“瓜见瓜，没钱花” 如何规避种植连作危害？

搞种植的都知道，农作物的种植方式有单作、连作、轮作、间作、套作、垄作、混作等。其中，连作（重茬）即就是连续多年（三年及以上）在同一地块上种植同一种作物或同科类作物（如大豆、绿豆、蚕豆等都同属于豆科）的种植方式。关于重茬的危害很早就有“油见油，年年愁；瓜见瓜，没钱花”的俗语，这也是前人精僻的种植经验。

连作障碍及其危害

连作障碍，国内学者称之为重茬问题、自毒作用或土壤疾病，国外学者称之为再植病害或再植问题。即同等条件下，同一地块连续多年种植同种或近缘作物造成作物生长状况变差、品质变劣、病虫害发生加剧、产量降低的现象。具体表现为苗期不发根、苗弱、烂棵、死苗、茎叶焦枯、萎缩甚至枯死等，或植株不健壮，较易感染病害、虫害，导致提前拉秧、早衰等，或生长发育受到抑制，结果少、产量低、减产严重，且连作时间越长，减产越明显。

不同农作物抗重茬能力差异较大，但大部分农作物尤其是某些经济作物不耐重茬。发生连作障碍的作物种类较多，但各种作物连作后的反应不尽相同。一般禾本科、十字花科、百合科的作物较耐连作（如水稻、棉花、花椰菜等），可连作3～4年甚至更长时间。在采取合理的耕种措施和加强病虫害防治的情况下，连作的危害一般表现较轻或不明显。而薯类作物、黄瓜、花生等为耐短期连作的作物（连作1～2年后需隔1～2年再种），豆科、菊科、葫芦科作物不耐连作（种植1年需间隔2年以上，如番茄、辣椒等需隔3年，西瓜、豌豆、茄子等需隔5年，亚麻则需隔10年后再种）。一般连作对深根作物的危害大于浅根作物；对夏季作物的危害大于冬季作物。

目前，我国危害程度高的连作地块面积大于10%，其中规模化种植区发生面积一般超过20%；连作障碍导致当季作物损失巨大，占20%～80%，每年造成的经济损失可达数百亿元。连作障碍的发生，不仅影响农作物产量和品质，同时降低了农产品的安全性和市场竞争力。因此，克服作物连作障碍是实现农业生产可持续发展的当务之急。

连作障碍产生的诱因

引发作物连作障碍的原因十分复杂，是作物、土壤两个系统内部诸多因素综合作用的结果，不同作物产生连作障碍的原因是不同的。日本泷岛将产生连作障碍的原因归纳为五大因子：土壤养分亏缺、土壤反应异常、土壤物理性状恶化、来自植物的有害物质、土壤微生物变化。同时强调，在这五大因子中，土壤微生物的变化是连作障碍的主要因子，其他为辅助因子。

从国内研究结果来看，多数研究者认为产生连作障碍的原因主要有三个方面：土壤肥力下降，作物根系分泌物的自毒作用，土壤病原微生物数量增加。

1. 土壤肥力下降

连作使土壤出现缺素症状。某种特定的作物对土壤中矿物营养元素的需求种类及吸收的比例是有特定规律的，尤其对某种类的微量元素更有特殊的需求，比如豆角喜好钼，水稻喜好硅等。长期种植同一种作物，使根系总是停留在同一土层深度上，导致该作物会大量吸收某种特需的营养元素，使不喜欢或有害的元素富集，从而造成土壤养分比例失调，土壤酸碱度发生变化，某些元素的可利用程度降低，进而作物表现出缺素症状，形成生长障碍。随着连作年限的增加，土壤中氮、磷、钾总量变化不大，出现缺素症状主要缺乏中微量元素如锌、硼成倍减少，速效氮和速效钾的含量明显降低。

连作使土壤有机质含量下降。在片面地追求高产的诱惑下，大量施入高含量的化学肥料和未经腐熟的动物粪便、人粪尿等，导致土壤中盐分过量。因为这些盐分不能被充分淋溶，所以大量积聚在土壤耕层中，就产生了土壤次生盐碱化及酸化，从而降低了pH值，影响了土壤养分的有效性，引发生理性病害。

有研究表明，土壤中有机质含量越高，作物重茬病害就越少，重茬田土壤中有机质利用率较高，一些比较活跃的微生物会致使有机质分解较快，造成土壤孔隙度减少，缓冲能力减弱，养分流失较多。另外，盲目过量施用化肥，如施用大量氮磷钾造成土壤质量下降，出现土壤硬化、板结、酸化、盐碱化、微生物活性差、透性差、活性低，土壤的理化性状和生物学性状持续恶化。

2. 作物根系分泌物的自毒作用

作物在正常的生命活动过程中，根系会不断地向根际土壤中分泌一些有机或无机物。在这些分泌物中，既有有益的能促进土壤养分吸收的成分（由难溶的分子状态变成作物可吸收利用的离子状态），也有有毒成分（如一些有机酸、酚类等分泌物在土壤中积聚，对作物自身具有毒害作用）。毒害作用影响作物的正常生长发育，常出现黄化、僵苗现象，甚至造成作物死亡。

自毒现象显著抑制下茬作物生长。植物自毒物质的累积对连作障碍影响较大，但早年极少被人提及和重视。

植物自毒作用的研究是最近30年才开始，对自毒作用的机理研究逐渐深入。近几年，随着自毒作用研究方法和手段的更新，自毒作用在连作障碍问题中扮演的角色发生改变并重新定位。

植物自毒作用是植物化感作用的一个细分领域，指某些作物可通过地上部淋溶、根系分泌和作物残茬腐解等途径释放一些物质，对同茬或下茬同种或同科作物生长发育产生抑制作用，是一种发生在种类的竞争抑制作用。根系分泌物（有机酸、醛、醇、烃类等）是最复杂最主要的化感自毒物质，是造成作物重茬障碍的重要因素。自毒物质能够抑制作物生长必需的重要酶的活性，如自毒物质可以抑制根系结合ATP酶、根系脱氢酶、硝酸还原酶、超氧化物歧化酶等多种酶活性；自毒物质影响作物根系对水分和硝酸根、钾离子等多种营养元素的吸收；自毒物质还影响作物光合作用、蛋白质和DNA合成等，抑制作物生长发育；自毒物质影响细胞膜透性，干扰生长素类物质合成，使根、茎的生长受到抑制。

3. 土壤病原微生物数量增加

土传病害是引起连作障碍最主要的因子。土壤菌群失调，有益微生物减少，有害微生物增加，导致土传病害加重（土壤有害微生物的积累是最主要的原因）。在连作土壤中，病原微生物的生长和繁殖速率远高于传统种植模式，且随作物连作年限的增加，病原微生物数量持续增加，导致土传病害发生。土传病害一旦暴发难以防治，易造成农药的超量使用，从而大量农药残留降低了作物品质，影响生态环境和人类健康。

日本的调查结果表明，蔬菜连作障碍70%左右的地块是由土壤传染性病虫害引起的。土壤里微生物的种群和数量非常庞大，对植物来讲，正常情况下有益微生物的种类和数量远远大于病原微生物。土壤微生物（尤其是根际微生物）与植物宿主形成相应的共生关系，且不同的作物根际微生物的种群结构不同。同一种作物长期连作，作物与微生物相互选择的结果造成了某些寄生能力强的种群在根际土壤中占突出优势，与此同时也会出现一些病原细菌、真菌以及线虫等，使原有的根际微生态平衡被打破，共生关系打乱，从而影响植物的正常生长和生命活动。

上茬作物遗留在土壤中的病菌、线虫大量滋生繁殖是作物发生重茬障碍的根本原因。病毒多在田边杂草上越冬，能在土壤中存活多年，条件适宜时就发生为害。重茬栽培时，某些病原微生物因连作残留于土壤中进行大量繁衍。这些有害病原菌的富集破坏了土壤、作物根际的微生态平衡，影响作物根际良好的生长环境，导致作物抗逆性减弱。

长期连作会导致根瘤菌、氨化细菌、固氮菌、硝化菌、光合菌、放线菌、菌根等有益微生物群体数量减少，生长繁殖环境变差，同时会滋生大量有害微生物使病虫危害加剧。如容易发生软腐病、立枯病、黄萎病、青枯病、猝倒病等病害和线虫、蛴螬、地老虎、蝼蛄、金针虫、蚜虫、蓟马等虫害且防治困难。主要危害作物的茎基部和根部，一般发病率在10%~30%。另外，像大豆菟丝子、向日葵列当、稗草等的滋生也都和连作有关。特别是保护地蔬菜复种指数高，一年四季不歇地，病虫害源不断积累，导致土传病害发生较重。近年来发现，有很多新病原菌引发的病害发生，形成了近年来的“用药治不了病”的现象。

线虫是作物寄生虫，主要破坏作物的根系，影响作物的正常生长。连作会引起线虫的大发生，如大姜连作就会因为线虫而引起严重的姜癞病。

显而易见，之所以出现连作障碍，一方面是作物自身的原因，另一方面是人为干扰因素。作物本身的原因是指植物的化感作用，主要是抑制细胞分裂、伸长，损坏细胞壁，改变细胞的结构和亚显微结构，影响作物体内生长素、赤霉素、脱落酸的水平，改变酶的功能和活性，抑制氨基酸的运输和氨基酸向蛋白质的整合，阻碍气孔的传导。

然而，发生和加重连作障碍的主要原因还是人为干扰因素。它的发生受各种环境条件的影响，连作的次数（一般连作次数越多、年限越长，连作障碍越重）、土壤性质（通常黏土重于砂土，保护地栽培多于露地栽培）及后作水肥管理不当都会加重障碍。农业机械化的发展也加速了土壤的劣化，特别是小型耕耘机普及（其作业能力是人力的10倍以上），但因旋耕搅拌剧烈使土壤的物理性质发生显著变化（耕层变浅）。

缓解连作障碍的有效措施

解除连作障碍是农业生产上的一大难题，目前尚未找到彻底根治的办法。但连作障碍也并非“绝症”。科学认识连作，针对性的进行农事操作处理，可使连作障碍得到一定程度的缓解。

1. 深翻改进土壤理化性状

加强耕作管理。深翻土壤30～60厘米，将板结、老化的土壤改善成疏松土壤，一方面可加速植株病残体分解和腐烂；另一方面疏松后的土壤经风吹日晒、冰冻后均可使部分病原菌和害虫失去生活力。通过及时拔除中心病株，清除植株周围杂草和作物病残体，集中烧毁也有助于减轻重茬病害。

进行土壤消毒。可通过生石灰消毒、高温闷棚消毒、太阳能消毒、药物消毒等方法，杀灭土壤中的线虫和前茬作物的代谢产物。

石灰消毒：每亩200千克生石灰撒施后翻入土中，可杀灭病原菌，同时可中和土壤中酸性物质，调节土壤的pH值；高温消毒：针对大棚土壤，夏季高温时密闭大棚升高温度（达到70℃以上），可杀死土壤中大部分病菌和虫卵；太阳能消毒：揭开大棚覆盖物让土壤与阳光、水气自然交换一个月左右，使肥力得到恢复；药物消毒：喷洒农药或土壤熏蒸（过专业施药设备施用于土壤中并覆盖专用塑料薄膜），见效快但副作用大。有条件的地方，可利用作物休闲时段进行20天左右的土壤浸泡，能显著地消灭土壤中有害杂菌与病虫。

2. 轮作倒茬是解决重茬障碍最好的方法

轮作倒茬是克服连作弊端最简单最直接的解决方法，轮作是用地养地相结合的一种生物学措施，常见的有禾谷类轮作、禾豆轮作、粮食和经济作物轮作、水旱轮作等，轮作的具体优点如下。

均衡利用土壤养分。轮作可均衡利用土壤中的营养元素，将用地和养地结合起来。各种作物从土壤中吸收各种养分的数量和比例各不相同，如禾谷类作物对氮和硅的吸收量较多，而对钙的吸收量较少；豆科植物吸收大量地钙，而吸收硅的数量较少。因此，两类作物轮换种植，可保证土壤养分的均衡利用，避免其片面消耗，可以改变农田生态条件，改善土壤理化特性，增加生物多样性。

防治病虫草害。合理轮作换茬，因食物条件恶化和寄主的减少而使那些寄生性强、寄主植物种类单一及迁移能力小的病虫大量死亡。腐生性不强的病原物，如马铃薯晚疫病菌等由于没有寄主植物而不能继续繁殖。对于通过土壤侵染的蚕豆根腐病、甜菜褐斑病，如将感病的寄主作物与非寄主作物实行轮作，便可消灭或减少这种病菌在土壤中的数量。对为害作物根部的线虫，通过轮种不感虫的作物后，可使其在土壤中的虫卵减少。利用前茬作物根系分泌的灭菌素，可以抑制后茬作物上病害的发生，如甜菜、胡萝卜、洋葱、大蒜等根系分泌物可抑制马铃薯晚疫病发生，小麦根系的分泌物可抑制茅草的生长。

轮作可综合防除杂草。因不同作物栽培过程中所运用的不同农业措施，对田间杂草有不同的抑制和防除作用。如密植的谷类作物，封垄后对一些杂草有抑制作用；玉米、棉花等中耕作物，中耕时有灭草作用。一些伴生或寄生性杂草如小麦田间的燕麦草、豆科植物田间的菟丝子，轮作后由于失去了伴生作物或寄主，能被消灭或抑制危害。

调节土壤肥力。谷类作物和多年生牧草有庞大根群，可疏松土壤、改善土壤结构；绿肥作物和油料作物，可直接增加土壤有机质的来源。具体轮作措施如下：

（1）据土壤肥力搭配品种。豆科作物可增加土壤有机质含量，提高土壤肥力，而长期种植需氮较多的速生叶菜类，会使土壤中营养元素失衡，肥力下降。因此，要把生长期长与生长期短的、需肥多与需肥少的蔬菜合理搭配种植。

（2）根据土壤酸碱度进行轮作。种植马铃薯、甘蓝等会增加土壤酸度，而种植玉米、南瓜等会降低土壤碱度。所以，种植玉米、南瓜后再种植对碱度敏感的葱和蒜类可获高产，种植马铃薯、甘蓝后再种植对碱度敏感的葱和蒜类则导致减产。

（3）根据病虫害发生程度进行轮作。如黄瓜枯萎病、蚜虫等，同样可侵染其他瓜类蔬菜，若改种非葫芦科蔬菜，会收到减少或消灭病虫的效果。又如葱、蒜采收后种植大白菜，可使大白菜软腐病明显减轻。

不同病虫害在土壤中存活的时间不同，轮作的年限也不同，不同的作物歇茬时间也不同，如小麦、玉米、水稻等禾本科歇一年，即隔年种植；花生、大豆等豆科歇2～3年；茄子、西红柿、辣椒等茄科歇4～5年；棉花、瓜类、中药材等歇5～6年。

3. 科学施肥，补充必需的中微量元素

适量增施有机肥、中微量元素或矿物质肥，可协调养分的释放速度，较好地提高土壤有机质含量，改善土壤物理结构和增加土壤有益微生物，为作物提供长期有效的营养，增强作物素质，促进植株健康生长。应避免过多的施用化肥，做到减氮、稳磷、增钾。

4. 利用生物防治抑制病原物

生物防治可调节土壤微生态，增加有益微生物种群和数量，主要措施如下：

（1）接种有益微生物来分解连作土壤中存在的有害物质，或与特定的病原菌争夺营养和空间等途径来减少病原菌的数量，减少病原菌对作物根系的感染，从而减少根际病害的发生。

（2）利用农作物释放一些化学物质来促进或抑制同种或异种植物及微生物的生长，如许多葱、蒜类蔬菜的根系分泌物对多种细菌、真菌等具有较强的抑制作用。