土壤消毒技術(shù)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的研究進(jìn)展.pdf

山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 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 基金項(xiàng)目 國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目 CARS 23 G 14 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目 CXGC2016B06 CXGC2016A06 山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系蔬菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目 SDAIT 05 07 山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目 6682218040 濟(jì)南市十大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì) 章丘大蔥 作者簡(jiǎn)介 張浩然 1994 女 碩士研究生 主要從事設(shè)施土壤修復(fù)研究 E mail 1160889064 qq com 通訊作者 孫凱寧 1985 男 博士 助理研究員 主要從事蔬菜營(yíng)養(yǎng)和重金屬污染修復(fù)研究 E mail sunkaining 123 163 com 陳寧 1964 男 博士 副教授 研究方向?yàn)樵O(shè)施園藝與蔬菜栽培生理 E mail chenningqd 163 com 土壤消毒技術(shù)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的研究進(jìn)展 張浩然1 2 楊寧2 溫丹2 王曉2 楊延杰1 孫凱寧2 陳寧1 1 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 山東青島 266109 2 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所 山東濟(jì)南 250100 摘要 設(shè)施蔬菜種植具有集約化 商品化生產(chǎn)的特點(diǎn) 連續(xù)重茬 施肥不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致土壤連作障礙加劇 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(yùn)用土壤消毒技術(shù) 分析了物理消毒 化學(xué)藥劑消毒和生物熏蒸消毒3個(gè)應(yīng)用方法 指出土壤消毒 技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) 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(lèi)號(hào) S472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào) A 文章編號(hào) 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 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(huì)導(dǎo)致生育狀況變差 病蟲(chóng)害嚴(yán) 重 產(chǎn)量降低 品質(zhì)變劣的現(xiàn)象 1 國(guó)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(shù) 8 楊樹(shù) 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(yán)重 我國(guó)設(shè)施蔬菜總面積仍保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì) 但隨 著連作障礙日趨嚴(yán)重 制約了保護(hù)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(yùn) 用化學(xué) 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(chóng)的技術(shù) 能很好地解決作物連續(xù)種植中出現(xiàn)的問(wèn)題 10 本文根據(jù)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)連作障礙成因的研 究進(jìn)展 分析了土壤消毒對(duì)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(huì)對(duì)同茬或者下茬的作物產(chǎn)生抑制作用 并隨年限的增長(zhǎng)逐漸累積 11 13 目前化感自毒 作用研究的重點(diǎn)均為酚酸類(lèi)物質(zhì) 13 18 酚酸類(lèi) 自毒物質(zhì)積累到一定濃度會(huì)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(zhǎng) 16 黃興學(xué) 14 在不同連作年限的豇豆土壤中 檢測(cè)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(zhǎng)發(fā)育 降低產(chǎn)量 Van等 17 在實(shí)驗(yàn)室條件下發(fā)現(xiàn) 用高強(qiáng)度的狗舌草 Rag wort 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(duì)植物種群動(dòng)態(tài)的影響 1 2 土壤理化性狀的改變 土壤的物理化學(xué)性質(zhì)直接影響著作物的生長(zhǎng) 狀況 優(yōu)良的土壤環(huán)境可以更好地滿足作物對(duì)養(yǎng) 分的需求 18 20 同時(shí)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(shí)間的增加 先降低后回升 長(zhǎng)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(lái)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(duì)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(yíng)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(dǎo) 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(yíng)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(rèn)為對(duì)植物健康和土壤肥力至 關(guān)重要 盆栽試驗(yàn)證明 土壤中的根皮苷等酚酸 類(lèi)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(duì)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(xì)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(lèi)群數(shù)量減少 種群變 化呈現(xiàn)單一化趨勢(shì) 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(shì)真菌差異 較大 同時(shí) 其他真菌的數(shù)量顯著增加 改變土壤 真菌優(yōu)勢(shì)種群平衡可能是導(dǎo)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(yáng)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(chóng)對(duì)溫度 濕度或 光譜 顏色 聲音等的反應(yīng)能力 達(dá)到消除土壤中 絕大多數(shù)病蟲(chóng)害的目的 30 31 2 1 1 太陽(yáng)能消毒技術(shù) 太陽(yáng)能消毒是指在高 溫季節(jié) 長(zhǎng)時(shí)間對(duì)土壤覆蓋塑料薄膜 通過(guò)溫室效 應(yīng)吸收太陽(yáng)能輻射熱來(lái)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(yáng)能消毒處理對(duì)土壤結(jié) 構(gòu)和微團(tuán)聚體的影響最小 較對(duì)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(chóng)草危害 使草莓增產(chǎn)30 左右 并提 高草莓質(zhì)量 利用太陽(yáng)能對(duì)土壤進(jìn)行消毒 可減 少不必要的能源消耗 減少化學(xué)藥劑投入 33 34 但實(shí)際生產(chǎn)中 太陽(yáng)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(yáng)能 處理6 8周對(duì)大多數(shù)土傳病害均有防治效果 但 溫度較低時(shí)需要3個(gè)月左右的時(shí)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(guò)開(kāi)孔灑水管灌注 到土壤中 為增強(qiáng)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(dá)50 以 上 從而起到消滅土壤中病蟲(chóng)害的作用 35 王懷 051山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 第52卷 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(chóng)的數(shù)量 在30 cm土層范圍內(nèi)能達(dá)到 根結(jié)線蟲(chóng)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(jī)電 力 水量及燃料供應(yīng)充足的情況下 機(jī)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(shí) 完成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫室地下30 cm處地溫達(dá)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(zhuān)業(yè)人員操作 作 業(yè)費(fèi)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(guò)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(qiáng)等 40 研究表明 蒸 汽消毒機(jī)生產(chǎn)率達(dá)到2 8 m3 h 消毒效果好 滅 菌檢測(cè)達(dá)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(diǎn) 消毒速度快 均勻有 效 無(wú)殘留藥害 對(duì)人畜安全 無(wú)有害生物 的抗藥性問(wèn)題 其缺點(diǎn)是蒸汽不易到達(dá)土壤深 層 對(duì)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(xué)反應(yīng)產(chǎn)生含有大量 氯和酚類(lèi)氣體 這兩類(lèi)氣體在土壤團(tuán)粒縫隙逸散 過(guò)程中能有效殺滅病原微生物 另一方面 土壤團(tuán) 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(jìn)而導(dǎo)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(diǎn) 促進(jìn)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 酚類(lèi)氣體和原子氯氣體在土壤團(tuán)?？p隙逸散過(guò) 程中 可以殺滅引起土傳病害的病原微生物 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(jìn)而增加收入 使用電處理消毒時(shí) 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(shí)間內(nèi)產(chǎn)生1 000 的瞬時(shí)高溫導(dǎo)致生物體 內(nèi)蛋白質(zhì)變性不可逆的原理 達(dá)到滅菌殺蟲(chóng)的目 的 在生姜 草莓 大棚蔬菜試驗(yàn)中得出火焰消毒 土壤中線蟲(chóng)的滅殺率分別為100 100 98 45 試驗(yàn)證明 該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) 處 理后土壤中的病原菌 線蟲(chóng)及蟲(chóng)卵等殺滅率達(dá) 85 以上 無(wú)二次污染 無(wú)農(nóng)藥殘留 操作簡(jiǎn) 便 成本較低 不受地域限制 消毒后即可種 植下茬作物 因此這種消毒技術(shù)對(duì)一些有機(jī)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(jī)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(duì)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(diǎn) 溫度高于50 時(shí)將使細(xì)菌中蛋白質(zhì)凝 固而導(dǎo)致細(xì)菌死亡 生物效應(yīng)使得土壤在微波 電磁場(chǎng)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) 采用 微波消毒土壤可殺滅其中的成蟲(chóng) 蟲(chóng)卵 有害微生 物 病菌及草子 不污染環(huán)境 消毒效率高 效 果好 但其操作相對(duì)復(fù)雜 且設(shè)備造價(jià)及運(yùn)行成 本較高 土壤濕度過(guò)高會(huì)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(lái) 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(chóng)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(diǎn) 張學(xué)進(jìn)等 48 利用輸出功率為12 kW 的射頻發(fā)生器對(duì)土壤進(jìn)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(chóng) 加熱18 min時(shí) 土壤的溫度達(dá)到61 7 可殺 死土壤中所有的根結(jié)線蟲(chóng)和各種病原菌 起到土 壤消毒的目的 美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校已研制 成射頻商業(yè)樣機(jī) 目前機(jī)器成本較高 但運(yùn)行成本 較低 2 1 8 遠(yuǎn)紅外線消毒技術(shù) 遠(yuǎn)紅外線消毒是以 遠(yuǎn)紅外線作為熱源 可短時(shí)間產(chǎn)生120 以上高 溫進(jìn)行土壤滅菌消毒的技術(shù) 遠(yuǎn)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(guò)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(qiáng)的特點(diǎn) 能 151 第5期 張浩然 等 土壤消毒技術(shù)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的研究進(jìn)展 使得基質(zhì)充分吸收熱能 加熱效率高 短時(shí)間內(nèi)達(dá) 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(jiàn)研究報(bào)道 2 2 化學(xué)藥劑消毒技術(shù) 化學(xué)藥劑消毒是指通過(guò)噴淋 澆灌 混土和熏 蒸等方式 可以產(chǎn)生具有殺蟲(chóng) 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(chóng) 草等 危害的一類(lèi)農(nóng)藥 50 51 溴甲烷 methyl bromide 是世界上公認(rèn)的最為優(yōu)良的化學(xué)土壤消毒劑 但 其對(duì)大氣臭氧層有破壞作用 我國(guó)已于2015年禁 用 52 聯(lián)合國(guó)甲基溴技術(shù)選擇委員會(huì) 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(xué)熏蒸劑 這些甲基溴的替代品均具有 殺線蟲(chóng) 殺菌和除草的效果 50 52 現(xiàn)將國(guó)內(nèi)已經(jīng) 商品化的4種化學(xué)熏蒸劑氯化苦 威百畝 棉隆和 硫酰氟研究進(jìn)展綜述如下 2 2 1 氯化苦 氯化苦 chloropicrin 化學(xué)名稱(chēng) 為三氯硝基甲烷 無(wú)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(xì)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(duì) 根結(jié)線蟲(chóng)和雜草防治效較差的缺點(diǎn) 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(chóng) 苗床防效為80 66 92 49 而田間實(shí)際 防效為53 60 65 70 遲麗達(dá) 57 研究表明 氯化苦與碘甲烷混配 5 1 熏蒸 根結(jié)線蟲(chóng)減退率 高達(dá)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(duì)土壤 病害的綜合防效 2 2 2 棉隆 棉隆 dazomet 又稱(chēng)必速滅 低毒 顆粒型 化學(xué)名稱(chēng)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(kuò)散 至土壤顆粒間 能有效殺滅土壤中各種線蟲(chóng) 病原 菌 地下害蟲(chóng)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(dá)到 58 8 細(xì)菌和放線菌數(shù)量降低15 3 8 5 細(xì)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(guò)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(shí) 如果棉隆不能與土壤混勻 無(wú)法接觸 到足夠水分 就會(huì)將異硫氰酸甲酯殘留在土壤中 這會(huì)對(duì)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(xué)分子式為SO2F2 常溫常壓下為 無(wú)色無(wú)味氣體 多用于倉(cāng)庫(kù)熏蒸 建筑物空間熏 蒸 木材防腐 輕紡 外貿(mào) 圖書(shū)檔案和古建筑熏蒸 等 50 61 因此硫酰氟具有廣譜殺蟲(chóng)性 較強(qiáng)擴(kuò)散 滲透性 毒性殘留低 使用溫度范圍廣 無(wú)腐蝕等 優(yōu)點(diǎn) 50 曹坳程等 62 首次嘗試用硫酰氟25 50 g m2防治土壤線蟲(chóng) 發(fā)現(xiàn)硫酰氟對(duì)線蟲(chóng)防治效果 良好 田間試驗(yàn)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(dá)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(duì)環(huán)境 的影響 2 2 4 威百畝 威百畝 metham sodium 學(xué)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(wú)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(wú)可見(jiàn)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(duì)多種病原 菌 雜草 地下害蟲(chóng)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(duì)尖孢鐮刀菌的抑制率為78 82 對(duì)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(duì)土壤真菌種群和脲酶活 性的影響較大 而對(duì)土壤細(xì)菌 放線菌及蔗糖酶 磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性的影響是暫時(shí)性的 隨 培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng) 微生物種群及酶活性可恢復(fù) 不 會(huì)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)及土壤環(huán)境造成潛在危害 其施 用過(guò)程中要注意土壤溫度 濕度 翻耕深度 使用 時(shí)間 封閉條件 操作方法等多種因素 施用不當(dāng) 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(jī)理是含有硫代葡萄糖苷 glu cosinolates GSLs 的液泡位于植物中 當(dāng)植物組織 251山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 第52卷 被破壞后 液泡和黑芥子酶細(xì)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(lèi)物質(zhì) isothiocyanates ITCs 生物 熏蒸就是利用這些植物有機(jī)質(zhì)分解過(guò)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(bào)道 了十字花科 Brassicaceae 山柑科 Capparace ae 番木瓜科 Caricaceae 等16個(gè)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(zhǎng)期以來(lái)因其具有殺菌 殺菌 殺線蟲(chóng)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(lèi)和菊科 Composi tae 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(lèi)作物 甘藍(lán) 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(qiáng)的抗菌 抑病 防蟲(chóng)的 作用 68 70 Mullin等 71 對(duì)7種常見(jiàn)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(yàn)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 Bras sica juncea 和芥藍(lán) 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(lán) 結(jié)球甘藍(lán) 白花椰菜 球莖甘藍(lán) 苦菜 芹菜 黃 瓜和大蔥對(duì)白菜根系非致病鐮刀菌 棉花枯萎菌 和黃瓜腐霉菌進(jìn)行了生物熏蒸的抑制試驗(yàn) 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(lán) 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(yán)重感染根結(jié)線蟲(chóng)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(lèi) 型有萜類(lèi)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(lèi)型較多 如生物堿 萜類(lèi) 黃酮 酚 醇和酯 等 73 菊科中重要的一種殺菌或驅(qū)蟲(chóng)的植物 除蟲(chóng)菊 Pyrethrum 可在自然的條件下進(jìn)行廣泛 分解 對(duì)害蟲(chóng)有較高的防治效果 且不會(huì)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(yàn)中也有較高的殺菌活性 其中大花金挖耳 Carpesium macrocephalum 蓼子樸 Polygo num 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(cè)中抑 菌作用顯著 具有很高的研究?jī)r(jià)值 2 3 2 生物熏蒸對(duì)土壤環(huán)境及作物的影響 肖 長(zhǎng)坤等 75 通過(guò)滴灌施藥方法得出 20 辣根素水 劑 異硫氰酸酯 對(duì)土壤真菌和細(xì)菌有明顯的控 制作用 其對(duì)土壤鐮刀菌滅殺效果達(dá)到了100 王曉芳等 74 研究發(fā)現(xiàn) 萬(wàn)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(jìn)根系生長(zhǎng) 脲酶 磷酸酶活性分 別較對(duì)照高103 6 77 6 提高土壤酶活性 土壤細(xì)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(shì)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(shì) 76 同樣薺菜浸提液通過(guò)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(duì)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(zhǎng)指標(biāo)均顯著增加 77 可見(jiàn)生物熏蒸不僅改善了土壤環(huán)境減輕連作障 礙 還有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育 2 3 3 生物熏蒸對(duì)作物病蟲(chóng)害的防治效果 馬 艷等 78 研究發(fā)現(xiàn) 菜粕對(duì)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(cè)定表明AITC對(duì)根結(jié)線蟲(chóng) 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 351 第5期 張浩然 等 土壤消毒技術(shù)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的研究進(jìn)展 實(shí) 花椒籽餅中含有28種揮發(fā)性物質(zhì) 其中具有 殺線蟲(chóng)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(dāng)二者濃度為50 mL L時(shí) 對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的校正死亡率分別為91 08 和 88 92 因此不同生物熏蒸劑對(duì)作物病蟲(chóng)害的防 治效果存在顯著差異 應(yīng)以設(shè)施中作物防治對(duì)象 的不同選擇合適的生物熏蒸材料 3 展望 3 1 對(duì)連作障礙發(fā)生機(jī)理深入研究 大量研究表明導(dǎo)致連作障礙的3個(gè)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(dǎo)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(fù)導(dǎo)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(chóng)害蔓延 而從根本上解決作物發(fā)病機(jī)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(jī) 具的不斷試驗(yàn)研發(fā) 如土壤消毒機(jī)蒸汽輸送裝置 的設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬 41 土壤連作障礙電處理機(jī)對(duì) 日光溫室土壤進(jìn)行消毒技術(shù) 42 等 未來(lái)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(jì)能力的制約 我國(guó)目前還是應(yīng)用化學(xué) 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(jiǎn)單 但 化學(xué)熏蒸劑暴露環(huán)境中后對(duì)人體會(huì)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(dòng)作失調(diào) 眼睛損傷和腐蝕皮膚等 50 田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 生物熏蒸各處理對(duì)番茄根結(jié) 線蟲(chóng)的防治效果高于太陽(yáng)能和土壤還原消毒法 其中芥菜添加麥麩在番茄開(kāi)花期和盛果期進(jìn)行熏 蒸處理對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)病的防效與對(duì)照藥劑98 棉 隆防效無(wú)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(diǎn) 如花費(fèi)少 無(wú) 有毒物質(zhì) 安全無(wú)污染 環(huán)境友好 可改善土壤性 質(zhì) 如持水性 有機(jī)質(zhì)含量 通透性等 綜上所述 未來(lái)設(shè)施蔬菜土壤消毒將會(huì)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(jìn)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(lèi)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(xué)消毒是人們所希 望的 這將為生物熏蒸劑種類(lèi)的選擇和研發(fā)提供 新的理論依據(jù) 參 考 文 獻(xiàn) 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(xué)學(xué)報(bào) 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(yuǎn) 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(xué)報(bào) 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 張敏 談獻(xiàn)和 張瑜 等 中藥材連作障礙 J 現(xiàn)代中藥研 究與實(shí)踐 2012 1 83 85 8 溫遠(yuǎn)光 劉世榮 陳放 連栽對(duì)桉樹(shù)人工林下物種多樣性的 影響 J 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2005 16 9 1667 1671 9 趙瑜 連作對(duì)楊樹(shù)人工林光合效率的影響 D 泰安 山東 農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014 10 曹坳程 郭美霞 王秋霞 等 世界土壤消毒技術(shù)進(jìn)展 J 中國(guó)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(jī)理 J 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 2017 33 8 91 98 12 田給林 畢艷孟 孫振鈞 等 酚酸類(lèi)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(jìn)展 J 中國(guó)科技論文 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 黃興學(xué) 豇豆連作土壤中自毒物質(zhì)鑒定及肉桂酸對(duì)豇豆光 合作用的影響 D 武漢 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010 15 吳林坤 林向民 林文雄 根系分泌物介導(dǎo)下植物 土壤 微生物互作關(guān)系研究進(jìn)展與展望 J 植物生態(tài)學(xué)報(bào) 451山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 第52卷 2014 38 3 298 310 16 侯慧 董坤 楊智仙 等 連作障礙發(fā)生機(jī)理研究進(jìn)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 連作和有機(jī)改良對(duì)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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)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 郭曉 不同填閑植物對(duì)連作黃瓜生長(zhǎng)及土壤生態(tài)環(huán)境的影 響 D 哈爾濱 東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 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 葡萄連作障礙機(jī)理及調(diào)控途徑的研究 D 沈陽(yáng) 沈 陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010 26 申光輝 草莓連作根腐病發(fā)生機(jī)制與微生物及化學(xué)修復(fù)研 究 D 楊凌 西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012 27 鄒春嬌 齊明芳 馬建 等 Biolog ECO解析黃瓜連作營(yíng)養(yǎng) 基質(zhì)中微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性特征 J 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016 49 5 942 951 28 張冬明 鄭道君 曾建華 等 西瓜連作對(duì)土壤主要微生物 數(shù)量 酶活性及果實(shí)品質(zhì)的影響 J 北方園藝 2017 4 155 158 29 馬寧寧 李天來(lái) 設(shè)施番茄長(zhǎng)期連作土壤微生物群落結(jié)構(gòu) 及多樣性分析 J 園藝學(xué)報(bào) 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(hù) 2017 43 2 35 36 32 賁海燕 崔國(guó)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(xué)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(duì)土壤物理特 性及黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響 J 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 2010 18 6 1189 1193 34 張利英 李賀年 翟?shī)檴?等 太陽(yáng)能土壤消毒在草莓保護(hù) 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(jī)械學(xué)報(bào) 2006 37 11 168 167 36 王懷松 張志斌 蔣淑芝 等 土壤熱水處理對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的 防治效果 J 中國(guó)蔬菜 2007 2 28 30 37 泰勒A L 植物線蟲(chóng)學(xué)研究入門(mén) 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(lè)天 等 燃煤熱水土壤消毒機(jī)在日光溫室 中的應(yīng)用試驗(yàn) J 新疆農(nóng)機(jī)化 2012 1 46 48 39 張彩虹 于秀針 姜魯艷 等 基質(zhì)高溫?zé)崴靖瓯谌展?溫室番茄生長(zhǎng)及對(duì)青枯病的防治效果 J 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016 53 8 1481 1486 40 卓杰強(qiáng) 陳立振 周增產(chǎn) 等 無(wú)土栽培基質(zhì)蒸汽消毒機(jī)研 究與應(yīng)用 J 農(nóng)機(jī)化研究 2012 34 9 95 9