设施蔬菜连作障碍原因及防治措施

连作障碍是设施蔬菜栽培中的一个关键问题.从土壤次生盐渍化、土壤微生物种类变化及植物自毒作用等方面综述了设施蔬菜连作障碍产生的原因,并提出了包括品种选择、轮作、合理施肥、嫁接及生物防治等防治措施.     

我国设施栽培连作障碍特征与成因及防治措施的研究进展

连作是目前我国设施农业的主要栽培方式,连作障碍是土壤修复的世界性难题。本文系统阐述了国内设施栽培出现的连作障碍特征(如酸化、盐渍化、养分失衡、重金属及其他有害物质积累、土传病害发生严重)与成因,并分别从农艺、生物、化学、物理4个方面简述了各种防治技术在缓解设施连作障碍过程中的作用效果。最后总结了设施连作障碍及防治技术研究中尚待解决的科学问题及研究方向,以为我国设施连作障碍的发生发展机理研究和防治技术提供科学依据。     

南京设施蔬菜土壤障碍因子防治研究

随着设施蔬菜面积进一步扩大和蔬菜生产的规模化、集约化,因复种指数高、种植品种单一、过分密植等造成的蔬菜连作障碍问题也日益突出。据了解,南京市3年以上设施菜地均不同程度存在土壤连作障碍,严重影响了蔬菜生产和农民收益,正成为南京市设施蔬菜产业优质高效发展的重要制约因素,是当前设施蔬菜生产上亟待解决的难题。本文通过对土壤酸化、盐渍化、有益微生物活性降低等障碍因子的调查,分析了南京市设施土壤连作障碍的现状,并对防治措施进行了思考与建议。     

设施园艺中的土壤生态问题及清洁生产对策

中国设施园艺面积发展迅速,已成为高产高效农业的重要模式。但是设施园艺经过近30年的实践,也出现了一些值得重视的生态问题。该文主要对土壤次生盐渍化和酸化、土壤营养失衡、设施内的连作障碍严重、设施蔬菜硝酸盐含量超标等问题及产生原因进行了系统地分析。针对存在的问题,从科学合理施肥、高效节水灌溉、多途径连作障碍防治以及病虫害综合防治技术等方面,提出了设施园艺的清洁生产技术对策。     

厌氧还原土壤灭菌对设施蔬菜地连作障碍土壤性质的影响

设施蔬菜地连作土壤,往往由于大量施用化肥、蒸发量大、受雨水淋滤少等原因,导致土壤退化,引发土传植物病害频发等连作障碍问题。厌氧还原土壤灭菌处理设施蔬菜地连作障碍土壤,降低土壤的氧化-还原电位,创造强还原环境,快速调节退化土壤理化性质和微生态结构,改良设施蔬菜地连作障碍土壤,提高设施蔬菜产量和品质,增加农民收入。对采集蚌埠市蔬菜基地设施蔬菜地连作障碍土壤,分设对照(不添加物料、不淹水)、处理1(少量稻草+淹水)、处理2(高量稻草+淹水)、处理3(少量稻草+少量猪粪+淹水)、处理4(高量稻草+高量猪粪+淹水)、处理5(高量稻草+饱和水)、处理6(高量稻草+高量猪粪+饱和水)共7组样品,每组样品分设3个平行样,实验室内30℃恒温箱密封培养15天,期间取样3次分析土壤理化性质及可培养微生物数量变化。结果表明,厌氧还原土壤灭菌处理可以降低土壤p H值和Ec值,去除SO42-和NO3-等水溶性盐分离子,调节土壤理化性质,尖孢镰刀菌由处理前104cfu g-1降低至103cfu g-1的致病临界浓度,起到抑制土传植物病原菌作用,防治设施农业连作障碍。不同有机物料的处理效果均较好,但处理间差异不显著,虽处理10天与处理15天相比,各处理样品的理化性质和微生物含量变化不显著,但与处理5天相比较,差异显著(P<0.05)。     

生物有机肥改良设施蔬菜土壤的研究进展

近年来,设施蔬菜土壤生态环境退化严重。随栽培年限的延长,土壤出现了板结、酸化、盐渍化和连作障碍等一系列问题。生物有机肥在修复设施蔬菜土壤障碍方面提供了一种新的途径,长期施用生物有机肥可以提高土壤肥力,改善土壤理化性质,调控土壤微生物群落结构,加速退化土壤生态系统的恢复。本文综述了当前设施蔬菜土壤存在的问题,生物有机肥对退化土壤的改良效果及作用机理,探讨了生物有机肥今后的研究和发展方向。     

设施农业中存在的土壤障碍及其对策研究进展

本文综述了我国设施农业栽培中存在的土壤障害问题及其对策的研究进展。根据我国各地研究报道,设施栽种土壤存在的主要障碍是某些理化性状和生物学环境恶化、连作障碍明显。为此前人研究提出了解决设施农业中土壤障碍问题的主要对策,包括合理轮作、合理施肥、防治次生盐渍化、土壤消毒和选用抗性品种等。同时讨论了设施土壤质量的评价指标,并分析提出了今后设施农业土壤需进一步研究的问题。     

滩涂围垦区不同连作年限蔬菜大棚土壤质量特征

通过区域调查、采样和分析,系统研究了苏北滨海围垦滩涂设施农业土壤的连作障碍特征。研究表明,随着大棚青椒和韭菜连作年限的增加,大棚土壤呈不同程度的板结趋势,0~20、20~60 cm的表、根层土壤逐渐呈轻中度的盐渍化趋势,土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾等养分含量呈显著降低趋势,土壤全磷、有效磷、全钾含量则无显著变化,土壤微生物数量呈显著降低趋势。滩涂青椒和韭菜连作大棚土壤基本不缺磷肥,但有补充氮肥、钾肥和有机肥的必要性。滩涂地区大棚青椒和韭菜连作3年后,土壤呈现较为严重的连作障碍特征,主要表现为严重的次生盐渍化、养分失衡和微生物环境恶化风险,全年棚期的青椒连作障碍风险尤为显著,因此提出滩涂大棚青椒和韭菜的连作年限应不超过2年。     

设施草莓生产中高温闷棚土壤消毒技术规范

以应用石灰氮、生物菌肥等新材料为基础,以增加土壤有机质、改善土壤微生物环境为重点,利用太阳能集成设施草莓高温闷棚土壤消毒配套技术措施,可有效解决设施草莓生产中出现的连作障碍,起到稳定产业、提升科技含量的作用。     

烟草连作障碍研究进展

烟草因连作种植导致产量和品质的下降已成为当前烟叶生产中面临的全国性难题。本文以连作对烟草的危害为切入点,从烟田土壤营养失调、根系中化感自毒物质积累、土壤生物学环境恶化等角度阐述了烟草连作障碍的产生机理,介绍了当前消除烟草连作障碍的主要调控措施,并对烟草连作障碍领域的研究及技术发展方向进行了展望。     

药用植物连作障碍研究评述和发展透视

连作障碍作为现代农业生产中较普遍的问题,在药用植物栽培生产中表现尤为严重,据统计约70%以块根类入药的药用植物在种植过程中都存在严重的连作障碍问题。连作障碍已经成为制约药用植物品质和发展的关键性因素。本研究从药用植物连作障碍问题研究现状出发,分析了当前药用植物连作障碍形成的三大共性问题,即根系分泌物诱导根际土壤酸化、根际微生物群落结构失衡和植株病毒病严重,具体体现在:根系分泌物诱导根际土壤微生物差异性演化、土传病原菌的化感互作、根际微生物区系的失衡加大土壤酸化、根际病原菌增多和有益菌减少导致的土存真菌病害加重、病毒病伴生和发展。并分析了土壤灭菌法、功能微生物调控、作物多样性栽培和生物质炭改良的根际调控策略在减缓药用植物连作障碍中的潜在作用。作者呼吁从事连作障碍研究的工作者应重视从根际生态学角度出发,以土壤食物网为切入点,应用现代系统生物学和化学生态学技术与方法,全面系统探究根系分泌物介导下植物-土壤-微生物的相互作用过程与机制,并着重关注土壤线虫和土壤病毒在连作障碍发生发展中的生态位关系,以深入阐明连作介导土壤酸化的生态学机制和病原菌响应根系分泌物的协同进化机理,在此基础上,采用多种根际调控相结合的策略减缓连作障碍问题,全面考虑经济、社会和生态效益,做到"生态预防为主、综合治理为要"。     

轮作油葵对马铃薯生长发育及抗性生理指标的影响

为了探究轮作油葵对连作马铃薯生长发育及抗性生理的影响,选取马铃薯连作4年、连作4年后轮作油葵1年、连作6年、连作6年后轮作油葵1年的同一块试验田,以该试验田前两年分别种植藜麦、玉米的地块为对照,测定土壤理化性质、土壤酶活性及土壤微生物数量变化,测评土壤环境。再在该试验田种植马铃薯,对其幼苗光合作用、抗氧化酶活性以及马铃薯生长发育指标进行测定。结果表明,随连作年限增加,马铃薯根际土壤pH总体升高,偏碱性,有机质和有效磷含量逐渐减少,碱解氮含量上升;土壤酶活性与连作年限呈负相关;随连作年限增加,土壤中细菌数量、放线菌数量和细菌与真菌比(B/F)呈下降趋势,真菌数量呈增加趋势;土壤环境的恶化导致马铃薯植株生长量减少,叶绿素相对含量降低,叶片光合速率下降,超氧化物酶(SOD)活性下降,O_2~-.产生速率加快,丙二醛(MDA含量上升。轮作油葵明显降低了土壤pH,提高了土壤有机质、有效磷和碱解氮含量,增加了土壤酶活性、细菌数量和B/F值,降低了真菌数量,改善了根际土壤微环境,对植株生长发育起到促进作用;增加了马铃薯叶片相对叶绿素含量、光合速率,SOD活性增强,而O_2~-.水平和MDA含量下降,可见轮作油葵减轻了马铃薯叶片膜脂过氧化作用和自由基伤害,促进了马铃薯生长发育,且整体效果以连作4年后轮作油葵较好。     

药用植物的化感自毒作用与连作障碍

本文阐述了药用植物化感自毒作用的概念、产生机理和作用特点,指出药用植物的药用活性成分与化感自毒物质的同源性是药用植物栽培中连作障碍与化感自毒作用更重要的根本原因.文章分析了连作障碍产生的原因与药用植物化感自毒作用的关系,结合作者运用DGGE和T-RFLP技术对根际土壤微生物区系的系统研究结果,提出综合运用农艺措施减缓连作障碍与化感自毒作用的危害.     

连作西瓜的根际土壤酶活性和微生物多样性

以山东大鹏西瓜基地0,3,9,15 a的西瓜根和根际土壤为研究对象,采用野外调查和实验室分析方法分析连作对西瓜根际土壤酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:随着连作年限的增加,土壤有机质和氮磷钾含量递减,连作第15年有机质及有效氮磷钾含量最低。在同一生长时期内,连作年限越长,西瓜根系活跃吸收面积和总吸收面积最低,根际土壤酶活性呈现先递增后下降的趋势,并且根际土壤酶活力幼苗期 < 抽蔓期 < 结果期。在连作前期土壤中可培养微生物代谢活力递增,连作后期微生物代谢活力递减,且连作越久土壤中微生物群落多样性降低,均匀度先增加后降低。相关性分析表明,土壤中过氧化氢酶（p < 0.05）、磷酸酶（p < 0.05）、蔗糖酶（p < 0.01）、速效磷（p < 0.05）、速效钾（p < 0.05）与真菌具有正相关性;脲酶与细菌正相关（p < 0.01）,与碱解氮负相关（p < 0.01）;过氧化氢酶（p < 0.05）、碱解氮（p < 0.01）与放线菌具有显著正相关。综上所述,连作0～9 a,土壤微生物代谢活力和酶活性增强,养分流失较小;连作9 a后,土壤养分流失严重,土壤酶活性和微生物代谢活力显著降低,产生连作障碍,说明减少连作年限可使西瓜优质丰产并且可持续发展,反之影响西瓜正常生长生产,损害经济效益。     

蚯蚓粪缓解草莓连作土壤障碍的作用

【目的】土壤灭菌处理已成为草莓生产中土传病害综合管理的重要措施,但是土壤灭菌明显抑制了土壤微生物的活性,影响草莓植株的生长。有机肥中含有大量的生物活性物质,尤其是蚯蚓粪。本研究通过观测连作土壤灭菌后施用不同有机肥对草莓植株地上部和地下部的影响,为减缓草莓植株生长的连作障碍提供有机肥选择。【方法】采用温室盆栽草莓模拟试验,首先在去除土壤化感效应影响基础上设置土壤灭菌和正常土壤栽培两个处理,探讨土壤灭菌对草莓植株不同阶段地上部叶片及地下部根系生长影响,在此基础上以相同连作土壤进行另一个盆栽试验,设置不灭菌土壤加无机肥料(LW)、 加牛粪(LN)、 加蚯蚓粪(LQ)处理,灭菌土壤加无机肥料(LMW)、 加牛粪(LMN)、 加蚯蚓粪(LMQ)共6个处理。调查了不同处理开花前苗期草莓植株地上部叶片及地下部根系的生长状况。【结果】土壤灭菌处理较相应未灭菌处理显著抑制了草莓花前幼苗阶段植株地下部的生长(P＜0.05),在果实成熟期、 盛果期及盛果末期植株生长均存在补长效应。土壤灭菌改变了草莓植株地上部和地下部正常的生长发育进程,植株不同发育阶段根冠比发生变化。无论连作土壤灭菌与否,施用无机肥料处理较施用有机肥处理显著抑制了根系生长(P＜0.05)。在不灭菌土壤上,施用蚯蚓粪处理草莓植株根系总长、 根系总表面积、 根尖数及根叉数与施用牛粪处理差异不显著,但灭菌土壤上,施加蚯蚓粪与施加牛粪相比,显著增加了草莓植株根系总长、 根系表面积及根叉数(P＜0.05)。【结论】蚯蚓粪与牛粪和无机肥料相比具有显著的生物活性。在草莓连作土壤灭菌后施用具有生物活性的蚯蚓粪,可以促进根系生长,缓解土壤灭菌对草莓植株生长发育的影响,是值得推荐的有效措施。     

马铃薯连作栽培对土壤微生物多样性的影响

为阐明马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能多样性的影响,揭示马铃薯连作障碍机制,本试验采用BIOLOG技术结合丛枝菌根真菌(AMF)形态学鉴定方法,就连作0(迎茬)、2 a、4 a、6 a、10 a的马铃薯田块土壤进行研究。结果表明:土壤养分含量随马铃薯连作年限增加有一定程度下降,其中,连作10 a马铃薯根际土壤的全磷、速效磷、速效钾和碱解氮与连作4 a相比分别下降61.32%、26.86%、26.87%和17.24%,但没有明显的养分亏缺和不均衡现象。土壤微生物群落结构发生了较大变化,放线菌、真菌数量显著随连作年限的延长先增加后减少,呈单峰型变化趋势;细菌数量随连作年限的延长呈逐步减少趋势,但差异不显著。连作4~6 a土壤微生物群落依然有较强的功能多样性,培养120 h后,连作6 a较迎茬AWCD值提高3.89%;群落组成中随连作年限的延长以碳水化合物、氨基酸类为碳源的微生物类群代谢能力明显下降,但代谢功能多样性趋于一致。连作马铃薯土壤AM真菌优势种发生改变,迎茬土壤为沙漠球囊霉(Glomus deserticola),连作2 a土壤为扭形球囊霉(Glomus delhiense)和福摩萨球囊霉(Glomus formosanum),连作10 a土壤为球泡球囊霉(Glomus globiferum)。多元分析结果表明,土壤微生物结构与功能多样性、AM真菌多样性变化受土壤p H、全磷含量、放线菌数量、细菌数量及土壤中以碳水化合物、氨基酸类等为碳源基质的微生物类群影响。说明长期连作栽培会影响土壤真菌、放线菌的数量,使真菌群落中AM真菌种的多样性显著下降,优势种发生改变,打破了微生物群落结构与功能平衡,引起土壤微生物群落结构与功能的失调。     

Fungal endophyte Phomopsis liquidambari B3 enriches the diversity of nodular culturable endophytic bacteria associated with continuous cropping of peanut

Previously, the application of the fungal endophyte Phomopsis liquidambari B3 exhibited notable effect in alleviating soil obstacles caused by continuous cropping of peanut. It was supposed that P. liquidambari B3 could enhance the efficiency of nodulation and nitrogen fixation by enriching the diversity of nodular endophytic bacteria under continous monocropping system. To verify this hypothesis, a pot experiment was conducted under natural conditions. Four treatments were set as follow: discontinuous cropping soil (NS), continuous cropping soil (CK), continuous cropping soil inoculate with actived P. liquidambari B3 (CSB3), and continuous cropping soil inoculate with sterilized P. liquidambari B3 (CSIB3). As a result, a total of 120 isolates were obtained. Our study clearly declared that the addition of fungal endophyte effectively enriched the genetic diversity and the community composition in CSB3. In contrast, a low genetic diversity level and simplex community structure were exhibited in CK and CSIB3. Meanwhile, the positive percentage rate and corresponding community composition of the plant growth-promoting isolates in NS and CSB3 were larger and more abundant than the other. This is the first time to describe the effects of fungal endophytes on the diversity of the nodular culturable endophytic bacteria associated with continuous cropping of peanut.