在各級政府扶持和支持下(xià),我(wǒ)國設施蔬菜種植面積越來越大(dà),這種大(dà)面積種植模式可以快速提高農民的經濟收入。但是,随着面積不斷擴張和連年種植,生(shēng)産管理問題逐漸凸顯出來,其中(zhōng)最重要問題是重茬(連作障礙)問題。目前,我(wǒ)國種植的設施蔬菜品種繁多,生(shēng)産期比較長,可以一(yī)年四季爲消費(fèi)者提供新鮮蔬菜,生(shēng)産者的短期效益比較好,爲了追求利益最大(dà)化,菜農多采取對土地掠奪式的經營策略,如多季節連作、套作、過量使用化肥農藥、淺表層灌溉等措施來提高産量。這些措施嚴重地破壞了土壤環境,導緻土壤不健康,重茬問題越來越嚴重。如何解決重茬問題已經成爲大(dà)家關注和研究的重點方向。
根據我(wǒ)們多年多地的調查研究,我(wǒ)們認爲我(wǒ)國設施蔬菜重茬問題,主要由如下(xià)幾方面造成的。
一(yī)、 人爲管理問題
1. 基層地方政府盲目引導,管理失衡
最近,多地菜農反映:菜賤難賣。徐州的番茄5毛錢一(yī)斤還沒有要;河南(nán)的芹菜2毛錢一(yī)斤,山東的包菜2毛錢一(yī)斤爛在地裏沒有人收,等等。這樣“菜賤坑農”的問題引起菜農對種菜失去(qù)信心,對土地投入減少。糾其原因主要是地方政府引導農民種植一(yī)些大(dà)衆化産品,沒有技術含量,價值不高。上市季節性很強,市場泛濫後,相互壓價,菜農種得越多,虧得越多。出現這種問題後,菜農就更不願意對土壤加大(dà)投入,造成土壤營養不均衡,微生(shēng)物(wù)生(shēng)态平衡被打破,重茬問題發展很快。
2. 菜農知(zhī)識文化落後,科學種田水平不高
目前在農村(cūn)種菜的農民多是年齡比較大(dà),俗稱“3860部隊”。這些菜農的文化素質不好,許多人不識字或對新知(zhī)識的理解力和接受力不夠,多憑經驗種菜或跟随别人種植,往往導緻“今年是豐産年,第二年卻是歉收年”,出現“菜爛在地裏不收獲”、或是“姜你軍”、“蒜你狠”的怪現象。區域種植區沒有一(yī)個良好的合作社牽頭人或蔬菜經紀人,真正地從蔬菜品種、種植模式方面爲菜農服務。由于沒有強勢的經紀人解決菜農後顧之憂,以及科學種田技術,許多菜農不知(zhī)道用何種辦法才能種出優質的蔬菜,賣出優質的價格。也有沒有較好的資(zī)金對土地進行投入。
3. 技術傳播的不對等性,導緻菜農傷害較多
從多地農資(zī)批發市場和蔬菜批發市場調研來看,無論是物(wù)資(zī)采購還是蔬菜批發,菜農都弱勢群體(tǐ)。他即無法掌控農業生(shēng)産資(zī)源,也無法掌控蔬菜的銷售價格。許多農民反映“高價種植,低價銷售”。他賣的是真正的血汗錢。
蔬菜種植離(lí)不開(kāi)化肥農藥,不法企業或經銷商(shāng)爲了自身利益,根本不考慮土壤健康和作物(wù)需求問題,胡亂賣貨,盲目向菜農推薦劣質化肥或有機肥,造成菜農施用某類元素肥料較少,使得植株生(shēng)長出現問題,同時還會引發土傳病害、根結線蟲越來越重。
蔬菜銷售離(lí)不開(kāi)批發市場,離(lí)不開(kāi)經紀人。實際許多基層政府在發展蔬菜大(dà)面積種植過程中(zhōng)往往隻考慮政績,而未考慮市場,缺乏對市場開(kāi)發支持。老百姓找不到産品的銷路,隻好爛在地裏。還有些不法的經銷商(shāng)爲了自身利益,胡亂砍價,甚至毀約,造成老百姓雪上加霜。沒有錢賺的情況下(xià),老百姓就更沒有資(zī)金對土地進行投入,隻有靠化學肥料來增加産量,緻使土地越來越貧瘠化。
二、 生(shēng)産管理問題
(一(yī)) 土壤中(zhōng)營養元素失衡,鹽漬化嚴重。
1) 盲目施用化學肥料和農藥。研究發現,爲了促使作物(wù)生(shēng)長、防治病蟲害,設施蔬菜在栽培過程中(zhōng)大(dà)量施用化學肥料、農藥等,使得土壤無機元素大(dà)量富集,與土壤中(zhōng)離(lí)子結合形成鹽分(fēn)在表層聚集。長期聚集的表層土壤酸化程度非常嚴重,造成植株根系燒傷、破損;而酸性土壤更有利于病原菌的生(shēng)存,其乘機侵染根系,造成蔬菜大(dà)面積發病。
2) 土地淋溶不足,加重鹽漬化。設施蔬菜爲了克服低溫季節限制,栽培上常利用常年覆蓋或季節性覆蓋來改變自然狀态下(xià)的水熱平衡,土壤得不到雨水的淋洗,使得鹽分(fēn)不能及時流走,重茬種植更加劇土壤鹽分(fēn)集聚。
3) 翻耕不足,表層土壤營養成分(fēn)缺乏,病蟲害累積重。設施蔬菜的耕作多采用旋耕方式,深翻耕的較少,在淺根系蔬菜的攝取下(xià),表層土的營養被掠取,深層土壤中(zhōng)的營養無法到達表層,供作物(wù)吸收利用。此外(wài),長期種植單一(yī)蔬菜品種,吸引大(dà)量病原微生(shēng)物(wù)向地表彙集,集中(zhōng)危害,土壤越來越不健康。
4) 有機肥料施用不足,或施用方法不當。植物(wù)在生(shēng)長過程中(zhōng),不僅需要無機肥料,而且需要有機肥料。多數的蔬菜種植戶在有機肥料方面投入不足,緊靠配方沖施肥來加速蔬菜的生(shēng)長,殊不知(zhī)這種強化肥料式種植方式是對土壤養分(fēn)嚴重掠奪,雖然看上去(qù)蔬菜長得比較好,但是營養不均衡,品質不好,味口很差,且不耐儲藏。有的施用有機肥,但施用的有機肥未經過嚴格腐熟,其中(zhōng)含有的病原菌和線蟲比較多,施到田裏,反而加重病害的發生(shēng)。
(二) 土壤微生(shēng)物(wù)群落發生(shēng)變化,線蟲危害加劇。
1) 土壤中(zhōng)有益和有害微生(shēng)物(wù)失衡。重茬連作爲根系病蟲害提供了賴以生(shēng)存的寄住和繁殖的場所,使得土壤中(zhōng)的病原菌數量不斷增加,特别是近幾年由于過多地施用化肥造成土壤中(zhōng)病原拮抗菌減少,更加重了土傳病害的發生(shēng);在保護地中(zhōng),病原菌不僅可在土壤中(zhōng)積累,也可保存在支架和牆壁上,緻使病害的傳播途徑多,發生(shēng)基數比較大(dà)。
2) 根結線蟲危害日益嚴重。根結線蟲也和病原菌一(yī)樣,能夠大(dà)量地向植株的根圍移動,聚集危害,分(fēn)泌激素,促使根系腫大(dà),消耗大(dà)量營養,阻斷植物(wù)根系吸收土壤中(zhōng)的水分(fēn)和無機鹽,造成的産量損失達到30-50%,甚至絕産。據了解全國有21個省都有線蟲危害報道,年損失更是高達700億,而全球線蟲危害至少損失1570億美元,中(zhōng)國工(gōng)程院院士朱有勇提出,植物(wù)線蟲即将成爲全球作物(wù)第一(yī)大(dà)病害。
(三) 植物(wù)分(fēn)泌自毒物(wù)質常年積累。
1) 自毒物(wù)質的直接破壞作用。植物(wù)在生(shēng)長過程中(zhōng),根系會産生(shēng)大(dà)量分(fēn)泌物(wù),這些分(fēn)泌物(wù)有的能夠促進根系利用營養物(wù)質;有的起到抵禦作用,抑制同類作物(wù)生(shēng)長。抵抗同類作物(wù)的分(fēn)泌物(wù)又(yòu)叫自毒物(wù)質。已有大(dà)量研究表,自毒作用是一(yī)種導緻作物(wù)産生(shēng)連作障礙的因子之一(yī)。這些物(wù)質通過影響細胞膜透性、酶活性、離(lí)子吸收和光合作用等多種途徑影響同類植物(wù)生(shēng)長。根系分(fēn)泌物(wù)中(zhōng)低分(fēn)子量物(wù)質 (除了一(yī)般的可溶性糖和氨基酸 )主要包括有機酸、酚類物(wù)質和植物(wù)鐵載體(tǐ) ,這些物(wù)質對礦質養分(fēn)活化、緩解或消除重金屬毒害以及植物(wù)間的化感互作均起重要作用。
2) 自毒物(wù)質的間接破壞作用。植物(wù)的根系分(fēn)泌物(wù)對病原菌和線蟲來講即是營養物(wù)質,又(yòu)是定向趨勢引導物(wù)質,它可以誘發病原菌和根結線蟲向根系聚集危害,加速土傳病害的發生(shēng)。研究表明自毒物(wù)質在土壤中(zhōng)很難消除,對同種或同科作物(wù)連作種植産生(shēng)巨大(dà)的抑制作用。
三、 設施蔬菜重茬的綠色防控措施
截至目前,國内、國際上對土壤連作障礙仍沒有一(yī)套行之有效的方案,隻能通過常規措施減輕土壤問題。近幾年來,我(wǒ)們結合江蘇省農科院各項研究成果,集成了幾項應用技術,取得了顯著的應用效果。
(一(yī)) 機械、人力措施
1) 清潔田園,腐化稭稈:據我(wǒ)們在蔬菜區大(dà)量調查發現,菜農在這方面做的嚴重不夠。許多菜農僅将地上部分(fēn)砍除或幹脆不拔除,就在行間套種同類作物(wù);即使拔除稭稈也把它放(fàng)在棚室外(wài)面,任憑風吹雨淋。這樣做法隻能加重大(dà)棚内病蟲害的數量,提前發生(shēng)連作障礙。科學的做法是徹底清除稭稈,包括根系,将稭稈放(fàng)入腐化池内,蓋上薄膜密封、浸泡腐熟,殺滅病原菌和線蟲。等到來年夏季高溫後,做下(xià)一(yī)茬種植的有機肥。
2) 深耕翻土:深翻耕土壤可以将表層土與深層土進行混合,達到均勻土壤作用,并将表層土中(zhōng)的病原菌深埋土壤底層,減少其萌發。深耕後還可達到活化土壤作用,提高土壤肥力。
(二) 生(shēng)态管理措施
輪作不同種類植物(wù):不同種類的植物(wù)對土傳病害的感染和抑制能力是不同,特别是禾本科植物(wù)和闊葉植物(wù)之間差異比較大(dà)。通過種植不同作物(wù),不僅可以降低同類植物(wù)間的自毒作用;還可以産生(shēng)拮抗物(wù)質,減少病原菌的食物(wù)源,減輕病害的發生(shēng)。實踐發現,在夏季高溫前,在設施蔬菜田間套種玉米、高粱等青稞植物(wù),利用其在高溫下(xià)可以速生(shēng)習性,降解吸收蔬菜的自毒物(wù)質。等到籽粒未成熟之前,用粉碎機粉碎青稭稈,翻入土壤中(zhōng)進行高溫焖棚,利用青稭稈在土壤中(zhōng)快速發酵,提高土溫,殺死病原菌和線蟲;同時稭稈發酵過程中(zhōng),可以快速提高拮抗細菌的數量,疏松土壤,增加有機質含量等等,一(yī)舉多得。
間作不同種類植物(wù):同一(yī)塊土地上種植不同的蔬菜,根際微生(shēng)物(wù)就有很大(dà)差别,比如在番茄的根系周圍種植洋蔥或大(dà)蔥等,可改變根際周圍微生(shēng)物(wù)環境進而減少連作重茬帶來的危害。
(三) 物(wù)理消毒措施
夏季高溫悶棚,利用太陽能或蒸汽在夏季高溫季節設施蔬菜休閑期間提高土壤溫度,從而起到滅菌作用,該方法對蔬菜無副作用。不過,由于高溫焖棚技術不過關,許多種植戶的焖棚效果不好。糾其原因主要有兩方面:一(yī)是大(dà)棚溫度上不來,淺表層土溫還不能殺死病原菌。建議改用雙層薄膜焖棚模式,在地面在覆蓋一(yī)層白(bái)色地膜,可以進一(yī)步提高土溫。二是許多農戶土壤不翻耕,直接清除地表稭稈後就焖棚,這樣深層土壤和根系中(zhōng)還殘留大(dà)量的病原菌和線蟲,無法殺死。建議翻耕土壤,清除稭稈後再焖棚。在有水條件下(xià),可以先澆灌一(yī)定水,将病原菌芽孢和線蟲遊離(lí)出來,有利于進一(yī)步殺死它們。
(四) 生(shēng)物(wù)防控措施
設施蔬菜連作障礙的生(shēng)防措施有多種多樣,如選用抗性品種和采用抗性砧木的嫁接方法等等,已經有許多人做過這方面的研究和推廣,這裏就不再累述。重點談一(yī)下(xià)我(wǒ)們近幾年通過微生(shēng)物(wù)防控連作障礙的研究情況。
土壤微生(shēng)物(wù)系統就像人體(tǐ)一(yī)樣,在有益和有害微生(shēng)物(wù)共同作用下(xià)才能達到土壤機體(tǐ)的動态平衡,作物(wù)才能健康生(shēng)長;一(yī)旦有害微生(shēng)物(wù)的數量高于有益微生(shēng)物(wù),土壤就發生(shēng)病變,作物(wù)就不能健康生(shēng)長。近年來,人們開(kāi)始大(dà)量關注土壤有益微生(shēng)物(wù)的作用,通過不同地區、不同作物(wù)的根圍土壤微生(shēng)物(wù)篩選,發現大(dà)量用于預防土傳病害、改善土壤健康的生(shēng)防菌,其中(zhōng)以芽孢杆菌屬、假單胞菌屬、放(fàng)線菌屬等應用最爲廣泛。截止到目前,在農業部登記的微生(shēng)物(wù)農藥(包括複配劑)已經達到12類,363個品種,其中(zhōng)有3類用于殺蟲,如蘇雲金杆菌、短穩杆菌和球形芽孢杆菌;9類用于殺菌,如解澱粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蠟質芽孢杆菌、熒光假單胞杆菌、地衣芽孢杆菌、堅強芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、海洋芽孢杆菌、甲基營養型芽孢杆菌等。
這12類微生(shēng)物(wù)有的是從土壤中(zhōng)直接分(fēn)離(lí)出來,通過優化分(fēn)選出優秀菌株;有的是通過工(gōng)程改造,誘變出更加優秀的菌株。總體(tǐ)來講它們對設施蔬菜土傳病蟲害都有一(yī)定的防控效果。不過,不同類别、不同菌株的防控效果和作用方式各不相同。比如解澱粉芽孢杆菌B1619(025-84391343)就是江蘇省農科院通過基因突變篩選出來的工(gōng)程菌株,它通過快速在植物(wù)根圍定殖,形成保護層,阻斷病原菌和線蟲對植株的侵染;在其生(shēng)長過程中(zhōng),能分(fēn)泌抗生(shēng)素和生(shēng)長素,提高植株的免疫力,促進作物(wù)快速生(shēng)長,增加産量,提高品質。
設施蔬菜重茬(連作障礙)産生(shēng)原因極其複雜(zá),利用農業和化學措施在一(yī)定程度上可以緩解重茬的發展,但卻帶了一(yī)些負面影響,如環境污染和殘留危害等一(yī)系列問題。生(shēng)物(wù)防治由于來自土壤回歸土壤,不污染環境,不産生(shēng)抗藥性,對施用植物(wù)和人畜安全,能夠改善土壤微生(shēng)物(wù)的生(shēng)态平衡,在土壤中(zhōng)累積富集,長期保護作物(wù)健康的作用,而越來越受到人們的重視,未來将成爲連作障礙的重點發展方向。