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土壤改良新方向,破解大棚蔬菜连作、重茬减产难题
2019-06-10   来源:农人农事   

大棚蔬菜由于种植经济效益高,可以反季节栽培,近年来在蔬菜种植区大量发展,对我国的蔬菜供应及出口做出了很大贡献。但是连续种植同种作物几年后,大棚种植总会出现僵苗、死苗、叶片焦枯、落花落果、果实畸形等症状,土面则表现泛白似盐霜,土壤板结坚硬,通透性差等现象。而造成这些现象发生的根源,还在于施肥不科学、过度消耗土壤本身调节能力以及连作同种作物有害微生物及其代谢产物积累等有关。

土壤改良新方向,破解大棚蔬菜连作、重茬减产难题

一、连作障碍发生的原因:

01

土壤盐渍化

首先,连作影响土壤养分的分配和平衡。在设施内植物对所需养分吸收有限,而人为施肥多偏爱施氮磷钾等大量元素,对微肥及炭肥重视不够,造成单一元素积累过多,而需要的又连年消耗得不到补充,土壤内养分平衡必然失调。其次,各植物根系分布有深有浅,年年连作,同种作物根系吸收范围较为固定,造成营养缺乏。如此以往,造成土壤有机质被大量消耗,盐分大量积累,从而使土壤板结,有机质含量下降,土壤质地变得粘重,透气性严重破坏;土壤pH和全盐含量显著增加。另一方面,棚室的环境相对封闭,为了追求高产,通常亩栽植量是通常大田栽培的2倍以上,土地利用率高,肥料用量大,加之旱作管理,长期没有雨水淋洗土壤,使得肥料不能随水淋溶,富集在土壤耕作表层;同时棚室内温度高,土壤水分蒸发量大,又会使土壤深层的盐分上升到表层,更加重了表层种植土的盐分含量,长此以往造成土壤盐渍化加重。而盐渍化会直接对根部环境形成反渗透压,造成作物吸收障碍,导致出苗不齐,产量下降,品质变差等现象发生。

02

作物自毒物质的积累

某些作物可通过地上部淋溶、根系分泌和作物残茬、落叶腐解等途径释放一些物质,对同茬或下茬同种或同科作物生长发育产生抑制作用,这种现象叫自毒作用。多年连作,势必引起的自毒作用越来越明显,连作障碍就会出现,连作时间越长,障碍越严重。

03

土壤有益菌减少,有害菌积累,导致土传病害加重

由于连作,形成了特殊的土壤环境,使固氮菌、根瘤菌、光合菌、放线菌、硝化细菌、氨化细菌、菌根真菌等有益微生物的生长繁殖受到抑制,而有害微生物大量滋生,土壤的微生物区系发生变化。特别是保护地蔬菜和复种指数最高,一年四季不歇地,病虫害源不断积累,导致土传病害发生较重,而且发现很多新的病源菌导致的病害发生,形成了近年来的“用药不治病”的现象。

土壤改良新方向,破解大棚蔬菜连作、重茬减产难题

04

元素平衡被破坏

由于蔬菜对土壤养分吸收的选择性,单一茬口易使土壤中矿质元素的平衡状态遭到破坏,营养元素之间的拮抗作用常影响到蔬菜对某些元素的吸收,容易出现缺素症状,最终使生育受阻,产量和品质下降。

二、破解大棚蔬菜种植连作障碍措施

01

轮作和间作套种是改善连作障碍的有效措施:

轮作和间作套种能显著增加基质中微生物总量和细菌数量,降低真菌数量,土壤微生态得到极大改善,丰富微生物多样性,对减轻连作障碍效果显著。有相关报道:玉米、大豆根系分泌物可促进马铃薯块茎萌发和萌芽生长。大蒜与瓜类轮作可显著减轻连作造成的瓜类枯萎病害;黄瓜和番茄交替种植能显著提高黄瓜根际细菌和放线菌的数量。番茄轮作能降低黄瓜连作土壤容重和电导率,提高土壤pH,增加碱解N、有效P和有效K的含量。由此可见,合理的轮作和间作套种对改善土壤微生物群落结构作用明显,可减少病原真菌数量,优化土壤微生物区系结构和土壤理化性状,提高土壤中有效养分含量,使土壤环境向有利于作物生长的方向发展。

02

大棚土壤灭菌消毒

土壤消毒可减轻设施土壤连作障碍,夏季高温天气通过高温消毒,在灌水后高温闷棚,温度可达50℃以上杀虫灭菌,也可采用日光消毒的方式于夏季休茬期撤掉棚膜,深翻土壤,利用紫外线消毒;在冬季撤膜后采用低温消毒,深翻土壤,利用冬季的低温冻死病虫及虫卵;在密闭条件下也可采用利用硫磺粉熏蒸杀菌(酸性土壤慎用);通过清除初染病株和携带病菌的残茬,防止病害蔓延和植株残体分解产生的化感物质进入土壤,并配合增施氰胺类肥料(石灰氮,药肥合一的代表)也能有效防治地下害虫和土传病害。土壤生物消毒的方法在克服连作障碍上具有较大的应用潜力(利用拮抗菌进行定向防治,常用的有木霉、绿霉等)。

03

增施有机炭物质是破除连作障碍的关键

秸秆、畜禽粪便等有机原料经发酵腐熟后富含生理活性物质,施用后能提高根际土壤和根系酶活性,提高有机质和土壤速效养分含量,促进根系生长和对养分的吸收,还可以提高连作土壤微生物活性,减轻自毒作用。增施有机肥可有效提高土壤微生物生物量碳、氮和土壤酶活性,同时相关报道表明,增施有机肥可减少设施作物土壤中根结线虫二龄幼虫的密度和根中卵块的数量,直接或间接提高防治根结线虫的效果。施用专用微生物有机肥后,连作番茄土壤的有机质、全N、速效P、速效K均有提升。增施有机肥不仅可改善根系生长状况,逐步提高土壤速效养分含量,增加根际土壤微生物含量,改善土壤微生物区系,减轻根结线虫危害,提高作物抗性。

土壤改良新方向,破解大棚蔬菜连作、重茬减产难题

土壤改良新方向,破解大棚蔬菜连作、重茬减产难题

需要提出的是,目前土壤改良增加有机碳含量措施,普遍采用畜禽粪便有机肥,而应用于温室大棚改土,选用秸秆类等木质素含量丰富的原料安全性更高,因畜禽粪便类有机肥部分含盐量较高,大量使用会增加土壤盐分含量,不利于土壤微生物活跃及作物生长,同时其代谢分解速度较快,对于长期稳定改善土壤团粒结构支持不足,而选用秸秆类及腐植性有机原料不仅能长效改善土壤团粒结构,而且显著改善土壤通气性,抑制有害微生物形成,而单纯采用秸秆类及腐植性有机原料组成的产品难以达到有机肥对总养分的要求,从而土壤改良基质等产品逐渐代替有机肥用于耕作层的改良成为不二选择,土壤改良基质追求的目的不是提供速效型养分,而是逐步改善调整土壤缓冲性及自愈能力,同时为土壤微生物提供优良的繁殖场所,并降低自毒物质及有害微生物的危害,进而达到明显改善连作障碍的效果,另一份方面土壤改良基质较高的有机碳含量,通过微生物分解能显著增加棚室内二氧化碳浓度,对于提高作物光合作用,增产效果明显。

04

嫁接栽培

嫁接栽培对防治茄果类和瓜类黄萎病、枯萎病、青枯病、根腐病、根结线虫等土传病害效果良好,相关报道表明:26℃条件下“线虫绝”系列番茄砧木对根结线虫和根腐病有较好抗性,其抗青枯病砧木嫁接苗比自根苗增产明显。嫁接苗可促进连作黄瓜根系对土壤养分的吸收,降低黄瓜根际土壤电导率,减轻次生盐渍化危害,显著提高茄子和黄瓜根际土壤微生物数量及活性,改变内源激素相对含量,从而增强蔬菜的抗性。嫁接栽培技术的关键在于砧木的选择。通过生理生化指标与田间自然鉴定相结合,加速高抗砧木的筛选是蔬菜砧木品种开发研究的必然趋势。

土壤改良新方向,破解大棚蔬菜连作、重茬减产难题

05

添加土壤吸附剂(以活性炭为代表)

吸附剂有巨大的比表面积,可吸附土壤中某些化感物质和体量较小的微生物,适当缓解连作障碍。常用的吸附剂有活性炭、煤粉、凹凸棒、沸石等。同时丰富的微孔环境,为好氧细菌提供了繁殖场所,适宜作物生长的细菌数量增加,真菌数量减少,促进了过氧化氢酶的活性,抑制了土壤脲酶的活性,提高了幼苗的生物量、光合作用指标。同时向设施土壤中施加生物炭、凹凸棒、活性炭等可提高酸性土壤pH,改善土壤水热条件,提升土壤肥力和作物产量,高量的活性炭对降低土壤容重,提高孔隙度作用明显。

06

合理灌水和施用化肥

合理的水肥措施是缓解连作障碍的重要手段。设施土壤无法获得充分的雨水淋溶,及时灌水能够将盐分从土表引入土壤深层,减轻耕层盐渍化程度。但灌水并非解决次生盐渍化的根本手段。过量施用化肥是设施土壤连作障碍的重要诱因,应打破传统施肥观念,控制化肥用量,精准施肥,平衡施肥,配方施肥,并采用水肥一体化高效栽培技术,肥一体化技术能够极大提高有限水、肥资源的利用率,对连作障碍缓解效果明显。

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标签:土壤 改良 大棚

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