吳玉光 肖 強
我國將連作俗稱重茬,連續(xù)種植同一種或近緣作物的土壤叫做連作土壤,連作土壤往往會產(chǎn)生各種病害,從而導(dǎo)致連作障礙。連作障礙(Continuous Cropping Barrier)則是指因連續(xù)種植某種(乃至同一科)作物而出現(xiàn)的病害發(fā)生、作物生長發(fā)育不良、產(chǎn)量下降、品質(zhì)變差等現(xiàn)象,俗稱“重茬病”。
蔬菜連作障礙的發(fā)生有兩個因素,一個是植物本身的原因,一個是環(huán)境的因素。植物本身的原因是指植物的化感作用,植物的化感作用是一種植物或微生物(供體)向環(huán)境釋放某些化學(xué)物質(zhì)而影響其他有機體包括植物、動物、微生物(受體)的生長和發(fā)育的化學(xué)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象,包括促進(jìn)和抑制兩個方面,當(dāng)受體和供體同屬于一種植物時產(chǎn)生的抑制作用叫做植物的自毒作用?;形镔|(zhì)作用的機理是抑制細(xì)胞分裂、伸長、損壞細(xì)胞壁、改變細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和亞顯微結(jié)構(gòu),影響作物體內(nèi)生長素、赤霉素、脫落酸的水平,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),改變酶的功能和活性,抑制氨基酸的運輸和氨基酸向蛋白質(zhì)的整合,阻礙氣孔的傳導(dǎo)。
然而發(fā)生和加重連作障礙的主要原因是人為干擾因素。蔬菜是高度集約化的作物,具有復(fù)種指數(shù)高的特點,一般的蔬菜產(chǎn)區(qū),尤其是設(shè)施栽培,經(jīng)濟(jì)效益好,人們不愿意進(jìn)行輪作倒茬,長期連續(xù)種植某一種作物加重了植物的自毒作用。在土壤管理上,由于設(shè)施的限制和小型農(nóng)機的應(yīng)用造成耕層變淺、犁底層抬高、根系分布的空間變小。在肥料應(yīng)用上,有機與無機、各元素之間的平衡失調(diào),在有機肥的使用上長期使用雞糞、豬糞等單一的有機肥,在化肥使用上重視氮、磷、鉀的使用,忽視中微量元素的使用,有機、無機肥料的配合不合理等施肥方法,導(dǎo)致土壤的次生鹽漬化以及蔬菜生理病害的發(fā)生。在水分管理上,連續(xù)的灌溉和沖施肥的使用造成了土壤的干濕交替不明顯,加重了土壤的厭氣環(huán)境,使一些厭氣微生物的繁殖加快,好氣微生物的繁殖降低,破壞了土壤微生物的均衡發(fā)展。由于復(fù)種指數(shù)的增加,土壤的休閑時間短,田間管理較差,有一些病株的根、葉、莖殘留在土壤中使得某些病菌繼續(xù)蔓延引發(fā)大面積的病害。馬鈴薯、番茄、黃瓜、冬瓜、白菜、蘿卜、茄子、甘藍(lán)等都是容易發(fā)生連作障礙的蔬菜。在大多數(shù)情況下表現(xiàn)為病蟲害蔓延和生理生長障礙。
水培和基質(zhì)栽培是防止蔬菜連作障礙的最好方法。但土壤栽培蔬菜在我國仍占有主導(dǎo)地位,特別是日光溫室、大棚等保護(hù)地栽培,連作障礙的防治是最難的。一般防治方法分為選用抗性品種、嫁接、輪作倒茬、土壤處理等,本文從土壤的角度,談?wù)勥B作障礙的防控。
不同作物間進(jìn)行輪作倒茬是克服連作障礙的有效措施,將蔬菜和一些糧食作物如玉米、麥類輪作,效果十分顯著,但對于一些蔬菜主產(chǎn)區(qū)及大棚菜區(qū),與糧食作物輪作有時不太現(xiàn)實,而且像黃瓜、番茄、冬瓜等經(jīng)濟(jì)效益高的蔬菜,農(nóng)民很容易連作或是在兩茬之間加入一茬生長期短的葉菜,這也不能解決連作問題。從保持蔬菜產(chǎn)區(qū)的可持續(xù)性生產(chǎn)和蔬菜發(fā)展的長遠(yuǎn)效益來看,為了克服連作障礙,還是要強調(diào)輪作倒茬,特別是糧菜輪作、水田旱田輪作、果菜葉菜輪作等。在土地耕翻的過程中可以采用橫耕、斜耕的方法破壞土壤的微生物分布結(jié)構(gòu)達(dá)到改良土壤的目的,一般年份耕層深度應(yīng)保持在20 cm以上,每2~3 a(年)進(jìn)行一次深翻,深度在25~30 cm。
施肥應(yīng)以有機肥為主,無機肥為輔,以基肥為主,追肥為輔。有機肥不僅可以為蔬菜提供養(yǎng)分,而且具有改良土壤環(huán)境,增加土壤生物多樣性的作用,有機肥可以使用人與畜禽糞便、腐殖酸類肥料、污泥和污水處理的產(chǎn)物、城市垃圾和生活垃圾、秸稈、工業(yè)生產(chǎn)的廢棄物(蘑菇渣、餅肥、沼氣渣、糠醛渣、味精渣等),最好是多種有機肥混合施用或交替施用,盡量避免長期施用一種有機肥。化肥在蔬菜上應(yīng)用要注意養(yǎng)分的均衡供應(yīng),特別要注重鈣、鎂、硫、鐵、鋅、硼等中、微量元素的使用。有機無機肥料是一種既能夠提供蔬菜所需要的速效養(yǎng)分又能夠改良土壤、維持長效的土壤生產(chǎn)力的肥料,近年來發(fā)展的各種生物肥料也逐漸成為防治土壤連作障礙的有效措施。
土壤消毒的方法很多,主要分為石灰消毒法、高溫消毒法、熱水消毒法、太陽能消毒法、藥劑消毒法,此外還有火焰消毒技術(shù)、蒸汽消毒技術(shù)、生物熏蒸技術(shù)等。
3.1 石灰消毒 選擇6~8月天氣最熱的時間,將前茬的殘根爛葉清光,每667m2施用50~100 kg的生石灰,并在壟溝內(nèi)鋪滿稻草、麥草、玉米秸等1 000~2 000 kg,破壟將石灰和稻草等用旋耕機或犁杖深翻,埋在地下即可,一般谷草埋的深度為30~40 cm,最好深翻兩遍,秸稈盡量短一些,翻耕后要壓實,用無破損舊膜將土壤表面完全封閉,以防止土壤水分散失和溫度降低,從薄膜下灌水,至畦面充分濕潤為止,不能積水。
3.2 高溫消毒 溫室可完全封閉,要求20 cm土層溫度達(dá)到40℃維持7 d(天),或37℃維持20 d(天),即可有效殺滅土壤中細(xì)菌、根結(jié)線蟲等有害生物。消毒完成后翻耕(應(yīng)控制深度,以30~40 cm為宜,以防土壤深層的生物翻到地表),晾曬3~5 d(天)后即可播種或定植。
3.3 使用反光板消毒 將配制好的培養(yǎng)土鋪開,在陽光下暴曬3 d(天)左右,為了提高紫外線的強度,通常采用鋁箔制成的反光板,將鋁箔板迎著陽光斜對地面,利用光的輻射提高土壤的溫度,可使土壤的地表溫度達(dá)到50℃,地下20 cm土層的溫度可以達(dá)到15~20℃,這樣可以消滅大量病菌、害蟲(卵)等,雖然不是很徹底,但是效果還是不錯的。
3.4 熱水消毒 土壤熱水消毒是利用高溫?zé)崴緳C產(chǎn)生高溫?zé)崴畬ν寥肋M(jìn)行消毒,采用高精度傳感器控制熱水溫度,采用循環(huán)泵使水溫均勻。包括燃煤式土壤熱水消毒機、熱水輸送系統(tǒng)、熱水分配器及注水滴灌系統(tǒng)等4部分。這種技術(shù)采用耐高溫水管將92℃高溫?zé)崴斔偷叫枰镜臏厥业脑耘嗷|(zhì)槽或栽培畦??蓪?0 cm土層溫度在2 h(小時)左右升至50℃以上,50℃以上可持續(xù)1~2 h(小時),45℃以上持續(xù)時間可達(dá)3.5 h(小時),而30 cm深的土層溫度達(dá)33℃左右。經(jīng)過處理前后的觀測比較發(fā)現(xiàn),土壤經(jīng)高溫?zé)崴咎幚砗?,土壤中大量存在的根結(jié)線蟲基本上被殺滅。
采用熱水消毒法除了對土壤中的根結(jié)線蟲有很強的滅殺性,同時還可加速土壤中的有機物分解,并釋放出氨氣、CO2和有機產(chǎn)物,從而改變土壤的微生物群落,有效抑制病原真菌的繁殖,利于植物根系的生長,從而增強植株的抗逆性。
3.5 藥劑消毒 藥劑消毒是利用各種化學(xué)藥劑或生物藥劑通過噴淋、澆灌、拌土、熏蒸等手段對土壤進(jìn)行消毒,可利用的藥劑主要有甲醛、代森銨、氯化苦、田除、線凈(苦參堿)、菌線威等殺蟲劑和殺菌劑。
3.5.1 噴淋或澆灌法 將藥劑用清水稀釋成一定濃度,用噴霧器噴淋于土壤表層,或直接灌到土壤中,使藥液滲入土壤深層,殺死土中病菌。適宜于大田、育苗營養(yǎng)土、溫室栽培等的土壤消毒。噴淋法主要使用的農(nóng)藥是甲醛、代森銨、波爾多液等。甲醛對防治黑斑病、灰霉病、銹病、褐斑病、炭疽病等效果較明顯。代森銨可防治花卉的黑斑病、霜霉病、白粉病、立枯病,還能有效地防治球根類種球的多種病害。波爾多液對防治黑斑病、灰霉病、銹病、褐斑病、炭疽病等效果較明顯。菌線威(1.5%二硫氰基甲烷)是美國環(huán)??偩终J(rèn)定的環(huán)保產(chǎn)品(2002年在農(nóng)業(yè)部正式登記),是新型高效廣譜殺菌殺線劑,具有極高的殺菌活性。該劑為非內(nèi)吸保護(hù)性殺菌、殺線劑,可用作土壤消毒、種子處理和灌根使用,對多種植物病原真菌、細(xì)菌、藻類及線蟲都有顯著效果。對蔬菜苗期猝倒病、立枯病、腐霉病,西瓜枯萎病,茄子褐紋病,黃瓜、番茄、茄子、辣椒青枯病等防效較好。
3.5.2 毒土法 毒土法是將農(nóng)藥(乳油、可濕性粉劑)與具有一定濕度的細(xì)土按比例混勻制成。施用方法有溝施、穴施和撒施。毒土法可以起到土壤消毒的作用,也可以起到殺蟲、滅草的作用,在稻田、菜田、果園都可以使用,藥劑的選擇需因地而宜、因作物而宜。
3.5.3 熏蒸法 利用土壤注射器或土壤消毒機將熏蒸劑注入土壤中,在土壤表面蓋上薄膜等覆蓋物,在密閉或半密閉的設(shè)施中使熏蒸劑的有毒氣體在土壤中擴(kuò)散,殺死病菌。土壤熏蒸后,待藥劑充分散失后才能播種,否則易產(chǎn)生藥害。常用的土壤熏蒸消毒劑有甲醛、氯化苦等,可在設(shè)施草莓、西瓜、蔬菜的種植中應(yīng)用。如每平方米土地用45%百菌清煙劑1 g熏棚5 h(小時)。
土壤消毒的方法還有很多,目前應(yīng)用比較廣的是石灰消毒法,其優(yōu)點是操作較為簡單,缺點是有時要受到天氣的限制,在堿性土壤上有時因為施入石灰影響土壤中磷的活性,降低磷的利用率。高溫消毒需要比較強的光照,若夏天經(jīng)常下雨,效果不好。采用反光板消毒對于草莓地比較適合,在其他蔬菜地由于反光板照射土壤的面積有限,光照強度不一致,有時效果不好。熱水消毒法需要特殊的設(shè)備,投入比較高,還需要燃料來加熱水,在高檔的日光溫室和集體經(jīng)營的溫室使用比較好。當(dāng)前用的最多的是藥劑消毒,在藥劑消毒中采用菌線威的投入最少,防治病毒、線蟲的效果最好,采用藥劑消毒要盡早,早消毒可以將病原菌及早消滅,不僅大田要消毒,苗床也要消毒。當(dāng)然各個不同地區(qū)、不同條件還需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣采取適宜的方法。
3.5.4 化學(xué)藥劑選擇 可以使用的農(nóng)藥如氯化苦、二氯丙烯、二甲基二硫(DMDS)、棉隆、線克、甲醛和阿維菌素等。線凈是一種殺蟲殺線劑,具有觸殺、胃毒和熏蒸作用。其殺蟲作用機理是抑制害蟲體內(nèi)的膽堿酯酶的活性,干擾昆蟲神經(jīng)系統(tǒng),使昆蟲肌肉及腺體持續(xù)興奮而導(dǎo)致死亡,在葉片上的殘留期不長,但在土壤中的殘留期則較長,并具有內(nèi)吸作用,因此對地下害蟲和線蟲的防治效果好。具有殺蟲譜廣、持效期長、低毒安全、使用方便等特點。在黃瓜、番茄、茄子上應(yīng)用都收到很好的效果。
3.5.5 生物藥劑選擇 在生物防治上可選用“國優(yōu)生態(tài)有機肥”,是一種含有多種高效微生物、具有多種功能的微生物肥料。含有植物生長所必需的有機質(zhì),氮、磷、鉀、中微量元素,還含有大量的有益菌、氨基酸、蛋白質(zhì)等,將生物技術(shù)枯草芽孢桿菌和D1土壤改良優(yōu)質(zhì)菌群及韓國進(jìn)口的高含量土壤改良劑、阿維菌素菌絲、豆粉原料、植物楝素、蓖麻粕、中草藥等經(jīng)過發(fā)酵提煉出的又一新產(chǎn)品,對防治連作障礙有明顯的作用,對防治線蟲有突出的作用,其中的蓖麻餅主要起到驅(qū)蟲的作用;中草藥(大黃)起到殺菌的作用;楝素起到驅(qū)蟲、抑制化肥的損失的作用;阿維菌素菌絲豆粉原料起到驅(qū)蟲的作用;進(jìn)口土壤調(diào)理劑是一種高硅土壤調(diào)節(jié)劑,能夠釋放遠(yuǎn)紅外線,阻止病原菌的萌發(fā),分解病原菌的毒素,形成沃土養(yǎng)根,降解土壤中重金屬及農(nóng)藥殘留物,可有效防治作物因缺素而引起的生理病害;多種生物菌群可以修復(fù)土壤的微生物群體,增加土壤中微生物的多樣化;富含很高的有機質(zhì)可以起到培肥地力,增加土壤緩沖能力的作用;這種肥料是一種具有供肥、促生長、防病抑菌、殺滅線蟲和根部害蟲等多重功效的生態(tài)肥料,施用后能夠提高地溫,活化、疏松土壤,修復(fù)土壤環(huán)境,達(dá)到防治連作障礙的目的。
由于土壤栽培蔬菜的年限較長,土壤情況復(fù)雜,種植的蔬菜種類很多,以上的這些措施單獨使用哪一項處理都存在消毒、殺菌不完全的現(xiàn)象,要想解決消除連作障礙的問題必須采取綜合措施,從種子開始,從育苗開始,每一項措施都要到位,而且在每一個栽培階段都要進(jìn)行良好的田間管理。
蔬菜連作障礙的發(fā)生有天然的原因和人為的原因,人為的原因占主要地位,只要人們對發(fā)生連作障礙的原因得到認(rèn)識,并且對連作障礙的防治重視起來,采用各種辦法進(jìn)行綜合控制,就能夠減少連作障礙的發(fā)生,就能夠保持蔬菜生產(chǎn)的連續(xù)性,提高蔬菜產(chǎn)量和改善果實品質(zhì)。