4设施作物连作障碍形成原因及其防控

一、园艺设施内土壤特点

1、设施内土壤有机质含量高

棚室土壤有机质含量远高于露地,普遍表现为氮过剩、磷富集、钾缺乏。

2、设施内土壤容易发生次生盐渍化

大棚相比于露地,没有雨水淋溶,并且栽培时施肥量较大,大量养分在表层土壤积累

3、土壤酸化

大棚土壤本身N含量多,加上施肥时N肥过多,生理酸性肥料滥用。

二、连作障碍形成原因

(一)连作障碍概念

同一作物或者近缘作物连作以后,即使在正常管理的情况下,也会发生产量降低、品质变劣、生育状况变差的现象。

(二)连作障碍原因

1、土壤理化性质改变

(1)土壤养分不平衡

  • N过剩、P富集、K缺乏;
  • 作物对某些元素的偏好,使得连年吸收后某些养分缺乏、某些过剩;
  • 年年连作同一作物,根系吸收范围固定,导致一定土层营养成分的缺乏。

(2)土壤次生盐渍化

  • 由于施肥不当造成土壤盐离子的积累。
  • 大棚相比于露地,没有雨水淋溶,并且栽培时施肥量较大,大量养分在表层土壤积累。
  • 判断盐渍化:返白碱、紫球藻繁衍、青苔。

(3)土壤酸化

  • 原因:N肥施用过多,生理酸性肥料滥用。
  • pH过低直接危害作物;
  • 抑制P、Ca、Mg吸收;
  • 促使Mn、Al等对作物产生毒害;
  • 番茄青枯病、西瓜枯萎病、根结线虫更容易发生。

2、三大病虫:连作土壤微生物区系结构改变,土传病害加重

黄瓜枯萎病、番茄青枯病、番茄南方根结线虫病等
形成原因:

(1)土壤微生物平衡

  • 土壤病原物积累;
  • 有机肥不足、土壤C/N失衡;
  • 农药残留持续积累,影响有益菌。

(2)土壤pH

施肥不当导致土壤酸化,加剧土传病害,比如番茄青枯病

(3)土壤温度

  • 枯萎病和青枯病需要较高温度;
  • 可以用银灰色地膜降低土温。

3、自毒物质

  • 化感作用:植物与植物之间、植物与微生物之间或者与昆虫之间通过向环境释放化学物质所产生的对其生长发育造成直接或间接的、有意或者有害的作用。
  • 自毒作用:化感作用是同种或者同科植物作物供体。
产生方式:直接释放;微生物转化;微生物产生;与土壤化学物质反应。
  • 直接作用:根系分泌物,抑制作物生长;
  • 间接作用:根系分泌物诱导土壤病原微生物,产生土传病害。

三、防控连作障碍的主要措施及其原理

  • 基本原则:预防为主、综合防治。
  • 最有效方法:无土栽培。
  • 三品一标:无公害农产品、绿色食品、有机农产品;地理标志农产品。

(一)轮作与间套作等栽培模式

  • 利用化感作用原理,基于提高土壤微生物多样性的栽培模式;
  • 增加土壤细菌和放线菌数量而降低真菌数量。

1、水旱轮作

  • 通过较长时间的淹水、既能够淹杀危害旱生蔬菜的病虫草害,也能降低其对下茬蔬菜的危害基数;
  • 能淋洗积聚在表层土中的无效盐离子,降低土壤溶液浓度,保证作物对肥料元素的吸收;
  • 但是比较难推广,因为如果是水稻的话,经济效益不高;而某些地域有通过茭白、莲藕进行水旱轮作,茬口好安排。

2、伴生栽培

  • 选用对主栽作物有相生相克(对生长相生,对病原菌相克)作用的种质资源,种植在主栽作物的一侧,不占用额外土地资源,来改善土壤
  • 解决轮作难的问题。

3、填闲

  • 设施休闲期,种植具有特殊性状的作物,用于土壤修复、阻控养分流失等。
  • 定植甜玉米,茼蒿、青葱等;
  • 可以提高P/K肥利用效率,控制病害和修复土壤。

(二)生物防治技术

1、引入拮抗菌

生物有机肥

2、接种有益微生物

微生物制剂

3、客土法

(三)土壤管理和消毒技术

1、作物病残体处理、深耕

2、减盐渍:地膜覆盖、平衡施肥、配方施肥

微灌肥水一体化、灌溉排盐、生物除盐、盐分生物转化

3、土壤调理剂:蚕沙、甘蔗渣等

4、土壤消毒

(1)太阳能消毒

  • 土壤温湿消毒技术
  • 耕松土壤、浇水湿透、覆盖地膜、密闭暴晒

(2)石灰氮土壤消毒

  • 有安全间隔期,需要等待微生物群落恢复;可与高温消毒连用;
  • 优点:杀菌消毒,抑制土传病害;避免土壤酸化;增加有机质;除草
  • 缺点:土壤板结、土壤微生物区系容易失衡

(四)选用抗性品种或砧木

1、抗性品种

2、抗性砧木嫁接

  • 考虑抗逆性要求,与接穗的亲和能力,对产量的影响,对品质的影响。
  • 茄果类:种内或不同种的野生材料;
  • 瓜类:黑籽南瓜、南瓜、葫芦等。

(五)设施作物诱导抗性技术

  • 油菜素内酯BR
  • 红光诱导番茄根结线虫抗性。