在各級政府扶持和支持下,我國設(shè)施蔬菜種植面積越來越大,這種大面積種植模式可以快速提高農(nóng)民的經(jīng)濟收入。但是,隨著面積不斷擴張和連年種植,生產(chǎn)管理問題逐漸凸顯出來,其中最重要問題是重茬(連作障礙)問題。目前,我國種植的設(shè)施蔬菜品種繁多,生產(chǎn)期比較長,可以一年四季為消費者提供新鮮蔬菜,生產(chǎn)者的短期效益比較好,為了追求利益最大化,菜農(nóng)多采取對土地掠奪式的經(jīng)營策略,如多季節(jié)連作、套作、過量使用化肥農(nóng)藥、淺表層灌溉等措施來提高產(chǎn)量。這些措施嚴重地破壞了土壤環(huán)境,導致土壤不健康,重茬問題越來越嚴重。如何解決重茬問題已經(jīng)成為大家關(guān)注和研究的重點方向。
根據(jù)我們多年多地的調(diào)查研究,我們認為我國設(shè)施蔬菜重茬問題,主要由如下幾方面造成的。
一、 人為管理問題
1. 基層地方政府盲目引導,管理失衡
最近,多地菜農(nóng)反映:菜賤難賣。徐州的番茄5毛錢一斤還沒有要;河南的芹菜2毛錢一斤,山東的包菜2毛錢一斤爛在地里沒有人收,等等。這樣“菜賤坑農(nóng)”的問題引起菜農(nóng)對種菜失去信心,對土地投入減少。糾其原因主要是地方政府引導農(nóng)民種植一些大眾化產(chǎn)品,沒有技術(shù)含量,價值不高。上市季節(jié)性很強,市場泛濫后,相互壓價,菜農(nóng)種得越多,虧得越多。出現(xiàn)這種問題后,菜農(nóng)就更不愿意對土壤加大投入,造成土壤營養(yǎng)不均衡,微生物生態(tài)平衡被打破,重茬問題發(fā)展很快。
2. 菜農(nóng)知識文化落后,科學種田水平不高
目前在農(nóng)村種菜的農(nóng)民多是年齡比較大,俗稱“3860部隊”。這些菜農(nóng)的文化素質(zhì)不好,許多人不識字或?qū)π轮R的理解力和接受力不夠,多憑經(jīng)驗種菜或跟隨別人種植,往往導致“今年是豐產(chǎn)年,第二年卻是歉收年”,出現(xiàn)“菜爛在地里不收獲”、或是“姜你軍”、“蒜你狠”的怪現(xiàn)象。區(qū)域種植區(qū)沒有一個良好的合作社牽頭人或蔬菜經(jīng)紀人,真正地從蔬菜品種、種植模式方面為菜農(nóng)服務(wù)。由于沒有強勢的經(jīng)紀人解決菜農(nóng)后顧之憂,以及科學種田技術(shù),許多菜農(nóng)不知道用何種辦法才能種出優(yōu)質(zhì)的蔬菜,賣出優(yōu)質(zhì)的價格。也有沒有較好的資金對土地進行投入。
3. 技術(shù)傳播的不對等性,導致菜農(nóng)傷害較多
從多地農(nóng)資批發(fā)市場和蔬菜批發(fā)市場調(diào)研來看,無論是物資采購還是蔬菜批發(fā),菜農(nóng)都弱勢群體。他即無法掌控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源,也無法掌控蔬菜的銷售價格。許多農(nóng)民反映“高價種植,低價銷售”。他賣的是真正的血汗錢。
蔬菜種植離不開化肥農(nóng)藥,不法企業(yè)或經(jīng)銷商為了自身利益,根本不考慮土壤健康和作物需求問題,胡亂賣貨,盲目向菜農(nóng)推薦劣質(zhì)化肥或有機肥,造成菜農(nóng)施用某類元素肥料較少,使得植株生長出現(xiàn)問題,同時還會引發(fā)土傳病害、根結(jié)線蟲越來越重。
蔬菜銷售離不開批發(fā)市場,離不開經(jīng)紀人。實際許多基層政府在發(fā)展蔬菜大面積種植過程中往往只考慮政績,而未考慮市場,缺乏對市場開發(fā)支持。老百姓找不到產(chǎn)品的銷路,只好爛在地里。還有些不法的經(jīng)銷商為了自身利益,胡亂砍價,甚至毀約,造成老百姓雪上加霜。沒有錢賺的情況下,老百姓就更沒有資金對土地進行投入,只有靠化學肥料來增加產(chǎn)量,致使土地越來越貧瘠化。
二、 生產(chǎn)管理問題
(一) 土壤中營養(yǎng)元素失衡,鹽漬化嚴重。
1) 盲目施用化學肥料和農(nóng)藥。研究發(fā)現(xiàn),為了促使作物生長、防治病蟲害,設(shè)施蔬菜在栽培過程中大量施用化學肥料、農(nóng)藥等,使得土壤無機元素大量富集,與土壤中離子結(jié)合形成鹽分在表層聚集。長期聚集的表層土壤酸化程度非常嚴重,造成植株根系燒傷、破損;而酸性土壤更有利于病原菌的生存,其乘機侵染根系,造成蔬菜大面積發(fā)病。
2) 土地淋溶不足,加重鹽漬化。設(shè)施蔬菜為了克服低溫季節(jié)限制,栽培上常利用常年覆蓋或季節(jié)性覆蓋來改變自然狀態(tài)下的水熱平衡,土壤得不到雨水的淋洗,使得鹽分不能及時流走,重茬種植更加劇土壤鹽分集聚。
3) 翻耕不足,表層土壤營養(yǎng)成分缺乏,病蟲害累積重。設(shè)施蔬菜的耕作多采用旋耕方式,深翻耕的較少,在淺根系蔬菜的攝取下,表層土的營養(yǎng)被掠取,深層土壤中的營養(yǎng)無法到達表層,供作物吸收利用。此外,長期種植單一蔬菜品種,吸引大量病原微生物向地表匯集,集中危害,土壤越來越不健康。
4) 有機肥料施用不足,或施用方法不當。植物在生長過程中,不僅需要無機肥料,而且需要有機肥料。多數(shù)的蔬菜種植戶在有機肥料方面投入不足,緊靠配方?jīng)_施肥來加速蔬菜的生長,殊不知這種強化肥料式種植方式是對土壤養(yǎng)分嚴重掠奪,雖然看上去蔬菜長得比較好,但是營養(yǎng)不均衡,品質(zhì)不好,味口很差,且不耐儲藏。有的施用有機肥,但施用的有機肥未經(jīng)過嚴格腐熟,其中含有的病原菌和線蟲比較多,施到田里,反而加重病害的發(fā)生。
(二) 土壤微生物群落發(fā)生變化,線蟲危害加劇。
1) 土壤中有益和有害微生物失衡。重茬連作為根系病蟲害提供了賴以生存的寄住和繁殖的場所,使得土壤中的病原菌數(shù)量不斷增加,特別是近幾年由于過多地施用化肥造成土壤中病原拮抗菌減少,更加重了土傳病害的發(fā)生;在保護地中,病原菌不僅可在土壤中積累,也可保存在支架和墻壁上,致使病害的傳播途徑多,發(fā)生基數(shù)比較大。
2) 根結(jié)線蟲危害日益嚴重。根結(jié)線蟲也和病原菌一樣,能夠大量地向植株的根圍移動,聚集危害,分泌激素,促使根系腫大,消耗大量營養(yǎng),阻斷植物根系吸收土壤中的水分和無機鹽,造成的產(chǎn)量損失達到30-50%,甚至絕產(chǎn)。據(jù)了解全國有21個省都有線蟲危害報道,年損失更是高達700億,而全球線蟲危害至少損失1570億美元,中國工程院院士朱有勇提出,植物線蟲即將成為全球作物第一大病害。
(三) 植物分泌自毒物質(zhì)常年積累。
1) 自毒物質(zhì)的直接破壞作用。植物在生長過程中,根系會產(chǎn)生大量分泌物,這些分泌物有的能夠促進根系利用營養(yǎng)物質(zhì);有的起到抵御作用,抑制同類作物生長。抵抗同類作物的分泌物又叫自毒物質(zhì)。已有大量研究表,自毒作用是一種導致作物產(chǎn)生連作障礙的因子之一。這些物質(zhì)通過影響細胞膜透性、酶活性、離子吸收和光合作用等多種途徑影響同類植物生長。根系分泌物中低分子量物質(zhì) (除了一般的可溶性糖和氨基酸 )主要包括有機酸、酚類物質(zhì)和植物鐵載體 ,這些物質(zhì)對礦質(zhì)養(yǎng)分活化、緩解或消除重金屬毒害以及植物間的化感互作均起重要作用。
2) 自毒物質(zhì)的間接破壞作用。植物的根系分泌物對病原菌和線蟲來講即是營養(yǎng)物質(zhì),又是定向趨勢引導物質(zhì),它可以誘發(fā)病原菌和根結(jié)線蟲向根系聚集危害,加速土傳病害的發(fā)生。研究表明自毒物質(zhì)在土壤中很難消除,對同種或同科作物連作種植產(chǎn)生巨大的抑制作用。
三、 設(shè)施蔬菜重茬的綠色防控措施
截至目前,國內(nèi)、國際上對土壤連作障礙仍沒有一套行之有效的方案,只能通過常規(guī)措施減輕土壤問題。近幾年來,我們結(jié)合江蘇省農(nóng)科院各項研究成果,集成了幾項應(yīng)用技術(shù),取得了顯著的應(yīng)用效果。
(一) 機械、人力措施
1) 清潔田園,腐化秸稈:據(jù)我們在蔬菜區(qū)大量調(diào)查發(fā)現(xiàn),菜農(nóng)在這方面做的嚴重不夠。許多菜農(nóng)僅將地上部分砍除或干脆不拔除,就在行間套種同類作物;即使拔除秸稈也把它放在棚室外面,任憑風吹雨淋。這樣做法只能加重大棚內(nèi)病蟲害的數(shù)量,提前發(fā)生連作障礙??茖W的做法是徹底清除秸稈,包括根系,將秸稈放入腐化池內(nèi),蓋上薄膜密封、浸泡腐熟,殺滅病原菌和線蟲。等到來年夏季高溫后,做下一茬種植的有機肥。
2) 深耕翻土:深翻耕土壤可以將表層土與深層土進行混合,達到均勻土壤作用,并將表層土中的病原菌深埋土壤底層,減少其萌發(fā)。深耕后還可達到活化土壤作用,提高土壤肥力。
(二) 生態(tài)管理措施
輪作不同種類植物:不同種類的植物對土傳病害的感染和抑制能力是不同,特別是禾本科植物和闊葉植物之間差異比較大。通過種植不同作物,不僅可以降低同類植物間的自毒作用;還可以產(chǎn)生拮抗物質(zhì),減少病原菌的食物源,減輕病害的發(fā)生。實踐發(fā)現(xiàn),在夏季高溫前,在設(shè)施蔬菜田間套種玉米、高粱等青稞植物,利用其在高溫下可以速生習性,降解吸收蔬菜的自毒物質(zhì)。等到籽粒未成熟之前,用粉碎機粉碎青秸稈,翻入土壤中進行高溫燜棚,利用青秸稈在土壤中快速發(fā)酵,提高土溫,殺死病原菌和線蟲;同時秸稈發(fā)酵過程中,可以快速提高拮抗細菌的數(shù)量,疏松土壤,增加有機質(zhì)含量等等,一舉多得。
間作不同種類植物:同一塊土地上種植不同的蔬菜,根際微生物就有很大差別,比如在番茄的根系周圍種植洋蔥或大蔥等,可改變根際周圍微生物環(huán)境進而減少連作重茬帶來的危害。
(三) 物理消毒措施
夏季高溫悶棚,利用太陽能或蒸汽在夏季高溫季節(jié)設(shè)施蔬菜休閑期間提高土壤溫度,從而起到滅菌作用,該方法對蔬菜無副作用。不過,由于高溫燜棚技術(shù)不過關(guān),許多種植戶的燜棚效果不好。糾其原因主要有兩方面:一是大棚溫度上不來,淺表層土溫還不能殺死病原菌。建議改用雙層薄膜燜棚模式,在地面在覆蓋一層白色地膜,可以進一步提高土溫。二是許多農(nóng)戶土壤不翻耕,直接清除地表秸稈后就燜棚,這樣深層土壤和根系中還殘留大量的病原菌和線蟲,無法殺死。建議翻耕土壤,清除秸稈后再燜棚。在有水條件下,可以先澆灌一定水,將病原菌芽孢和線蟲游離出來,有利于進一步殺死它們。
(四) 生物防控措施
設(shè)施蔬菜連作障礙的生防措施有多種多樣,如選用抗性品種和采用抗性砧木的嫁接方法等等,已經(jīng)有許多人做過這方面的研究和推廣,這里就不再累述。重點談一下我們近幾年通過微生物防控連作障礙的研究情況。
土壤微生物系統(tǒng)就像人體一樣,在有益和有害微生物共同作用下才能達到土壤機體的動態(tài)平衡,作物才能健康生長;一旦有害微生物的數(shù)量高于有益微生物,土壤就發(fā)生病變,作物就不能健康生長。近年來,人們開始大量關(guān)注土壤有益微生物的作用,通過不同地區(qū)、不同作物的根圍土壤微生物篩選,發(fā)現(xiàn)大量用于預防土傳病害、改善土壤健康的生防菌,其中以芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、放線菌屬等應(yīng)用最為廣泛。截止到目前,在農(nóng)業(yè)部登記的微生物農(nóng)藥(包括復配劑)已經(jīng)達到12類,363個品種,其中有3類用于殺蟲,如蘇云金桿菌、短穩(wěn)桿菌和球形芽孢桿菌;9類用于殺菌,如解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟質(zhì)芽孢桿菌、熒光假單胞桿菌、地衣芽孢桿菌、堅強芽孢桿菌、多黏芽孢桿菌、海洋芽孢桿菌、甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌等。
這12類微生物有的是從土壤中直接分離出來,通過優(yōu)化分選出優(yōu)秀菌株;有的是通過工程改造,誘變出更加優(yōu)秀的菌株??傮w來講它們對設(shè)施蔬菜土傳病蟲害都有一定的防控效果。不過,不同類別、不同菌株的防控效果和作用方式各不相同。比如解淀粉芽孢桿菌B1619(025-84391343)就是江蘇省農(nóng)科院通過基因突變篩選出來的工程菌株,它通過快速在植物根圍定殖,形成保護層,阻斷病原菌和線蟲對植株的侵染;在其生長過程中,能分泌抗生素和生長素,提高植株的免疫力,促進作物快速生長,增加產(chǎn)量,提高品質(zhì)。
設(shè)施蔬菜重茬(連作障礙)產(chǎn)生原因極其復雜,利用農(nóng)業(yè)和化學措施在一定程度上可以緩解重茬的發(fā)展,但卻帶了一些負面影響,如環(huán)境污染和殘留危害等一系列問題。生物防治由于來自土壤回歸土壤,不污染環(huán)境,不產(chǎn)生抗藥性,對施用植物和人畜安全,能夠改善土壤微生物的生態(tài)平衡,在土壤中累積富集,長期保護作物健康的作用,而越來越受到人們的重視,未來將成為連作障礙的重點發(fā)展方向。