雖然很多草莓種植戶明白連續(xù)多年在同一個大棚重茬種植草莓的危害,但是受生產(chǎn)條件、經(jīng)濟效益限制(畢竟打一槍換個地方的模式很難留住老客戶),不得不重茬種植草莓,時間一長,土傳病害嚴重,死苗爛棵甚至全壟斷苗的情況時有發(fā)生,給草莓種植戶帶來了繁重的病害防控工作,稍有不慎,還會造成減產(chǎn)減收。
今天,我們就來深入地聊一聊作物重茬障礙發(fā)生的原因、原理,供廣大種植戶參考。
由于草莓對養(yǎng)分的選擇性吸收,在同一塊土地上長期種植草莓,會造成土壤中某種養(yǎng)分虧缺,使草莓植株生長發(fā)育不良,葉片變小,葉柄變短,長勢衰弱,植株矮化,須根呈黑褐色,甚至全株枯死。
多年簡單輪作造成土壤養(yǎng)分虧缺,影響花果的發(fā)育。缺硼造成授粉和結實率降低,果實畸形、果品質量差。缺鈣易發(fā)生硬果。而異?;ā⒒喂?、軟質果、果實著色不良等直接造成果實品質差、產(chǎn)量低。
在簡單輪作模式下,土壤病原菌大量積累,增加了草莓病蟲原基數(shù),病蟲害提早且嚴重發(fā)生。特別是在開花結實期,地溫升高,病菌繁殖蔓延較快,土傳病害如枯萎病、立枯病、黃萎病和紅中柱根腐病,導致的死苗現(xiàn)象逐年加重,防治難度加大。有研究表明:草莓連作2 年的死苗率為40.9 %,減產(chǎn)50.1%。
從草莓重茬的表現(xiàn)我們不難看出,造成作物重茬障礙的原因主要有兩個:一是連作障礙,二是土傳病害惡性爆發(fā)。
什么是連作障礙?就是同一作物或近緣作物連作以后,即使在正常管理的情況下,也會產(chǎn)生產(chǎn)量降低、品質變劣、生育狀況變差的現(xiàn)象。我國的著名農(nóng)書《齊民要術》中就有關于一些作物連作之后病害加重的記載,被稱作連茬病。很多作物都存在連作障礙問題,如水稻、玉米、大豆等糧食作物,蘋果、桃、櫻桃、葡萄、草莓、番茄、黃瓜、茄子等果蔬,甜瓜、西瓜、南瓜等瓜類作物,此外還有多種花卉及一些藥用植物。
1、植物自毒作用
某些植物可通過地上部雨水淋溶、根系分泌和植株殘茬腐解等途徑釋放一些有機致毒物質,對同茬或下茬同種或同科植物生長產(chǎn)生抑制、毒害作用,這種現(xiàn)象被稱為植物的自毒作用 。自毒作用是一種發(fā)生在同科作物或同種作物間的生長抑制作用。
目前,已在番茄、黃瓜和辣椒等多種設施園藝作物組織和根系分泌物中分離出包括苯甲酸、肉桂酸和水楊酸在內(nèi)的十余種自毒物。這些物質通過影響離子吸收、水分吸收、光合作用、蛋白質和 DNA合成等多種途徑來影響植物生長,而且,這些分泌物的種類、數(shù)量與作物營養(yǎng)狀況有直接聯(lián)系。
植物的自毒作用看起來不可思議,實際上也很好理解,連作條件下,植物根系分泌的自毒物質連同土壤中植物殘體腐解產(chǎn)生的以及病原微生物代謝產(chǎn)生的有害物質,共同作用,一起影響植物的生長代謝活動,最終導致了自毒作用的發(fā)生。
當然,并不是所有作物都會發(fā)生自毒作用。有研究已證實,番茄、茄子、西瓜、甜瓜和黃瓜等極易產(chǎn)生自毒作用,而與西瓜同科的絲瓜、南瓜、瓠瓜和黑籽南瓜則不易產(chǎn)生自毒作用,其生長有時反而被其它瓜類的根系分泌物所促進。
2、土壤惡化
2.1土壤理化性狀惡化
近代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化肥投入的增加,引起土壤物理結構的破壞,尤其是大棚連作土壤,土壤淋溶作用降低,加上作物對鹽基養(yǎng)分的選擇性吸收,導致土壤pH、有機質含量以及陽離子交換量顯著降低。有專家對大棚黃瓜的研究表明:隨著連作年限的增加,水穩(wěn)性團粒增加,土壤孔隙度度提高,通透性增加;土壤耕層的可溶性鹽含量和硝酸鹽含量累積,土壤鹽漬化成為大棚蔬菜連作的障礙之一。
2.2土壤微量元素缺乏
每一種作物都有它獨特的需肥規(guī)律和對各種養(yǎng)分的吸收能力,在沒有科學指導的施肥情況下,連續(xù)多年種植單一作物,由于作物對某種或幾種元素養(yǎng)分的喜好而大量吸收,會導致土壤中某種或多種元素大的缺乏。例如多年水稻田的缺硅、缺鋅,果樹老區(qū)的缺鈣、缺鐵,大豆田缺鉬、缺錳、缺銅等。除此以外,過量施用化肥引起的鹽分累積、離子拮抗,更加加重了作物微量元素的缺乏,導致作物生長障礙。
2.3土壤養(yǎng)分有效性降低
目前我國大部分土壤磷、鉀含量非常高,但是60%以上都是緩效的,也就是處于很難被作物吸收的狀態(tài)。所以,土壤缺的是有效的、能被作物吸收的磷和鉀。有研究表明,連作土壤由于連續(xù)多年同樣配方的化肥大量施用,土壤有效養(yǎng)分出現(xiàn)不同程度的積累,使土壤P、S含量顯著積累,N:P:K:S比例嚴重失調,鈉、氯等鹽分離子殘留、表聚,造成土壤鹽漬化。同時,連作導致土壤化感作用的發(fā)生,土壤有機質組分、土壤腐殖質總量、胡富比(胡敏酸/富里酸比)下降。這些情況的發(fā)生,最終導致土壤部分養(yǎng)分有效性降低。
土傳病害是指病原體生活在土壤中,條件適宜時從作物根部或莖部侵害作物而引起的病害。常見的蔬菜土傳病害有:茄果類、瓜類等猝倒病、立枯病、疫病、根腐病、枯(黃)萎病、根結線蟲病,十字花科、萵苣的菌核病,十字花科的軟腐病等。
有研究數(shù)據(jù)表明,病害在所有作物重茬障礙原因中占85 % 左右,特別是土傳病害是連作障礙的主要因子,而且有些從未發(fā)現(xiàn)具有危害性的菌類也會對作物根系產(chǎn)生不良影響。
由于栽培作物種類單一,形成了特殊的環(huán)境,使硝化細菌、氨化細菌等有益微生物受到抑制,而有害微生物大量發(fā)生,土壤的微生物種類/種群發(fā)生了很大變化,土壤微生物和無機成分的自然平衡受到破壞,導致了肥料分解過程障礙,土壤病菌蔓延。
研究表明,隨著種植年限的增加,寄生在植物殘體中的病菌孢子、菌絲年復一年殘留在土壤中,造成土壤有害真菌的種類和數(shù)量明顯增加。而真菌型土壤是地力衰竭的標志,細菌型土壤則是高土壤肥力的生物指標。連作土壤的主要特征是“細菌型”向“真菌型”的轉變。這些有害真菌最終導致重茬作物根腐病、枯萎病、立枯病、青枯病的泛濫。