣椒>番茄[5]。

根系分泌和枝葉殘體分解的毒素是影響蔬菜連作障礙的重要因素。作物通過淋溶、殘體分解、根系分泌向環境中釋放化學物質，這些化學物質會對作物自身產生直接或間接的傷害，這種現象被稱為自毒作用[6]。自毒作用是受體與供體屬于同一種植物的特殊化感作用。

根系分泌物中，對作物有毒性的主要為酚酸類物質，如苯丙烯酸、對羥基苯甲酸等。根系分泌物會抑制土壤硝化過程，影響氮素形態的轉化；抑制根系對土壤養分的吸收；抑制過氧化氫酶和過氧化物酶的活性，破壞細胞的完整性；減少光合產物，降低葉綠素含量。呂衛光等研究發現，苯丙烯酸毒性較強，50 mg/kg苯丙烯酸就可以使黃瓜根系脫氫酶活性、ATP酶活性明顯降低，明顯抑制土壤微生物活性，從而影響黃瓜長勢及根系對養分的吸收[7]。

3.2 土壤養分失衡

同種蔬菜的根系分布范圍及深淺一致，對土壤中各種養分的吸收比例也一致，連作后易引起土壤中某種養分缺乏，有些營養元素過剩，土壤養分就會失衡。例如，氮多易引發缺鎂，黃瓜缺鎂后葉肉褪綠，辣椒缺鎂葉尖黃化；磷多誘發缺硼，葉肉變暗，葉脈變黃；缺鉀使葉脈間失綠，影響光合作用；西紅柿缺鉀果實著色不均。

封勝海等研究發現，花生能夠自行固氮，但連作打破了原有的土壤養分平衡，顯著降低花生所需的磷、鉀、銅、鋅、鐵等養分含量，引起根莖發育不良，開花結實數減少，進而影響產量[8]。

3.3 土壤鹽漬化和酸化

近年來，各種設施（地膜、大中小棚、智能溫室等）栽培增加，土壤鹽分含量一般是露地土壤的2～13倍，且隨著棚齡的增加，鹽漬化有增加的趨勢。棚內土壤得不到雨水淋洗，溫度較高、土壤水分蒸發量大，下層土壤中的肥料和其他鹽分沿土壤毛細管上升，在土壤表面形成一薄層白色鹽分，即土壤次生鹽漬化現象。

蔬菜的施肥量大于其他大宗作物，特別是化肥的大量施用本身就會加劇土壤鹽漬化[9]。土壤中鹽分積累造成土壤溶液濃度增加、滲透勢加大，引起蔬菜根系吸水、吸肥能力減弱。土壤溶液濃度增加，還會使得營養元素之間拮抗作用突出從而影響作物對某些元素的吸收，從而出現缺素癥，使生育受阻、產量和品質下降。

3.4 根系微生物變化

日本學者瀧島認為，土壤微生物變化與連作障礙關系最為密切。土壤中所進行的一切生化反應過程都要由微生物和酶作用才能完成。同種作物連作，可是土壤中某些特定微生物群富集，特別是植物病原真菌，會促使根部病害發生，使產量逐年降低[10]。劉素慧等發現，大蒜連作10年后，土壤中氨化細菌、硝化細菌和芳香族化合物降解菌等數量逐年急劇下降，真菌數量卻在逐年增加[11]。

4 連作障礙的防止方法

4.1 合理選擇耕作土壤

土壤質地有黏質土、壤質土和砂質土三種。在同等水肥管理條件下，黏質土通氣和透水性差，化感物質在土壤中積累對作物生長會有較強的抑制作用。砂質土中的有毒物質易流失，但保肥力低。因此，蔬菜耕作更建議選取肥力較高、排水良好的砂壤土。

4.2 土壤改良

對于設施栽培土壤改良，可以選擇換土法，即用大田優質肥沃土壤更換棚內30～40 cm的土層；也可以選用合適的基質進行無土栽培，在提高作物產量和品質的同時，能夠有效避免連作障礙和土傳病害、減少用藥量，節約水肥、人工成本，同時這種方式也可以在非耕地上進行蔬菜生產。

在換茬農閑時，也有部分地區是采取灌水洗鹽的方法改善土壤鹽漬化和酸化。灌水并保持5～10 cm的水層

5 d以上，期間換一兩次水，排水后待土壤濕度適宜翻耕整地。也有地區在空茬期揭去棚膜，利用自然降雨淋溶洗鹽。但灌水洗鹽易造成土壤養分流失，硝態氮為主的鹽分易隨水分進入地下水，造成污染。

蔬菜生長較為適宜的pH值為中性或偏酸性，對于pH值小于5.5的土壤，用生石灰中和酸性，并降低土壤中硝態氮的含量；對于pH值在5.5～6.0的土壤，施用草木灰等堿性肥料即可；對于pH值大于7.5的土壤，適量施用酸性肥料。

為達到土壤消毒的目的，生產中可采用藥物消毒、高溫悶棚及冬季凍棚等方法，防止土傳病害、地下蟲害。

4.3 選擇抗性品種或應用嫁接技術endprint

選育抗（耐）重茬的品種是解決連作障礙的一個重要途徑，種子質量應符合GB/16725.3-2010的規定。蘇北地區引進推廣了西瓜抗重茬品種蘇蜜5號、西農8號等，增產效果達15%～20%[13]。

嫁接能改善植株根系吸收特性、改變內源激素含量，增強植株光合能力，提高保護酶活性，從而達到抗病增產的目的。瓜類、茄果類蔬菜抗病砧木在生產上應用得越來越多。在日本，黃瓜栽培全部采用嫁接技術，番茄嫁接栽培比例也達50%左右。蘇北地區嫁接技術應用過程中，紫茄選用日本赤穗茄為砧木，增產效果達10%～15%[12]。

4.4 合理輪作

輪作并非簡單的品種更換，設施蔬菜栽培過程中遵循一定的輪作規律有助于加快恢復土壤肥力、減輕病蟲害、增加產量、提高品質。

葉菜類蔬菜需氮肥較多，茄果類需磷肥較多，而根莖類則需鉀肥較多；茄果類、瓜類根系較深，葉菜類根系則較淺。將這些不同品種輪作可以充分利用不同層次土壤中的各種養分。

有些蔬菜種植后，土壤pH值會發生改變，如種植甘藍后會增加土壤酸性，種植南瓜能中和酸性，將洋蔥（對酸敏感）作為南瓜后茬會增產，作為甘藍后茬會減產。

4.5 合理施肥

長期單純施用化肥會使土壤板結，透氣性、透水性及供肥能力變差。尤其是氮肥用量過高，會增加土壤中可溶性鹽和硝酸鹽的含量，促進病蟲害的發生。張愛君等研究認為合理施肥具有明顯緩解連作障礙的作用[13]。

目前生產中推廣的很多生物有機肥具有低成本、安全、有效等特點，能夠減輕和防御土壤鹽分表聚，改善土壤物理結構，提升土壤中微生物的活性，保持土壤肥力，一定程度上減輕農藥殘留和重金屬污染，在增加蔬菜產量的同時，提升蔬菜的品質。

5 展望

通過對土壤、水肥、品種等多因素綜合考量，連作障礙并非不能延緩或者不可避免。最大程度降低連作障礙產生的負面影響，實現蔬菜產業可持續發展，將是農業產業化結構調整中必不可少的一環。

參考文獻

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[13]張愛君，張明普，張洪源.果樹苗圃土壤連作障礙的研究初報[J].南京農業大學學報，2002，25（1）：19-22.

（責任編輯：趙中正）endprint