季鸣宇
(上海市崇明区庙镇农业综合技术推广服务中心,上海 202150)
上海市作为我国主要花卉消费和出口市场之一,近年来其花卉生产规模不断扩大,形成了以崇明区、浦东新区和松江区等为核心的花卉产业集聚地。目前,上海市花卉产业主要是球根花卉生产,如水仙、唐菖蒲、百合等[1-2]。随着上海市花卉产业的专业化和规模化水平日益提高,花卉种植的连作障碍日趋严重,尤其是在集约化种植模式下,为追求经济效益,不断提高复种指数,导致连作障碍已成为限制上海市花卉产业发展的一大难题[3-5]。例如,李晶晶等[6]研究发现,随着百合连作年限的增加,土壤中的微生物数量显著降低,速效养分和有机质累积下降,细菌数量和反硝化菌nirS型基因丰度在连作4 年时显著下降,在连作7 年时下降幅度均达最大值。目前,农业生产上主要通过大量施用农药、化肥等来解决连作障碍引发的病虫害加剧和土壤营养不足等问题[7-8],但这容易引起土壤大量元素超标、微量元素匮乏,导致土壤离子失衡和缓冲能力降低,从而产生严重的生态环境问题[9-11]。在此背景下,笔者拟通过走访调查及查阅相关资料等方式,对崇明区花卉产业结构、球根花卉连作障碍发生情况及目前实施的防治措施进行分析,以期为研究上海市花卉连作障碍发生机制和通过科学环保的方法克服土壤连作障碍提供参考。
2022 年1 月—2023 年2 月,依据调查方案,通过实地访问、查阅相关资料等方法,对崇明区花卉生产的基本情况进行了调查,主要包括花卉产业结构、球根花卉种植情况、球根花卉连作障碍现状等,并对连作障碍的形成进行分析,依此提出相关生态调控方法。
调查所得数据采用Microsoft Excel 2016、SPSS 17.0 进行整理与分析。
由表1 可知,崇明区花卉产业呈现出多元化发展的势态,全区花卉产品类型主要有鲜切花、盆栽植物、观赏苗木、草坪、种球用花卉。从种植品种来看,鲜切花有唐菖蒲、百合、水仙等7个品种;盆栽植物有海棠、一(二)年生草花、多肉植物3 个品种;观赏苗木有金叶女贞、黄杨2 个品种;草坪和种球用花卉的品种单一,均只有1 个。从种植面积来看,鲜切花的种植面积为81.3 hm2,占比高达28.12%;盆栽植物、观赏苗木、草坪的种植面积分别为14.3、9.2、34.7 hm2,占比分别为4.95%、3.18%、12.00%;种球用花卉的种植面积高达43.3 hm2,占比为14.98%。
围绕“海上花岛”,打造“后花博”时代,崇明区先后从国内外引进适应性较强的球根花卉品种进行种植,主要品种为唐菖蒲、百合和水仙,合计种植面积为55.9 hm2,年产值达1 205 万元,取得了较好的生态效益和生产效益。其中,水仙的种植面积为3 种球根花卉中最高,达43.3 hm2,产生的经济效益也为3 种球根花卉中最高,年销售额达450 万元;唐菖蒲的年销售量达180 万枝,为3 种球根花卉中最高。崇明区主要球根花卉产品基本情况见表2。
表1 崇明区花卉产业基本情况
表2 崇明区主要球根花卉产品的基本情况
2.3.1 发生现状
由表3 可知,唐菖蒲、百合、水仙3 种球根花卉在崇明区的栽培模式主要是温室栽培、大棚栽培和露地栽培,其中温室栽培一般是规模较大的公司在进行规模化生产时使用,合作社和个体户使用的较少。在施肥管理中,虽然崇明区有施用复合肥和有机肥的习惯,但是施肥量存在一定的盲目性和随机性,且施肥种类单一、结构不合理,容易造成氮、磷、钾肥用量比例失调。目前,崇明区种植的唐菖蒲、百合、水仙均有不同程度的连作障碍发生,其中唐菖蒲的连作障碍发生较为严重,主要表现为土传病害增多。崇明区目前采用的连作障碍治理方法主要是物理防治和化学防治(如土壤消毒等),仅部分地区采用农业防治(如轮作种植、引进抗病品种等)。
表3 崇明区主要球根花卉的连作障碍发生现状
2.3.2 发生原因分析
笔者通过调查及查阅相关文献发现[12-14],崇明区主要球根花卉连作障碍的发生原因复杂,见图1,主要有淋溶、根系分泌物、植物残体腐解等。同时,连作障碍的发生会释放有毒、有害物质,对球根花卉生长产生抑制作用。例如,土传病害增多、土壤性质劣变,尤其是在集约化种植模式下,大量施用化学肥料,加剧了连作障碍的发生,造成球根花卉生长发育不良,产品质量下降。
图1 崇明区主要球根花卉连作障碍的发生原因分析
2.3.3 生态调控方法
连作障碍是农业生产中普遍存在的问题,国内外虽然对连作障碍调控方法的研究较多,但是主要集中于农业防治、物理防治、化学防治,如高温闷棚、轮作、种植绿肥等措施。实践表明,上述措施不足以解决目前崇明区主要球根花卉种植过程中出现的日益严重而复杂的连作障碍问题。近年来,随着科学技术的不断发展,生物调控技术成为研究热点,与之前的连作障碍治理方法相比,生物调控技术具有肥效高、无毒、节约能源等特点,故是解决崇明区主要球根花卉连作障碍的有效措施。目前,可用于治理崇明区主要球根花卉连作障碍的生物调控技术是施用微生物菌剂和生防菌肥,其主要原理是通过施入有益微生物来改变土壤中的微生物群落组成,从而改善土壤理化性能,促进球根花卉生长。崇明区主要球根花卉连作障碍的生态调控方法见图2。
图2 崇明区主要球根花卉连作障碍的生态调控方法
随着崇明区世界级生态岛建设进程的加快,崇明区花卉产业规模稳步发展,产业格局不断调整优化,正在由传统单一的花卉种植业向花卉加工、花卉服务、花卉科技等产业延伸,花卉市场初具规模,花文化日趋繁荣,对外合作不断扩大。同时,自第十届中国花卉博览会成功举办以来,崇明区开启了“后花博”时代,先后从国内外引进了较多的优质花卉品种,提升了崇明区花卉产业的经济效益[15-17]。在此背景下,为实现花卉生产的高效、集约化、可持续发展,崇明区一般会连续种植同一种花卉,这就为连作障碍的发生埋下了隐患。有研究表明[18-19],连作障碍的发生是土壤微生物系统内部多种因素相互作用的结果,这些因素是相互制约还是相互协同,有待进一步研究,而造成连作障碍发生的主要原因是土传病害发生(占比约60%)、土壤性质劣变(占比约20%)以及其他因素(占比约20%)。例如,刘泽等[20]研究发现,唐菖蒲多茬次种植后生长发育明显不良,根际土壤有益微生物数量减少,有害真菌数量增多,说明球根类花卉是对连作非常敏感的作物;蔡达明等[21]研究发现,随着连作年限的增加,百合和非洲菊种植土壤的pH 总体呈下降趋势,土壤电导率则呈上升趋势。
笔者通过调查发现,崇明区种植的唐菖蒲、百合、水仙3 种球根花卉均有不同程度的连作障碍发生(其中唐菖蒲的连作障碍发生较为严重),且随着连作年限的增加,土壤性质开始变劣;同时,崇明区地处长江入海口,是典型的滩涂盐碱地,这又加重了土壤连作障碍的发生概率[22];另外,笔者通过调查发现,在崇明区唐菖蒲、百合、水仙3种球根花卉的栽培模式主要是温室栽培、大棚栽培和露地栽培,在3 种球根花卉的种植过程中,施肥量远远超过花卉生长的需求量,尤其是施用了大量的酸性肥料,这也是导致土壤板结及土壤结构劣变的主要原因。
目前,常用的连作障碍治理方法主要集中于物理防治和化学防治以及少量的农业防治,随着科学技术的发展,生物调控技术已成为研究热点。例如,刘红杰[23]研究发现,施用微生物菌剂能显著提高土壤有机质含量,增加土壤微生物数量;陈志谊等[24]研究发现,施用芽孢杆菌生防菌不仅可有效控制设施蔬菜土传病害引起的连作障碍,而且在一定程度上能促进植株生长。以上研究说明,生物调控技术与传统的农业、化学技术相比,能从微生物层面对连作土壤进行改良,是解决农田土壤肥力不足、作物连作障碍的有效措施。因此,生物调控技术是解决崇明区主要球根花卉连作障碍的有效措施。
综上,花卉产业是上海市服务人民高品质生活的重要载体,相关科研工作者和从业人员要重视花卉的专业化生产和规模化、集约型经营,注重抗连作障碍新品种的研发和现代化栽培设施、高新技术的应用,从而助推上海市推进创新之城、人文之城、生态之城建设。