土壤消毒技术在设施蔬菜生产中的研究进展.pdf

山东农业科学 2020 52 5 149 156 Shandong Agricultural Sciences DOI 10 14083 j issn 1001 4942 2020 05 029 收稿日期 2020 01 06 基金项目 国家大宗蔬菜产业技术体系项目 CARS 23 G 14 山东省农业科学院农业科技创新工程项目 CXGC2016B06 CXGC2016A06 山东省现代农业产业技术体系蔬菜创新团队项目 SDAIT 05 07 山东省农业重大应用技术创新项目 6682218040 济南市十大农业特色产业科技创新团队 章丘大葱 作者简介 张浩然 1994 女 硕士研究生 主要从事设施土壤修复研究 E mail 1160889064 qq com 通讯作者 孙凯宁 1985 男 博士 助理研究员 主要从事蔬菜营养和重金属污染修复研究 E mail sunkaining 123 163 com 陈宁 1964 男 博士 副教授 研究方向为设施园艺与蔬菜栽培生理 E mail chenningqd 163 com 土壤消毒技术在设施蔬菜生产中的研究进展 张浩然1 2 杨宁2 温丹2 王晓2 杨延杰1 孙凯宁2 陈宁1 1 青岛农业大学园艺学院 山东青岛 266109 2 山东省农业科学院蔬菜花卉研究所 山东济南 250100 摘要 设施蔬菜种植具有集约化 商品化生产的特点 连续重茬 施肥不当等导致土壤连作障碍加剧 降低 作物产量和品质 本文从土壤自毒作用 土壤理化性状 土壤微生物区系综述了设施蔬菜生产中引起连作障 碍的原因 运用土壤消毒技术 分析了物理消毒 化学药剂消毒和生物熏蒸消毒3个应用方法 指出土壤消毒 技术在未来的发展趋势 以期为设施蔬菜的安全生产提供借鉴 关键词 设施蔬菜 连作障碍 土壤消毒 中图分类号 S472 文献标识号 A 文章编号 1001 4942 2020 05 0149 08 Research Progress of Application of Soil Disinfection Technology in Production of Protected Vegetables Zhang Haoran1 2 Yang Ning2 Wen Dan2 Wang Xiao2 Yang Yanjie1 Sun Kaining2 Chen Ning1 1 College of Horticulture Qingdao Agricultural University Qingdao 266109 China 2 Institute of Vegetables and Flowers Shandong Academy of Agricultural Sciences Jinan 250100 China 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 pro duction of protected vegetables were reviewed from the aspects of soil auto toxicity soil physical and chemi cal properties and soil microbial flora Three application methods of physical disinfection chemical disinfec tion 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 连作障碍是指同一植物或近缘植物在同一块 土地上持续种植两茬或多茬以后 即使在正常管 理的情况下 也会导致生育状况变差 病虫害严 重 产量降低 品质变劣的现象 1 国内外众多 研究表明 土壤连作障碍的成因主要包含化感自 毒物质积累 土壤理化性状的改变 土壤微生物区 系多样性发生 1 5 连作障碍在水稻 大豆 花生 等粮油作物 6 番茄 黄瓜 草莓等果蔬 2 三七 人参等中药材 7 桉树 8 杨树 9 等林木中表现 明显 且以中药材和蔬菜作物较为普遍和严重 我国设施蔬菜总面积仍保持稳定增长态势 但随 着连作障碍日趋严重 制约了保护地蔬菜生产的 发展 影响蔬菜的品质和产量 土壤消毒是指运 用化学 物理和生物等方法 快速 高效杀灭土壤 中有害微生物 杂草 土传病毒 地下害虫的技术 能很好地解决作物连续种植中出现的问题 10 本文根据近年来国内外学者对连作障碍成因的研 究进展 分析了土壤消毒对连作障碍的防控效果 以期为设施蔬菜的安全生产提供依据 1 连作障碍发生原因 1 1 土壤化感自毒作用 自毒作用的产生途径主要包括植物地上部挥 发和淋溶 根系分泌物及植株残茬腐解等 其释放 的物质会对同茬或者下茬的作物产生抑制作用 并随年限的增长逐渐累积 11 13 目前化感自毒 作用研究的重点均为酚酸类物质 13 18 酚酸类 自毒物质积累到一定浓度会抑制种子萌发 14 阻 碍根系发育 15 影响作物地上部和地下部的生 长 16 黄兴学 14 在不同连作年限的豇豆土壤中 检测出苯乙酸 肉桂酸 4 羟基苯甲酸及邻苯二 甲酸4种酚酸 且4种酚酸含量随着连作年限的 增加抑制了豇豆生长发育 降低产量 Van等 17 在实验室条件下发现 用高强度的狗舌草 Rag wort 茎提取物显著降低种子萌发率 并讨论了狗 舌草的自毒作用对植物种群动态的影响 1 2 土壤理化性状的改变 土壤的物理化学性质直接影响着作物的生长 状况 优良的土壤环境可以更好地满足作物对养 分的需求 18 20 同时高毓晗 18 研究发现 黄瓜 温室土壤随种植年限的增加 含盐量增高 伴有盐 渍化的倾向 EC值升高 pH值随连作时间的增加 先降低后回升 长期连作后土壤比重和容重增 大 通气孔隙减少 另外不合理的施用肥料 不被 作物吸收的元素越来越多 造成土壤养分失衡 Maaroufi等 20 研究表明 土壤因子的变化是氮影 响凋落物分解的主要途径 高氮处理的凋落物分 解率比对照降低约15 随着种植年限增加 土 壤酶活性逐渐降低阻碍营养元素的吸收 间接加 剧土壤自毒物质的积累 土壤理化性质变差 诱导 土壤连作障碍的发生 1 3 土壤微生物区系的改变 另外一些研究表明 连作障碍是由于富集在 根系附近的代谢产物及植物组织腐解物为土壤微 生物提供营养条件和寄主环境 从而影响微生物 种群的分布所致 21 24 Tan等 4 研究发现根际 和内生真菌群落被认为对植物健康和土壤肥力至 关重要 盆栽试验证明 土壤中的根皮苷等酚酸 类物质均增加了土壤真菌的多样性 使土壤真菌 群落的结构发生重大变化 在对设施连作葡 萄 25 草莓 26 黄瓜 27 西瓜 28 等作物的研究中 发现 根际土壤细菌和真菌的种群结构发生改变 因此土壤微生物区系和多样性失调 有益微生物 减少 由于多种有益真菌类群数量减少 种群变 化呈现单一化趋势 微生物多样性水平降低 马 宁宁等 29 研究表明 连作20年土壤原菌群落结 构较稳定 但不同连作年限的田间优势真菌差异 较大 同时 其他真菌的数量显著增加 改变土壤 真菌优势种群平衡可能是导致作物产生连作障碍 的重要原因之一 2 土壤消毒主要技术 2 1 物理消毒技术 物理消毒技术主要包括太阳能消毒技术 蒸 汽消毒技术 热水消毒技术和火焰处理消毒技术 等 其基本原理是利用各种热源使土壤耕层温度 升高到50 以上 利用调控病虫对温度 湿度或 光谱 颜色 声音等的反应能力 达到消除土壤中 绝大多数病虫害的目的 30 31 2 1 1 太阳能消毒技术 太阳能消毒是指在高 温季节 长时间对土壤覆盖塑料薄膜 通过温室效 应吸收太阳能辐射热来提高土壤温度 以杀死土 壤中病原菌在内的多种有害生物 31 32 李英梅 等 33 研究表明 垄沟式太阳能消毒处理对土壤结 构和微团聚体的影响最小 较对照降低9 5 增 产最高为87 1 此技术可有效防治草莓土传 病害以及虫草危害 使草莓增产30 左右 并提 高草莓质量 利用太阳能对土壤进行消毒 可减 少不必要的能源消耗 减少化学药剂投入 33 34 但实际生产中 太阳能消毒受天气状况的影响较 大 效果常不稳定 在一年中最热的季节 太阳能 处理6 8周对大多数土传病害均有防治效果 但 温度较低时需要3个月左右的时间 30 2 1 2 热水消毒技术 热水消毒是将常压热水 锅炉产生的80 95 热水 通过开孔洒水管灌注 到土壤中 为增强保温效果 在土壤表面铺盖保温 膜 此法可使30 cm深处的土壤温度达50 以 上 从而起到消灭土壤中病虫害的作用 35 王怀 051山东农业科学 第52卷 松等 36 研究表明 热水处理土壤可有效控制土壤 中根结线虫的数量 在30 cm土层范围内能达到 根结线虫致死温度43 3 4 h或54 4 1 min 37 赵超等 38 研究发现 在保证消毒机电 力 水量及燃料供应充足的情况下 机具能持续提 供85 90 热水 出水量提高到3 5 t h及以上 在夏季处理土壤时 完成一个标准温室地下30 cm处地温达到50 以上处理需要2天 由于设 备投资大 成本较高 因此需要专业人员操作 作 业费用每次每公顷需9 000元以上 此外该技术 耗水量较大 需水量100 200 L m2 不适宜在水 资源短缺的地区使用 38 39 2 1 3 蒸汽消毒技术 蒸汽消毒技术是通过高 压密集的蒸汽 杀死土壤中的病原生物 可提高土 壤的排水性和通透性 卓杰强等 40 研究表明 蒸 汽消毒机生产率达到2 8 m3 h 消毒效果好 灭 菌检测达到99 9 以上 且保证设施农产品品 质 蒸汽消毒有以下优点 消毒速度快 均匀有 效 无残留药害 对人畜安全 无有害生物 的抗药性问题 其缺点是蒸汽不易到达土壤深 层 对20 cm以下土层消毒不彻底 且成本较高 其仅适合在一些现代化智能温室和小范围苗床应 用 41 2 1 4 电处理消毒技术 电处理消毒技术是指 土壤水分中含有的氯 酚化合物 经埋设在土壤中 的电极线通直流电后发生化学反应产生含有大量 氯和酚类气体 这两类气体在土壤团粒缝隙逸散 过程中能有效杀灭病原微生物 另一方面 土壤团 聚体以及土壤胶体结构和特性 土壤氧化还原特 性以及水环境的剧烈变化改变了土壤微生物的生 活环境 进而导致微生物种群活性的巨大改变 最 终消解重茬病症 42 43 其优点 促进难溶矿物 质养分的溶解 分解与转化 使土壤有解毒效果 酚类气体和原子氯气体在土壤团粒缝隙逸散过 程中 可以杀灭引起土传病害的病原微生物 使 土壤结构疏松 孔隙增大 渗透性提高和保水能力 提高 陈颖 44 研究发现 在连作土壤中应用电处 理消毒技术 可减少土传病害 节省用药成本 增 加种植茬数 进而增加收入 使用电处理消毒时 注意土壤含水量应低于40 并使用安全电压消 除短路故障 2 1 5 火焰消毒技术 火焰高温消毒技术是利 用短时间内产生1 000 的瞬时高温导致生物体 内蛋白质变性不可逆的原理 达到灭菌杀虫的目 的 在生姜 草莓 大棚蔬菜试验中得出火焰消毒 土壤中线虫的灭杀率分别为100 100 98 45 试验证明 该技术具有以下优点 处 理后土壤中的病原菌 线虫及虫卵等杀灭率达 85 以上 无二次污染 无农药残留 操作简 便 成本较低 不受地域限制 消毒后即可种 植下茬作物 因此这种消毒技术对一些有机质含 量低的砂性土壤效果更显著 2 1 6 微波消毒技术 微波消毒土壤的机理包 括微波的热效应和生物效应 非热效应 盖志 武等 46 对比了不同功率的微波辐射消毒和常规 加热消毒 结果表明 微波辐射消毒杀菌率明显高 于常规加热消毒 微波功率越高杀菌效果越好 其优点 温度高于50 时将使细菌中蛋白质凝 固而导致细菌死亡 生物效应使得土壤在微波 电磁场照射下 土壤中微生物受到热力 电磁力双 重作用 具有热效应和生物效应双重效应 采用 微波消毒土壤可杀灭其中的成虫 虫卵 有害微生 物 病菌及草子 不污染环境 消毒效率高 效 果好 但其操作相对复杂 且设备造价及运行成 本较高 土壤湿度过高会减弱土壤消毒效果 47 2 1 7 射频消毒技术 射频消毒技术是近年来 发展的一种高效消毒技术 利用射频产生的热效 应和生物效应杀灭土壤中的害虫以及病原微生物 等 具有快速均匀加热 土壤含自平衡及选择性加 热的特点 张学进等 48 利用输出功率为12 kW 的射频发生器对土壤进行加热消毒 加热15 min 土壤温度可至52 6 可杀死大部分的根结线 虫 加热18 min时 土壤的温度达到61 7 可杀 死土壤中所有的根结线虫和各种病原菌 起到土 壤消毒的目的 美国加州大学戴维斯分校已研制 成射频商业样机 目前机器成本较高 但运行成本 较低 2 1 8 远红外线消毒技术 远红外线消毒是以 远红外线作为热源 可短时间产生120 以上高 温进行土壤灭菌消毒的技术 远红外线作为一种 磁波 它以辐射方式向外传播 热效应好 且特别 易被微生物体 如各种病菌 吸收 病菌吸收热 能超过它的承受极限 因此丧失活性 用在基质消 毒上 这种方式具有速度快 穿透力强的特点 能 151 第5期 张浩然 等 土壤消毒技术在设施蔬菜生产中的研究进展 使得基质充分吸收热能 加热效率高 短时间内达 到杀菌所需的温度 49 但该消毒方式在设施蔬 菜生产中尚未见研究报道 2 2 化学药剂消毒技术 化学药剂消毒是指通过喷淋 浇灌 混土和熏 蒸等方式 可以产生具有杀虫 杀菌或除草等作用 的气体 从而在密闭空间中防止土传病 虫 草等 危害的一类农药 50 51 溴甲烷 methyl bromide 是世界上公认的最为优良的化学土壤消毒剂 但 其对大气臭氧层有破坏作用 我国已于2015年禁 用 52 联合国甲基溴技术选择委员会 MBTOC 推荐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 剂 碘甲烷和氯化苦混剂 异硫氰酸甲酯 MITC 产生物 如棉隆和威百亩等 硫酰氟 氰氨化钙 等主要化学熏蒸剂 这些甲基溴的替代品均具有 杀线虫 杀菌和除草的效果 50 52 现将国内已经 商品化的4种化学熏蒸剂氯化苦 威百亩 棉隆和 硫酰氟研究进展综述如下 2 2 1 氯化苦 氯化苦 chloropicrin 化学名称 为三氯硝基甲烷 无色或微黄色油状液体 有催泪 性 属剧毒品 53 Csinos 54 Gullino 55 等研究证 明氯化苦能够有效防控土传真菌和细菌 主要用 于烟草 番茄 辣椒 草莓 马铃薯和生姜等作物 但氯化苦存在土壤中易漂移 易逃逸到大气中 对 根结线虫和杂草防治效较差的缺点 53 王海涛 等 56 以99 5 氯化苦原液熏蒸防治烟草根结线 虫 苗床防效为80 66 92 49 而田间实际 防效为53 60 65 70 迟丽达 57 研究表明 氯化苦与碘甲烷混配 5 1 熏蒸 根结线虫减退率 高达87 5 优于氯化苦与1 3 二氯丙烯处理 因此 氯化苦多与其他熏蒸剂混配以保证对土壤 病害的综合防效 2 2 2 棉隆 棉隆 dazomet 又称必速灭 低毒 颗粒型 化学名称为四氢化 3 5 二甲基 2H 1 3 5噻二嗪 2 硫酮 在潮湿的土壤中分 解成有毒的异硫氰酸甲酯 甲醛和硫化氢等 扩散 至土壤颗粒间 能有效杀灭土壤中各种线虫 病原 菌 地下害虫及萌发的杂草种子 从而有清洁土壤 的效果 52 57 刘恩太等 58 研究发现 应用棉隆微 粒剂可降低连作土壤中真菌数量幅度达到 58 8 细菌和放线菌数量降低15 3 8 5 细菌 真菌增加108 8 放线菌 真菌增加 124 2 张庆华等 59 发现 通过撒施98 棉隆微 粒剂 300 kg hm2 虽然能在短期内大量抑制或杀 死土壤中的致病微生物 但其灭杀效果的持效性 较短 同时 如果棉隆不能与土壤混匀 无法接触 到足够水分 就会将异硫氰酸甲酯残留在土壤中 这会对种植的作物产生毒害 60 2 2 3 硫酰氟 硫酰氟 sulfuryl fluoride 是一种 广谱熏蒸剂 化学分子式为SO2F2 常温常压下为 无色无味气体 多用于仓库熏蒸 建筑物空间熏 蒸 木材防腐 轻纺 外贸 图书档案和古建筑熏蒸 等 50 61 因此硫酰氟具有广谱杀虫性 较强扩散 渗透性 毒性残留低 使用温度范围广 无腐蚀等 优点 50 曹坳程等 62 首次尝试用硫酰氟25 50 g m2防治土壤线虫 发现硫酰氟对线虫防治效果 良好 田间试验也有很好的增产效果 王佩圣 等 63 研究表明 99 硫酰氟50 g m2和25 g m2 处理在自根黄瓜区病指防效达72 95 和 66 67 其中50 g m2处理增产和嫁接区病指防 效较高 此外需关注硫酰氟作为温室气体对环境 的影响 2 2 4 威百亩 威百亩 metham sodium 学名 甲基二硫代氨基甲酸钠 原药外观为白色具刺激 气味的结晶样粉末状物 是一种低毒 无残留并广 泛使用的熏蒸剂 制剂外观为浅黄绿色稳定均相 液体 无可见的悬浮物 35 或42 可用作农药 剂型为水剂 50 51 它和其分解产物对多种病原 菌 杂草 地下害虫等有良好的防治效果 55 王 惟萍等 64 研究发现在25 条件下用威百亩12 mg a i kg对尖孢镰刀菌的抑制率为78 82 对黄瓜枯萎病的防治效果为87 03 卜东欣 等 65 研究发现威百亩对土壤真菌种群和脲酶活 性的影响较大 而对土壤细菌 放线菌及蔗糖酶 磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响是暂时性的 随 培养时间的延长 微生物种群及酶活性可恢复 不 会对农作物生长及土壤环境造成潜在危害 其施 用过程中要注意土壤温度 湿度 翻耕深度 使用 时间 封闭条件 操作方法等多种因素 施用不当 直接影响其药效的发挥 66 2 3 生物熏蒸防治 生物熏蒸的机理是含有硫代葡萄糖苷 glu cosinolates GSLs 的液泡位于植物中 当植物组织 251山东农业科学 第52卷 被破坏后 液泡和黑芥子酶细胞破裂 黑芥子酶分 解GSLs 产生大量唑烷硫 oxazliidenhitobes 睛 initrles 硫氰酸酯 hitocyanates 和不同结构的 异硫酸氰酯类物质 isothiocyanates ITCs 生物 熏蒸就是利用这些植物有机质分解过程中释放出 挥发性物质 抑制或杀死土壤中有害生物的一种 土壤消毒方法 67 2 3 1 生物熏蒸材料 Fahey等 68 曾系统报道 了十字花科 Brassicaceae 山柑科 Capparace ae 番木瓜科 Caricaceae 等16个科500种植物 中的约120种GSLs结构 并指出这些植物至少含 有一种或多种GSLs 硫代葡萄糖苷及其分解产 物长期以来因其具有杀菌 杀菌 杀线虫和化感作 用而为人所知 目前生物熏蒸材料研究最为深入 的是含有GSLs的十字花科类和菊科 Composi tae 植物等 十字花科作物通常为一年生 二年生或多年 生植物 如芸薹属 萝卜属等主产蔬菜和油料作 物 其中最重要的芥属类作物 甘蓝 芥菜及油菜 等 通常具有特殊辛辣气味 这种辛辣气味降解 所产生的次生代谢物有较强的抗菌 抑病 防虫的 作用 68 70 Mullin等 71 对7种常见十字花科蔬菜 硫苷含量的研究表明 不同作物之间的差异很大 在 某些情况下 品种之间的差异也很大 陈新娟 72 试 验证明 不同蔬菜总硫苷含量最为丰富的是含8 13 mg gDW的芜菁 Brassica rapa 和紫菜薹 Brassica compestris 其次是6 5 7 5 mg gDW的芥菜 Bras sica juncea 和芥蓝 Brassica alboglabra 然后为 3 7 mg gDW的大白菜 Brassica pekinensis 和菜心 Brassica campestris 最低为2 0 3 5 mg gDW的小 白菜 Brassica chinensis 范成明等 69 分别用芥 蓝 结球甘蓝 白花椰菜 球茎甘蓝 苦菜 芹菜 黄 瓜和大葱对白菜根系非致病镰刀菌 棉花枯萎菌 和黄瓜腐霉菌进行了生物熏蒸的抑制试验 其中 5种芸薹属蔬菜的熏蒸抑菌效果显著地好于非芸 薹属蔬菜 李世东等 70 分别将甘蓝 芥菜 雪里 蕻的叶及芥菜疙瘩的块根组织以3 5 kg m2的量 分别施入严重感染根结线虫的土壤中 植物材料 熏蒸效果好的是芥菜 结果表明大多数生物熏蒸 剂以芸薹属植物消毒效果显著 现已知菊科作物中抗菌 杀菌物质的主要类 型有萜类化合物 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结构 类型较多 如生物碱 萜类 黄酮 酚 醇和酯 等 73 菊科中重要的一种杀菌或驱虫的植物 除虫菊 Pyrethrum 可在自然的条件下进行广泛 分解 对害虫有较高的防治效果 且不会产生有毒 有害的物质 73 74 另外李玉平 73 研究得出 所选 菊科15属25种菊科植物有10种植物在活体试 验中也有较高的杀菌活性 其中大花金挖耳 Carpesium macrocephalum 蓼子朴 Polygo num 臭蒿 Artemisia hedinii 苍耳 Xanthium sibiricum 旋覆花 Inula 天明精 Carpesium abrotanoides 等6种植物在离体和活体生测中抑 菌作用显著 具有很高的研究价值 2 3 2 生物熏蒸对土壤环境及作物的影响 肖 长坤等 75 通过滴灌施药方法得出 20 辣根素水 剂 异硫氰酸酯 对土壤真菌和细菌有明显的控 制作用 其对土壤镰刀菌灭杀效果达到了100 王晓芳等 74 研究发现 万寿菊 Tagetes 生物熏蒸 处理能显著提高连作土壤中平邑甜茶幼苗地上部 及根系干重 促进根系生长 脲酶 磷酸酶活性分 别较对照高103 6 77 6 提高土壤酶活性 土壤细菌 真菌为219 9 真菌多样性 均匀度和 丰富度指数均降低 优势度指数增加 另外随着 花椒籽饼施用量增多 土壤pH值显著增加 熏蒸 后土壤中全氮 碱解氮 全钾 速效钾含量均呈现 显著上升趋势 76 同样荠菜浸提液通过提高连 作豇豆土壤脲酶 磷酸酶 多酚氧化酶和蔗糖酶活 性 维持土壤养分平衡 改善土壤理化性状 其中 以10 g L芥菜浸提液处理对豇豆连作胁迫缓解 效果最好 浇灌芥菜水浸提液可不同程度地增加 豇豆幼苗株高 茎粗 干质量 鲜质量和壮苗指数 在低浓度处理下豇豆生长指标均显著增加 77 可见生物熏蒸不仅改善了土壤环境减轻连作障 碍 还有利于作物的生长发育 2 3 3 生物熏蒸对作物病虫害的防治效果 马 艳等 78 研究发现 菜粕对辣椒疫病的平均防治效 果为82 并使辣椒增产16 4 Ren等 79 在 破碎的芸薹组织获得天然物质烯丙基异硫基氰酸 盐 AITC 生物测定表明AITC对根结线虫 LC50 值为18 046 mg kg 真菌病原体 LC50值为 27 999 29 479 mg kg 和杂草 LC50值为17 300 47 660 mg kg 均具有疗效 何川等 76 研究证 351 第5期 张浩然 等 土壤消毒技术在设施蔬菜生产中的研究进展 实 花椒籽饼中含有28种挥发性物质 其中具有 杀线虫作用的D 柠檬烯和芳樟醇两种物质之和 占总成分的13 53 当二者浓度为50 mL L时 对根结线虫的校正死亡率分别为91 08 和 88 92 因此不同生物熏蒸剂对作物病虫害的防 治效果存在显著差异 应以设施中作物防治对象 的不同选择合适的生物熏蒸材料 3 展望 3 1 对连作障碍发生机理深入研究 大量研究表明导致连作障碍的3个因素之间 存在协同作用 土壤理化性状变差造成化感自毒 物质积累 因此土壤微生物区系发生改变 导致连 作障碍的发生 反之这些变化又影响土壤理化性 状 循环往复导致土壤连作障碍的加剧 2 6 单 纯的土壤灭菌只能短期控制作物的病虫害蔓延 而从根本上解决作物发病机理还需多因素综合研 究治理 3 2 消毒方法的合理选择 随着现代物理农业工程技术的发展 农业机 具的不断试验研发 如土壤消毒机蒸汽输送装置 的设计与数值模拟 41 土壤连作障碍电处理机对 日光温室土壤进行消毒技术 42 等 未来应加大物 理农业设备的推广 逐步降低前期成本 受自然 条件与经济能力的制约 我国目前还是应用化学 试剂消毒较多 主要是农民使用在设施蔬菜连年 种植中 这种方法作用效果好 操作方法简单 但 化学熏蒸剂暴露环境中后对人体会造成不同的伤 害 如灼伤感 喉咙不舒服 头疼 恶心 呕吐 虚 弱 动作失调 眼睛损伤和腐蚀皮肤等 50 田间试验发现 生物熏蒸各处理对番茄根结 线虫的防治效果高于太阳能和土壤还原消毒法 其中芥菜添加麦麸在番茄开花期和盛果期进行熏 蒸处理对根结线虫病的防效与对照药剂98 棉 隆防效无显著差异 70 因此与其他的土壤消毒 方法相比 生物熏蒸有潜在的优点 如花费少 无 有毒物质 安全无污染 环境友好 可改善土壤性 质 如持水性 有机质含量 通透性等 综上所述 未来设施蔬菜土壤消毒将会采用 以生物熏蒸为主 物理消毒为辅的联合消毒方式 根据种植作物的不同合理进行筛选 生物熏蒸技 术为减轻设施蔬菜土壤连作障碍提供了一条较好 的路径 但由于生物熏蒸剂种类繁多 防治效果各 有不同 因此应深入研究生物熏蒸剂的基本原理 和其应用土壤及植物之间的关系 如何提高生物 熏蒸剂的效果 并逐步取代化学消毒是人们所希 望的 这将为生物熏蒸剂种类的选择和研发提供 新的理论依据 参 考 文 献 1 吴凤芝 赵凤艳 刘元英 设施蔬菜连作障碍原因综合分析 与防治措施 J 东北农业大学学报 2000 31 3 241 247 2 Rizvi S J H Rizvi V Allelopathy basic and applied aspects M Chapman Hall London 1992 3 孙光闻 陈日远 刘厚成 设施蔬菜连作障碍原因及防止措 施 J 农业工程学报 2005 21 S2 184 188 4 Tan Y Cui Y Li H et al Rhizospheric soil and root endoge nous fungal diversity and composition in response to continuous Panax notoginseng cropping practices J Microbiological Re search 2016 194 10 19 5 Zhou X G Yu G B Wu F Z Responses of soil microbial com munities 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 accumu lation at the expense of plant beneficial fungi as a conse quence of consecutive peanut mono culturing J Soil Biology and Biochemistry 2014 72 11 18 7 张敏 谈献和 张瑜 等 中药材连作障碍 J 现代中药研 究与实践 2012 1 83 85 8 温远光 刘世荣 陈放 连栽对桉树人工林下物种多样性的 影响 J 应用生态学报 2005 16 9 1667 1671 9 赵瑜 连作对杨树人工林光合效率的影响 D 泰安 山东 农业大学 2014 10 曹坳程 郭美霞 王秋霞 等 世界土壤消毒技术进展 J 中国蔬菜 2010 21 17 22 11 陈玲 董坤 杨智仙 等 连作障碍中化感自毒效应及间作 缓解机理 J 中国农学通报 2017 33 8 91 98 12 田给林 毕艳孟 孙振钧 等 酚酸类物质在作物连作障碍 中的化感效应及其调控研究进展 J 中国科技论文 2016 11 6 699 705 13 Yan J Bi H H Liu Y Z et al Phenolic compounds from merre mia umbellata subsp orientalis and their allelopathic effects on arabidopsis seed germination J Molecules 2010 15 11 8241 8250 14 黄兴学 豇豆连作土壤中自毒物质鉴定及肉桂酸对豇豆光 合作用的影响 D 武汉 华中农业大学 2010 15 吴林坤 林向民 林文雄 根系分泌物介导下植物 土壤 微生物互作关系研究进展与展望 J 植物生态学报 451山东农业科学 第52卷 2014 38 3 298 310 16 侯慧 董坤 杨智仙 等 连作障碍发生机理研究进展 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 nega tive plant soil feedback of Jacobaea vulgaris be explained by autotoxicity J Basic and Applied Ecology 2012 13 6 533 541 18 高毓晗 连作和有机改良对设施黄瓜番茄土壤性质和根际 微生物种群结构的影响 D 北京 中国农业科学院 2019 19 Horton T R Bruns T D The molecular revolution in ectomycor rhizal ecology peeking into the black box J Molecular E cology 2010 10 8 1855 1871 20 Maaroufi N I Nordin A Palmqvist K et al Nitrogen enrich ment impacts on boreal litter decomposition are driven by chan ges in soil microbiota rather than litter quality J Scientific Reports 2017 7 1 4083 21 郭晓 不同填闲植物对连作黄瓜生长及土壤生态环境的影 响 D 哈尔滨 东北农业大学 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 pyrose quencing J Microbial Ecology 2015 70 1 209 218 23 Urashima Y Sonoda T Fujita Y et al Application of PCR de naturing gradient gel electrophoresis DGGE method to ex amine 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 葡萄连作障碍机理及调控途径的研究 D 沈阳 沈 阳农业大学 2010 26 申光辉 草莓连作根腐病发生机制与微生物及化学修复研 究 D 杨凌 西北农林科技大学 2012 27 邹春娇 齐明芳 马建 等 Biolog ECO解析黄瓜连作营养 基质中微生物群落结构多样性特征 J 中国农业科学 2016 49 5 942 951 28 张冬明 郑道君 曾建华 等 西瓜连作对土壤主要微生物 数量 酶活性及果实品质的影响 J 北方园艺 2017 4 155 158 29 马宁宁 李天来 设施番茄长期连作土壤微生物群落结构 及多样性分析 J 园艺学报 2013 40 2 255 264 30 周雪青 张晓文 邹岚 等 设施农业土壤消毒方法比较 J 农业工程 2016 6 3 109 112 31 曹坳程 刘晓漫 郭美霞 等 作物土传病害的危害及防治 技术 J 植物保护 2017 43 2 35 36 32 贲海燕 崔国庆 石延霞 等 氰氨化钙土壤改良作用及其 防治蔬菜土传病害效果 J 生态学杂志 2013 32 12 3318 3324 33 李英梅 曹红梅 徐福利 等 土壤消毒措施对土壤物理特 性及黄瓜生长发育的影响 J 中国生态农业学报 2010 18 6 1189 1193 34 张利英 李贺年 翟姗姗 等 太阳能土壤消毒在草莓保护 地栽培中的应用效果 J 北方园艺 2010 14 67 68 35 辜松 王忠伟 日本设施栽培土壤热水消毒技术的发展现状 J 农业机械学报 2006 37 11 168 167 36 王怀松 张志斌 蒋淑芝 等 土壤热水处理对根结线虫的 防治效果 J 中国蔬菜 2007 2 28 30 37 泰勒A L 植物线虫学研究入门 M 陈品三 郝近大 译 北京 农业出版社 1981 33 34 38 赵超 冯斌 吴乐天 等 燃煤热水土壤消毒机在日光温室 中的应用试验 J 新疆农机化 2012 1 46 48 39 张彩虹 于秀针 姜鲁艳 等 基质高温热水消毒戈壁日光 温室番茄生长及对青枯病的防治效果 J 新疆农业科学 2016 53 8 1481 1486 40 卓杰强 陈立振 周增产 等 无土栽培基质蒸汽消毒机研 究与应用 J 农机化研究 2012 34 9 95 9