综合防治技术在连作障碍地上的应用

在日本由于蔬菜连作土壤病害严重,土壤理化性,微生物活性恶化等多种原因造成蔬菜连作障碍。长野县蔬菜花卉试验场经过各方面的研究,认为十字花科蔬菜的连作障碍主要是土壤病害引起的,因此,以白菜根肿病为研究对象,确立综合防治技术,克服连作障碍。

湿垃圾来源的蚯蚓粪肥对连作障碍土壤质量和黄瓜产量的影响

随着城市化的发展,湿垃圾产量与日俱增,湿垃圾资源化利用迫在眉睫。利用蚯蚓处理湿垃圾制作蚯蚓粪肥用于农田土壤改良,是一项有效的湿垃圾资源化利用途径以及有利于缓解蔬菜连作障碍方面问题。该文以常规有机肥为参照,选取以湿垃圾及其厌氧沼渣为原料制作的蚯蚓粪肥为研究对象,研究连续3年施加蚯蚓粪肥对黄瓜(Cucumis sativus)土壤综合质量和作物产量的影响。结果表明,经过3年的改良后,施加60.0 t/hm^(2)蚯蚓粪肥的黄瓜产量提高了5.60%,土壤有机质含量提高了50.0%,且蚯蚓粪肥的效果要高于常规有机肥;土壤全氮含量达到最高,高于背景值33.0%;土壤的养分含量(硝态氮、速效磷、速效钾)也得到了提高,其中速效钾含量升高了94.0%。经过3年的改良,土壤中的细菌数量在施加了有机肥后明显增加,其中以添加30.0t/hm^(2)蚯蚓粪肥的细菌数量最多;土壤细菌/真菌的比值有所提高,土壤生物性状得到改善。土壤的呼吸强度随着有机肥的施入而升高,以施加60.0t/hm^(2)蚯蚓粪肥的最大;土壤pH略有降低,盐度无明显变化。因此,湿垃圾来源的蚯蚓粪肥能改善土壤的理化和生物学性质,可在一定程度上缓解连作障碍的发生,可作为化肥替代品或与化肥相配合在农业生产中进行推广。

不同土壤改良剂对川党参连作障碍的防控效果

以川党参种子为试材,采用大田试验的方法,研究了有机肥(OM)、生石灰(QL)和钙镁磷肥(CMP)3种改良剂对川党参连作障碍的防控效果,以期为通过土壤改良消减川党参连作障碍提供参考依据。结果表明:1)OM、QL和CMP处理均显著提高了川党参产量,增幅分别为37.9%、77.9%、117.4%。2)OM、QL和CMP处理均提高了叶绿素和类胡萝卜素含量,增幅分别为31.6%、18.2%、25.3%和28.7%、18.0%、24.0%。3)OM和QL处理下过氧化氢酶活性较CK显著提高,而O_(2)^(·)含量均显著降低。4)QL和CMP处理下川党参的黄酮含量较CK分别提高了31.5%和17.6%。OM处理下川党参生物碱含量显著提高了58.7%。5)QL和CMP处理的pH较CK分别提高了10.9%和9.8%,碱性磷酸酶活性分别提高了95.4%和69.1%。OM、QL和CMP处理下土壤过氧化氢酶活性较CK分别提高了16.7%、21.0%和20.1%。6)3种改良剂处理对川党参形态发育、产量和光合色素积累均具有一定的促进作用,其促进效果由大到小依次为生石灰(CE=1.31)>钙镁磷肥(CE=1.11)>有机肥(CE=1.02)。综上,土壤改良剂能够通过调控光合代谢、抗氧化系统及土壤酶活性来消减川党参连作胁迫。3种改良剂对连作川党参的促生增产效果由大到小依次为生石灰(3 000kg·hm^(-2))>钙镁磷肥(3 000kg·hm^(-2))>有机肥(4 500kg·hm^(-2))。

异源双根缓解咖啡连作障碍及其机制初探

为明确异源双根是否能缓解咖啡连作障碍及其可能机制,本研究以大粒种咖啡1号(Caffealiberica,No.1)和中粒种咖啡热研1号(Caffea canephora, Reyan No. 1)靠接形成大粒种-中粒种异源双根咖啡,通过咖啡连作障碍园土壤培养幼苗,评价植株苗木质量,明确异源双根对咖啡连作障碍的缓解作用。通过双根无分隔、尼龙网分隔、双盆分隔等不同分根方式试验,明确异源双根缓解咖啡连作障碍机制,并探讨双根间在缓解连作障碍上的差异及协同作用。结果表明:较连作障碍咖啡园非根际土,异源双根咖啡或同源双根咖啡经根际土培养后苗木质量指数、总的植株生物量均显著下降,连作逆境抑制咖啡生物量积累,使苗木质量变差;非根际土培养后,异源双根咖啡、同源双根咖啡的苗木质量指数和总的植株生物量差异均不显著;而根际土培养后,异源双根咖啡较同源双根咖啡的苗木质量指数、大粒种根系生物量、中粒种根系生物量及总的植株生物量均显著提高。因此,连作逆境虽抑制咖啡生长,但对同源双根咖啡影响更大,异源双根通过其大粒种根系缓解连作逆境咖啡生长障碍。为进一步明确异源双根尤其是大粒种根系缓解咖啡连作障碍的可能机制,以不同分根方式培养异源双根咖啡,发现较无分隔、双盆分隔处理,连作逆境下双根尼龙网分隔后植株苗木质量佳,并且尼龙网分隔后植株的中粒种根系长势最好,说明大粒种根系化感物质促进中粒种根系生长。双根无分隔、双盆分隔后植株的苗木质量差异不显著,无分隔较双盆分隔后植株的大粒种根系长势差,即双根系在能够彼此接触的自然生长状态下,中粒种根系抑制大粒种根系生长,但这种抑制作用与中粒种根际化感物质无关,尼龙网分隔、双盆分隔后大粒种根系长势差异不显著,说明大粒种根际有无中粒种根际化感物质,对大粒种根系生长均无影响。综上所述,异源双根通过其大粒种根系减少自身在连作逆境中的化感抑制,利用其根际化感物质促进中粒种根系生长,实现根壮苗壮,达到缓解咖啡连作障碍的目的。研究结论为异源双根靠接在大田的推广应用提供理论依据。

临洮县马铃薯连作土壤障碍微生物治理试验报告

分析了在临洮县旱地马铃薯连作地块采用8种模式探索马铃薯连作障碍微生物治理技术。结果表明,在马铃薯7年重茬地块,根据马铃薯需肥规律、土壤供肥特性与肥料性能进行合理施肥,采取施用微生物菌肥、轮作倒茬、合理搭配施用无机肥和有机肥、重施有机肥等措施改良土壤,可有效缓解马铃薯连作障碍,修复土壤生态环境,提高马铃薯产量及品质。

生物质炭调控药用植物连作障碍的研究进展

我国是中药材种植大国,但不合理的栽培方式和管理措施导致中药材连作障碍在种植区普遍存在,造成药材减产变质、道地产区转移、资源保护与利用不协调等,严重影响药用植物生长发育。因此对中药材连作土壤进行修复是解决中药材连作障碍的一个关键措施。生物质炭一般呈碱性,是一种良好的土壤改良剂,能够增加土壤养分、改良酸化土壤、提升植物品质,近年来得到广泛关注与应用,因此利用生物质炭作为调理剂来缓解中药材连作障碍具有一定潜力。本文针对我国中药材连作障碍的可能成因及潜在危害,分析生物质炭在解决药用植物连作造成的土壤理化性质改变、土壤微生物区系改变、化感自毒危害等问题上的作用,并对生物质炭在药用植物生产上的应用潜力进行展望。

地黄连作障碍研究进展

总结了连作障碍的危害、形成机制及消减策略,明确连作障碍形成的主要原因为土壤理化性质劣化、土传病虫害加剧和化感自毒作用,是由地黄-土壤-微生物3者共同作用的结果。针对连作障碍,综述了选用抗连作优质品种、强还原土壤灭菌、土壤淹水处理、添加食用菌菌渣、施加修复微生物菌剂等方法进行防控与缓解,以期为解决连作障碍问题提供理论指导。

土壤消毒与微生态改良对连作障碍烟田烤烟生长、病害和产质量的影响

为筛选出解决连作障碍烟田烟株生长障碍和恢复烟叶产质量的高效低廉方法,采用土壤消毒、施用微生物菌剂和消毒后施用微生物菌剂开展田间小区随机区组试验。结果表明,土壤消毒、施用微生物菌剂、消毒后施用微生物菌剂均可显著提高烟株农艺性状,极显著降低烟草黑胫病和花叶病病情指数,烟株抗烟草黑胫病和花叶病能力增强,显著提高烟叶产量。F 3处理促生长效果最好,株高(109.43 cm)、叶片数(21.53张)、最大叶长(82.25 cm)、最大叶宽(31.21 cm)、最大叶面积(1631.24 cm 2)均为最高;F 2处理抗烟草黑胫病和花叶病效果最好,团棵期和打顶后对烟草黑胫病防效分别为89.69%、89.28%;对烟草花叶病防效分别为89.30%、75.14%;F 3处理烟叶产质量、产值最好,平均单叶重为8.95 g,单株产量为171.86 g/株,单位面积产量为2384.56 kg/hm 2,中上等烟比例为69.12%,产值为75901.92元/hm 2;F 6处理净收益和产投比最高,分别为14110.56元/hm 2、5.70。F 3处理在促生长、提高抗病能力、增加烟叶产量和产值等方面表现均为最佳,但因成本较高,具有较高的成本压力和风险,大面积推广具有较大难度;F 6处理(壮观链霉菌69-1)净收益和产投比均最高,烟农生产投入压力和风险最小,较适合在具有连作障碍的烟区示范推广。

紫花苜蓿连作障碍研究进展

作物连作障碍会造成土壤营养匮乏、含水量下降、自毒物质积累、有益微生物减少以及病虫害加剧等问题,严重影响作物产量。紫花苜蓿作为多年生优质牧草,在我国广泛种植,长期连作紫花苜蓿会出现土壤质量逐年下降、有害微生物比例升高、病虫害暴发、自毒作用等连作障碍。本文收集和梳理相关文献,提出紫花苜蓿连作障碍问题,分析其成因,并借鉴解决其他作物,提出轮作、间作套种、合理施肥、植物生长调节剂等可缓解紫花苜蓿人工草地连作障碍的措施,指出使用功能微生物改变土壤微生态环境是防控紫花苜蓿连作障碍的有效途径,以期为后期研究解决紫花苜蓿连作障碍提供理论基础。

微生物菌肥对连作障碍下川丹参生长、品质和产量的影响

以川丹参为试材,采用大田试验,研究了微生物菌肥对连作1年和连作2年的川丹参生长、品质和产量的影响,以期为提高川丹参产量和品质提供参考依据。结果表明:施用微生物菌肥后,连作1年和连作2年川丹参的生物量高于对照,其中地上部鲜质量、根鲜质量、地上部干质量、根干质量最多分别增加了58.3%、78.1%、77.1%、118.5%;与此同时,抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量低于对照,可溶性糖和可溶性蛋白质高于对照,其中超氧化物酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)和MDA最多分别比对照低53.5%、26.0%、76.5%、66.8%,可溶性糖和可溶性蛋白质分别比对照高27.8%、47.8%;此外,丹参酮ⅡA含量最多比对照高117.1%,丹酚酸B含量变化不明显。相关性分析表明,丹参酮ⅡA含量和地上部干质量、根干质量呈极显著正相关。

酚酸降解菌的分离、鉴定及其减轻烟草连作障碍的效果研究

烟草根系分泌物中的酚酸类成分在土壤中过度积累是导致烟草连作障碍出现的重要原因.为减轻烟草连作障碍,以云南省昆明市连作烟田的土壤为材料,筛选出对烟草具有促生效果的酚酸降解菌N8.通过形态学和分子生物学方法确定该菌为短波单胞菌(Brevundimonas naejangsanensis).该菌株可降解烟草连作土壤中73.4%的阿魏酸和83%的苯甲酸.连作土盆栽烟草经该菌株处理后,其株高、茎围、叶长指标相比于对照组,分别增长了17.22%、16.86%、5.05%.在田间小区试验中,N8菌株处理组烟草的株高、干重指标均高于对照组,分别提高2.13%与23.33%.研究筛选出的菌株N8为消除烟草连作障碍提供了有益的菌株储备.

土壤灭菌与丛枝菌根真菌在缓解连作障碍中的研究进展

设施农业生产中,连作障碍普遍存在且成因复杂,严重危害由土壤、植物及根际微生物组成的生态系统。经济便捷的土壤灭菌技术可有效缓解连作障碍,其中高温闷棚与强还原灭菌能优化土壤环境;同时,丛枝菌根真菌与植物根系建成共生体后有助于根际生态系统的重建。针对我国设施农业生产中的连作障碍问题,阐述了土壤高温灭菌、土壤强还原灭菌及丛枝菌根真菌在缓解设施连作障碍中的作用及相关机制,并展望了该领域待深入探究的内容,以期为设施农业连作障碍的缓解提供必要的理论与技术支撑。

消减大豆连作障碍的养分调控技术研究进展

为明确不同养分调控技术对大豆连作障碍消减的作用,本文阐述了大豆连作障碍的发生与危害。从提高肥料养分供应能力、改善土壤理化性状和优化土壤微生物环境3个方面分别综述了针对大豆连作障碍中不同危害的解决方案。通过改变施肥方式、时间、数量等方式解决大豆长期连作导致土壤中养分偏耗和影响大豆生长发育的问题;通过使用不同改良剂针对性地解决土壤酸化、板结、保水保肥能力下降的问题;在大豆连作土壤中接入有益微生物,从而降低有害微生物及病原菌的活性,最终达到改善土壤微生物环境的效果。最后总结得出,消减大豆连作障碍过程中尚待解决的问题以及养分调控技术的研究方向,为大豆连作障碍的发生发展机理的研究、养分调控技术的优化改良提出建议和展望。

羊肚菌连作障碍土壤中病原微生物多样性分析

以羊肚菌连作障碍土壤为试验材料,采用高通量扩增子测序技术和生物信息学方法分析病害土壤中细菌和真菌的多样性,以期为羊肚菌栽培技术优化和连作病害防治提供参考依据。结果表明,病害羊肚菌土壤优势细菌类群有弧菌属(Vibrio)、疣微菌科UCG-005(Ruminococcaceaea UCG-005)等;优势真菌类群中的拟青霉属(Paecilomyces)、镰刀菌属(Fusarium)、木霉属(Trichoderma)等均为大型真菌病原菌的相关类群。病原细菌和病原真菌的共同作用是造成羊肚菌患白霉病、枯萎病、柄腐病等连作病害的原因。

皂苷源土壤连作障碍的成因及生物炭修复缓解机制研究进展

以皂苷类化感物质为诱因引发的土壤连作障碍已成为制约药用植物产业和土地资源管理可持续发展的重要因素。目前修复皂苷源土壤连作障碍的手段主要有生物防治、轮作套作、土壤消毒等,但都无法从根本上高效、稳定地调控植物分泌和土壤中积累的皂苷,连作障碍仍会反复。生物炭作为一种低成本、高性能的优良土壤修复材料,在修复连作障碍土壤上有值得期待的良好前景。综述了皂苷类化感物质通过化感及自毒作用恶化土壤微生态环境等方式诱发连作障碍,分析了生物炭可通过吸附土壤中积累的皂苷、优化植物生存环境与土壤微生态环境、调控植物分泌皂苷总量、减少土传病病发率等途径修复缓解连作障碍的可能性。最后对还原剂改性生物炭防治皂苷源土壤连作障碍提出了合理展望,探究了改性生物炭的制备、应用及其可能产生的环境风险,为克服药用植物连作障碍提供理论支撑。

蚯蚓粪与脱硫石膏配施对设施黄瓜连作障碍的效应研究

为研究不同土壤改良剂对设施黄瓜(Cucumis sativus L.Del 99)连作障碍的影响,本试验于2018—2020年在宁夏园艺产业园区内进行,设置对照组(CK)、蚯蚓粪(V)、脱硫石膏(G)及蚯蚓粪与脱硫石膏配施(G+V)处理,探究不同处理对土壤物理性质、土壤酶活性、土壤微生物群落分布、黄瓜品质及产量的影响,并将其纳入土壤质量指数(SQI),进行拟合分析。结果表明,与对照相比,蚯蚓粪与脱硫石膏配施(G+V)能降低北方地区连作土壤的pH值,增加土壤电导率(EC)、有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量。蚯蚓粪配施脱硫石膏的细菌门、属群落丰富度最高,且放线菌门(Actinobacteria)比例随种植年限增加而增加。连续种植四茬后,施加各改良剂均能显著增加黄瓜产量,相较于对照组以蚯蚓粪+脱硫石膏配施(G+V)处理增幅较高,各茬相比于对照组分别增加19.81%、31.47%、11.36%、14.98%。相关分析结果显示,土壤综合质量指数(SQI)与黄瓜产量呈显著正相关关系。综上,蚯蚓粪与脱硫石膏(G+V)配施能够协同改善设施连作土壤综合质量指数,提升设施黄瓜产量。本研究结果为我国北方地区设施蔬菜的可持续生产和设施连作障碍的改善提供了理论参考。

连作障碍产生机理及防控现状

由于我国人口迅速增长、耕地资源限制和粮食作物产区相对比较集中等各种因素的共同影响,在农业生产中作物长期连作已经形成了一个较为普遍的发展态势。随着连作年限的增加,作物生长受到不同程度的影响,因此连作障碍已成为制约绿色农业可持续发展的一个重要原因。许多作物在长期连作模式中都会发生连作障碍,这主要是由于植物的自毒作用、土壤中致病微生物的增殖、微生物区系失衡和土壤理化性质的劣变所引起,目前科研工作者们根据连作障碍重要因子研究出了多种绿色有效的生物防控方法,主要通过研制生物菌剂、有机肥、土壤强还原措施以及噬菌体疗法等来防控连作障碍,这些方法在防控连作障碍方面效果显著且绿色环保,符合我国绿色可持续发展理念。鉴于此,本综述针对目前连作障碍产生的主要因素,以及近年来提出的防控连作障碍的各种措施进行了阐述,并对该领域未来的研究方向进行了展望,为之后的连作障碍研究提供理论依据,以期克服作物连作障碍难题,促进现代农业的健康可持续发展。

葱属植物缓解连作障碍的研究进展

连作障碍在粮食作物、果树、蔬菜、中草药等植物上普遍发生,制约着产业健康可持续发展。间作、轮作及套种等种植制度作为一项重要的农业生产措施,可以调控连作作物根际土壤的微生态环境,减轻连作的危害。葱属植物含有多种生物成分,包括有机硫化合物、皂苷、类黄酮等,常作为间作、轮作或套种作物以缓解连作障碍。阐述了葱属植物对连作障碍的缓解作用,并从植株光合特性、抗氧化酶活性、根系分泌物特性和土壤养分、酶活性、微生物数量及群落结构方面探讨了葱属植物对连作障碍的缓解机制,分析了葱属植物根系分泌物及植株挥发物中含有的生物成分,最后针对葱属植物缓解连作障碍机制的研究方向及有效物质开发提出了展望,为进一步发挥葱属植物在缓解连作障碍中的作用奠定理论基础。

不同施肥处理的连作障碍辣椒成分特征分析及综合评价

为探明不同施肥处理对连作障碍辣椒果实矿质元素和品质指标的影响,以期寻求有效缓解辣椒连作障碍的最佳施肥处理,为辣椒产业高效高质发展提供理论依据。采用相关性分析和主成分分析对不同施肥处理辣椒中12种矿质元素及3个品质指标进行差异分析,并采用健康风险评估模型对辣椒中重金属Cr、Cu、Pb、Cd、As和Hg进行健康风险评价。结果表明,除了T2和T11处理重金属Cd含量分别为0.253、0.269 mg/kg,接近限量值0.3 mg/kg外,其余各处理中的各重金属含量均远远低于限量值,且各施肥处理的健康风险评估危害指数HI_(辣椒)均远远小于1.0,即不会产生明显的健康影响,但应对Cd引起重视;辣度与辣椒素含量、二氢辣椒素含量、Ca含量和Sr含量的相关系数分别为0.97、0.79、0.81、0.70,均呈极显著正相关关系(P<0.01);T6处理矿质元素Ca、Ni、Be、Sr的含量在各处理中均最高,分别为CK的1.64、1.36、1.36、2.75倍,且T6处理的辣椒素含量、二氢辣椒素含量及辣度分别较CK提高了24.52%、36.16%和26.80%,较其他施肥处理均明显增加(T5、T7处理的二氢辣椒素含量除外);T6处理的主成分分析(PCA)的综合得分为3.575,排名第一,评价最高。说明T6(复合肥+功能性有机肥+枯草芽孢杆菌菌剂)处理能够提高辣椒辣度,改善辣椒品质,可安全有效缓解辣椒的连作障碍现象,为最佳施肥方式。

茶用菊花产业概况及连作障碍研究进展

中国是菊花的原产地,自古以来就有饮用菊花茶的习俗。当前茶菊市场发展迅速,茶菊品种多样,种植地广泛。虽然各茶菊品种、生长特性不尽相同,但普遍均有连作障碍,这对当地菊花产量和品质均有不小的影响。该研究整理了全国茶用菊花种植概况,分析菊花连作障碍的原因为土壤微环境的改变,包括菊花化感自毒物质作用、土壤微生物群落变化、理化性质及酶活性变化;并提出通过选育优良品种、改良耕作模式两大方面缓解菊花连作障碍,旨在更好地促进茶菊产业的可持续发展。