設施農業連作障礙產生原因淺析

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摘要：青城鎮依托其特殊的自然優勢發展設施農業，目前已形成了特色產業基地。但是連作栽培導致土壤環境惡化，蔬菜病蟲害為害嚴重，增加了菜農的勞動強度和生產成本，也嚴重影響了青城鎮設施農產品的產量和質量。文章通過調查青城鎮設施農業存在的問題并查閱大量文獻資料，從設施蔬菜發生連作障礙后的表現、原因及綜合防治方面進行分析，旨在為相關研究人員和當地農戶提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：設施農業；連作障礙；原因；綜合防治措施

青城鎮人多地少，960hm2耕地養活2萬老百姓，人均耕地不超過533m2；屬典型的黃河谷地，平均海拔1450m，年平均氣溫10.2℃，土地肥沃，氣候溫和，光照充足，水資源豐富，發展高效設施蔬菜具有得天獨厚的優勢。目前設施蔬菜生產已成為支柱產業，但設施栽培集約化生產、種植品種單一，造成設施蔬菜復種指數高，土壤連作障礙嚴重，對當地農業可持續發展、農產品質量安全及生態環境帶來了一定的負面影響。

1設施蔬菜連作障礙的表現

1.1土壤板結

土壤板結是導致蔬菜根系生長不良、生理問題增多、抗性下降的主要原因之一。因土壤本身黏粒含量高、有機質補充不足、長期或單一地偏施化學肥料、農戶地膜清理不干凈、長期采用大水漫灌、翻耕過于精細等，導致土壤耕作層缺乏有機質，結構不良，干燥后受內聚力的作用使土面出現變硬現象[1]。

1.2土壤鹽漬化和酸化

土壤鹽漬化是青城鎮目前設施栽培過程中普遍存在的現象，在種植過程中土壤會出現青、紅、白霜。相關資料顯示，青霜是由于土壤含氮量過高，紅霜是由于土壤中磷、鐵含量高，白霜也俗稱“返白堿”，是土壤中鉀鈉鈣鎂與氯離子、硫酸根離子、碳酸根離子等發生化學反應形成的化合物析出結晶[2]，鹽分濃度過大嚴重影響了設施蔬菜的正常生長發育，導致植株矮小、果實僵化等現象發生，嚴重時甚至出現絕收，使得青城鎮設施蔬菜的產量和品質大幅度降低。在設施栽培過程中，肥料投入量大，而大部分營養元素無法完全被植株利用、菜農忽略微量元素的投入，氮磷鉀大量元素超常規施入，但施入的肥料中只有少量氮、磷元素被作物吸收，大量的氮、磷元素殘留在土壤中形成硝酸根離子和硫酸根離子，從而加速了土壤的酸化。同時，氮元素大量消耗，但碳元素含量增加，土壤中有機質用量少、土壤有機質含量較低也在一定程度上加速了土壤的酸化，土壤pH值和全鹽含量隨種植年限的變化呈現出相反的趨勢[3]。

1.3蔬菜病蟲害嚴重

土傳病蟲害是作物連作障礙最突出的表現。有調查結果表明，存在作物連作障礙的地塊，其中有70％左右連作障礙是由土壤傳染性病蟲害引起的[4]，設施蔬菜周年生產，病蟲害沒有越冬時間，適宜蔬菜生長的高溫高濕也為病蟲害生長繁殖提供了有利條件。另外同一作物或近緣作物連續種植后，同種病害有了生存的寄主和繁殖場所，在土壤中大量繁殖，導致病原菌的數量不斷增加，加上菜農盲目追求產量和眼前利益大量地噴施農藥和化肥，使得病害產生了耐藥性，土壤中病原的拮抗菌減少，更加重了土傳病蟲害的產生。

1.4土壤環境惡化

大量研究發現，在經濟利益的驅使下，超量和不平衡使用化肥加劇了溫室土壤養分失衡。設施栽培蔬菜生長速度快，需肥水量比較大，菜農在蔬菜種植過程中，沒有經過科學的測土配方，而是為了產量盲目地使用氮、磷肥來促進作物生長，從而導致土壤中氮、磷元素超標。磷元素超標產生的磷酸根離子與土壤中的陽離子生產難溶性的磷酸鹽導致土壤板結，氮元素的超標加劇土壤酸化。加上設施栽培中雨水對土壤的淋溶作用降低，造成土壤板結或者團粒結構破壞。重茬現象普遍，導致土壤內養分分布平衡失調，某一種類蔬菜對營養元素的吸收具有一定的偏愛性，長期連續種植同一種類的蔬菜必然會導致土壤中某些養分缺失[5]。還有土壤中離子間的拮抗作用、土壤生物群落的變化、植物的自毒作用等，使土壤養分失調、不平衡，從而使得土壤環境惡化。

2設施蔬菜連作障礙產生的原因

2.1長期覆蓋

設施蔬菜種植幾乎常年覆蓋，長期無法得到雨水的淋溶，農戶超標施入的肥料富集成礦物質元素而無法隨雨水流到土壤深層，設施大棚內溫度高，按照“鹽隨水來”的規律，在水分蒸發的過程中，土壤中的礦物質隨水分蒸發到地表，土壤的礦化作用明顯加劇，更加快了土壤表層鹽分濃度的升高。

2.2化肥使用超標

菜農大多文化層次較低，種植全憑經驗，在設施蔬菜種植過程中過量施入化肥，導致大部分礦物質離子無法被作物吸收而富集，離子間的拮抗作用使其他植物所需營養也無法被作物吸收，從而土壤養分儲存量大幅度上升[6]，導致土壤鹽漬化嚴重，團粒結構被破壞，造成土壤板結。比如氮肥施入過量會消耗大量的有機肥，從而影響土壤的團粒結構，改變土壤性狀；磷肥過量時，產生的磷酸根離子和土壤中的陽離子結合產生難溶鹽造成土壤板結。

2.3土壤中養分不均衡

不同種類的蔬菜吸收土壤中營養元素的種類、數量及比例不同[7]，再加上菜農種植過程中施肥不均衡，普遍存在重施氮﹑磷肥現象，這些主、客觀因素導致土壤中養分不均衡，部分離子大量存在但不被作物吸收，部分作物需要的元素又得不到補充，比如鈣、鎂、硼、鋅等微量元素不足。土壤養分的不均衡加速土壤酸化，導致土壤板結加重。

2.4有機肥施用方法不合理

目前糞肥已成為大棚蔬菜生產的主要基肥之一，菜農為了使用方便，經常將人和動物的糞便曬干或者未經腐熟直接施入土壤中，使雜草滋生，帶入大量的病菌、蟲卵。長期大量施用未腐熟的有機肥同樣會影響土壤的理化性質，導致土壤鹽分積累，影響作物生長等。也有資料顯示，有機肥在分解腐熟的過程中會形成大量的有機酸（草酸等）和二氧化碳，致使土壤進一步酸化。

2.5灌溉技術不合理

由于水質及種植成本等多種因素，本地設施蔬菜種植基本沒有采用滴灌等精準灌溉方式，菜農大部分采用開溝灌溉法，這種粗放式的灌溉方法，加上設施溫度較高，土壤表面的水分蒸發量大，鹽分隨土壤集聚到土表，導致土壤次生鹽漬化加重。

2.6耕作層過淺

在設施栽培過程中，由于設施的限制，大型旋根機無法入內，再加上近年來勞動力成本上漲，大部分農戶采用小型旋耕機對設施土壤進行翻耕操作，導致設施土壤的耕作層變淺，土壤深層的養分得不到補充，長期淺耕會使土壤理化性狀改變，團粒結構被破壞。

2.7植物本身的自毒

土壤中殘留的蔬菜根系、枯枝殘葉的分泌物及腐解物為有害菌提供了充足的營養和寄主，同時對同種或者同科植物產生抑制作用，下一茬栽培同一種作物時，病原菌會迅速侵染作物并大量繁殖，從而使得土傳病害增加。

3綜合防治措施

3.1選用抗病品種

不同作物或同種作物的不同品種耐連作障礙的能力有所不同，生產中通過抗性篩選選擇抗性較強、耐連作栽培的品種來栽培，易于提高作物抗病能力。

3.2采用嫁接技術

采用與種植品種親和力高、抗逆性強的植物作為砧木來減輕或避免土傳病害，減緩連作障礙。以茄子為例，嫁接茄根系分泌物與自根茄相比，促進了茄子種子的萌發和幼苗生長，在生長后期嫁接茄的根系分泌物對種子萌發的促進作用小于前中期，而自根茄抑制作用增強。因此，生產中使用嫁接技術能提高蔬菜的抗逆性以及克服自毒，是緩解連作障礙的有效方法之一。

3.3合理輪作和間作

合理輪作和間作可以改善土壤的生物群落結構，上茬植物根系分泌物能為土壤提供營養源，并且通過輪作，使上茬作物的有害病菌找不到寄主無法存活，可減輕土傳病害對設施蔬菜的為害。

3.4深翻土壤

深翻可以增加土壤耕作層，破除土壤板結，提高土壤通透性，改善土壤理化性狀，消除土壤連作障礙。但由于設施種植本身的局限性，菜農基本使用小型旋耕機進行土壤翻耕，多數小型旋耕機土壤翻耕深度淺，上下土層翻動也較少，長期使用導致耕作層變淺，每年使用的糞肥、各類化肥大部分聚集在地表下10cm內，從而加重了土壤鹽漬化，并隨著耕作層變淺根系分布也變淺，根系易受傷、老化，出現早衰現象。通過對部分大棚土壤測算發現，每增加3cm活土層，每公頃可增加1050～1125m3的蓄水量，并可使當季蔬菜增產10％左右。在生產中菜農用深翻和淺耕相結合、機械和人工相結合的方法深翻土壤，克服土壤連作障礙。

3.5調節土壤pH值

化肥的大量施入是導致土壤pH值降低的重要因素，每年對設施內的土壤進行pH值檢測。當土壤pH值不適合蔬菜生長時，要根據土壤酸化程度施入一定量的石灰或者結合高溫悶棚使用石灰氮，這樣不但可以提高pH值，而且對土壤病原菌有滅殺作用。大量施入腐熟農家肥或者秸稈、泥炭土都能有效改善土壤酸堿度，改善土壤板結。

3.6推廣平衡施肥技術

合理施肥是緩解連作障礙的有效方法。在設施種植過程中要加大菜農的培訓力度，改變老百姓認為大量施肥就會有好收成的錯誤觀點，做到精準施肥、平衡施肥、配方施肥來有效解決過量施肥和施肥比例不合理而造成的連作障礙。多年種植的老棚，礦物養分含量大多會超標，在施用基肥時要選擇有機肥為主或者純施用有機肥，使用有機質含量高、營養更全面餅肥效果更好；追肥時盡量采用新型水溶性肥料吸收利用率會更好，殘留更少。

3.7使用微生物肥料

微生物肥料是由一種或數種有益微生物、培養基質和添加物（載體）培制而成的生物性肥料，通稱菌肥或菌劑，是一種間接性肥料。菌肥中微生物的某些代謝過程或代謝產物可以增加土壤中的氮元素、某些植物生長素以及抗生素的含量，或促進土壤中一些營養性物質的轉化，并兼有刺激植物的生育進程及防治病蟲害的作用。向土壤中施入微生物肥料，微生物的分泌物能溶解土壤中的磷酸鹽，將磷素釋放出來，同時，也將鉀及微量元素陽離子釋放出來，以鍵橋形式恢復團粒結構，消除土壤板結。

3.8增施腐熟的有機肥

增施有機肥可改善土壤根系生長狀況，提高土壤速效養分含量，增加根際土壤微生物含量，改善土壤微生物區系，減輕根結線蟲為害，提高作物抗性。菜農通常使用通過堆漚腐熟的有機肥，或者通過高溫悶棚的方法讓有機肥得到有效腐熟。

3.9秸稈還田的綜合利用

綜合利用廢棄秸稈堆肥還田，一方面可以補充土壤中的有機質，改善土壤團粒結構，提高土壤生產潛力；另一方面可以降低化學肥科施用量，促進無公害化生產，節支增效，同時還能改善農村人居環境，提高生活品質[8]。3.9.1高溫悶棚法。高溫悶棚法主要利用太陽、生物、化學所產生的三大熱能有效殺滅治病微生物及部分地下害蟲，促使有機肥腐熟、殺死土傳病害從而克服連作障礙。主要做法是在夏季換茬季節，大約7月下旬，大棚蔬菜拉秧后，拔除植株殘體（挖出植物根系），保持棚架完好、棚膜完整，對大棚進行太陽消毒后，均勻撒入作物秸稈（玉米秸、稻殼等）1t左右、有機肥料（雞糞、牛糞、羊糞等）3～5t、石灰氮施用量為0.9～1.2t/hm2，人工或機械混翻兩遍，深度25～30cm，讓石灰氮和土壤充分結合。覆蓋地膜，四周壓土密閉（一定要密閉薄膜搭接處），膜下灌水至飽和，密封整個大棚至少15d，讓有機物充分腐熟并殺死連作障礙引起的土傳病害。3.9.2堆漚腐熟。施入堆漚腐熟的秸稈可改善土壤團粒結構，增加C/N比，有效克服連作障礙。將玉米、小麥、水稻等作物的秸稈切碎后加水濕潤，使秸稈含水量達到用手能擰出水來為宜，在地上鋪上防滲布或者塑料，然后鋪1層40cm左右的秸稈，壓實，撒1層速腐劑和尿素，每40cm撒1層速腐劑和尿素，1t秸稈使用速腐劑1kg和尿素5kg，并用泥將堆密封，堆漚大約25d后翻堆1次，之后重新用塑料或者泥密封好，再經過15～20d，秸稈基本腐爛成高效有機肥[9]。

3.10拉秧后進行土壤處理減輕連作障礙

3.10.1灌溉洗鹽法。設施土壤積聚的鹽分過多會引起土壤酸化、板結，使植物生長受到抑制，蔬菜的產量和品質下降。因此，當地菜農在設施休閑季節通過大水灌溉，將土壤集聚的鹽分有效地稀釋下淋，從而減輕土壤表層積鹽，改善土壤的生態環境。3.10.2太陽能消毒法當地農戶清園之后在地面噴灑殺蟲殺菌劑，在噴灑殺蟲殺菌劑時加入一定量的純酒精，同時覆蓋地膜，酒精在高溫的條件下分解，會消耗完薄膜底下的氧氣，更好地殺死病菌，7～10d后打開上下通風口，揭開地膜，再結合使用有機肥、秸稈、土壤處理劑的方法進行高溫悶棚。

4結束語

無公害農產品生產已成為現代農業發展方向，這對克服連作障礙提出了更高的要求，但受農民種植習慣、利益驅使及土地限制，在當地設施蔬菜種植過程中，通過推行輪作和間作種植模式來克服土壤連作障礙還存在很大困難，只能采取科學的土壤管理辦法，促進當地設施農業可持續發展。

作者:李蔭萍 單位:榆中縣青城鎮人民政府