设施栽培连作障碍克服技术的研究与应用

1、 收稿日期: 2010-07-28基金项目: 湖北省农业科技创新中心资助项目(2007-620-007-003设施栽培是指利用温室等特定设施, 采用人工干预和调控措施, 改善环境小气候条件, 并根据人们需要生产优质、 高产、 稳产的蔬菜、 花卉、 水果等园艺产品的一种农业1 。 连作障碍是指在同一块田地连续种植同种或同科作物两茬以上, 即使在正常的栽培管理措施下, 也会使植株长势变弱、 产量和品质下降的现象2 。 生产实践表明, 设施栽培条件下连作障碍更为严重。1 设施栽培在现代农业中的地位随着农村经济结构的调整, 设施栽培在农村经济发展中的地位和作用越来越突出。 2008 年, 全国设施园艺

2、面积为350 万hm 2 , 其中设施蔬菜334.67 万hm 2 , 占95.62%; 设施果树8.92 万hm 2 , 占2.55%; 设施花卉6.40 万hm 2 , 占1.83%。 抽样调查分析显示, 设施园艺生产的年综合平均产值20.23 万元/ hm 2 , 年净产值15.68 万元/ hm 2 , 相当于露地生产的35 倍, 投入产出比达到1.004.45。 2008 年, 全国设施园艺的产值为7 079.75 亿元, 占园艺产业的51.31%, 占种植业的25.25%, 相当于畜牧业的34.39%, 是渔业的1.36 倍、 林业的3.29 倍3 。2 设施栽培中的连作障碍设施栽

3、培产生的巨大经济效益被各国日益重视, 并将其作为现代农业发展水平的重要标志之一。 在利益的驱动下设施栽培品种主要局限于经济效益相对较高的作物, 由于作物种类单一且连年种植, 导致植物根际生态环境恶化, 根系活力下降, 作物生长发育不良; 土壤病虫基数增加, 危害加剧; 作物产量和农产品品质大幅度下降, 造成大量设施农业土壤设施栽培连作障碍克服技术的研究与应用顾玉成袁吴金平( 湖北省农业科学院经济作物研究所, 武汉430064摘要: 随着农村经济结构的调整, 设施栽培在农村经济发展中的地位和作用越来越重要。 在利益的驱动下, 有的在同一块地连续种植同种或同科作物, 从而导致这些田块产生连作障碍;

4、 连作障碍已成为我国农业可持续发展的瓶颈。 介绍了设施栽培连作障碍克服技术的研究与应用概况, 主要包括加强设施栽培系统养分管理、 生物防治和根系化感物质与病原菌的协同作用等方面。 关键词: 设施栽培; 连作障碍; 研究与应用中图分类号: S318文献标识码: A文章编号: 0439-8114 ( 2011 01-0001-03Research and Application of Technology to Overcome the Obstacles of ContinuousCropping in Facility CultivationGU Yu-cheng , WU Jin-ping(

5、 Institute of Industrial Crops,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064,ChinaAbstract : With the adjustment of rural economic structure, facility cultivation plays a significant role in rural economic development. The fact that crops of the same species or the same families continuously p

6、lanted in the same field will cause more obstacles for crop sequential cultivation. Currently, continuous croppings obstacle has became a bottleneck of sustainable agricultural development in China. Application of new technologies derived from nutrient management, biological treatment,synergistic ef

7、fect of root allelochemical and pathogen, to overcome the disadvantages in facility cultivation was introduced. Key words : facility cultivation; continuous croppings obstacle; research and application湖北农业科学2011年由于连作障碍而不断被弃置。3 设施栽培连作障碍克服技术的研究与应用根据设施栽培中存在的上述问题, 国内外均采用均衡养分供应、 提高土壤微生物多样性、 采用生态修复等方法来研究减

8、轻或克服设施栽培连作障碍, 从而确保产品质量。3.1 加强设施栽培系统养分管理在设施栽培中, 设施内局部小环境与露地耕作环境存在着明显的差异, 设施蔬菜的生长环境、 施肥技术等发生了根本性变化, 决定了其施肥管理上与露地栽培有着很大的区别4 。 而我国目前普遍存在着将大田水肥管理习惯直接转移到设施农业中去的现象, 这种水肥管理方式明显不适合于高度集约化的设施农业栽培。 因此, 应根据作物需肥规律、 土壤供肥特性与肥料性能, 合理搭配肥料种类和比例, 确定其最佳施肥量, 并适当控氮增钾, 以提高肥料的利用率。3.2 生物防治生物防治是利用一些有益微生物, 对土壤中特定的病原菌产生有害物质, 通过

9、竞争营养和空间等途径来减少病原菌的数量, 从而减少病害发生5 。 生物防治是目前国内外学者的研究热点。以减少番茄枯萎病菌对番茄的危害9 。 A1-karaki 等10 的研究表明, 在不同盐浓度压力下, 菌根化植株地上部和根的干重以及叶面积均大于非菌根化植株。 Pinochet 等11 研究表明AM 真菌可以减轻由南方根结线虫、 根腐线虫、 穿孔线虫等线虫引发的病害。Ratti 等12 的研究结果表明, 对薄荷接种AM 真菌漏斗孢球囊霉可使南方根结线虫的密度显著降低。 Rosendal 等13 研究发现, 盐胁迫下,AM 真菌通过改变植物体内碳水化合物和氨基酸的含量和组成, 改变根组织中的渗透

10、平衡, 减少植物对Na + 和Cl - 的吸收, 从而提高植物的耐盐能力。 尽管国内有关AM 菌根研究起步较晚, 且大多局限于实验室阶段, 但近年来发展迅速。 鉴于AM 菌根技术在农业生态系统中分布的广泛性和其在抗病、 抗逆中表现出的积极作用, 可望将AM 菌根技术引入设施栽培的生产中。 3.3 根系化感物质与病原菌的协同作用化感作用是指由植物或微生物释放到环境中的化学物质对其他植物或微生物的生长发育所产生的有利或不利的作用14 。 植物主要是通过茎叶挥发、 淋溶、 根系分泌以及植株残茬的腐解等途径, 向环境中释放化感物质来影响其周围植物的生长和发育15 。 Yu 等16,17 研究发现黄瓜根

11、系分泌物通过抑制黄瓜根系对营养元素的吸收影响自身生长发育。 阎飞等18,19 认为大豆残株腐解产生的有毒物质、 根系分泌物中的异黄酮类物质以及土壤微生物产生的一些代谢物质都会对植株生长产生抑制或毒害作用。 Fredrickson 等20 认为, 连作条件下作物根系分泌物或残茬腐解物中的化感物质可能会诱导某些病原微生物的增殖, 作物残茬和根系分泌物为这些微生物提供了底物。 尽管国内外已经对作物连作障碍的发生原因做了大量研究, 但是多数研究仍停留在单因子水平上, 而作物连作障碍的产生是土壤微生态系统内部诸多因素错综复杂关系的表现和综合作用的结果。 因此, 研究根系化感物质与病原微生物之间的协同作用

12、效应及其作用机理, 将是连作障碍机理研究的重要内容, 同时也将为寻找控制连作障碍的有效途径提供有力依据。连作障碍除有以上解决方法外, 还可以根据不同作物品种制定合理的轮作模式; 或采用土壤消毒( 灭菌 方法21 ; 或采用无土栽培技术以人工创造的根系环境取代土壤环境, 充分满足作物对矿物质、 水分、 气体条件的需求, 从而有效地防止土壤连作病害及土壤盐渍等问题22 。 连作障碍的产生涉及到作物、土壤、 环境等诸多复杂因素, 不同作物产生连作障碍的主因不同。 生产上只有坚持多种措施综合运用, 才能收到较理想的效果。2第1期( 责任编辑应梅参考文献:1 李式军. 设施园艺学M. 第一版. 北京:

13、中国农业出版社,2002.2 高子勤, 张淑香. 连作障碍与根际微生态研究I. 根系分泌物及其生态效应J. 应用生态学报,1998,9(5:549-554. 3 设施园艺发展对策研究课题组. 我国设施园艺产业发展对策研究J. 长江蔬菜,2010(4:70-74.4 李海云, 王秀峰, 刑禹贤. 设施土壤盐分积累及防治措施研究进展J. 山东农业大学学报( 自然科学版,2001,32(4:535-538.5 辛焱, 孙振营, 张波. 设施蔬菜土壤连作障碍及治理措施J. 吉林农业科学,2008,33(6:100-102.6 于凤玲. 克服设施蔬菜连作障碍几种有效方法J. 中国蔬菜, 2006(11:

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