張浩然　楊寧　溫丹　王曉　楊延杰　孫凱寧　陳寧

摘要：設(shè)施蔬菜種植具有集約化、商品化生產(chǎn)的特點，連續(xù)重茬、施肥不當?shù)葘е峦寥肋B作障礙加劇，降低作物產(chǎn)量和品質(zhì)。本文從土壤自毒作用、土壤理化性狀、土壤微生物區(qū)系綜述了設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中引起連作障礙的原因;運用土壤消毒技術(shù)，分析了物理消毒、化學藥劑消毒和生物熏蒸消毒3個應(yīng)用方法;指出土壤消毒技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢，以期為設(shè)施蔬菜的安全生產(chǎn)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：設(shè)施蔬菜;連作障礙;土壤消毒

中圖分類號：S472文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2020）05-0149-08

Abstract The cultivation of facility vegetables is characterized by intensive and commercial production. Continuous stubble and improper fertilization lead to the aggravation of soil continuous cropping obstacles and the reduction of crop yield and quality. In this paper， the causes of continuous cropping obstacles in the production of protected vegetables were reviewed from the aspects of soil auto-toxicity， soil physical and chemical properties and soil microbial flora. Three application methods of physical disinfection， chemical disinfection and biological fumigation disinfection were analyzed through soil disinfection technology. The development trend of soil disinfection technology in future was also pointed out in order to provide references for the safe production of protected vegetables.

Keywords Protected vegetables; Continuous cropping obstacles; Soil disinfection

連作障礙是指同一植物或近緣植物在同一塊土地上持續(xù)種植兩茬或多茬以后，即使在正常管理的情況下，也會導致生育狀況變差、病蟲害嚴重、產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣的現(xiàn)象[1]。國內(nèi)外眾多研究表明，土壤連作障礙的成因主要包含化感自毒物質(zhì)積累、土壤理化性狀的改變、土壤微生物區(qū)系多樣性發(fā)生[1-5]。連作障礙在水稻、大豆、花生等糧油作物[6]，番茄、黃瓜、草莓等果蔬[2]，三七、人參等中藥材[7]，桉樹[8]、楊樹[9]等林木中表現(xiàn)明顯，且以中藥材和蔬菜作物較為普遍和嚴重。我國設(shè)施蔬菜總面積仍保持穩(wěn)定增長態(tài)勢，但隨著連作障礙日趨嚴重，制約了保護地蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展，影響蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量。土壤消毒是指運用化學、物理和生物等方法，快速、高效殺滅土壤中有害微生物、雜草、土傳病毒、地下害蟲的技術(shù)，能很好地解決作物連續(xù)種植中出現(xiàn)的問題[10]。本文根據(jù)近年來國內(nèi)外學者對連作障礙成因的研究進展，分析了土壤消毒對連作障礙的防控效果，以期為設(shè)施蔬菜的安全生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 連作障礙發(fā)生原因

1.1 土壤化感自毒作用

自毒作用的產(chǎn)生途徑主要包括植物地上部揮發(fā)和淋溶、根系分泌物及植株殘茬腐解等，其釋放的物質(zhì)會對同茬或者下茬的作物產(chǎn)生抑制作用，并隨年限的增長逐漸累積[11-13]。目前化感自毒作用研究的重點均為酚酸類物質(zhì)[13-18]。酚酸類自毒物質(zhì)積累到一定濃度會抑制種子萌發(fā)[14]、阻礙根系發(fā)育[15]、影響作物地上部和地下部的生長[16]。黃興學[14]在不同連作年限的豇豆土壤中檢測出苯乙酸、肉桂酸、4-羥基苯甲酸及鄰苯二甲酸4種酚酸，且4種酚酸含量隨著連作年限的增加抑制了豇豆生長發(fā)育，降低產(chǎn)量。Van等[17]在實驗室條件下發(fā)現(xiàn)，用高強度的狗舌草（Ragwort）莖提取物顯著降低種子萌發(fā)率，并討論了狗舌草的自毒作用對植物種群動態(tài)的影響。

1.2 土壤理化性狀的改變

土壤的物理化學性質(zhì)直接影響著作物的生長狀況，優(yōu)良的土壤環(huán)境可以更好地滿足作物對養(yǎng)分的需求[18-20]。同時高毓晗[18]研究發(fā)現(xiàn)，黃瓜溫室土壤隨種植年限的增加，含鹽量增高，伴有鹽漬化的傾向;EC值升高;pH值隨連作時間的增加先降低后回升。長期連作后土壤比重和容重增大，通氣孔隙減少，另外不合理的施用肥料，不被作物吸收的元素越來越多，造成土壤養(yǎng)分失衡。Maaroufi等[20]研究表明，土壤因子的變化是氮影響凋落物分解的主要途徑，高氮處理的凋落物分解率比對照降低約15%。隨著種植年限增加，土壤酶活性逐漸降低阻礙營養(yǎng)元素的吸收，間接加劇土壤自毒物質(zhì)的積累，土壤理化性質(zhì)變差，誘導土壤連作障礙的發(fā)生。

1.3 土壤微生物區(qū)系的改變

另外一些研究表明，連作障礙是由于富集在根系附近的代謝產(chǎn)物及植物組織腐解物為土壤微生物提供營養(yǎng)條件和寄主環(huán)境，從而影響微生物種群的分布所致[21-24]。Tan等[4]研究發(fā)現(xiàn)根際和內(nèi)生真菌群落被認為對植物健康和土壤肥力至關(guān)重要。盆栽試驗證明，土壤中的根皮苷等酚酸類物質(zhì)均增加了土壤真菌的多樣性，使土壤真菌群落的結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化。在對設(shè)施連作葡萄[25]、草莓[26]、黃瓜[27]、西瓜[28]等作物的研究中發(fā)現(xiàn)，根際土壤細菌和真菌的種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，因此土壤微生物區(qū)系和多樣性失調(diào)，有益微生物減少。由于多種有益真菌類群數(shù)量減少，種群變化呈現(xiàn)單一化趨勢，微生物多樣性水平降低。馬寧寧等[29]研究表明，連作20年土壤原菌群落結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，但不同連作年限的田間優(yōu)勢真菌差異較大;同時，其他真菌的數(shù)量顯著增加，改變土壤真菌優(yōu)勢種群平衡可能是導致作物產(chǎn)生連作障礙的重要原因之一。

2 土壤消毒主要技術(shù)

2.1 物理消毒技術(shù)

物理消毒技術(shù)主要包括太陽能消毒技術(shù)、蒸汽消毒技術(shù)、熱水消毒技術(shù)和火焰處理消毒技術(shù)等，其基本原理是利用各種熱源使土壤耕層溫度升高到50℃以上，利用調(diào)控病蟲對溫度、濕度或光譜、顏色、聲音等的反應(yīng)能力，達到消除土壤中絕大多數(shù)病蟲害的目的[30，31]。

2.1.1 太陽能消毒技術(shù) 太陽能消毒是指在高溫季節(jié)，長時間對土壤覆蓋塑料薄膜，通過溫室效應(yīng)吸收太陽能輻射熱來提高土壤溫度，以殺死土壤中病原菌在內(nèi)的多種有害生物[31，32]。李英梅等[33]研究表明，壟溝式太陽能消毒處理對土壤結(jié)構(gòu)和微團聚體的影響最小，較對照降低9.5%，增產(chǎn)最高為87.1%。此技術(shù)可有效防治草莓土傳病害以及蟲草危害，使草莓增產(chǎn)30%左右，并提高草莓質(zhì)量。利用太陽能對土壤進行消毒，可減少不必要的能源消耗，減少化學藥劑投入[33，34]。但實際生產(chǎn)中，太陽能消毒受天氣狀況的影響較大，效果常不穩(wěn)定。在一年中最熱的季節(jié)，太陽能處理6～8周對大多數(shù)土傳病害均有防治效果，但溫度較低時需要3個月左右的時間[30]。

2.1.2 熱水消毒技術(shù) 熱水消毒是將常壓熱水鍋爐產(chǎn)生的80～95℃熱水，通過開孔灑水管灌注到土壤中，為增強保溫效果，在土壤表面鋪蓋保溫膜，此法可使30 cm深處的土壤溫度達50℃以上，從而起到消滅土壤中病蟲害的作用[35]。王懷松等[36]研究表明，熱水處理土壤可有效控制土壤中根結(jié)線蟲的數(shù)量，在30 cm土層范圍內(nèi)能達到根結(jié)線蟲致死溫度43.3℃、4 h或54.4℃、1 min[37]。趙超等[38]研究發(fā)現(xiàn)，在保證消毒機電力、水量及燃料供應(yīng)充足的情況下，機具能持續(xù)提供85～90℃熱水，出水量提高到3.5 t/h及以上，在夏季處理土壤時，完成一個標準溫室地下30 cm處地溫達到50℃以上處理需要2天。由于設(shè)備投資大，成本較高，因此需要專業(yè)人員操作，作業(yè)費用每次每公頃需9 000元以上。此外該技術(shù)耗水量較大，需水量100～200 L/m2，不適宜在水資源短缺的地區(qū)使用[38，39]。

2.1.3 蒸汽消毒技術(shù) 蒸汽消毒技術(shù)是通過高壓密集的蒸汽，殺死土壤中的病原生物，可提高土壤的排水性和通透性。卓杰強等[40]研究表明，蒸汽消毒機生產(chǎn)率達到2.8 m3/h，消毒效果好，滅菌檢測達到99.9%以上，且保證設(shè)施農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。蒸汽消毒有以下優(yōu)點：①消毒速度快，均勻有效;②無殘留藥害;③對人畜安全;④無有害生物的抗藥性問題。其缺點是蒸汽不易到達土壤深層，對20 cm以下土層消毒不徹底，且成本較高，其僅適合在一些現(xiàn)代化智能溫室和小范圍苗床應(yīng)用[41]。

2.1.4 電處理消毒技術(shù) 電處理消毒技術(shù)是指土壤水分中含有的氯、酚化合物，經(jīng)埋設(shè)在土壤中的電極線通直流電后發(fā)生化學反應(yīng)產(chǎn)生含有大量氯和酚類氣體，這兩類氣體在土壤團?？p隙逸散過程中能有效殺滅病原微生物;另一方面，土壤團聚體以及土壤膠體結(jié)構(gòu)和特性、土壤氧化還原特性以及水環(huán)境的劇烈變化改變了土壤微生物的生活環(huán)境，進而導致微生物種群活性的巨大改變，最終消解重茬病癥[42，43]。其優(yōu)點：①促進難溶礦物質(zhì)養(yǎng)分的溶解、分解與轉(zhuǎn)化，使土壤有解毒效果;②酚類氣體和原子氯氣體在土壤團粒縫隙逸散過程中，可以殺滅引起土傳病害的病原微生物;③使土壤結(jié)構(gòu)疏松、孔隙增大、滲透性提高和保水能力提高。陳穎[44]研究發(fā)現(xiàn)，在連作土壤中應(yīng)用電處理消毒技術(shù)，可減少土傳病害，節(jié)省用藥成本，增加種植茬數(shù)，進而增加收入。使用電處理消毒時注意土壤含水量應(yīng)低于40%，并使用安全電壓消除短路故障。

2.1.5 火焰消毒技術(shù) 火焰高溫消毒技術(shù)是利用短時間內(nèi)產(chǎn)生1 000℃的瞬時高溫導致生物體內(nèi)蛋白質(zhì)變性不可逆的原理，達到滅菌殺蟲的目的。在生姜、草莓、大棚蔬菜試驗中得出火焰消毒土壤中線蟲的滅殺率分別為100%、100%、98%[45]。試驗證明，該技術(shù)具有以下優(yōu)點：①處理后土壤中的病原菌、線蟲及蟲卵等殺滅率達85%以上;②無二次污染，無農(nóng)藥殘留;③操作簡便，成本較低;④不受地域限制;⑤消毒后即可種植下茬作物。因此這種消毒技術(shù)對一些有機質(zhì)含量低的砂性土壤效果更顯著。

2.1.6 微波消毒技術(shù) 微波消毒土壤的機理包括微波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)（非熱效應(yīng)）。蓋志武等[46]對比了不同功率的微波輻射消毒和常規(guī)加熱消毒，結(jié)果表明，微波輻射消毒殺菌率明顯高于常規(guī)加熱消毒，微波功率越高殺菌效果越好。其優(yōu)點：①溫度高于50℃時將使細菌中蛋白質(zhì)凝固而導致細菌死亡;②生物效應(yīng)使得土壤在微波電磁場照射下，土壤中微生物受到熱力、電磁力雙重作用，具有熱效應(yīng)和生物效應(yīng)雙重效應(yīng);③采用微波消毒土壤可殺滅其中的成蟲、蟲卵、有害微生物、病菌及草子。④不污染環(huán)境，消毒效率高、效果好。但其操作相對復雜，且設(shè)備造價及運行成本較高，土壤濕度過高會減弱土壤消毒效果[47]。

2.1.7 射頻消毒技術(shù) 射頻消毒技術(shù)是近年來發(fā)展的一種高效消毒技術(shù)，利用射頻產(chǎn)生的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)殺滅土壤中的害蟲以及病原微生物等，具有快速均勻加熱、土壤含自平衡及選擇性加熱的特點。張學進等[48]利用輸出功率為12 kW的射頻發(fā)生器對土壤進行加熱消毒，加熱15 min土壤溫度可至52.6℃，可殺死大部分的根結(jié)線蟲;加熱18 min時，土壤的溫度達到61.7℃，可殺死土壤中所有的根結(jié)線蟲和各種病原菌，起到土壤消毒的目的。美國加州大學戴維斯分校已研制成射頻商業(yè)樣機，目前機器成本較高，但運行成本較低。

2.1.8 遠紅外線消毒技術(shù) 遠紅外線消毒是以遠紅外線作為熱源，可短時間產(chǎn)生120℃以上高溫進行土壤滅菌消毒的技術(shù)。遠紅外線作為一種磁波，它以輻射方式向外傳播，熱效應(yīng)好，且特別易被微生物體（如各種病菌）吸收。病菌吸收熱能超過它的承受極限，因此喪失活性，用在基質(zhì)消毒上，這種方式具有速度快、穿透力強的特點，能使得基質(zhì)充分吸收熱能，加熱效率高，短時間內(nèi)達到殺菌所需的溫度[49]。但該消毒方式在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中尚未見研究報道。

2.2 化學藥劑消毒技術(shù)

化學藥劑消毒是指通過噴淋、澆灌、混土和熏蒸等方式，可以產(chǎn)生具有殺蟲、殺菌或除草等作用的氣體，從而在密閉空間中防止土傳病、蟲、草等危害的一類農(nóng)藥[50，51]。溴甲烷（methyl bromide）是世界上公認的最為優(yōu)良的化學土壤消毒劑，但其對大氣臭氧層有破壞作用，我國已于2015年禁用[52]。聯(lián)合國甲基溴技術(shù)選擇委員會（MBTOC）推薦的甲基溴替代品有氯化苦、1，3-二氯丙烯、二甲基二硫、碘甲烷、1，3-二氯丙烯和氯化苦混劑、碘甲烷和氯化苦混劑、異硫氰酸甲酯（MITC）產(chǎn)生物（如棉隆和威百畝等）、硫酰氟、氰氨化鈣等主要化學熏蒸劑，這些甲基溴的替代品均具有殺線蟲、殺菌和除草的效果[50-52]?，F(xiàn)將國內(nèi)已經(jīng)商品化的4種化學熏蒸劑氯化苦、威百畝、棉隆和硫酰氟研究進展綜述如下。

2.2.1 氯化苦 氯化苦（chloropicrin），化學名稱為三氯硝基甲烷，無色或微黃色油狀液體，有催淚性，屬劇毒品[53]。Csinos[54]、Gullino[55]等研究證明氯化苦能夠有效防控土傳真菌和細菌，主要用于煙草、番茄、辣椒、草莓、馬鈴薯和生姜等作物。但氯化苦存在土壤中易漂移，易逃逸到大氣中，對根結(jié)線蟲和雜草防治效較差的缺點[53]。王海濤等[56]以99.5%氯化苦原液熏蒸防治煙草根結(jié)線蟲，苗床防效為80.66%～92.49%，而田間實際防效為53.60%～65.70%。遲麗達[57]研究表明，氯化苦與碘甲烷混配（5∶1）熏蒸，根結(jié)線蟲減退率高達87.5%，優(yōu)于氯化苦與1，3-二氯丙烯處理。因此，氯化苦多與其他熏蒸劑混配以保證對土壤病害的綜合防效。

2.2.2 棉隆 棉?。╠azomet）又稱必速滅，低毒、顆粒型，化學名稱為四氫化-3，5-二甲基-2H-1，3，5噻二嗪-2-硫酮，在潮濕的土壤中分解成有毒的異硫氰酸甲酯、甲醛和硫化氫等，擴散至土壤顆粒間，能有效殺滅土壤中各種線蟲、病原菌、地下害蟲及萌發(fā)的雜草種子，從而有清潔土壤的效果[52，57]。劉恩太等[58]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用棉隆微粒劑可降低連作土壤中真菌數(shù)量幅度達到58.8%，細菌和放線菌數(shù)量降低15.3%、8.5%，細菌/真菌增加108.8%，放線菌/真菌增加124.2%。張慶華等[59]發(fā)現(xiàn)，通過撒施98%棉隆微粒劑（300 kg/hm2）雖然能在短期內(nèi)大量抑制或殺死土壤中的致病微生物，但其滅殺效果的持效性較短。同時，如果棉隆不能與土壤混勻，無法接觸到足夠水分，就會將異硫氰酸甲酯殘留在土壤中，這會對種植的作物產(chǎn)生毒害[60]。

2.2.3 硫酰氟 硫酰氟（sulfuryl fluoride）是一種廣譜熏蒸劑，化學分子式為SO2F2，常溫常壓下為無色無味氣體，多用于倉庫熏蒸、建筑物空間熏蒸、木材防腐、輕紡、外貿(mào)、圖書檔案和古建筑熏蒸等[50，61]。因此硫酰氟具有廣譜殺蟲性、較強擴散滲透性、毒性殘留低、使用溫度范圍廣、無腐蝕等優(yōu)點[50]。曹坳程等[62]首次嘗試用硫酰氟25～50 g/m2防治土壤線蟲，發(fā)現(xiàn)硫酰氟對線蟲防治效果良好，田間試驗也有很好的增產(chǎn)效果。王佩圣等[63]研究表明，99%硫酰氟50 g/m2和25 g/m2處理在自根黃瓜區(qū)病指防效達72.95%和66.67%，其中50 g/m2處理增產(chǎn)和嫁接區(qū)病指防效較高。此外需關(guān)注硫酰氟作為溫室氣體對環(huán)境的影響。

2.2.4 威百畝 威百畝（metham sodium），學名甲基二硫代氨基甲酸鈉，原藥外觀為白色具刺激氣味的結(jié)晶樣粉末狀物，是一種低毒、無殘留并廣泛使用的熏蒸劑，制劑外觀為淺黃綠色穩(wěn)定均相液體，無可見的懸浮物，35%或42%可用作農(nóng)藥劑型為水劑[50，51]。它和其分解產(chǎn)物對多種病原菌、雜草、地下害蟲等有良好的防治效果[55]。王惟萍等[64]?研究發(fā)現(xiàn)在25℃條件下用威百畝12 mg（a·i）/kg對尖孢鐮刀菌的抑制率為78.82%，對黃瓜枯萎病的防治效果為87.03%。卜東欣等[65]研究發(fā)現(xiàn)威百畝對土壤真菌種群和脲酶活性的影響較大，而對土壤細菌、放線菌及蔗糖酶、磷酸酶和過氧化氫酶活性的影響是暫時性的，隨培養(yǎng)時間的延長，微生物種群及酶活性可恢復，不會對農(nóng)作物生長及土壤環(huán)境造成潛在危害。其施用過程中要注意土壤溫度、濕度、翻耕深度、使用時間、封閉條件、操作方法等多種因素，施用不當直接影響其藥效的發(fā)揮[66]。

2.3 生物熏蒸防治

生物熏蒸的機理是含有硫代葡萄糖苷（glucosinolates，GSLs）的液泡位于植物中，當植物組織被破壞后，液泡和黑芥子酶細胞破裂，黑芥子酶分解GSLs，產(chǎn)生大量唑烷硫（oxazliidenhitobes）、睛（initrles）、硫氰酸酯（hitocyanates）和不同結(jié)構(gòu)的異硫酸氰酯類物質(zhì)（isothiocyanates，ITCs）。生物熏蒸就是利用這些植物有機質(zhì)分解過程中釋放出揮發(fā)性物質(zhì)，抑制或殺死土壤中有害生物的一種土壤消毒方法[67]。

2.3.1 生物熏蒸材料 Fahey等[68]曾系統(tǒng)報道了十字花科（Brassicaceae）、山柑科（Capparaceae）、番木瓜科（Caricaceae）等16個科500種植物中的約120種GSLs結(jié)構(gòu)，并指出這些植物至少含有一種或多種GSLs。硫代葡萄糖苷及其分解產(chǎn)物長期以來因其具有殺菌、殺菌、殺線蟲和化感作用而為人所知，目前生物熏蒸材料研究最為深入的是含有GSLs的十字花科類和菊科（Compositae）植物等。

十字花科作物通常為一年生、二年生或多年生植物，如蕓薹屬、蘿卜屬等主產(chǎn)蔬菜和油料作物，其中最重要的芥屬類作物（甘藍、芥菜及油菜等）通常具有特殊辛辣氣味，這種辛辣氣味降解所產(chǎn)生的次生代謝物有較強的抗菌、抑病、防蟲的作用[68-70]。Mullin等[71]對7種常見十字花科蔬菜硫苷含量的研究表明，不同作物之間的差異很大;在某些情況下，品種之間的差異也很大。陳新娟[72]試驗證明，不同蔬菜總硫苷含量最為豐富的是含8～13 mg/gDW的蕪菁（Brassica rapa）和紫菜薹（Brassica compestris），其次是6.5～7.5 mg/gDW的芥菜（Brassica juncea）和芥藍（Brassica alboglabra），然后為3～7 mg/gDW的大白菜（Brassica pekinensis）和菜心（Brassica campestris），最低為2.0～3.5 mg/gDW的小白菜（Brassica chinensis）。范成明等[69]分別用芥藍、結(jié)球甘藍、白花椰菜、球莖甘藍、苦菜、芹菜、黃瓜和大蔥對白菜根系非致病鐮刀菌、棉花枯萎菌和黃瓜腐霉菌進行了生物熏蒸的抑制試驗，其中5種蕓薹屬蔬菜的熏蒸抑菌效果顯著地好于非蕓薹屬蔬菜。李世東等[70]分別將甘藍、芥菜、雪里蕻的葉及芥菜疙瘩的塊根組織以3.5 kg/m2的量分別施入嚴重感染根結(jié)線蟲的土壤中，植物材料熏蒸效果好的是芥菜。結(jié)果表明大多數(shù)生物熏蒸劑以蕓薹屬植物消毒效果顯著。

現(xiàn)已知菊科作物中抗菌、殺菌物質(zhì)的主要類型有萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮化合物，具有抗菌活性的植物有效成分結(jié)構(gòu)類型較多，如生物堿、萜類、黃酮、酚、醇和酯等[73]。菊科中重要的一種殺菌或驅(qū)蟲的植物-除蟲菊（Pyrethrum），可在自然的條件下進行廣泛分解，對害蟲有較高的防治效果，且不會產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)[73，74]。另外李玉平[73]研究得出，所選菊科15屬25種菊科植物有10種植物在活體試驗中也有較高的殺菌活性，其中大花金挖耳（Carpesium macrocephalum）、蓼子樸（Polygonum）、臭蒿（Artemisia hedinii）、蒼耳（Xanthium sibiricum）、旋覆花（Inula）、天明精（Carpesium abrotanoides）等6種植物在離體和活體生測中抑菌作用顯著，具有很高的研究價值。

2.3.2 生物熏蒸對土壤環(huán)境及作物的影響 肖長坤等[75]通過滴灌施藥方法得出，20%辣根素水劑（異硫氰酸酯）對土壤真菌和細菌有明顯的控制作用，其對土壤鐮刀菌滅殺效果達到了100%。王曉芳等[74]研究發(fā)現(xiàn)，萬壽菊（Tagetes）生物熏蒸處理能顯著提高連作土壤中平邑甜茶幼苗地上部及根系干重，促進根系生長;脲酶、磷酸酶活性分別較對照高103.6%、77.6%，提高土壤酶活性;土壤細菌/真菌為219.9，真菌多樣性、均勻度和豐富度指數(shù)均降低，優(yōu)勢度指數(shù)增加。另外隨著花椒籽餅施用量增多，土壤pH值顯著增加，熏蒸后土壤中全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀含量均呈現(xiàn)顯著上升趨勢[76]。同樣薺菜浸提液通過提高連作豇豆土壤脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性，維持土壤養(yǎng)分平衡，改善土壤理化性狀，其中以10 g/L芥菜浸提液處理對豇豆連作脅迫緩解效果最好;澆灌芥菜水浸提液可不同程度地增加豇豆幼苗株高、莖粗、干質(zhì)量、鮮質(zhì)量和壯苗指數(shù)，在低濃度處理下豇豆生長指標均顯著增加[77]?？梢娚镅舨粌H改善了土壤環(huán)境減輕連作障礙，還有利于作物的生長發(fā)育。

2.3.3 生物熏蒸對作物病蟲害的防治效果 馬艷等[78]研究發(fā)現(xiàn)，菜粕對辣椒疫病的平均防治效果為82%，并使辣椒增產(chǎn)16.4%。Ren等[79]在破碎的蕓薹組織獲得天然物質(zhì)烯丙基異硫基氰酸鹽（AITC），生物測定表明AITC對根結(jié)線蟲（LC50值為18.046 mg/kg）、真菌病原體（LC50值為27.999～29.479 mg/kg）和雜草（LC50值為17.300～47.660 mg/kg）均具有療效。何川等[76]研究證實，花椒籽餅中含有28種揮發(fā)性物質(zhì)，其中具有殺線蟲作用的D-檸檬烯和芳樟醇兩種物質(zhì)之和占總成分的13.53%，當二者濃度為50 mL/L時對根結(jié)線蟲的校正死亡率分別為91.08%和88.92%。因此不同生物熏蒸劑對作物病蟲害的防治效果存在顯著差異，應(yīng)以設(shè)施中作物防治對象的不同選擇合適的生物熏蒸材料。

3 展望

3.1 對連作障礙發(fā)生機理深入研究

大量研究表明導致連作障礙的3個因素之間存在協(xié)同作用，土壤理化性狀變差造成化感自毒物質(zhì)積累，因此土壤微生物區(qū)系發(fā)生改變，導致連作障礙的發(fā)生，反之這些變化又影響土壤理化性狀，循環(huán)往復導致土壤連作障礙的加劇[2-6]。單純的土壤滅菌只能短期控制作物的病蟲害蔓延，而從根本上解決作物發(fā)病機理還需多因素綜合研究治理。

3.2 消毒方法的合理選擇

隨著現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)工程技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機具的不斷試驗研發(fā)，如土壤消毒機蒸汽輸送裝置的設(shè)計與數(shù)值模擬[41]、土壤連作障礙電處理機對日光溫室土壤進行消毒技術(shù)[42]等，未來應(yīng)加大物理農(nóng)業(yè)設(shè)備的推廣，逐步降低前期成本。受自然條件與經(jīng)濟能力的制約，我國目前還是應(yīng)用化學試劑消毒較多，主要是農(nóng)民使用在設(shè)施蔬菜連年種植中，這種方法作用效果好，操作方法簡單。但化學熏蒸劑暴露環(huán)境中后對人體會造成不同的傷害（如灼傷感、喉嚨不舒服、頭疼、惡心、嘔吐、虛弱、動作失調(diào)、眼睛損傷和腐蝕皮膚等）[50]。

田間試驗發(fā)現(xiàn)，生物熏蒸各處理對番茄根結(jié)線蟲的防治效果高于太陽能和土壤還原消毒法，其中芥菜添加麥麩在番茄開花期和盛果期進行熏蒸處理對根結(jié)線蟲病的防效與對照藥劑98%棉隆防效無顯著差異[70]。因此與其他的土壤消毒方法相比，生物熏蒸有潛在的優(yōu)點，如花費少、無有毒物質(zhì)、安全無污染、環(huán)境友好、可改善土壤性質(zhì)（如持水性、有機質(zhì)含量、通透性等）。

綜上所述，未來設(shè)施蔬菜土壤消毒將會采用以生物熏蒸為主，物理消毒為輔的聯(lián)合消毒方式，根據(jù)種植作物的不同合理進行篩選。生物熏蒸技術(shù)為減輕設(shè)施蔬菜土壤連作障礙提供了一條較好的路徑，但由于生物熏蒸劑種類繁多，防治效果各有不同，因此應(yīng)深入研究生物熏蒸劑的基本原理和其應(yīng)用土壤及植物之間的關(guān)系。如何提高生物熏蒸劑的效果，并逐步取代化學消毒是人們所希望的，這將為生物熏蒸劑種類的選擇和研發(fā)提供新的理論依據(jù)。

參 考 文 獻：

[1] 吳鳳芝，趙鳳艷，劉元英. 設(shè)施蔬菜連作障礙原因綜合分析與防治措施[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學學報，2000，31（3）：241-247.

[2] Rizvi S J H，Rizvi V. Allelopathy： basic and applied aspects[M]. Chapman & Hall， London，1992.

[3] 孫光聞，陳日遠，劉厚成.設(shè)施蔬菜連作障礙原因及防止措施[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2005，21（S2）：184-188.

[4] Tan Y，Cui Y，Li H，et al. Rhizospheric soil and root endogenous fungal diversity and composition in response to continuous Panax notoginseng cropping practices[J]. Microbiological Research，2016，194：10-19.

[5] Zhou X G，Yu G B，Wu F Z. Responses of soil microbial communities in the rhizosphere of cucumber（Cucumis sativus L.）to exogenously applied p-hydroxybenzoic acid[J]. Journal of Chemical Ecology，2012，38：975-983.

[6] Li X G，Ding C F，Zhang T L，et al. Fungal pathogen accumulation at the expense of plant-beneficial fungi as a consequence of consecutive peanut mono culturing[J]. Soil Biology and Biochemistry，2014，72：11-18.

[7] 張敏，談獻和，張瑜，等. 中藥材連作障礙[J]. 現(xiàn)代中藥研究與實踐，2012（1）：83-85.

[8] 溫遠光，劉世榮，陳放. 連栽對桉樹人工林下物種多樣性的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學報，2005，16（9）：1667-1671.

[9] 趙瑜. 連作對楊樹人工林光合效率的影響[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學，2014.

[10]曹坳程，郭美霞，王秋霞，等. 世界土壤消毒技術(shù)進展[J]. 中國蔬菜，2010（21）：17-22.

[11]陳玲，董坤，楊智仙，等. 連作障礙中化感自毒效應(yīng)及間作緩解機理[J]. 中國農(nóng)學通報，2017，33（8）：91-98.

[12]田給林，畢艷孟，孫振鈞，等. 酚酸類物質(zhì)在作物連作障礙中的化感效應(yīng)及其調(diào)控研究進展[J]. 中國科技論文，2016，11（6）：699-705.

[13]Yan J，Bi H H，Liu Y Z，et al. Phenolic compounds from merremia umbellata subsp orientalis and their allelopathic effects on arabidopsis seed germination[J]. Molecules，2010，15（11）：8241-8250.

[14]黃興學. 豇豆連作土壤中自毒物質(zhì)鑒定及肉桂酸對豇豆光合作用的影響[D]. 武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2010.

[15]吳林坤，林向民，林文雄. 根系分泌物介導下植物–土壤–微生物互作關(guān)系研究進展與展望[J]. 植物生態(tài)學報，2014，38（3）：298-310.

[16]侯慧，董坤，楊智仙，等. 連作障礙發(fā)生機理研究進展[J]. 土壤，2016，48（6）：1068-1076.

[17]Van D V T F J， Ruijten M，Van d P W H，et al. Can the negative plant-soil feedback of Jacobaea vulgaris be explained by autotoxicity？[J]. Basic and Applied Ecology，2012，13（6）：533-541.

[18]高毓晗. 連作和有機改良對設(shè)施黃瓜番茄土壤性質(zhì)和根際微生物種群結(jié)構(gòu)的影響[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學院，2019.

[19]Horton T R，Bruns T D. The molecular revolution in ectomycorrhizal ecology： peeking into the black-box[J]. Molecular Ecology，2010，10（8）：1855-1871.

[20]Maaroufi N I，Nordin A，Palmqvist K，et al. Nitrogen enrichment impacts on boreal litter decomposition are driven by changes in soil microbiota rather than litter quality[J]. Scientific Reports，2017，7（1）：4083.

[21]郭曉. 不同填閑植物對連作黃瓜生長及土壤生態(tài)環(huán)境的影響[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2014.

[22]Xiong W，Zhao Q，Zhao J，et al. Different continuous cropping spans significantly affect microbial community membership and structure in a vanilla-grown soil as revealed by deep pyrosequencing [J]. Microbial Ecology，2015，70（1）：209-218.

[23]Urashima Y，Sonoda T，F(xiàn)ujita Y，et al. Application of PCR denaturing- gradient gel electrophoresis（DGGE） method to examine microbial community structure in asparagus fields with growth inhibition due to continuous cropping[J]. Microbes & Environments，2012，27（1）：43-48.

[24]Bunlong Y，Kornelia S ， Traud W. Evaluation of apple replant problems based on different soil disinfection treatments—links to soil microbial community structure？[J]. Plant&Soil，2013，366（1/2）： 617-631.

[25]李坤. 葡萄連作障礙機理及調(diào)控途徑的研究[D]. 沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學，2010.

[26]申光輝. 草莓連作根腐病發(fā)生機制與微生物及化學修復研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2012.

[27]鄒春嬌，齊明芳，馬建，等. Biolog-ECO解析黃瓜連作營養(yǎng)基質(zhì)中微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性特征[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2016，49（5）：942-951.

[28]張冬明，鄭道君，曾建華，等. 西瓜連作對土壤主要微生物數(shù)量、酶活性及果實品質(zhì)的影響[J]. 北方園藝，2017（4）：155-158.

[29]馬寧寧，李天來. 設(shè)施番茄長期連作土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性分析[J]. 園藝學報，2013，40（2）：255-264.

[30]周雪青，張曉文，鄒嵐，等. 設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤消毒方法比較[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2016，6（3）：109-112.

[31]曹坳程，劉曉漫，郭美霞，等. 作物土傳病害的危害及防治技術(shù)[J]. 植物保護，2017，43（2）：35-36.

[32]賁海燕，崔國慶，石延霞，等. 氰氨化鈣土壤改良作用及其防治蔬菜土傳病害效果 [J]. 生態(tài)學雜志，2013，32（12）：3318-3324.

[33]李英梅，曹紅梅，徐福利，等. 土壤消毒措施對土壤物理特性及黃瓜生長發(fā)育的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2010，18（6）：1189-1193.

[34]張利英，李賀年，翟姍姍，等. 太陽能土壤消毒在草莓保護地栽培中的應(yīng)用效果[J]. 北方園藝，2010（14）：67-68.

[35]辜松，王忠偉.日本設(shè)施栽培土壤熱水消毒技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2006，37（11）：168-167.

[36]王懷松，張志斌，蔣淑芝，等. 土壤熱水處理對根結(jié)線蟲的防治效果[J]. 中國蔬菜，2007（2）：28-30.

[37]泰勒A L. 植物線蟲學研究入門[M]. 陳品三，郝近大，譯. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1981：33-34.

[38]趙超，馮斌，吳樂天，等. 燃煤熱水土壤消毒機在日光溫室中的應(yīng)用試驗[J]. 新疆農(nóng)機化，2012（1）：46-48.

[39]張彩虹，于秀針，姜魯艷，等. 基質(zhì)高溫熱水消毒戈壁日光溫室番茄生長及對青枯病的防治效果[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學，2016，53（8）：1481-1486.

[40]卓杰強，陳立振，周增產(chǎn)，等. 無土栽培基質(zhì)蒸汽消毒機研究與應(yīng)用[J]. 農(nóng)機化研究，2012，34（9）：95-98.

[41]蔣雪松，楊冬冬，潘四普，等. 土壤消毒機蒸汽輸送裝置的設(shè)計與數(shù)值模擬[J]. 農(nóng)機化研究，2019，41（5）：111-115，120.

[42]耿德仁. 土壤連作障礙電處理機對日光溫室土壤進行消毒技術(shù)的分析[J]. 農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2012（4）：48-49.

[43]徐志穎，陳波，魏振. 物理農(nóng)業(yè)技術(shù)概述[J]. 農(nóng)業(yè)科技與裝備，2011（6）：103-104.

[44]陳穎. 土壤連作障礙電處理技術(shù)提升設(shè)施蔬菜生產(chǎn)試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2013，3（S1）：81-82.

[45]許光輝，趙奇龍，高宇. 火焰高溫消毒技術(shù)防治農(nóng)田土壤病蟲害研究與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2014，4（S1）：52-54.

[46]蓋志武，魏丹，汪春蕾，等. 采用微波替代甲基溴消毒棚室土壤技術(shù)綜述[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2006（6）：73-76.

[47]王振躍，施艷，劉存祥. 微波消毒對土壤中病原微生物的防治效果 [J]. 河南農(nóng)業(yè)科學，2010（12）：92-94.

[48]張學進，金永奎，張玲，等. 土壤射頻消毒技術(shù)試驗[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2018，46（23）：274-277.

[49]王曉平，馬偉，張海雷，等. 一種溫室育苗基質(zhì)消毒機研制與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)：溫室園藝，2013（11）：50.

[50]王秋霞，顏冬冬，王獻禮，等. 土壤熏蒸劑研究進展[J]. 植物保護學報，2017，44（4）：529-543.

[51]毛連鋼. 新型熏蒸劑的毒力評價及應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學院，2015.

[52]Ristaino J B，Thomas W. Agriculture，methyl bromide，and the ozone hole，can we fill the gaps？[J]. Plant Disease，1997，81（9）：964-977.

[53]Wang Q X，Wang D，Tang J T，et al. Gas-phase distribution and emission of chloropicrin applied in gelatin capsules to soil columns[J]. Journal of Environmental Quality，2010，39（3）：917-922

[54]Csinos A S，Sumner D R，Johnson W C，et al. Methyl bromide alternatives in tobacco，tomato and pepper transplant production[J]. Crop Protection，2000，19（1）：0-49.

[55]Gullino M L，Minuto A，Gilardi G，et al. Efficacy of preplant soil fumigation with chloropicrin for tomato production in Italy[J]. Crop Protection，2002，21（9）：741-749.

[56]王海濤，陳玉國，王省偉，等. 氯化苦土壤熏蒸防治煙田雜草及土傳病害效果研究[J]. 中國農(nóng)學通報，2010，26（4）：244-248.

[57]遲麗達. 幾種土壤熏蒸劑對姜瘟菌及其他土傳病原物的防控效果研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2010.

[58]劉恩太，李園園，胡艷麗，等. 棉隆對蘋果連作土壤微生物及平邑甜茶幼苗生長的影響[J]. 生態(tài)學報，2014，34（4）：847-852.

[59]張慶華，曾祥國，韓永超，等. 土壤熏蒸劑棉隆和生物菌肥對草莓連作土壤真菌多樣性的影響[J]. 微生物學通報，2018，45（5）：1048-1060.

[60]Lamberti F，D'Addabbo T，Greco P，et al. Efficacy of the liquid formulation of some nematicides[J]. Mededelingen，2002，67（3）：699.

[61]鄭劍寧，裘炯良，楊定波. 硫酰氟在有害生物控制中的應(yīng)用研究[J]. 中國媒介生物學及控制雜志，2007，18（1）：73-75.

[62]曹坳程，褚世海，郭美霞，等. 硫酰氟—溴甲烷土壤消毒潛在的替代品[J]. 農(nóng)藥學學報，2002，4（3）：91-93.

[63]王佩圣，程星，張濤，等. 硫酰氟熏蒸對保護地黃瓜根結(jié)線蟲的防治效果[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學，2014，46（1）：92-93.

[64]王惟萍，石巖霞，趙一杰，等. 土壤環(huán)境條件對威百畝熏蒸防治黃瓜枯萎病的影響[J]. 植物保護學報，2017，44（1）：159-167.

[65]卜東欣，張超，張鑫，等. 熏蒸劑威百畝對土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2014，30（15）：227-233.

[66]費林瑤. 影響威百畝對設(shè)施蔬菜根結(jié)線蟲防治效果的原因及對策[J]. 蔬菜，2013（2）：36-38.

[67]Galletti S，F(xiàn)ornasier F，Cianchetta S，et al. Soil incorporation of brassica materials and seed treatment with Trichoderma harzianum：effects on melon growth and soil microbial activity[J]. Industrial Crops&Products，2015，75：73-78.

[68]Fahey J W，Zalcmann A T，Talalay P. The chemical diversity and distribution of glucosinolates and isothiocyanates among plants[J]. Phytochemistry，2001，56（1）：5-51.

[69]范成明，劉建英，吳毅歆，等. 具有生物熏蒸能力的幾種植物材料的篩選[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學學報，2007，22（5）：654-658.

[70]李世東，李明社，繆作清，等. 生物熏蒸用于治理蔬菜根結(jié)線蟲病的研究[J]. 植物保護，2007，33（4）：68-71.

[71]Mullin W J，Sahas-Rabudhe M R. Glucosinolate content of cruciferous vegetable crops[J]. Canadian Journal of Plant Science，1977，57（4）：1227-1230.

[72]陳新娟. 中國蕓薹屬蔬菜硫代葡萄糖苷及其影響因子研究[D]. 杭州：浙江大學，2006.

[73]李玉平. 菊科植物殺菌活性系統(tǒng)篩選的初步研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2001.

[74]王曉芳，相昆，王艷芳，等. 萬壽菊生物熏蒸對連作土壤環(huán)境及平邑甜茶生理特性的影響[J/OL]. 園藝學報：1-14[2019-08-01].

[75]肖長坤，張濤，陳海明，等. 20%辣根素水劑對設(shè)施草莓土壤消毒的效果[J]. 中國蔬菜，2010（21）：29-31.

[76]何川，鞏彪，王超，等. 花椒籽餅熏蒸對番茄根結(jié)線蟲的防效及作用機理[J]. 中國蔬菜，2016（6）：64-70.

[77]陳昱，張福建，楊有新，等. 芥菜浸提液對豇豆連作土壤性質(zhì)及幼苗生理指標的影響[J]. 核農(nóng)學報，2019，33（5）：1038-1047.

[78]馬艷，胡安憶，楊豪，等. 菜粕生物熏蒸防控辣椒疫病[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2013，46（22）：4698-4706.

[79]Ren Z J，Li Y，F(xiàn)ang W S，et al. Evaluation of allyl isothiocyanate as a soil fumigant against soil-borne diseases in commercial tomato （Lycopersicon esculentum Mill.） production in China [J]. Pest Management Science，2018，74（9）：2146-2155.