马铃薯连作障碍研究进展

马铃薯是世界上四大粮食作物之一。在中国由于马铃薯大面积连年种植,造成连作障碍,导致块茎产量和品质下降等问题。连作障碍是土壤与作物相互作用的结果。本文综述了引起马铃薯连作障碍的主要原因,以及防治马铃薯连作障碍的主要方法。主要从连作马铃薯土壤理化性质劣变、化感自毒作用、土壤微生物群落结构变化等方面介绍了马铃薯连作障碍机制的研究进展;并从合理轮作、间套作,施用生物有机肥等农艺措施,化学熏蒸、物理消毒等土壤消毒措施方面介绍了马铃薯连作障碍防控的研究进展,旨在为研究马铃薯连作障碍机理和建立克服连作障碍的技术奠定基础。     

马铃薯连作造成的影响及连作障碍防控技术

近年来马铃薯连作面积日益扩大,连作造成的问题日趋凸显。采用文献检索、内容归类的方法研究马铃薯连作对植株生长、土壤性状、土壤微生物多样性等方面的影响,并就缓解连作障碍的措施进行了总结,以期为马铃薯产业发展提供参考。     

连作马铃薯光合特性与土壤速效氮含量的关系研究

马铃薯作为乌兰察布市主要农作物,连作障碍问题日益突出,已然影响产业可持续发展,减轻或消除连作障碍对马铃薯生产意义重大。以当地主栽品种“后期红”为试验材料,设置轮作、一年连作、二年连作等处理,从出苗后33天开始,每隔15d,测定叶片光合性能相关指标、土壤速效氮含量。结果表明,随着生育进程的推进,三种种植模式下的马铃薯叶面积指数LAI、相对叶绿素含量SPAD、光合速率Pn、蒸腾速率Tr等指标变化趋势相同;与对照轮作相比,二年连作会使马铃薯LAI、SPAD、Pn、Tr在某些生育期明显降低,而一年连作马铃薯的大部分指标无显著变化;二年连作土壤中的速效氮含量明显低于对照,一年连作与对照无明显差异;相关分析表明土壤速效氮含量与光合特性指标呈显著正相关。因此,适当增加马铃薯连作土壤中氮肥投入,尤其是中后期合理施肥,有助于提高光合特性。     

连作障碍中化感自毒效应及间作缓解机理

连作障碍是典型的土壤-植物负反馈现象,长期以来困扰农业生产的发展,作物连作障碍形成机理与防治一直是国内外学者的研究热点。自毒作用是连作障碍的发生机制之一,连作下土壤中自毒物质累积通过影响作物的营养吸收、光合作用、酶活性等生理过程而抑制作物生长;同时自毒物质还通过改变微生物区系,降低土壤微生物活性和多样性,促进病原菌增殖,加剧土传病害发生而导致连作障碍危害加重。利用植物化感作用而采用的间作模式,可为克服作物连作自毒物质引发的土传病害发生提供环保、经济、有效的防治途径,符合现代农业可持续发展的思路。笔者从营养和生理角度分析间作提高作物的抗性,从根际微生物-自毒物质-病原菌互作角度阐明间作缓解连作自毒效应的机理,为理解间作系统地下部根际生态过程与连作障碍缓解及制定合理的间作模式提供参考,并有助于揭示地上-地下生物多样性互馈机理。     

福建省农科院研制土壤微生态修复剂

<正>连作障碍的土壤修复是世界性难题。为改良土壤和预防青枯病发生,福建省农科院农业生物资源研究所利用自制的土壤微生态修复剂和青枯病植物疫苗菌剂,在连作7年的番茄地,设置3种处理。处理1为添加量60t/hm~2的土壤微生态修复剂和植物疫苗100     

轮作豆科植物对马铃薯连作田土壤速效养分及理化性质的影响

合理轮作天蓝苜蓿 (Medicago lupulina L.)、陇东苜蓿(Medicago sativa L.)和箭筈豌豆(Vicia sativa L.)3种豆科植物对马铃薯连作田土壤速效氮、速效磷及速效钾含量有不同程度的促进作用。对于马铃薯2年以上连作田,轮作3种豆科植物均能起到提高土壤氮素有效性的作用,速效氮含量最高提高476%,且可显著提高3年以上连作田速效磷含量,增幅最高可达207%。对于3~4年连作田,轮作天蓝苜蓿可提高土壤速效钾含量,其他连作年限及轮作箭筈豌豆和陇东苜蓿均没有提高土壤速效钾含量。轮作豆科植物后,不同连作年限马铃薯连作田土壤EC值均显著下降,与对照相比,土壤的EC值最大降低69.7%,说明实施马铃薯-豆科植物轮作对防止马铃薯连作田土壤盐渍化有显著效果。轮作豆科植物使连作田土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均显著提高。从第2年连作开始,轮作豆科植物对后茬马铃薯产量产生明显影响,第3~4年连作期间,轮作天蓝苜蓿和箭筈豌豆对后茬马铃薯增产效果较明显。     

烤烟连作土壤障碍因子及防治措施

从烤烟连作影响烟株生长发育、产质量下降和病虫害增加等方面阐述了烤烟连作危害,从土壤养分比例失调、物理性状趋劣、根系分泌物自毒、有益微生物减少、有害微生物增加等方面归纳总结了烤烟连作障碍产生的土壤因素,从平衡施肥、增施有机肥、土壤深耕调理、合理轮间套作以及生物防治等方面介绍了当前烤烟连作障碍的防治措施,并对今后烤烟连作障碍机理研究的重点和方向以及烤烟连作障碍防治措施有效性进行了讨论。     

间作系统根-土互作与连作障碍缓解

现代农业大面积单一作物连作种植和农药化肥的大量施用问题较为严重,造成农田生态系统日趋简单和脆弱,使作物病害发生频繁,病害流行周期越来越短,连作障碍严重发生。间作作为中国传统农业的精髓,具有增产、提高养分资源利用效率的优势。文章旨在明确间作缓解连作障碍的机制,以期为寻求缓解连作障碍的措施奠定基础。从寄主营养及生理变化、诱导寄主抗性、养分高效利用、改善土壤理化性状、抑制病原菌及土壤微生物多样性等方面对间作缓解连作障碍机制的最新进展进行了总结,明确了间作缓解连作障碍的机理,同时展望了间作缓解连作障碍的未来重点研究方向,以期为指导中国农业生产,实现农业的可持续发展提供理论和技术支持。     

间作系统根-土互作与连作障碍缓解机制

现代农业大面积单一作物连作种植和农药化肥的大量施用问题较为严重,造成农田生态系统日趋简单和脆弱,使作物病害发生频繁,病害流行周期越来越短,连作障碍严重发生。间作作为中国传统农业的精髓,具有增产、提高养分资源利用效率的优势。文章旨在明确间作缓解连作障碍的机制,以期为寻求缓解连作障碍的措施奠定基础。从寄主营养及生理变化、诱导寄主抗性、养分高效利用、改善土壤理化性状、抑制病原菌及土壤微生物多样性等方面对间作缓解连作障碍机制的最新进展进行了总结,明确了间作缓解连作障碍的机理,同时展望了间作缓解连作障碍的未来重点研究方向,以期为指导中国农业生产,实现农业的可持续发展提供理论和技术支持。     

河南省设施蔬菜连作障碍现状调查与分析

为进一步了解河南省设施蔬菜连作障碍的发生和防治情况,调查了河南省17个地市93个乡(镇)的96个合作社(园区、村)。结果表明,河南省设施蔬菜茬口安排及蔬菜种类呈现多样化,设施蔬菜连作年限大都在5a以上,最长连作年限达30a。设施蔬菜连作3a以上即开始表现连作障碍现象,而且连作障碍棚室的比例及严重程度随连作年限的延长而增加。设施蔬菜土传病害发生最为严重,其中大棚根结线虫病发病率达84.6%,日光温室达56.9%。除土传病害外,土壤养分失衡和土壤次生盐渍化也普遍发生,土壤自毒作用、板结、酸化等发生相对较轻。总结了河南省各地设施蔬菜连作障碍防治的主要措施,并分析了调查中发现的几个重要问题,提出了河南省设施蔬菜连作障碍防控的几点建议。     

生防细菌菌剂修复连作障碍的研究进展

连作障碍是现代农业发展过程中遇到的一个突出问题,在缓解连作障碍的方法中,利用生防细菌菌剂进行生物防治来解决这一难题已经逐渐被人们重视。生防细菌极具防病潜力和应用价值,能够起到增加农作物产量,提高植株防病能力的作用。笔者详细介绍了致使连作障碍产生的3个主要因素:土传病害加剧、土壤理化性质的恶化以及作物自毒物质产生的成因。描述了生防细菌对连作障碍土壤修复的现状,从多个角度分析了各种生防菌剂对抑制土传病害、改善土壤理化性质、缓解连作障碍自毒作用的机制,进一步探讨了生防细菌在连作障碍方面的潜力,为人们解决连作障碍问题提供了新的思路,也为生防细菌菌剂的推广提供参考。     

作物轮作对甘薯田土壤微生物群落的影响

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小麦轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸（PLFA）和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指数的变化规律。结果表明,与甘薯连作相比,甘薯―花生轮作显著（P<0.05）提高了土壤微生物细菌、放线菌、革兰氏阳性菌（G⁺）、革兰氏阴性菌（G^-）生物量,降低了真菌生物量及真菌与细菌比值,甘薯―小麦轮作降低了土壤细菌、放线菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,提高了真菌与细菌比值;甘薯―花生轮作提高了土壤微生物对羧酸类化合物、碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,甘薯―小麦轮作提高了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,其中甘薯―花生轮作对羧酸类化合物、芳香化合物和碳水化合物的利用能力显著高于甘薯―小麦轮作;甘薯―花生、甘薯―小麦轮作均提高了土壤微生物丰富度指数（Shannon index）、均匀度指数（Mclntoch index）和优势度指数（Simpson index）,其中甘薯―花生轮作的均匀度指数高于甘薯―小麦轮作,而丰富度指数和优势度指数显著降低;冗余分析（RDA）表明土壤微生物群落结构、碳源利用能力和多样性指数与不同土壤养分存在相互促进或相互制约的关系。综上所述,甘薯与花生、小麦轮作能够改变土壤微生物群落结构及功能多样性。     

连作对甘肃中部沿黄灌区马铃薯干物质积累和分配的影响

甘肃省中部沿黄灌区是全国重要的加工型马铃薯生产基地, 因集约化种植带来连作障碍问题已严重影响到农业产业的健康发展, 所以探索连作对马铃薯块茎产量形成的影响与机理十分必要。根据田间定位试验, 以前茬为玉米的地块作对照,设连作1~5年处理, 采用常规方法,调查连作对马铃薯产量、干物质积累和分配以及花后干物质积累和转运的影响。结果表明, 与对照相比, 短期(1~2年)连作未表现连作障碍现象, 连作第3年, 块茎产量显著下降, 降幅达21.68%~75.67%, 单薯重量变化是产量下降的直接原因; 马铃薯整株和块茎的干物质积累均表现出明显的“S”型曲线特征, 连作缩短干物质快速增长期时间和减少干物质平均积累速度; 也影响马铃薯植株干物质在不同器官间的分配比例, 特别是明显增加根系干物质分配比例。在块茎产量的形成过程中, 长期连作导致营养器官花前贮藏干物质向块茎转运的贡献增加, 而花后同化产物向块茎直接输入的贡献降低。长期连作条件下马铃薯植株库源关系的失衡是导致块茎产量降低的主要原因。     

海藻生物有机肥对苹果连作土壤环境及新疆野苹果幼苗生物量的影响

探讨海藻生物有机肥对减轻苹果连作障碍的效果,为生产中应用提供理论依据。以苹果砧木新疆野苹果[Malus sieversii (Ledeb.) Roem]为试材,盆栽条件下,研究加入0.5%、1.0%和1.5%的海藻生物有机肥对苹果连作土壤环境和新疆野苹果幼苗的影响。结果表明,海藻生物有机肥能显著提高新疆野苹果幼苗的干鲜重。海藻生物有机肥的施入提高了连作土中细菌、放线菌数量,降低了真菌总量,同时,还降低了连作土中主要酚酸类物质的含量。因此海藻生物有机肥有减轻苹果连作障碍的作用。     

克服蔬菜作物连作障碍问题之研究进展

蔬菜作物连作障碍是蔬菜生产持续发展所面临的一个重要问题,通过查阅有关克服蔬菜连作障碍的研究报告,结合作者从事相关研究的结论和进展,就蔬菜作物连作障碍产生的原因和克服的途径进行综述,以便为相关研究和类似技术的实际应用提供借鉴。大量的研究表明,引起蔬菜作物连作障碍的主要原因有土壤中有害微生物的积累、土壤的次生盐渍化、蔬菜作物的自毒作用等。通过轮作、间作套种、生物防治、选育抗重茬品种、嫁接栽培、增施有机肥等措施可以部分或全部解决蔬菜作物的连作障碍问题。