作物连作障碍研究进展.pdf

综述 年第 期 总第 期收稿日期:作者简介:杨绪清()女安徽六安人农艺师硕士研究生研究方向为基层农业技术推广:.作物连作障碍研究进展杨绪清(扬州市江都区农业技术综合服务中心江苏 扬州)摘要:作物连作障碍对其产量和品质产生不利影响严重制约现代农业的可持续发展 本文针对国内现阶段作物连作障碍现状陈述了作物连作障碍的危害性从土壤理化性状改变、土壤生态环境破坏、植物自毒作用等方面分析了连作障碍形成原因提出了土壤改良和田间管理、种植制度和种植方式的优化、嫁接技术利用、生物防治等综合治理措施以期为解决我国农业生产这一难题提供理论参考关键词:作物连作障碍形成原因综合治理 中图分类号:文献识别码:文献编号:()作物连作障碍广泛存在于各类作物种植中无论是传统的粮油棉等大宗作物还是茶果蔬等特色经济作物都存在不同程度的连作障碍其发生程度与连作年限、复种指数呈正相关 连作障碍是当前农业研究中较为热门的一个课题关于其危害、成因和机理当前国内外研究报道颇多 笔者通过查阅相关文献详细分析了连作障碍的危害、成因和综合治理技术以期为农业生产中预防和解决作物连作障碍提供理论参考作物连作障碍的危害根际微生态失衡、矿质元素转化利用受限、根际致病菌拮抗微生物数量减少和土传病害明显加重是连作障碍中较为严重的几大危害设施栽培长期连作导致土壤肥力下降、营养失衡严重影响草莓产量和品质对芹菜连作地土壤分析发现随着连作年限的增加土壤中碱解氮和有效磷逐渐增加 土壤有机质逐年减少连作地土壤水溶性盐类易积累并发生次生盐渍化通过抑制黄瓜植株根系水分吸收将影响植株生长发育此外连作会导致花生植株弱小、生长发育缓慢和产量品质下降等且随着连作年限增加各种症状逐年加重马铃薯连作会导致幼苗净光合速率降低、叶片 值下降马铃薯株高、茎粗以地上部生物量在连作 年后均显著低于对照还有研究发现连作地葡萄根腐病、霜霉病等发生频次明显增加连作也会导致药用植物土传病害发生作物连作障碍成因分析.土壤理化性质改变连续多年种植同一种作物会导致土壤理化性质发生明显改变主要表现为土壤容重和比重增加、孔隙度降低、根系对水分和肥料的吸收利用效率明显下降等致使作物产量和品质下降若土壤中某些营养元素长期亏缺且得不到及时 年第 期 总第 期综述补充会使其抗逆性减弱而未被吸收元素长期累积会造成单盐毒害使土壤养分失衡导致连作障碍发生 农民为追求效益盲目加大化肥施用量破坏土壤缓冲和离子平衡导致土壤酸化研究表明土壤锌锰、锌铁比例严重失调导致连作障碍 因土壤盐渍化增加土壤溶液浓度增大土壤渗透势导致作物根系吸收能力降低影响作物抗逆性和土壤养分有效性最终导致植株生长发育迟缓.土壤生态环境被破坏.土壤微生物群落失衡土壤中微生物群落结构改变如有益细菌、放线菌等减少和镰刀菌等的富集将导致连作障碍发生微生物群落结构恶化引起的土传病害是药用植物连作障碍的直接原因 病原体能克服甚至接管植物免疫系统刺激诱导根系分泌代谢产物扩大生态位竞争优势使根际微生态系统不断恶化从而导致连作障碍 连作 年的西洋参土壤中细菌群落多样性指数降低真菌群落多样性显著提升而在白术连作土壤中真菌群落多样性变化正好相反 从连作花生根际土样中分离出的镰刀菌能引起花生果腐病和根腐病立枯丝核菌引起花生立枯病等 随着草莓连作年限增加其土壤真菌多样性不断增加镰刀菌属和腐质霉属等含量也显著增加.土壤酶活性改变土壤酶活性与连作年限的延长有着密不可分的联系影响植株物质循环和能量交换能力且年限越长、影响越严重 土壤酶活性反映土壤中物质代谢的旺盛程度和对养分的吸收利用情况 烟土连作 年其土壤磷酸酶和蔗糖酶活性随连作年限增加而显著降低而脲酶活性增加党参根际土壤酶活性会发生变化酶活性表现为先降低、后升高随时间加长可能再次出现降低从而导致连作障碍此外连作初期植物根际分泌物不断增加可能会诱导土壤中某些酶的活性提高但不同连作年限下的土壤酶活性是否会呈现出不同变化需要进一步验证.土传病虫害加剧随着种植年限的增加番茄根周围土壤根结线虫的数量呈上升趋势西瓜、甜瓜等瓜类连作后根结线虫病等病害也出现加重情况连作可以明显改变番茄土壤细菌群落结构和土壤真菌优势种群结构多数土传病害由真菌引起连作导致西洋参根际土壤优势细菌种类明显减少病害霉菌类群显著增加解磷、解钾、自生固氮菌比例出现失调现象 研究表明西洋参重茬地根际真菌数量减少 以上多样性指数降低 以上青霉属和曲霉属真菌比例扩大根际土壤真菌多样性指数与西洋参根病指数呈显著负相关.作物自毒作用自毒物质对同种植物会产生不利影响可损坏细胞壁、改变细胞结构及抑制细胞分裂使作物体内生长素、脱落酸等含量、酶功能及活性、运输氨基酸和合成蛋白质等受到影响 一般自毒物质为有机酸、醌类、生物碱、类萜、香草酸和水杨酸等化学物质这类化学物质通过影响作物土壤酶活性、养分代谢等抑制作物生长发育过程 自毒物质累积可降低兰州百合植株的自我调节能力通过氧化应激、渗透胁迫等导致植株生长发育不良最终影响百合品质此外芝麻根系分泌物中潜在的酸类、酰胺类和酯类等化感物质可能导致芝麻连作障碍逐年加剧作物连作障碍综合治理.土壤改良与田间管理.土壤消毒和改良当下太阳能消毒和石灰氮消毒应用较为广泛与药剂消毒相比其对土壤结构破坏较小且无副作用 采用石灰氮消毒能改善灵芝连作障碍利用太阳光暴晒土壤消毒可明显控制土壤中病原菌数量提高连作草莓产量土壤调理剂能显著改善土壤的理化性状增强作物抗病抗旱能力激活土壤原有拮抗菌作用提高作物品质和产量此外土壤电处理技术和酒精处理可改善土壤理化性状、减轻土壤污染 土壤化学消毒一般采用硫磺粉熏蒸、福尔马林拌土、嗅甲烷和 二氯丙烯灭菌等方法综述 年第 期 总第 期.加强田间养分管理可根据作物的需肥规律、土壤供肥特性等合理施肥和施用微量元素调整土壤酸碱度推广测土配方施肥增施有机肥、秸秆和微生物肥研究表明施用磷石膏专用复混肥可显著缓解红壤地区的花生连作障碍增加土壤全氮、速效氮和速效钾含量产量显著得到提高连作人参土壤中加入微生物菌剂可丰富土壤微生物群落结构改善土壤物理结构及调节土壤 值等腐植酸铵、有机肥与微生物肥配施对于马铃薯连作障碍有明显缓解作用.优化种植制度和方式.合理轮作和间作套种轮作和间作套种在改善微生物群落结构、减轻作物病害率、促进有益酶活性和积累有效养分等方面发挥作用 研究表明半夏与小麦轮作能显著提升根际土壤中有益真菌 丰度有效抑制病原真菌 玉米花生间作改善了土壤微环境提高了花生产量和品质广藿香间作紫苏可在一定程度上缓解广藿香连作障碍大蒜和向日葵间作能显著提高两茬口党参根部产量蒙古黄芪与三七间作后可以显著增加土壤养分含量使微生物群落结构逐渐转向以细菌主导型.嫁接技术嫁接技术一方面可以提高根系对水分和矿物营养的吸收改善矿物质吸收比例另一方面是有效防止土壤病害传播、克服连作障碍的重要栽培方法广泛应用于蔬菜、果树等作物 试验表明以“五叶香”丝瓜作砧木可以显著提高夏秋黄瓜产量降低病毒病发病率提高果实品质嫁接在一定程度上修复了肉桂酸和香草酵胁迫给土壤生态带来的不利影响改善了土壤环境嫁接葡萄苗与自根苗葡萄相比显示出明显的抗病性优势.生物防治.使用生物农药生物农药是防治病、虫、草等有害生物的新型农药具有安全、无污染的特点包括微生物农药、农用抗生素和生物化学农药等 研究表明使用生物农药“蔬得康”防治香蕉枯萎病对香蕉盆栽和大田均有防效且对香蕉长势有促进作用紫茎泽兰提取液在一定程度上抑制百合镰刀菌海岛素加杀菌剂对百合灰霉病、基腐病有显著抗病增产效果.增施微生物肥料微生物肥料能够增加土壤中氮元素、抗生素含量促进土壤中营养物质的转化、刺激植物生育进程和病虫害防治 研究表明复合微生物菌剂可提高大樱桃土壤中溶磷固氮功能有关的细菌丰度减少病原菌及寄生线虫数量增产提质效果明显施用生物有机肥提高了黄瓜和棉花的防御酶活性改善了根际土壤微生态环境施用生物有机肥可改善土壤微生态环境对甜瓜连作障碍有一定的缓解作用.接种根际有益微生物根际有益微生物在防治有害真菌、细菌和病毒等病害方面也有重要作用 研究表明有益微生物菌肥 增加了太子参重茬土壤根际微生物群落多样性和丰富度并可抑制真菌病害贝莱斯芽孢杆菌具有促生和拮抗能力贝莱斯芽孢杆菌 菌剂对茄子有促生作用并可提高茄子产量贝莱斯芽孢杆菌 具有拮抗作用可减轻土壤中有害菌菌肥中营养成分改善了连作土壤养分缓解了苹果连作障碍展望作物连作障碍的形成原因和机理较为复杂克服连作障碍的技术和方法还需要进一步探究针对作物连作障碍的消减机制可以从作物土壤微生物的角度出发应结合合理施肥、轮作、土壤处理等多种手段 目前微生物制剂发展前景较好可以考虑在土壤中添加有益细菌和真菌在不影响农业生态系统的前提下采取改善土壤质量、富集有益微生物菌群和增加养分获取等措施从而达到减少连作障碍的目的根际在促进植物吸收土壤养分、协调环境胁迫以及调节土壤微生物群落等方面发挥了重要作用 未来连作障碍的研究应该建立在完善的根际微生态系统理论上不断完善对根际微生态的系统性建设 年第 期 总第 期综述参考文献 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