張立恒，楊鳳英，馬海峰，趙娜

(大連市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧大連 116023)

改革開放以來，中國果樹產(chǎn)業(yè)已躋身世界前列，絕大多數(shù)果樹產(chǎn)量早已位居世界首位[1]。截至2015年中國果品產(chǎn)量1.74億t；人均水果占有量超過120kg[2]。但隨著果樹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)老果園勢必被新型果園所取代，其原因有以下幾點：①果樹從業(yè)者的老齡化、轉(zhuǎn)型缺失、勞動力成本上漲等原因，促使果園栽培模式急需由傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槭」な×Φ臋C械化生產(chǎn)模式。②隨著國民對果品質(zhì)量及風味要求逐年增高，加上國內(nèi)外果品產(chǎn)業(yè)競爭壓力，使得傳統(tǒng)果園面臨果樹品種的更新?lián)Q代問題。③傳統(tǒng)果園化肥、農(nóng)藥施用不合理，造成環(huán)境污染，迫使傳統(tǒng)果園樹向新型果園轉(zhuǎn)變。但受用地的影響及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，很多果園都需要在原地基礎(chǔ)上重建，因此連作障礙成為中國果園轉(zhuǎn)型期亟待解決的問題。

連作障礙是指同種類作物多年栽培于同一土地，即便進行專業(yè)的栽培管理也會使作物生長勢衰弱甚至死亡，果實品質(zhì)和產(chǎn)量逐年下降的現(xiàn)象[3]。果樹連作障礙的癥狀表現(xiàn)：果樹幼苗生長遲緩、整齊度差；幼樹新梢抽枝力不強、抗病性差；成齡樹壽命短、產(chǎn)量低、果實品質(zhì)差等(圖1)。因此，加強對連作障礙的研究，不僅對中國傳統(tǒng)老果園轉(zhuǎn)型以及提高果品質(zhì)量有重要意義，而且對果樹產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有促進作用。

1 連作障礙的成因

1.1 土壤理化性質(zhì)

土壤理化性質(zhì)決定了果樹生存環(huán)境，進而決定了果品質(zhì)量及果品生產(chǎn)者的收益率，但隨著種植時間的增長，土壤物理結(jié)構(gòu)會發(fā)生惡劣變化不利于果樹生長[4-5]。土壤酶活性是土壤肥力的一項重要指標，土壤產(chǎn)生連作障礙以后會導(dǎo)致土壤酶活性降低，進而使得土壤肥力下降，肖宏[6]對比輪作、連作、非連作蘋果園發(fā)現(xiàn)，連作蘋果園土壤酶活性最低。果樹生長所需要的養(yǎng)分主要來源于土壤，在生產(chǎn)中果樹從業(yè)者往往只重視對氮、磷、鉀的供應(yīng)，忽視了微量元素對果樹的重要性，從而造成果樹出現(xiàn)生理障礙。研究人員發(fā)現(xiàn)蘋果[7]、葡萄[8]的連作障礙與鋅元素的虧缺及鈣、鎂、鐵的比例失調(diào)有關(guān)。

1.2 生物因素

土壤生物的失衡是導(dǎo)致連作障礙發(fā)生的主要原因之一，連作土壤中有益生物減少，有害生物增加，最終影響到果樹的生長與產(chǎn)量[9]。謝洪剛[4]指出連作使土壤有益微生物比例降低，由“細菌型土壤”向“真菌型土壤”轉(zhuǎn)變從而導(dǎo)致果樹連作障礙的發(fā)生；孫英妮[10]研究發(fā)現(xiàn)葡萄土壤中的細菌數(shù)量與根系分泌物濃度呈負相關(guān)，而真菌占微生物總數(shù)的比例與根系分泌物濃度呈正相關(guān)；張志敏[11]對比蘋果園連作土壤和非連作土壤中鐮刀菌數(shù)量，同樣證明了微生物的變化會導(dǎo)致果園土壤連作障礙的發(fā)生。為進一步證明土壤連作障礙與土壤微生物有關(guān)，研究人員將連作土壤經(jīng)過有效滅菌發(fā)現(xiàn)連作障礙得以控制或減輕[12]。

圖1 連作障礙對蘋果幼樹的傷害

線蟲作為土壤中的有害生物，主要對果樹根系造成危害，還能將病原菌攜帶到健康根系傳播病原菌。閆淑俠[13]指出桃、葡萄的連作土壤中都存在大量線蟲，其寄生在根部或地下莖中，造成根系畸形、衰弱或腐爛，嚴重時造成果樹死亡。線蟲也會隨土壤的連作發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變化，白春啟[14]對草莓連作土壤研究發(fā)現(xiàn)，食細菌線蟲類群與食真菌線蟲類群比值發(fā)生改變，加速了土壤由“細菌性”向“真菌性”的轉(zhuǎn)變，進而使土壤連作化。

1.3 自毒作用

自毒作用是連作障礙產(chǎn)生的重要因素之一，通過根系分泌釋放或根茬腐解后產(chǎn)生有毒化學物質(zhì)，對同種作物生理生長起抑制作用。自毒物質(zhì)包括有機酸、直鏈醇、簡單酚類、酚酸、單寧、醛類、萜類、氨基酸和生物堿等[15]。酚酸是報道最多的自毒物質(zhì)，酚酸能夠直接影響土壤養(yǎng)分狀況、改變土壤微生物活性、增加病蟲害威脅，影響果樹生長發(fā)育，導(dǎo)致連作障礙發(fā)生[16]。朱煒[17]研究指出，苯甲酸濃度與毛桃實生幼苗的生長狀況呈負相關(guān)；王艷芳[18]、尹承苗[19]均指出導(dǎo)致蘋果產(chǎn)生連作障礙的主要酚酸類物質(zhì)為根皮苷。

2 調(diào)控連作障礙的措施

2.1 土壤消毒

土壤滅菌可以有效殺死或控制有害生物對果樹造成的危害?；瘜W消毒主要通過化學試劑對土壤進行處理，其中化學熏蒸消毒一直是克服連作障礙的有效措施，溴甲烷、氯化苦、1，3-二氯丙烯是常用的土壤滅菌劑，其控制土壤病菌等方面效果明顯，但存在環(huán)境污染等問題；其次在土壤中施入化學藥劑對土壤進行滅菌效果也十分明顯，劉勇[20]利用四種殺菌劑(代森錳鋅、多菌靈、咯菌腈、福美雙)、付風云[21]利用多菌靈分別對蘋果和平邑甜茶幼苗連作土壤進行處理，均能夠促進生長，減輕土壤連作障礙問題。

物理消毒也具有顯著的效果，對葡萄連作土壤進行蒸汽滅菌，可促進葡萄生長、減輕連作障礙[12]；日曬既能夠有效控制設(shè)施草莓土壤病原菌數(shù)量[22]，又能緩解草莓腐爛病[23]；微波[24]消毒通過改善土壤微生物結(jié)構(gòu)進而緩解連作障礙。土壤消毒雖然容易操作，但費時費工，同時對果樹根系也會造成影響，因此想要推廣存在一定困難。

2.2 合理間作

在果樹行間種植適宜的農(nóng)作物，不僅可以改善土壤結(jié)構(gòu)，保持土壤肥力，提高土壤利用率，而且能夠促進果樹生長。謝洪剛[4]指出在連作蘋果園間種豌豆可以減輕蘋果連作障礙；Zhang[25]在香蕉樹下間作韭菜，能有效防治香蕉巴拿馬病害，并提高土壤生物多樣性。李家家[26]將平邑甜茶幼苗與小蔥間作，均可緩解土壤連作障礙對果樹造成的危害。

果園生草栽培模式于20世紀80年代從國外引入中國，經(jīng)過多年的實踐探索，果園生草栽培不僅將費時費力的“清耕制”操作改變成省時省力的機械化管理，而且還改善了土壤環(huán)境以及果園微生態(tài)系統(tǒng)(圖2)?？芙ù錥27]對蘋果園進行生草試驗研究發(fā)現(xiàn)果園生草栽培后土壤環(huán)境變好，有機質(zhì)含量增加。孫霞[28]對蘋果園研究發(fā)現(xiàn)生草栽培提高了土壤酶活性。岳泰新[29]研究表明，生草栽培可以改變果園土壤微生物結(jié)構(gòu)，土壤細菌數(shù)量有所提高。從以上研究可以發(fā)現(xiàn)，果園生草栽培可增加土壤養(yǎng)分、提高土壤有機質(zhì)和微生物數(shù)量，從而緩解土壤連作障礙。

圖2 果園生草緩解連作障礙.

2.3 生物防治

生物防治目前已成為備受果品生產(chǎn)者青睞的一種土壤改良方式，不僅可以減少化肥污染，而且是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新手段。連作土壤中接種三種有益微生物(EB真菌、木霉和淡紫擬青霉)，可有效緩解土壤連作障礙對葡萄的危害[30]；李興發(fā)[31]研究指出，接種叢枝菌根真菌可以減輕外源酚酸對梨幼苗的傷害；張先富[32]用草酸青霉改善了平邑甜茶幼苗連作土壤的微生物環(huán)境；解靈軍[33]篩選的B3512菌株能有效緩解對羥基苯甲酸對草莓植株的影響；宋富海[34]利用內(nèi)生真菌ND35菌肥改善連作土壤酶活性、微生物環(huán)境和根系活力。

2.4 選育抗性砧木

目前生產(chǎn)中果樹苗木大部分為嫁接苗，通過雜交育種篩選適應(yīng)當?shù)剡B作土壤條件的砧木尤為重要，也是解決果樹連作障礙問題最經(jīng)濟、最有效的途徑。郭小靜[35]通過比較4個初選優(yōu)系砧木在連作土和滅菌土的生長差異，篩選出抗連作砧木。蘋果砧木平邑甜茶具有較好的抗連作能力[19]。Mazzola[36]在華盛頓州連作蘋果園中發(fā)現(xiàn)Geneva系列砧木抗根霉腐菌能力高于M26、MM111和MM166。王志強[37]指出紅根甘肅桃作砧木抵抗根結(jié)線蟲的能力較強?？剐赃x育能夠最直接地解決土壤連作障礙對果樹帶來的不利影響，但其需要科研人員長期的大量工作，周期長、見效慢成為其最大的弊端。

2.5 土壤添加劑

土壤添加劑可改善土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤微生物群落、促進果樹生長。因此，土壤添加劑的使用成為緩解果園連作障礙的一種有效手段。Zhang[38]在平邑甜茶幼苗連作土壤中添加有機物料或其發(fā)酵液可改善微生物群落，提高土壤酶活性，并促進植株生長；連作土壤中添加生物炭可以增加土壤酶活性、改善土壤微生物結(jié)構(gòu)，提高平邑甜茶幼苗的光合速率、抗氧化酶活性[39]；Mazzola[40]在蘋果連作土壤中添加綠肥后，能明顯促進嘎拉/M26幼苗生長，控制連作障礙造成的傷害；郭小靜[35]在平邑甜茶幼苗連作土壤中施入不同種糖類化合物(葡萄糖、果糖、麥芽糖和阿拉伯糖)，有效改善了土壤微生物結(jié)構(gòu)；將不同比例的有機物料(玉米秸稈和水稻秸稈)施入葡萄連作土壤中，可促進葡萄生長和葉片酶活性，同時提高土壤有機質(zhì)含量和土壤酶活性[41,42]。土壤添加劑符合當前農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念，同時其成本低廉，推廣應(yīng)用前景較好。