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设施蔬菜重茬危害及绿色防控措施实践

发布时间:2018-08-08    |    浏览1889次  |

在各级政府扶持和支持下,我国设施蔬菜种植面积越来越大,这种大面积种植模式可以快速提高农民的经济收入。但是,随着面积不断扩张和连年种植,生产管理问题逐渐凸显出来,其中最重要问题是重茬(连作障碍)问题。目前,我国种植的设施蔬菜品种繁多,生产期比较长,可以一年四季为消费者提供新鲜蔬菜,生产者的短期效益比较好,为了追求利益最大化,菜农多采取对土地掠夺式的经营策略,如多季节连作、套作、过量使用化肥农药、浅表层灌溉等措施来提高产量。这些措施严重地破坏了土壤环境,导致土壤不健康,重茬问题越来越严重。如何解决重茬问题已经成为大家关注和研究的重点方向。

    根据我们多年多地的调查研究,我们认为我国设施蔬菜重茬问题,主要由如下几方面造成的。

一、       人为管理问题

1.    基层地方政府盲目引导,管理失衡

最近,多地菜农反映:菜贱难卖。徐州的番茄5毛钱一斤还没有要;河南的芹菜2毛钱一斤,山东的包菜2毛钱一斤烂在地里没有人收,等等。这样“菜贱坑农”的问题引起菜农对种菜失去信心,对土地投入减少。纠其原因主要是地方政府引导农民种植一些大众化产品,没有技术含量,价值不高。上市季节性很强,市场泛滥后,相互压价,菜农种得越多,亏得越多。出现这种问题后,菜农就更不愿意对土壤加大投入,造成土壤营养不均衡,微生物生态平衡被打破,重茬问题发展很快。

2.    菜农知识文化落后,科学种田水平不高

目前在农村种菜的农民多是年龄比较大,俗称“3860部队”。这些菜农的文化素质不好,许多人不识字或对新知识的理解力和接受力不够,多凭经验种菜或跟随别人种植,往往导致“今年是丰产年,第二年却是歉收年”,出现“菜烂在地里不收获”、或是“姜你军”、“蒜你狠”的怪现象。区域种植区没有一个良好的合作社牵头人或蔬菜经纪人,真正地从蔬菜品种、种植模式方面为菜农服务。由于没有强势的经纪人解决菜农后顾之忧,以及科学种田技术,许多菜农不知道用何种办法才能种出优质的蔬菜,卖出优质的价格。也有没有较好的资金对土地进行投入。

3.    技术传播的不对等性,导致菜农伤害较多

从多地农资批发市场和蔬菜批发市场调研来看,无论是物资采购还是蔬菜批发,菜农都弱势群体。他即无法掌控农业生产资源,也无法掌控蔬菜的销售价格。许多农民反映“高价种植,低价销售”。他卖的是真正的血汗钱。

蔬菜种植离不开化肥农药,不法企业或经销商为了自身利益,根本不考虑土壤健康和作物需求问题,胡乱卖货,盲目向菜农推荐劣质化肥或有机肥,造成菜农施用某类元素肥料较少,使得植株生长出现问题,同时还会引发土传病害、根结线虫越来越重。

蔬菜销售离不开批发市场,离不开经纪人。实际许多基层政府在发展蔬菜大面积种植过程中往往只考虑政绩,而未考虑市场,缺乏对市场开发支持。老百姓找不到产品的销路,只好烂在地里。还有些不法的经销商为了自身利益,胡乱砍价,甚至毁约,造成老百姓雪上加霜。没有钱赚的情况下,老百姓就更没有资金对土地进行投入,只有靠化学肥料来增加产量,致使土地越来越贫瘠化。

二、       生产管理问题

(一)        土壤中营养元素失衡,盐渍化严重。

1) 盲目施用化学肥料和农药。研究发现,为了促使作物生长、防治病虫害,设施蔬菜在栽培过程中大量施用化学肥料、农药等,使得土壤无机元素大量富集,与土壤中离子结合形成盐分在表层聚集。长期聚集的表层土壤酸化程度非常严重,造成植株根系烧伤、破损;而酸性土壤更有利于病原菌的生存,其乘机侵染根系,造成蔬菜大面积发病。

2) 土地淋溶不足,加重盐渍化。设施蔬菜为了克服低温季节限制,栽培上常利用常年覆盖或季节性覆盖来改变自然状态下的水热平衡,土壤得不到雨水的淋洗,使得盐分不能及时流走,重茬种植更加剧土壤盐分集聚。

3) 翻耕不足,表层土壤营养成分缺乏,病虫害累积重。设施蔬菜的耕作多采用旋耕方式,深翻耕的较少,在浅根系蔬菜的摄取下,表层土的营养被掠取,深层土壤中的营养无法到达表层,供作物吸收利用。此外,长期种植单一蔬菜品种,吸引大量病原微生物向地表汇集,集中危害,土壤越来越不健康。

4) 有机肥料施用不足,或施用方法不当。植物在生长过程中,不仅需要无机肥料,而且需要有机肥料。多数的蔬菜种植户在有机肥料方面投入不足,紧靠配方冲施肥来加速蔬菜的生长,殊不知这种强化肥料式种植方式是对土壤养分严重掠夺,虽然看上去蔬菜长得比较好,但是营养不均衡,品质不好,味口很差,且不耐储藏。有的施用有机肥,但施用的有机肥未经过严格腐熟,其中含有的病原菌和线虫比较多,施到田里,反而加重病害的发生。

(二)        土壤微生物群落发生变化,线虫危害加剧。

1)    土壤中有益和有害微生物失衡。重茬连作为根系病虫害提供了赖以生存的寄住和繁殖的场所,使得土壤中的病原菌数量不断增加,特别是近几年由于过多地施用化肥造成土壤中病原拮抗菌减少,更加重了土传病害的发生;在保护地中,病原菌不仅可在土壤中积累,也可保存在支架和墙壁上,致使病害的传播途径多,发生基数比较大。

2)    根结线虫危害日益严重。根结线虫也和病原菌一样,能够大量地向植株的根围移动,聚集危害,分泌激素,促使根系肿大,消耗大量营养,阻断植物根系吸收土壤中的水分和无机盐,造成的产量损失达到30-50%,甚至绝产。据了解全国有21个省都有线虫危害报道,年损失更是高达700亿,而全球线虫危害至少损失1570亿美元,中国工程院院士朱有勇提出,植物线虫即将成为全球作物第一大病害。

(三)        植物分泌自毒物质常年积累。

1) 自毒物质的直接破坏作用。植物在生长过程中,根系会产生大量分泌物,这些分泌物有的能够促进根系利用营养物质;有的起到抵御作用,抑制同类作物生长。抵抗同类作物的分泌物又叫自毒物质。已有大量研究表,自毒作用是一种导致作物产生连作障碍的因子之一。这些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同类植物生长。根系分泌物中低分子量物质 (除了一般的可溶性糖和氨基酸 )主要包括有机酸、酚类物质和植物铁载体 ,这些物质对矿质养分活化、缓解或消除重金属毒害以及植物间的化感互作均起重要作用。

2) 自毒物质的间接破坏作用。植物的根系分泌物对病原菌和线虫来讲即是营养物质,又是定向趋势引导物质,它可以诱发病原菌和根结线虫向根系聚集危害,加速土传病害的发生。研究表明自毒物质在土壤中很难消除,对同种或同科作物连作种植产生巨大的抑制作用。

三、       设施蔬菜重茬的绿色防控措施

截至目前,国内、国际上对土壤连作障碍仍没有一套行之有效的方案,只能通过常规措施减轻土壤问题。近几年来,我们结合江苏省农科院各项研究成果,集成了几项应用技术,取得了显著的应用效果。

(一)           机械、人力措施

1)     清洁田园,腐化秸秆:据我们在蔬菜区大量调查发现,菜农在这方面做的严重不够。许多菜农仅将地上部分砍除或干脆不拔除,就在行间套种同类作物;即使拔除秸秆也把它放在棚室外面,任凭风吹雨淋。这样做法只能加重大棚内病虫害的数量,提前发生连作障碍。科学的做法是彻底清除秸秆,包括根系,将秸秆放入腐化池内,盖上薄膜密封、浸泡腐熟,杀灭病原菌和线虫。等到来年夏季高温后,做下一茬种植的有机肥。

2)     深耕翻土:深翻耕土壤可以将表层土与深层土进行混合,达到均匀土壤作用,并将表层土中的病原菌深埋土壤底层,减少其萌发。深耕后还可达到活化土壤作用,提高土壤肥力。

(二)           生态管理措施

轮作不同种类植物:不同种类的植物对土传病害的感染和抑制能力是不同,特别是禾本科植物和阔叶植物之间差异比较大。通过种植不同作物,不仅可以降低同类植物间的自毒作用;还可以产生拮抗物质,减少病原菌的食物源,减轻病害的发生。实践发现,在夏季高温前,在设施蔬菜田间套种玉米、高粱等青稞植物,利用其在高温下可以速生习性,降解吸收蔬菜的自毒物质。等到籽粒未成熟之前,用粉碎机粉碎青秸秆,翻入土壤中进行高温焖棚,利用青秸秆在土壤中快速发酵,提高土温,杀死病原菌和线虫;同时秸秆发酵过程中,可以快速提高拮抗细菌的数量,疏松土壤,增加有机质含量等等,一举多得。

间作不同种类植物:同一块土地上种植不同的蔬菜,根际微生物就有很大差别,比如在番茄的根系周围种植洋葱或大葱等,可改变根际周围微生物环境进而减少连作重茬带来的危害。

(三)           物理消毒措施

夏季高温闷棚,利用太阳能或蒸汽在夏季高温季节设施蔬菜休闲期间提高土壤温度,从而起到灭菌作用,该方法对蔬菜无副作用。不过,由于高温焖棚技术不过关,许多种植户的焖棚效果不好。纠其原因主要有两方面:一是大棚温度上不来,浅表层土温还不能杀死病原菌。建议改用双层薄膜焖棚模式,在地面在覆盖一层白色地膜,可以进一步提高土温。二是许多农户土壤不翻耕,直接清除地表秸秆后就焖棚,这样深层土壤和根系中还残留大量的病原菌和线虫,无法杀死。建议翻耕土壤,清除秸秆后再焖棚。在有水条件下,可以先浇灌一定水,将病原菌芽孢和线虫游离出来,有利于进一步杀死它们。

(四)           生物防控措施

设施蔬菜连作障碍的生防措施有多种多样,如选用抗性品种和采用抗性砧木的嫁接方法等等,已经有许多人做过这方面的研究和推广,这里就不再累述。重点谈一下我们近几年通过微生物防控连作障碍的研究情况。

土壤微生物系统就像人体一样,在有益和有害微生物共同作用下才能达到土壤机体的动态平衡,作物才能健康生长;一旦有害微生物的数量高于有益微生物,土壤就发生病变,作物就不能健康生长。近年来,人们开始大量关注土壤有益微生物的作用,通过不同地区、不同作物的根围土壤微生物筛选,发现大量用于预防土传病害、改善土壤健康的生防菌,其中以芽孢杆菌属、假单胞菌属、放线菌属等应用最为广泛。截止到目前,在农业部登记的微生物农药(包括复配剂)已经达到12类,363个品种,其中有3类用于杀虫,如苏云金杆菌、短稳杆菌和球形芽孢杆菌;9类用于杀菌,如解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡质芽孢杆菌、荧光假单胞杆菌、地衣芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、海洋芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌等。

12类微生物有的是从土壤中直接分离出来,通过优化分选出优秀菌株;有的是通过工程改造,诱变出更加优秀的菌株。总体来讲它们对设施蔬菜土传病虫害都有一定的防控效果。不过,不同类别、不同菌株的防控效果和作用方式各不相同。比如解淀粉芽孢杆菌B1619025-84391343)就是江苏省农科院通过基因突变筛选出来的工程菌株,它通过快速在植物根围定殖,形成保护层,阻断病原菌和线虫对植株的侵染;在其生长过程中,能分泌抗生素和生长素,提高植株的免疫力,促进作物快速生长,增加产量,提高品质。

设施蔬菜重茬(连作障碍)产生原因极其复杂,利用农业和化学措施在一定程度上可以缓解重茬的发展,但却带了一些负面影响,如环境污染和残留危害等一系列问题。生物防治由于来自土壤回归土壤,不污染环境,不产生抗药性,对施用植物和人畜安全,能够改善土壤微生物的生态平衡,在土壤中累积富集,长期保护作物健康的作用,而越来越受到人们的重视,未来将成为连作障碍的重点发展方向。

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