設施農業連作障礙產生原因分析及防治對策

李寶武

設施農業連作栽培使土壤環境變壞，蔬菜病蟲害發生危害，加大菜農勞動強度，嚴重影響設施農產品產量與品質。設施農作物復種、土壤連作面臨障礙，為農業持續發展、農作物產量質量和環境內生態平衡等造成負面影響。本文以設施農業生產為研究對象，分析了目前設施農業生產連作障礙產生原因與連作障礙形態以及防治措施，以期為農業生產良好開展提供有利的科技支撐。

1 設施蔬菜連作障礙的表現形式

1.1 土壤板結

長期過量使用化肥、不合理使用農藥，以及不合理耕作等因素造成土壤板結。土壤板結主要由于長期大量施用化學肥料或灌溉水過多導致土壤結構破壞，即由于各種因素造成土體內有機質缺乏，結構遭到破壞。具體表現為土壤表面堅硬、土粒減少、耕層變淺、保水保肥能力下降、透氣不良、耕層變淺等。

造成土壤板結的主要原因有：一是過量施用化學肥料；二是耕作層長期施入過量化肥；三是長期施用不合理灌溉水和過量的有機肥以及農藥肥料；四是耕作層長期耕作不合理。如耕作時間長，大量除草劑及大量殘留農藥使土壤失去自凈能力，農作物采收后，為加速其腐爛分解，大量使用化肥和農藥也破壞土壤結構。

1.2 土壤鹽漬化、酸化

土壤鹽漬化在當前設施栽培中廣泛存在，栽培時土壤有青紅白霜凍。青霜是因為土壤含氮量過大，紅霜是因為土壤含磷量和鐵量較多，白霜則由生化反應生成的無機物沉淀結晶而成，這種現象的發生，除了與施肥不當有關外，還與長期連作有關。

在連作期間施肥不當，造成土壤鹽分積累過多，進而引起嚴重的鹽漬化，使土壤中水分和養分含量降低，作物根系不能正常生長，導致產量下降，此時若向設施投入更多的肥料，營養元素不僅不能為植株充分利用，同時會加快土壤酸化趨勢，對土壤微生物和酶活性造成嚴重傷害。

1.3 蔬菜病蟲害發生較重

作物連作障礙中，土傳病蟲害最為明顯。據不完全統計和估算，中國每年因連作障礙造成的損失約占全國農業損失總額1/3左右。土傳病蟲害在中國發生面積大，危害重，成為危害作物生產的主要因素。由于連年種植單一作物及不合理的耕作制度，且病蟲害越冬時間不長，高溫高濕適于蔬菜生長，使得農作物的病蟲發生種類增多，危害程度加重，導致作物產量下降或絕收。

土傳病蟲害在土壤中長期存在并繁衍，同一病害在寄主及繁殖場所并在土壤內大量滋生，致使病原菌數量越來越多，害蟲逐漸與植物形成寄生關系。如：以根結線蟲為主的線蟲病，以根結線蟲為主的根腐病和黃萎病，以鐮刀菌為主的青枯病，以根結線蟲和叢枝菌根為主的葉部病害，以枯萎病為代表的根部病害等。

1.4 土壤環境惡化

設施栽培蔬菜長勢迅速，需肥水量相對較多，菜農栽培蔬菜時，不經過科學測土配方，為了產量盲目化肥材料促使作物生長導致土壤中氮、磷元素超標。許多菜農在使用磷肥時，不考慮土壤性質，而只是根據市場需求盲目施用磷肥。大量施入磷元素的同時，也會增加土壤中鈣、鎂的含量，導致土壤中鈣、鎂含量超標。同時因施用含氮較高的肥料，致使土壤pH值下降。隨著磷、氮大量元素在土壤中長期累積造成肥料養分比例失調，最終影響蔬菜品質和產量。蔬菜出現缺鈣癥狀的很多，尤其是葉菜作物缺鈣癥狀更為明顯。大量施用含鈣量高的肥料，而忽視了土壤中其它營養元素的補充，導致微量元素長期積累超過土壤自凈能力，引起蔬菜缺鈣；過量施用磷元素，也會引起蔬菜發生缺磷癥狀。磷元素被作物吸收后，可與其它營養元素形成不溶性化合物或結合成難溶的絡合物而被土壤固定，造成磷大量流失；過量施用氮肥和鉀肥也會使土壤中某些微量元素大量殘留于土壤中，使蔬菜發生缺鉀癥狀。長期持續種植同品種蔬菜勢必造成土壤部分養分的流失。還存在著土壤內離子之間拮抗作用，土壤生物群落改變，植物自毒作用等，都會造成土壤養分紊亂和失衡，導致土壤環境惡化。

2 設施作物連作障礙成因研究

2.1 覆蓋時間長

設施作物全年覆蓋，長時間得不到雨水淋溶，農民過量施用的肥料中富集成礦物質元素，不能隨雨水流入土壤深層，設施大棚內氣溫較高，根據“鹽隨水來”規律，水分蒸發過程中土壤礦物質隨水分向地表蒸發，土壤礦化作用顯著增強，更加速土壤表面鹽分濃度的增加。

2.2 化肥過量施用

菜農多數栽培完全依靠經驗，設施蔬菜栽培過程中施化肥過多，礦物質離子少有富集，離子拮抗致使其它必需營養無法被作物吸收，養分結晶溢出，破壞泥土團粒，土壤板結鹽漬化。

2.3 土壤養分不均衡

各種蔬菜對土壤營養元素吸收比例各不相同，加之菜農在栽培時施肥參差不齊，普遍出現重施氮、磷肥等問題，這些主客觀因素造成了土壤養分不均，有些離子含量較高，卻不為作物所吸收，長久以來致使土壤酸化、板結化程度加劇。

2.4 有機肥施用不合理

當前糞肥作為主要基肥，菜農為圖便捷，常把人畜糞便晾曬或不腐熟而直接施入土中，雜草叢生，且攜帶多種病蟲害原體。有研究表明，長期過量使用未腐熟有機肥會在其分解后富集有機酸和其它酸性物質，影響土壤理化性質，也影響產量。

2.5 灌溉技術不合理

受水質和種植成本等諸多因素影響，設施蔬菜種植基本上不使用精準滴灌方法，菜農也大多使用粗放式的開溝灌溉方式，加之設施溫度高，土壤表層水分蒸發強烈，鹽分結晶于土表，推進土壤次生鹽漬化。

2.6 耕作層太淺

設施栽培中，受設施、勞動力成本制約，大尺寸旋根機不能正常作業，多數農民使用小尺寸旋耕機進行土壤翻耕，耕作淺薄造成深層土壤養分貧瘠，破壞土壤理化性質，團粒結構受到破壞。

3 采取綜合防治措施

3.1 選用抗病品種

不同農作物或同一種農作物不同品種對連作障礙耐受力存在差異，在生產上通過抗性篩選出抗性強和耐連作的栽培品種進行種植，容易增強農作物抗病能力。

3.2 利用嫁接技術

利用對種植品種有親和力和抗逆性的植物作砧木，以緩解或避免土傳病害和延緩連作障礙。以茄子為例，嫁接茄相較于自根茄所產生的分泌物更利于幼苗生長，生長后期抑制自根茄作用加強。由此，嫁接技術在生產上可增加作物抗逆性，同時還可以克服自毒等問題，有效緩解連作障礙。

3.3 合理輪作間作

合理安排種植可優化微生物群落，通過輪作使上茬作物有害病菌不能找到寄主而不能生存，減輕設施蔬菜土傳病害危害。

3.4 土壤深翻

深翻可通過打破土壤板結、增強土質通透進而增加土壤耕作層，但受設施種植自身限制，小型旋耕機翻耕土壤深度較淺，對上下層土層翻耕亦很少，長期造成耕作層淺，每年施用的糞肥和各種化肥多集聚于地表10厘米以下，使土壤鹽漬化加劇，且隨耕作層淺根系分布淺，根系容易損傷、老化、早衰。通過計算，每3厘米活土層蓄水量為每公頃1050～1125立方米，可使當季作物產量提高10%。生產上菜農采用深翻與淺耕結合，機械與人工結合方式對土壤進行深翻，以克服土壤連作障礙。

3.5 調節土壤pH值

大量施用化肥是造成土壤pH值下降的主要原因。設施土壤pH值應每年檢測果。在土壤pH值與蔬菜生長不相適應的情況下，應根據科學比例施加石灰或利用悶棚施加石灰氮，既可增加pH值又能起到滅殺土壤病原菌的作用。大量施入腐熟農家肥或秸稈、泥炭土均可有效提高土壤的酸堿度和改善土壤板結。

3.6 大力推廣平衡施肥技術

合理施肥對減輕連作障礙有明顯作用。設施種植期間要加強對菜農培訓，轉變百姓大量施肥才能獲得豐收的錯誤認知，實現精準施肥和平衡施肥、配方施肥以有效解決過量施肥，施肥比例不合理導致連作障礙等問題。多年栽培的老舊大棚，大多數存在養分超標的問題，施基肥時應選用有機肥為主或純施，以有機質含量較多，養分較全面的餅肥為佳；追肥中盡可能使用新的水溶性肥料，吸收利用率較好，殘留較低。

3.7 秸稈還田綜合利用

秸稈堆肥可有效補充有機質，優化土壤團粒結構，提升土壤生產潛力；還可減少化學肥料的施用量，推進無公害化生產，節支增效，也改善了農村人居環境，提升生活品質。

3.8 拉秧后處理土壤緩解連作障礙

灌溉洗鹽法。設施土壤累積鹽分過多會導致土壤酸化，板結等現象，從而抑制植物生長，降低蔬菜產量與質量。所以當地菜農利用設施休閑季節大水灌溉對土壤中聚集鹽分進行有效稀釋和下淋，以緩解表層積鹽問題，改善生態環境。

太陽能消毒法。清園后用殺蟲殺菌劑噴灑在地面上，噴藥時加一定純酒精并同時蓋上地膜，酒精遇高溫分解，將膜下氧氣消耗掉，較好殺滅病菌，7～10天開啟上通風口和下通風口并揭去地膜，然后配合施用有機肥，秸稈和其它有效劑進行高溫悶棚。

設施農作物生產是現代農業研究發展的方向，它要求克服連作障礙，但受到農民種植習慣、利益驅動和土地限制等因素影響，栽培過程中，輪作與間作兩種栽培模式難以克服土壤連作障礙，唯有依據科學的管理辦法才能持續、健康發展設施農業生產。