綜合調(diào)整土壤微生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)連作障礙

1、綜合調(diào)整土壤微生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)連作障礙消減、2016/41*2連作障礙危害與形成機(jī)制簡(jiǎn)述一連作障礙調(diào)控技術(shù)歸類與分析二綜合調(diào)整土壤微生態(tài)環(huán)境的方案三四實(shí)例分享、展望與討論提要2一、連作障礙危害與形成機(jī)制簡(jiǎn)述連作障礙是指在同一塊土壤上連續(xù)種植同種或同科作物時(shí)，即使在正常的栽培管理?xiàng)l件下，也會(huì)出現(xiàn)不同程度的生長(zhǎng)緩慢、發(fā)育不良、長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)酢a(chǎn)量和品質(zhì)降低以及病蟲(chóng)害等現(xiàn)象。3難以根治的重茬病害4田間發(fā)病情況番茄青枯?。ㄗ螅┓亚嗫莶〔≈旰途摚ㄓ遥?番茄青枯?。ǔＶ菔校┬》亚嗫莶。ê香枇_）6江西南昌茄子青枯病田間藥效2002年8月7作物的栽培品種較為單一，在連作情況下病蟲(chóng)害發(fā)生尤為嚴(yán)重，直接危害作物的

2、生長(zhǎng)發(fā)育，從而造成產(chǎn)量和品質(zhì)下降，投入產(chǎn)出比升高，經(jīng)濟(jì)效益明顯降低。連作危害又因作物生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期、作物品種和連作年限不同而有差異。連作障礙難以防治，造成農(nóng)藥的超量使用，化學(xué)農(nóng)藥每年100萬(wàn)噸以上，大量農(nóng)藥殘留降低了作物品質(zhì)，影響生活環(huán)境和人體健康。如毒生姜等事件，直接關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品的安全。人類生存的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，食品安全出現(xiàn)問(wèn)題，身體健康受到嚴(yán)重威脅！8研究表明，土壤惡化會(huì)導(dǎo)致作物生長(zhǎng)發(fā)育受阻，產(chǎn)量降低;研究表明，設(shè)施大棚中黃瓜產(chǎn)量和根系活力均隨連作年限的增加而降低;對(duì)設(shè)施園藝中栽培的非洲菊進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)連作土壤中放射菌、脲酶、細(xì)菌和中性磷酸酶的活性明顯降低，表現(xiàn)為明顯的連作障礙。連作危

3、害主要表現(xiàn)為作物長(zhǎng)勢(shì)緩慢、產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降，土壤理化性質(zhì)遭到破壞、酸化和鹽漬化較為嚴(yán)重、土壤養(yǎng)分單一性消耗、病原菌增多，有毒物質(zhì)富集等。9下圖為連作障礙的產(chǎn)生機(jī)理圖10歸納起來(lái)，連作障礙的原因（產(chǎn)生機(jī)理）無(wú)外乎：土壤理化性狀的改變；土壤微生物的改變（土壤微生物數(shù)量及區(qū)系變化、生理類群變化、生物數(shù)量及區(qū)系變化、病原微生物數(shù)量增加）。兩者是密切關(guān)聯(lián)的，最后表現(xiàn)為土壤原有的微生物平衡破壞而發(fā)病。連作障礙難以防治的原因：A.傳播途徑隱蔽。病原菌在土壤的病殘?bào)w上越冬或越夏，在適宜條件下直接侵染作物，用化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行澆灌或熏蒸均難以有效殺滅病原菌。11B.潛伏期長(zhǎng)且隱蔽性強(qiáng)。病原菌成功侵染后在植株內(nèi)潛伏，

4、此階段利用寄主的養(yǎng)分生長(zhǎng)繁殖，當(dāng)病原菌累積到一定閾值且環(huán)境條件有利于發(fā)病時(shí)，病害集中爆發(fā)，短期內(nèi)大面積流行。C.病原菌定植于作物體內(nèi)，發(fā)病部位特殊，化學(xué)藥劑難以達(dá)到較好的防治效果。1270% = Neutral15% = Negative15% = PositiveIn the 1 g soil around plant root; more than 108 bacteria and many othersRhizosphere: How much do we know?有害菌有益菌中性菌每克根際土壤，細(xì)菌數(shù)菌數(shù)以億以上計(jì)數(shù)13Plant Growth-Promoting Rhizobact

5、eria (PGPR):Naturally-occurring, root-colonizing bacteria that benefit plants by growth promotion and biocontrol.PGPR treated15% = Positive 根際促生菌：來(lái)自自然，促進(jìn)植物生長(zhǎng)1415% = NegativeRhizosphere is a front line against soil-borne pathogens! 根際土壤是土傳病害的前沿15顯然，連作障礙對(duì)作物生長(zhǎng)的限制因子不外乎物理、化學(xué)和生物 的3個(gè)方面，實(shí)際上是連作地的土壤被有害微生物和化學(xué)物

6、質(zhì)污染而退化是根本。退化的本質(zhì)是微生物原有的平衡被破壞，微生態(tài)環(huán)境惡化。物理化學(xué)生物16二、連作障礙調(diào)控技術(shù)歸類與分析1.土壤滅菌從生態(tài)健康和可持續(xù)農(nóng)業(yè)理念出發(fā)，化學(xué)滅菌方法有帶來(lái)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的致命弱點(diǎn)，而物理方法既能消除土壤有害生物，又不至于引起土壤污染，大體有：熱力消毒滅菌法、光照輻射滅菌法、電離輻射滅菌法、微波消毒滅菌法等應(yīng)是生產(chǎn) 中宜于采用的較為理想的土壤滅菌方法。但因效果問(wèn)題僅是有光照輻射滅菌法在生產(chǎn)中應(yīng)用。2.施用土壤改良劑施用土壤改良劑 能夠有效緩解土壤鹽漬化以及酸化程度，能夠顯著 增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，均衡土壤各種營(yíng)養(yǎng)元素，改善 施用肥料過(guò)多而導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)元素富集現(xiàn)象，可以非 常明顯的

7、改良土壤的理化性質(zhì)。173.合理增施有機(jī)肥與微生物肥料長(zhǎng)期適時(shí)適量的施用有機(jī)肥有助于提高土壤中有效微量元素含量與有機(jī)質(zhì)含量的提高連作和輪作條件下施用有機(jī)肥其增產(chǎn)率分別為和。表明有機(jī)肥對(duì)緩解連作障礙有一定的作用，是減輕連作障礙的有效措施之一。184.無(wú)土栽培凡是不用天然土壤，使用或不使用基質(zhì)，利用營(yíng) 養(yǎng)液來(lái)提供植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分、水分、氧氣來(lái)種植 植物的栽培技術(shù)，或用其他施肥方式來(lái)種植作物的 方法統(tǒng)稱為無(wú)土栽培。農(nóng)作物土壤栽培的一個(gè) 缺點(diǎn)是經(jīng)過(guò)多次種植之后，土壤肥力下降，需要大面 積采用輪作的方式才能恢復(fù)。而無(wú)土栽培中，可更 換栽培基質(zhì)或進(jìn)行消毒處理，沒(méi)有受到外部雨水的 影響，很容易保持營(yíng)養(yǎng)液的

8、原狀，種植設(shè)施也易于清 洗和消毒，能夠克服土壤栽培中連續(xù)生產(chǎn)導(dǎo)致土地 肥力下降的劣勢(shì)，有效提高了作物的連續(xù)生產(chǎn)能力 以及大規(guī)模種植能力。195.實(shí)施輪作與間套作輪作可使病菌失去寄主或改變其生活環(huán)境，因而可以減輕或消滅病蟲(chóng)害，同時(shí)也可以改善土壤理 化性狀，有利于充分利用土壤養(yǎng)分。研究表明，花生與小麥輪作后，生物產(chǎn)量和莢果產(chǎn)量較對(duì)照分別增產(chǎn).和.，與水蘿卜輪作后，生物產(chǎn)量和莢果產(chǎn)量分別增產(chǎn).和.。20三、綜合調(diào)整土壤微生態(tài)環(huán)境的方案1.方案指導(dǎo)思想從土壤微生態(tài)環(huán)境入手，將上述單個(gè)措施加以創(chuàng)新，符合作物不同的生長(zhǎng)需要，“團(tuán)隊(duì)”作戰(zhàn)，提前做好預(yù)防避免連作障礙發(fā)生。農(nóng)作物連作障礙的研究，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)

9、發(fā) 展的熱門(mén)研究課題之一。據(jù)已有的資料顯示，大多 數(shù)研究人員的研究方向都主要集中在農(nóng)作物連作障 礙產(chǎn)生后的解決方式上面，而有關(guān)連作障礙發(fā)生前 預(yù)防措施的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。連作障礙的防范措施，應(yīng)該首先從最基本的步驟 開(kāi)始，即從一開(kāi)始在種植農(nóng)作物之前就應(yīng)該有意識(shí) 的預(yù)防連作障礙，趁其還未發(fā)生前就做好相應(yīng)的預(yù) 防措施，而重點(diǎn)可以考慮從作物根際土壤的變化下 手，為減緩或者控制連作障礙的發(fā)生做好實(shí)踐準(zhǔn)備。近幾年我們與山東僑昌農(nóng)化集團(tuán)合作，取得了一些成績(jī)，下面做一介紹。21從土壤物理肥力與微生物肥力入手，提出了“修復(fù)土壤、藥治菌補(bǔ)、基質(zhì)置換、改善微生態(tài)環(huán)境、全程防控”的新思路并進(jìn)行了嘗試，取得了較好的結(jié)果

10、，土傳病害的防效在95%以上，增產(chǎn)幅度為20%以上。為蔬菜生產(chǎn)農(nóng)藥化肥零增長(zhǎng)提供了一種新模式，實(shí)現(xiàn)了真正改良、培肥土壤之目的。22土壤消毒PH值調(diào)節(jié)提高透氣基質(zhì)置換補(bǔ)充微生物有機(jī)質(zhì)定植進(jìn)行種苗處理健康的土壤+合理的肥水管理健康土壤12345提高、激活、作物免疫能力，達(dá)到抗病、抗逆目的23連作障礙消減實(shí)施步驟土壤消毒PH值調(diào)節(jié)基質(zhì)置換補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)補(bǔ)充微生物第一步第二步第三步第四步第五步特別注意：種植時(shí)，重視種苗的消毒和提高種苗免疫能力二氧化氯土壤調(diào)理劑有機(jī)肥生防菌栽培基質(zhì)24連作障礙消減方案主要構(gòu)成物質(zhì)簡(jiǎn)介二氧化氯 生防菌基質(zhì)連作消減方案主要由二氧化氯（土壤消毒劑）、生防菌為主的復(fù)合菌劑和基質(zhì)。2

11、5土壤消毒的化學(xué)藥劑主要有兩種：有機(jī)薰蒸消毒劑，如甲基溴和氯化苦等；無(wú)機(jī)化學(xué)藥劑，如過(guò)硫酸鈉、高錳酸鉀等。在實(shí)際生產(chǎn)中用得最多的還是前者。有機(jī)消毒劑中，甲基溴被認(rèn)為是最好的土壤薰蒸消毒劑，但價(jià)格高，對(duì)空氣中臭氧層有極大的破壞性，從而有被淘汰之虞；氯化苦消毒效果也好， 且價(jià)格較甲基溴低， 但在使用時(shí)仍利用薰蒸法，對(duì)人體有強(qiáng)烈的刺激和催淚作用，使人不適。因此開(kāi)發(fā)價(jià)格低廉、性能更好的土壤消毒劑非常重要。二氧化氯（粉劑）在土壤消毒上也是一種很好的藥劑，其特點(diǎn)是無(wú)殘留、補(bǔ)菌間隔期短、對(duì)化感自毒物質(zhì)、田間有機(jī)殘留物（含抗生素、苯酚類物質(zhì)）、重金屬變價(jià)鈍化起到良好的作用。此外，在作物生長(zhǎng)期控制好濃度，對(duì)作物

12、進(jìn)行土壤消毒，是熏蒸劑望塵莫及！土壤消毒劑的選擇26新型土壤消毒劑二氧化氯（粉劑）二氧化氯作為一種強(qiáng)氧化劑，能夠有效的滅菌、滅病毒，還能與許多無(wú)機(jī)物和有機(jī)物發(fā)生較強(qiáng)的氧化還原反應(yīng)。二氧化氯對(duì)酚類化合物都有比較好的去除效果。例如當(dāng)二氧化氯的投量為 5.0mg/L 時(shí)，它對(duì)間苯二酚、簡(jiǎn)苯三酚的去除率都在 90% 以上；而當(dāng)氯的投加量和二氧化氯相同時(shí)，它的去除率只有 60% 左右。 二氧化氯對(duì)間甲酚的去除率為 50% 以上；而氯對(duì)它的去除率只有 30% 左右。 因?yàn)槎趸扰c酚類化合物的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，所以不會(huì)形成氯代酚；而氯與酚類化合物所產(chǎn)生的是 “ 取代反應(yīng) ” ，所以會(huì)形成氯代酚。27處理

13、銨態(tài)氮硝態(tài)氮有效磷速效鉀有機(jī)質(zhì) pH含水量mg kg-1mg kg-1mg kg-1mg kg-1mg kg-11:2.5%處理前3.74 81.74 303.60 1708.36 29.68 7.39 15.46處理后二氧化氯4.86 108.88 343.94 203.64 32.25 6.82 11.02溴甲烷36.65 61.16 359.09 500.63 39.35 6.57 19.02對(duì)照2.88 179.78 356.31 1134.19 27.88 7.13 15.16中國(guó)農(nóng)科院的兩個(gè)試驗(yàn)報(bào)告摘錄試驗(yàn)地點(diǎn)：北京市通州區(qū)大運(yùn)河蔬菜基地。作物：黃瓜 土壤理化性質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表1。處

14、理銨態(tài)氮硝態(tài)氮有效磷速效鉀有機(jī)質(zhì) pH含水量mg kg-1mg kg-1mg kg-1mg kg-1mg kg-11:2.5%處理前3.74 81.74 303.60 1708.36 29.68 7.39 15.46處理后二氧化氯4.86 108.88 343.94 203.64 32.25 6.82 11.02溴甲烷36.65 61.16 359.09 500.63 39.35 6.57 19.02對(duì)照2.88 179.78 356.31 1134.19 27.88 7.13 15.16表 1 土壤理化性質(zhì)分析結(jié)果 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所 2012年5月8日28中國(guó)農(nóng)科院的兩個(gè)試驗(yàn)報(bào)告

15、摘錄處理后土壤中的鐮刀菌（Fusarium spp.）、疫霉菌（phytophthora spp.）分離結(jié)果見(jiàn)表2表 2 土壤微生物分析結(jié)果表2結(jié)果可見(jiàn)，二氧化氯處理和溴甲烷處理對(duì)鐮刀菌和疫霉菌均有較好的防治效果，二氧化氯對(duì)鐮刀菌的防治效果為82.15%、疫霉菌為94.12%，溴甲烷處理后對(duì)鐮刀菌的防治效果為100%、疫霉菌為99.61%。29處理銨態(tài)氮硝態(tài)氮有效磷速效鉀有機(jī)質(zhì) pH含水量mg kg-1mg kg-1mg kg-1mg kg-1mg kg-11:2.5%處理前13.48 46.15 253.17 404.16 11.99 5.91 13.80%處理后二氧化氯6.71 8.77

16、333.38 366.66 10.40 5.92 11.84溴甲烷9.20 18.73 243.05 254.17 11.23 5.84 11.86對(duì)照6.59 13.95 290.36 301.05 12.05 5.43 10.71試驗(yàn)地點(diǎn)：山東省安丘市凌河鎮(zhèn)西儒林村。作物：生姜 土壤理化性質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表1。表1 土壤理化性質(zhì)分析結(jié)果處理銨態(tài)氮硝態(tài)氮有效磷速效鉀有機(jī)質(zhì) pH含水量mg kg-1mg kg-1mg kg-1mg kg-1mg kg-11:2.5%處理前13.48 46.15 253.17 404.16 11.99 5.91 13.80%處理后二氧化氯6.71 8.77 333.

17、38 366.66 10.40 5.92 11.84溴甲烷9.20 18.73 243.05 254.17 11.23 5.84 11.86對(duì)照6.59 13.95 290.36 301.05 12.05 5.43 10.7130處理后土壤中的鐮刀菌（Fusarium spp.）、疫霉菌（phytophthora）分離結(jié)果見(jiàn)表22表2 土壤微生物分析結(jié)果通過(guò)表2可以看出，二氧化氯處理和溴甲烷處理對(duì)鐮刀菌和疫霉菌均有較好的防治效果，二氧化氯對(duì)鐮刀菌的防治效果為91.73%、疫霉菌為89.87%，溴甲烷處理后對(duì)鐮刀菌的防治效果為97.48%、疫霉菌為92.19%。31傳統(tǒng)土壤消毒劑消毒辦法1、操作

18、麻煩，需要穿戴專業(yè)防毒服、防毒面具2、對(duì)土壤墑情要求嚴(yán)格3、毒性高、對(duì)干活的人危害大。4、覆蓋較厚的薄膜5、需要專業(yè)設(shè)備6、3-5人才能完成操作7、周期長(zhǎng)，存在風(fēng)險(xiǎn)8、對(duì)環(huán)境破壞極大。9、殘留大、毒性高嚴(yán)重可引起人員死亡。32采用機(jī)動(dòng)注射器或手動(dòng)注射器注射施藥后應(yīng)立即覆膜防止藥劑揮發(fā)散失熏蒸23周后，可揭膜，敞氣散氣15天以上。配置母液 靜置15-20分鐘 隨水沖施漫灌或噴灌僑信地康-個(gè)人輕松簡(jiǎn)單完成土壤消毒，間隔24小時(shí)即可補(bǔ)菌種植傳統(tǒng)消毒二氧化氯消毒PK33生防菌之一HY9622簡(jiǎn)介 室內(nèi)測(cè)定了拮抗菌株 HY9622 對(duì)番茄青枯病病原菌 Nb21 的毒力 。 平板培養(yǎng)法和雙層培養(yǎng)基法結(jié)果表

19、明 ,HY9622 對(duì) Nb21 具有較好的拮抗作用 ,其抑制率分別為 20.11 %和 24.17 %。 通過(guò)溫室盆栽 ,確定了 HY9622 發(fā)酵液及其制成的生防制劑 對(duì)番茄青枯病的最佳防治方法為浸根法 。 番茄苗浸 1 105cfu/ ml 的 HY9622 發(fā)酵液 015h ,栽入滅菌土后澆入該 HY9622 發(fā)酵液 100ml ,處理后 30d 防效仍高達(dá) 69.17 %。 溫室防治試驗(yàn)結(jié)果表明 ,采用浸根法 HY9622 發(fā)酵液施用后 21d 對(duì)番茄青枯病防效可達(dá) 77.18 %。 生防制劑 稀釋 100 倍施用后 20d 防效可達(dá)81.15 %。 大田防治試驗(yàn)結(jié)果表明 ,生防制劑

20、 稀釋 100 倍后使用 ,在番茄整個(gè)生育期對(duì)番茄青枯病都具有很好的防效 ,在收獲末期的防效仍可達(dá) 81.8%。34長(zhǎng)期肥藥的不合理施用，破壞了土壤的物理、元素和生物肥力，恢復(fù)土壤微生態(tài)環(huán)境非一日之功！基質(zhì)置換是連作障礙消減的一個(gè)實(shí)用的方法。簡(jiǎn)單說(shuō)：在種植行的土壤上施上一層基質(zhì)（生物炭與生物菌+海洋生物物質(zhì)），局部改善作物的根際周區(qū)微生態(tài)環(huán)境，形成一個(gè)特殊的隔離層為苗期生長(zhǎng)打好基礎(chǔ)。加上作物的全程解決方案，是實(shí)現(xiàn)連作障礙消減行之有效的方法?；|(zhì)置換簡(jiǎn)介35四、實(shí)例分享、展望與討論我們與僑昌農(nóng)化集團(tuán)，幾年來(lái)以山東為重點(diǎn)，開(kāi)展了試驗(yàn)跟蹤活動(dòng)，在僑昌各銷售分公司支持下，分別選擇了生姜、番茄、草莓、山

21、藥、土豆、枸杞等作物，試用方案取得了可喜的成績(jī)，下面略舉幾例，分享幾個(gè)試驗(yàn)檔案。36生物炭檢測(cè)數(shù)據(jù)最可幾孔徑(m)Mode Pore Diameter(m) 平均孔徑(m)Mean Pore Diameter(m)中值孔徑(m) Median Pore Diameter(m)比孔容(cc/g)(cc/g) Specific Pore Volume (cc/g)比表面積(m(m/g) Specific Surface Area(m/g)1.640.351.682.2825.823738試驗(yàn)田檔案地點(diǎn)：?jiǎn)慰h姓名：張傳杰作物：山藥病害：“黑皮”?。ǚ乐涡Ч?8%）39空白地處理2015年4月11日在單縣朱集鎮(zhèn)小花園村張傳杰家空白地處理，此地塊去年種植山藥，山藥黑皮病發(fā)生比較普遍，嚴(yán)重影響山藥品質(zhì)以及出售價(jià)格。上圖是單縣經(jīng)銷商及農(nóng)戶合影（手持僑益生）。40具體操作因山藥種植需開(kāi)深溝，土質(zhì)疏松，因此對(duì)于灌溉及排水有較高要求。同時(shí)，山藥黑皮病主要集中于地下莖近地處1530cm，因此實(shí)際操作與大姜種植處理不同。第一步，將生防菌6包均勻摻入農(nóng)戶整地前撒入的豆粕肥中，而后整地均勻撒施后