连作障碍的危害

君子务农安根 2024-05-17 21:37:05

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1土传病害爆发

连作障碍通常与土壤中病虫害积累、土壤养分失调、植物自毒作用相关,其中土传病害是连作障碍最直接的体现。土传病原菌在土壤中存活时间较长,待温度、湿度等发病条件适宜时,侵染植物根部或茎部,降低作物抗病力,作物品种退化,更易受病原菌侵染,使病害在短期内快速传播并且很难控制;造成全球主要农作物总产量减少10%~15%,每年直接经济损失高达数千亿美元。

如随连作年限增加,西洋参和人参会出现锈腐病、疫霉病和根腐病;茄子黄萎病、枯萎病和青枯病等病害加重;花生出现青枯病和白绢病,且根腐病、叶斑病、锈病的发病率成倍上升,使花生减产50%以上。

2影响土壤结构与性状

土壤结构控制土壤中水分和空气的流动,是维持土壤功能的基础,其稳定性取决于土壤团聚体的稳定性,而土壤团聚体与土壤孔隙度大小、土壤有机物等相关,进而控制作物长势。随连作年限的增加,人参土壤容重和粘性增加,土壤孔隙度下降,土壤透水透气性变差。连作年限增加,土壤出现普遍性退化,如酸化、盐渍化等土壤结构的改变,从而发生土传病害。

土壤酸化与过量施肥、土壤环境温度及湿度较高、土壤有机质分解、土壤中碱性离子减少有关。由于设施栽培几乎全年覆盖,耕作强度大,过量施肥及缺少雨水淋溶,导致土壤中有机酸含量增加,土壤pH呈下降趋势,较露天土壤酸化程度严重,盐分在土壤表面堆积,形成土壤盐渍化。盐渍化的土壤中,盐分离子占比最多的是NO3‒和SO42‒,其次是Ca2+,长期连作,导致作物对离子选择性吸收,从而造成特定离子的富集。

3影响作物产量与品质

发生连作障碍的作物会表现出叶绿素含量降低、光合能力及根系活力减弱,导致作物长势缓慢,引起产量降低,品质下降。枯萎病严重时,作物幼苗期就可发生大面积枯萎并死亡,甚至在开花期也会出现生长受抑制或枯萎死亡的现象,影响作物产量和品质。

研究表明连作后,能影响中药材体内生理活动的外界条件,如土壤养分失调,微生物群落发生改变等,均能影响其品质,严重影响中药材的道地性。连作发生病虫害及土壤理化性质变劣,会使大豆籽粒变小,且病粒率和虫食率显著增加;而籽粒中蛋白质和脂肪的含量决定了大豆的品质,在大豆连作3年后,蛋白质含量显著增加,脂肪含量显著减少。甜瓜在长期连作条件下,植株光合作用受抑制,根部减少养分的吸收,导致产量下降、口感变差。在连作土壤中种植三七,随着连作年限的增加,发病率增加并且品质下降。感染病原菌的马铃薯,长期连作后,一般减产30%~50%,随连作年限增加,土壤退化严重,减产可高达60%~80%。

4影响微生物群落多样性

土壤微生物群落是调节土壤中生物活性的重要组成,能为作物生长提供养分,是土壤生态系统中预警土壤质量受损或恢复潜力的敏感指标。土壤中细菌/真菌(B/F)值越高,土壤生态系统结构越稳定,抵抗病害能力越强;而长期连作,土壤微生物从“细菌”主导型向“真菌”主导型转化,使病原菌更容易侵染植株,发生土传病害。随连作年限增加,土壤中根际微生物群落多样性下降,其中功能菌株数量显著减少,破坏了养分循环、土壤结构平衡,影响植物生长。

研究表明,连作5年后的土壤中,其优势真菌会在纤维素、木质素的分解菌基础上,增加霉菌等寄生型真菌。连作郁金香土壤中,在连作3年时细菌群落多样性显著下降,真菌群落在连作4年时也显著下降。土壤微生物群落多样性下降的另一原因是连作会加剧有害微生物与有益微生物之间的竞争,其中有益微生物菌群种类、数量与丰度下降,有害微生物反之。

(安根团队摘自张胜男等:连作障碍土壤改良措施研究进展)

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