蔬菜连作土壤改良技术

徐小燕，刘庭付

（1.浙江云和县农业农村局，323600；2.浙江丽水市农业科学研究院）

蔬菜连作狭义上是指同一块地里连续种植同种或同科蔬菜，广义上是指同一种作物或感染同一种病原菌或线虫的作物连续种植[1]。在现代蔬菜生产过程中，受设施栽培、复种指数高、作物种类单一、人均耕地少、交通设施、水源和水利设施以及家庭承包经营体制等因素的影响，加之菜农受高利益的驱使，以及在种植习惯上不愿意轮换种植不同种蔬菜，包括菜地地力的破坏、蔬菜生长滞缓、病虫害加剧、产量和品质下降等连作障碍问题日益严重[1，2]，已成为制约浙江省蔬菜产业可持续发展的瓶颈[3]。

近年来，丽水市高山蔬菜产业快速增长，形成了以高山茭白、菜豆为主导，茄果类、瓜类为辅的高山蔬菜产业带，年种植面积超过2万hm2。但是随着种植年限的增加，蔬菜连作障碍已经成为制约该产业可持续发展的瓶颈，其中高山菜豆、番茄、茄子等蔬菜作物连作障碍发生特别严重。本文通过查阅蔬菜连作障碍相关研究结果，在总结国内外学者关于蔬菜连作障碍的大量研究基础上，结合浙西南丽水山区实际情况和笔者相关实践，针对高山蔬菜连作障碍产生的原因和治理技术进行综述，提出适宜当地蔬菜生产的系列改良措施，为当地高山蔬菜产业发展实践提供参考依据。

1 连作对蔬菜生产的影响

1.1 病虫害发生日益加剧

3 a以上大棚栽培的或8 a以上老菜地种植的蔬菜，其土传病害、根结线虫病、病毒病、白粉病、疫病、红蜘蛛、蚜虫等发生普遍[1]。据王汉荣等[3]调查显示，浙江豆科蔬菜连作障碍各类型的出现频率依次为土壤中病原累积性病害、生理性病害 （缺素）、线虫、土壤理化性质恶化和其他因素，分别为74.58%、9.16%、7.09%、5.02%、2.84%。 据笔者调查[4，5]，丽水高山菜豆因连作导致根腐病、猝倒病发生几率为10%～15%；番茄发生青枯病、枯萎病的几率在20%以上，茄子黄萎病重病区发病田块发病率达50%以上。

1.2 产量损失严重

由于多年连作，土壤环境恶化，造成植株生长滞缓，根系生长不良，植株矮小。帅正彬等[1]、刘庭付等[4，5]研究发现，连作使蔬菜年减产10%～15%，如茄子因黄萎病减产20%～40%。据笔者在丽水调查，茄果类连作致使其产量损失50%以上，严重的导致绝产绝收。

1.3 品质下降明显

连作导致病虫害发生严重，致使菜农用药加剧，造成滥用农药、过量用药现象突出，产品的品质安全问题不断显现。同时由于连作造成土壤缺素等，使蔬菜发生生理性的变化，最终影响产品的品质。

1.4 土壤酸化严重

大田蔬菜连续种植，多年单一连作，又为了谋求短期的高效益，大量施用化肥和偏施氮肥，常导致土壤酸化，pH值降低[6]。当土壤pH值小于5.5时，会影响作物对土壤中有效氮的利用率，造成养分吸收不足[7]。据丽水市农业部门对丽水市蔬菜土壤理化性质长期监测跟踪，丽水山区主要产业化菜地土壤酸化较为严重，一般pH值在4.5～5.5，大棚蔬菜土壤酸化更严重，pH值在4.0左右。

2 连作障碍发生的主要原因

2.1 土壤有害微生物增加，土传病害加重

在蔬菜连作条件下，随着连作年数的增加，有益微生物种群密度、数量以及土壤酶活性逐年降低，土壤有害微生物日积月累，导致病原菌数量不断增加。吕卫光等[8]于2006年研究报道，黄瓜连作后土壤微生物区系改变，使得土壤由“细菌型”土壤向“真菌型”土壤转化，土传病虫害加重，线虫密度高达4.38条/g。土传病害是连作障碍发生的主要原因[1～3，6，9～12]，在所有连作障碍因子中的比重占 85%左右[9]。丽水市高山茭白随着多年的种植也出现了连作障碍[13]。

2.2 过度的化肥施用造成土壤酸化

近20 a来，化肥一直是蔬菜生产中用量最大的产品之一，菜农为追求高产而盲目滥施，造成化肥施用过度。笔者在丽水市高山番茄生产中的化肥使用调查结果表明，目前一般基肥施复合肥用量每667 m2达到150 kg以上，严重超出了正常施用水平。红壤地区土壤酸化趋势较为明显，华东区土壤pH值平均为5.9[14]。由于过量施用化肥，特别是酸性、生理酸性肥料和氮肥等的施用[7]，加上连作作物的残根或根系分泌的有机酸[1]，致使土壤的缓冲能力和离子平衡能力遭到破坏而导致土壤pH值下降，即土壤酸化现象[15]，现已成为当前蔬菜生产发生连作障碍的重要因子之一。

2.3 土壤养分失衡

在蔬菜连作条件下，肥料和种植模式单一，造成了蔬菜作物对所需养分的选择性吸收，使得土壤养分失衡、部分养分亏缺，导致蔬菜缺素症状时有发生。

2.4 蔬菜自毒作用

Rice于1984年提出一种植物（包括微生物）通过向环境释放化学物质而对另一种植物 （包括微生物）产生直接或间接的有害的或有益的作用的植物化感理论。具有化感作用的化学物质称为化感物质。当受体和供体同属于一种植物时产生抑制作用的现象，称为植物的自毒作用[16]。自1983年以来，科研学者发表有关自毒作用的论文近500篇，在茄果类、瓜类等多个蔬菜作物上均有研究。从蔬菜根系分泌物和残茬中分离出自毒物质，通过影响细胞膜透性、酶活性、离子吸收和光合作用等多种途径影响作物生长。但关于自毒作用在连作障碍中的作用，不同学者意见不同，如邱立友等[17]研究表明，上茬植物残留的次生代谢物对新生植株的自毒作用可能是连作障碍的主因，土壤性质劣化和土传病虫害加剧只是连作障碍的次生为害；而许多学者[1～3，6，9～12]认为，土传病害是连作障碍发生的主要原因。

3 连作土壤的治理改良技术

3.1 合理的耕作制度

目前来说，不同种（属、科）作物间轮作是防治连作障碍的最佳、简单实效措施[7]。针对不同蔬菜品种制定不同轮作、套种、间作模式，能有效改良土壤生态环境，其中水旱轮作是目前效果最好的栽培模式，丽水高山蔬菜以茭白、菜豆、茄果类为主，通过水稻—菜豆（茄果类）、茭白—菜豆（茄果类）等的水旱轮作，既能吸收土壤中的不同养分，使养分得到充分利用，又可通过换茬减轻土传病害的发生，提高单位面积产量和产值，提升土壤地力，保证良性耕作。又如丽水高山地区利用冬季低温冰冻时，进行翻耕冻土，能有效杀灭越冬虫卵；针对雨水较多的状况，深沟高畦也是防治土壤连作的有效措施。对于酸性土壤，可以通过与碱性绿肥作物如毛叶苕子、油菜等轮作来调节[18]。

3.2 合理科学的施肥结构

①增施有机肥 有机肥具有疏松土壤、改善微生物生活条件、培肥地力、协调土壤养分供给、保障作物健壮生长的作用。增施有机肥是防止土壤连作障碍的有效措施[11]。合理施肥，以施基肥为主，追肥为辅的施肥方式，在基肥中应以有机肥为主，可以有效改良土壤。在丽水高山蔬菜生产中，结合土壤酸化的实际条件，施商品有机肥800～1 000 kg/667 m2，可以起到改良土壤的作用。同时，在化肥施用中，有条件的可选用水溶性复合肥，利用肥水一体化设施施肥，减少化肥的施用量。

②配施微生物肥 微生物肥是通过人工培养对植物有益的微生物而研制的微生物制品，微生物肥料中含有大量有益菌，土壤接种有益菌后，可有效抑制某些病原菌的生长，能有效改善土壤生态环境，提高土壤自身的降解能力，防止病害的传播与自毒作用[1]。目前生产中应用比较多是根瘤菌肥、解磷解钾微生物肥、复合微生物肥。微生物肥是一种辅助性肥料，必须与化肥和有机肥配合施用，才能充分发挥效能，微生物肥目前已经在丽水大棚设施蔬菜上有一定的推广应用，但是尚未得到有效的推广。

3.3 利用土壤改良调节剂

①利用石灰改良剂降低土壤酸性 针对酸化土壤，施用石灰来改良是最传统的措施，不仅可以中和土壤中氢离子浓度，改善土壤结构，还可以降低土壤中重金属对作物的毒害作用[7]。王敬华等[19]在江西红壤上的试验表明，施用200 kg/667 m2生石灰，能使土壤表层酸度值有效降低2～3个单位，目前丽水山地蔬菜推广应用667 m2施生石灰50～100 kg较为适宜，在高山蔬菜产区用生石灰治理土壤酸化是成本低、效果好的一个产品。

②施用生物碳调节土壤酸化 生物碳是生物质原料（如木屑、秸秆、家畜粪便等）在限氧或绝氧的条件下，通过热化学转化得到的一种固态富碳物质[20]。生物碳作为土壤处理还是一种新型材料，但已被很多学者认为是一种生态高效的土壤调节品。例如代钢[20]在研究中提出，生物碳的添加能够改善土壤团粒结构，增加土壤微生物的丰富度，调节微生物群落结构，增加土壤微生物多样性。邱婷等[7]研究表明，生物碳可以中和土壤酸度，降低铝对作物的毒害作用。生物碳因其含有丰富的营养元素，可以提高土壤中有效养分的含量，促进作物根部的吸收，增加土壤中有机碳的含量，提高作物的产量，目前针对丽水蔬菜产业来讲，生物碳还是一个新产品，有待于进一步试验应用论证其效果。

3.4 利用化学他感作用

20世纪70年代，有学者发现水稻连作中残留在土壤中的秸秆分解产生自毒物质引起减产[16]。许多植物和微生物可释放一些化学物质来促进或抑制同种或异种植物或微生物的生长，这种现象称为化学他感作用。利用农作物间的化学他感作用原理进行有益组合，可减少根部病害。例如，一些十字花科作物在分解过程中会产生含硫化合物，向土壤中施入这种作物的残渣能减轻下茬作物根部病害的发生，许多葱蒜类蔬菜由于根系分泌物对多种细菌和真菌有较强的抑制作用，常被用于间作或套种。

4 小结

当前，蔬菜连作障碍已成为制约蔬菜产业可持续发展的关键。学者们针对土壤治理措施提出了如轮作、合理施肥、土壤改良等防治措施，但是蔬菜作物种类多，不同蔬菜作物连作障碍因子不一，需要针对特定的蔬菜作物制定合理的综合治理技术，才能有效地防止蔬菜连作障碍的发生。

丽水高山菜豆通过增施有机肥替代部分化肥，有效减轻了病害的发生