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药用植物连作障碍及其缓解措施研究进展引言药用植物是人类历史长河中的重要财富，其具有丰富的化学成分和药用价值，被广泛用于中医药、现代药物开发等领域。
随着全球人口的增加和资源的过度开发，药用植物的连作障碍问题逐渐凸显出来。
连作障碍是指在同一片土地上种植相同或相近的植物，导致土壤质量下降、产量减少、病虫害增加等问题的现象。
本文将介绍药用植物连作障碍的研究现状和缓解措施的最新进展，以期为相关研究和实践提供参考。
一、药用植物连作障碍的研究现状1. 连作障碍的形成原因药用植物连作障碍是由多种因素共同作用而形成的。
土壤中的养分会因为植物对某一种或几种养分的大量吸收而出现缺乏，从而降低了土壤的肥力。
同一种或相近的植物容易引起土壤中特定病虫害的大量滋生，进而影响到后续作物的生长。
植物的根系分泌的物质也会影响到土壤微生物的活性和物质的转化，进而影响土壤的生态系统平衡。
2. 连作障碍的研究方法目前，对于药用植物连作障碍的研究主要采用野外试验、室内模拟试验以及分子生物学技术等手段。
野外试验通过设置不同种植模式的田间试验地，来观察和分析不同连作因素对土壤和作物的影响。
室内模拟试验则通过控制环境因素，模拟不同的连作条件，以便更深入地了解连作对作物的影响规律。
分子生物学技术则可以通过研究植物根系分泌物的成分和土壤微生物的多样性等方面的变化，来揭示连作障碍的机制。
3. 连作障碍对药用植物的影响药用植物连作障碍会导致药用植物产量下降、药材质量下降、甚至影响到后续种植的效果。
部分药用植物还会因为连作而导致出现土壤传播病害或虫害，从而加重了植物的发病几率。
研究连作障碍对药用植物的影响，对于维护药用植物资源的可持续利用具有重要意义。
1. 合理轮作制度合理的轮作制度是缓解连作障碍的有效途径之一。
轮作制度可以通过改变不同作物的种植顺序、不同作物的种植比例等方式，来调整土壤养分的平衡，减少土壤中病虫害的滋生，保持土壤生态系统的平衡。
合理的轮作还可以提高土壤的有机质含量和养分循环利用效率，对于缓解连作障碍具有积极作用。
药用植物连作障碍及其缓解措施研究进展随着人们对自然疗法的重视，药用植物的重要性日益凸显。
在药用植物的生产过程中，连作障碍成为了一个制约生产发展的重要因素。
连作障碍是指将同一种植物或者相近的植物不断地种植在同一片土地上，导致土壤中的养分不平衡，土壤中的病原微生物增加，从而影响植物的生长发育和药材的产量和质量。
如何缓解药用植物的连作障碍成为了当前药用植物生产研究的热点之一。
本文将就药用植物连作障碍及其缓解措施的研究进展进行探讨。
一、药用植物连作障碍的表现1. 植物生长迟缓通过长期的连作，土壤中的养分不平衡导致了植物生长迟缓，生长势弱。
这不仅仅表现在植物高度的矮小，也表现在植物的叶片颜色暗淡，叶片形状不正常，叶片边缘出现焦枯等。
2. 产量下降由于土壤中的养分不平衡及土壤中的病原微生物的增加，使得药用植物的产量大大降低。
而且，药材的质量也因此受到了影响，出现了变质的情况。
3. 病虫害易发连作会导致土壤中的病原微生物的增加，同时植物本身的抗病能力和抗虫能力也会随之降低，从而使得病虫害易发，加剧了连作障碍的状况。
1. 合理轮作合理的轮作可以使得不同种植物的生长周期、养分需求、病虫害易感性等方面互相补充，达到土壤养分平衡的目的。
在种植药用植物的间隔年份，可以种植一些其他作物，如豆类植物等，使得土壤中的氮、磷等养分得到充分的恢复。
2. 合理施肥在连作情况下，土壤中的养分会不平衡，需要合理的施肥来补充土壤中缺乏的养分。
选择有机肥料和生物有机肥料，并结合中微肥料，能够更好地改善土壤结构，促进植物的生长。
3. 合理处理秸秆合理的处理秸秆是缓解连作障碍的一个重要措施。
通过秸秆还田、堆肥等方式处理秸秆，可以有效地改善土壤结构和提高土壤肥力。
4. 土壤调理通过土壤酸碱度调节、有机质深入还田等方式对土壤进行调理，能够促进土壤养分的平衡，减少土壤中病原微生物的增加，从而缓解连作障碍。
5. 生物防治利用一些对植物有益的微生物，如拮抗细菌、真菌等，可以有效地控制土壤中的病原微生物，减少病虫害的发生，从而缓解连作障碍。
三七连作障碍成因及其控制研究进展孙萌;叶丽琴;张子龙【摘要】In the view of serious situation of sequential cropping obstacle of Panax notoginseng, the present article systematically summarized the recent progress on formation mechanism of continuous cropping obstacle of P. notoginseng from three aspects, i. e. deterioration of soil physical and chemical properties, change of soil biological environment, as well as allelopathic autotoxicity of this crop. Further, some control methods including use of superior cultivars, soil treatment, balanced fertilization, intensive field management, and ef-ficient rotation etc, were put forward so as to prevent the obstacle. Additionally, the perspective for this issue was also discussed herein.%针对目前三七连作障碍严重的现状，从土壤理化性状劣变、生物学环境变化、三七化感自毒作用三方面概述了三七连作障碍形成机理的研究进展；总结了三七连作障碍的主要防治途径，包括选培优良品种、进行土壤处理、采用平衡施肥法、加强田间管理以及合理轮作；并在此基础上对进一步的研究方向提出展望。
同一作物或近缘种，在正常管理的情况下，连续种植几年后会出现生长发育状况变差、产量降低、品质变劣的现象，这种现象即为作物的连作障碍。
一药用植物连作障碍形成机制目前对连作障碍形成机制的研究主要体现在以下两方面：（1）土壤及其微环境，主要包含土壤养分的消耗、土壤反应异常、土壤物理性状的恶化几个方面；（2）药用植物自毒作用，如研究发现西洋参茎叶、须根和根系分泌的自毒物质是造成西洋参连作障碍形成的重要原因之一。
国内外专家也提出了一些关于连作障碍形成的机制及理论，如土壤养分失调和理化性质劣变、土壤传染性病虫害加重等二连作障碍的形成因素1 环境因素土壤土壤物理性质：土壤团聚体是土壤结构的基本单位，其大小、形状和稳定性直接影响土壤中水和空气的关系以及与植物的交流程度，并由此影响土壤的许多属性和作物生长土壤化学性质：包括pH 值、盐碱度、化感物质、营养物质与微量元素土壤生态学性质：土壤微生物种群土壤酶活性土传病害（土壤微生物和无机成分的自然平衡受到破坏后会影响肥料分解过程，增加土壤病菌蔓延，造成土传病害，其中土传病害主要有：锈腐病、根腐病、灰霉、黑斑病等）虫害（根系分泌物通过抵消土壤的抑菌作用，诱变病原体繁殖体萌发，直接或间接地影响植物病原菌，即通过选择性的吸引植物病原微生物在根面、根际定殖和扩繁，造成植物发病，最终导致作物减产和品质下降等连作障碍现象）2 时间因素时间季节气候一年当中时间、温度、光照、水分的变化会引起药用植物对环境急剧变化的忍耐性，但是如果植物对环境变化的这种适应性反应略显迟钝，则会引起植物生长过程中的一系列问题。
丹参的连作障碍一般会出现在6~7 月份，此时昼夜温差大，降水量丰富，如果丹参对这种强光照、高含水量的环境条件不适应，就会引起枯萎、死苗现象。
3 植物自身信号作用因素植物随连作时间延长，根系分泌物的自毒作用会加重，而种植密度加大，会使这些物质无法自身分解，同时，地上部分由于通风透光不良，植株部分叶片容易产生病虫害，叶片因光照通风不好易发黄而脱落，同时植物自身可以分泌挥发性物质，通过这种物质可以向周围植物传递自身信号，抑制植株地上部分的生长。
芹菜连作障碍防控技术芹菜是一种常见的蔬菜作物，它不仅口感爽脆，而且富含营养，被广大消费者所喜爱。
由于芹菜的连作障碍，使得芹菜的产量和品质受到了很大的影响。
研究和实施芹菜连作障碍的防控技术，对于提高芹菜的产量和品质，对于发展蔬菜产业，具有十分重要的意义。
一、芹菜连作障碍的产生原因1. 土壤病原微生物土壤病原微生物是造成芹菜连作障碍的重要原因之一。
在连作土壤中，土壤中的一些病原微生物会逐渐积聚并寄生于植株根系，导致芹菜发生连作障碍。
2. 土壤养分失衡在连作土壤中，作物根系会释放出一些物质，这些物质会影响到土壤的养分平衡，从而使得土壤内的某些养分累积或者耗尽。
这种情况会导致芹菜生长发育受到限制，产量和品质降低。
3. 土壤生态系统破坏在连作土壤中，由于长时间的种植和耕作，土壤的生态系统会受到破坏，土壤微生物的多样性和数量会受到影响，从而导致芹菜生长发育受到限制。
1. 循环轮作在芹菜的种植中，循环轮作是一种重要的防控技术。
适时进行芹菜和其他不同种类蔬菜的轮作，可以有效减少土壤病原微生物的积累，并且可以调节土壤养分平衡，减少连作障碍的发生。
2. 合理施肥合理施肥是防控芹菜连作障碍的关键措施之一。
在芹菜的种植中，适量施用有机肥和矿物肥，可以保持土壤的肥力平衡，减少连作障碍的发生。
3. 改良土壤适时进行土壤的改良是防控芹菜连作障碍的一个重要手段。
可以通过添加腐熟的有机物质、石灰、木炭等材料，改善土壤结构和增加土壤微生物多样性，从而减少连作障碍的发生。
4. 种植抗病品种选择抗病性较强的芹菜品种进行种植，可以有效减少土壤病原微生物对植株的危害，从而减少连作障碍的发生。
5. 移栽和间作在芹菜种植过程中，可以采用移栽和间作的方式，改变植株的种植位置和时间，从而减少连作障碍的发生。
6. 合理轮作在芹菜种植的轮作中，要合理选择其他适合的蔬菜作物进行轮作，调整蔬菜作物的种植顺序和比例，保持土壤健康，减少连作障碍的发生。
7. 生物防治适时利用有益微生物和生防剂进行土壤处理，提高土壤微生物多样性，减少土壤病原微生物的数量，从而减少连作障碍的发生。
药用植物连作障碍及其缓解措施研究进展药用植物的连作障碍是指药用植物在同一土壤中连续种植多年后出现的生长受限、病虫害易发和品质下降等现象。
随着近年来对连作障碍的研究深入，人们逐渐认识到连作障碍是由于土壤生态系统紊乱导致的。
本文将从土壤微生物、土壤化学性质以及土壤连作障碍的缓解措施等方面综述药用植物连作障碍的研究进展。
药用植物连作障碍与土壤微生物密切相关。
研究表明，连作障碍引起了土壤微生物群落的结构和功能的改变，病原微生物如茄科土传病毒、根际真菌以及一些寄生性线虫等逐渐增多，而对有益微生物如氨氧化细菌、溶磷细菌等的数量和活性产生抑制作用。
土壤微生物的代谢产物如细菌有机酸和真菌毒素也可能对药用植物的生长产生负面影响。
药用植物连作障碍与土壤化学性质的改变密切相关。
连作障碍引起土壤中养分含量的失衡，如氮、磷、钾等营养元素的不均衡和缺乏，特定元素的积累等。
土壤酸碱度的变化也会影响药用植物的生长。
一些研究还发现，土壤连作障碍导致了土壤重金属含量的增加，对药用植物的生长产生了负面影响。
针对药用植物连作障碍，研究人员提出了一些缓解措施。
一方面，土壤微生物促生剂的应用能够增加有益微生物数量和活性，抑制病原微生物的繁殖。
适当施用有机肥和矿质肥料，调整土壤养分的平衡。
合理选择药用植物的轮作伴作，避免连续种植同一种或同一科的植物，有助于减轻连作障碍。
药用植物连作障碍是一个复杂的问题，在土壤微生物、土壤化学性质等方面的改变都与之密切相关。
通过调整土壤微生物组成和土壤养分平衡等措施，可以一定程度上减轻药用植物连作障碍带来的负面影响。
未来的研究应进一步探索连作障碍的机理，发展更有效的缓解措施，为药用植物的连续种植提供科学依据。
KEJI2019年5月（上）111土壤连作障碍发生的原因及其调控研究进展沈谦王进军（扬州大学，江苏扬州225000）［摘要］连作障碍是在农业生产中常见的现象。
研究发现，发生连作障碍的土壤主要是因为植物根系微生物生态结构失调，产生并积累了病原微生物，且这种病原微生物大大抑制了有益根系微生物的生长，并进一步导致土壤养分丢失、土壤pH值失调，最终导致植物病虫害增加，作物产量和质量下降。
通过施用根际促生菌、有机肥、嫁接和生物质炭等方法，能明显减少植物自毒物质，增加有益土壤微生物，并改善根际土壤微生物生态结构，从而减轻植物连作障碍的问题。
［关键词］连作障碍；土壤微生物；修复方法［中图分类号］S436.3［文献标识码］A［文章编号］1674-7909（2019）13-111-31连作障碍土壤连作障碍即在同一块土壤中连续几年种植相同的作物或者同科作物时，即使在正常的栽培管理条件下也会出现植株生长长势变弱、病虫害增加、植物产量和品质降低的现象［1］。
研究发现，发生连作障碍的主要原因是植物在其生长过程中不断产生化感自毒物质，这些物质经过植物根部运输并积累在土壤中，经过几年积累，再种植同种或者同科植物，这种有毒物质就会抑制其自身生长。
在整个过程中，植物根际发挥着重要作用。
植物根际通过与土壤的直接接触，源源不断地将化感自毒物质输送至土壤中，使根际土壤环境发生改变，不仅影响了植物根系对营养物质的吸收，还会改变根系土壤的微生物群落状态。
近年来研究发现，除了植物根部化感自毒物质的积累之外，其他原因导致的植物根际微生物生态失调、微生物种群结构改变也是土壤连作障碍发生的主要原因［2］。
植物分泌的化感自毒物质不断积累在根系土壤中，不仅抑制了根系土壤环境中有益微生物的生长，而且促进了有害微生物的生长，且两者具有竞争关系，最终导致植物根系土壤中微生物生态结构失调。
发生连作障碍的土壤由于根际土壤微生物生态的改变，往往会造成土壤微生物群落结构发生改变，从而造成土壤养分降低、土壤pH值发生变化、植株抗病虫害能力下降、病虫害增加，最后导致植物产量和质量下降，影响农业生产。
落叶果树 2019,51(3):28-31Deciduous Fruits ·综合评议· DOI : 10.13855/ki.lygs.2019.03.010 果树连作障碍研究进展张立恒,杨凤英∗,马海峰,赵娜(大连市现代农业生产发展服务中心,辽宁大连116023) 摘 要:概述了近10年来果树连作障碍的研究进展,主要是连作障碍的成因,包括土壤理化性质、生物因素、自毒作用等。
提出了切实可行的缓解办法,包括土壤消毒、合理间作、生物防治、选育抗性砧木、土壤添加剂等。
关键词:植物激素;果树;生物菌肥;促生 中图分类号: S66 文献标识码: A 文章编号: 1002-2910(2019)03-0028-04收稿日期:2019-01-21基金项目:大连市高层次人才创新创业项目(2017RQ167)。
∗通讯作者:杨凤英(1981-),女,辽宁大连人,高级农艺师,从事果树栽培与育种工作。
E -mail:yfying1981@ 作者简介:张立恒(1983-),男,辽宁沈阳人,农艺师,从事果树栽培与育种工作。
E -mail:55860602@ 改革开放以来,中国果树产业已跻身世界前列,绝大多数果树产量早已位居世界首位[1]。
截至2015年中国果品产量1.74亿t;人均水果占有量超过120kg [2]。
但随着果树产业的发展,传统老果园势必被新型果园所取代,其原因有以下几点:①果树从业者的老龄化、转型缺失、劳动力成本上涨等原因,促使果园栽培模式急需由传统模式转变为省工省力的机械化生产模式。
②随着国民对果品质量及风味要求逐年增高,加上国内外果品产业竞争压力,使得传统果园面临果树品种的更新换代问题。
③传统果园化肥、农药施用不合理,造成环境污染,迫使传统果园树向新型果园转变。
但受用地的影响及产业发展需求,很多果园都需要在原地基础上重建,因此连作障碍成为中国果园转型期亟待解决的问题。
连作障碍是指同种类作物多年栽培于同一土地,即便进行专业的栽培管理也会使作物生长势衰弱甚至死亡,果实品质和产量逐年下降的现象[3]。
※农业科学2017, V ol.37, No.1535农业与技术兰州百合是甘肃的名优特产，是兰州市最具特色的农产品之一，历经400多年的发展，七里河区又是兰州百合的主产区、核心区和示范区，已经成为七里河区广大后山农民摆脱贫困、增加收入的支柱产业。
随着百合种植经济效益显著提高，百合在农村经济发展中的地位和作用越来越重要。
但百合连作障碍已成为七里河百合种植区农业可持续发展的主要“拦路虎”和瓶颈，严重影响了七里河百合产业的发展。
为了兰州百合产业可持续健康发展和增加农民收入，解决这一难题，围绕百合连作障碍形成机理和防治途径等方面开展了大量的调查研究工作，认真分析连作障碍发生的原因，采取应对防控技术措施，已成为七里河百合生产的当务之急。
1 七里河区百合连作障碍的现状近年来，七里河区百合主产区发生了严重的百合黄化现象，田间调查研究发现，造成百合黄化现象的主要原因是连作障碍。
百合连茬栽培常造成生长发育变差，抗逆性能力下降，相同病虫害发生猖獗，百合产量和品质下降，而且百合黄化现象逐年增加且大面积发生，严重者导致植株早期枯死，而造成减产幅度达30%以上。
商品百合一茬种植就是3a,土地难以实行有效轮作，主要是我区未种植过百合的土地十分稀缺，轮作时间短，百合收后还要5a以上轮作才能再次种植，而百合严格忌连作种植，单一的百合茬口种植导致土壤病虫害大量积聚、使土壤微生物种群数量结构发生改变，土壤微量元素比例失调，自毒现象严重，土壤耕作条件恶化，土壤缺素，病毒病、根腐病、土传病害等呈加重趋势。
在加上我区百合种植栽培密度过大，光照不足，通风不好，施肥不合理、不均衡，百合营养跟不上，造成百合产量和品质下降，严重影响了兰州百合的品牌形象。
2 七里河区百合连作障碍的发生原因百合连作障碍也称连茬病害，其发生连作障碍的原因也各不相同，但主要有以下几个方面。
2.1 百合病虫害加重百合病虫危害加重主要是种植区难以实行有效轮作，长期在同一块土壤中种植,导致有害微生物及土传病菌逐渐大量积聚，极易造成病虫害滋生和蔓延,容易加剧病虫害的发生。
药用植物连作障碍及其缓解措施研究进展药用植物的连作障碍是指在连续种植同一种或相似的药用植物中，由于土壤中的某种物质或病原体的积累而导致植物生长减缓、产量下降、品质下降甚至死亡的现象。
随着人们对药用植物的需求增加，药用植物的种植面积也在不断扩大，连作障碍对药用植物的种植产生了严重的影响，如何减轻和解决药用植物的连作障碍已成为当前的研究热点之一。
近年来，针对药用植物的连作障碍，国内外学者开展了大量的研究工作，主要包括病原物质的鉴定和治理、土壤改良和轮作种植等方面的探索。
本文将从这几个方面对药用植物的连作障碍及其缓解措施的研究进展进行阐述。
一、病原物质的鉴定和治理连作障碍最主要的原因之一是土壤中的病原物质的积累，这些病原物质主要包括土壤中的病菌、线虫以及一些分泌物质等。
鉴定土壤中的病原物质，并对其进行有效的治理是解决连作障碍的关键。
病菌是造成药用植物连作障碍的主要病原物质之一。
针对病菌的鉴定，目前常用的方法主要包括土壤微生物组学、酶联免疫吸附法（ELISA）和荧光定量PCR等技术。
通过这些技术，可以清楚地鉴定出土壤中的具体病菌种类和数量，并进一步采取相应的治理措施。
目前，针对病菌的治理方法主要包括生物防治和化学防治两种。
生物防治是指利用一些具有杀菌活性的微生物来抑制土壤中的病原菌，如拮抗菌和枯草杆菌等；化学防治则是针对病原菌使用一些化学药剂进行治理。
但需要注意的是，化学防治会对土壤和植物造成一定的伤害，而生物防治的效果又不一定能满足需求。
2. 线虫的鉴定和治理除了病菌外，土壤中的线虫也是造成药用植物连作障碍的重要因素之一。
线虫主要通过寄生或破坏植物的根系来造成植物的凋零。
鉴定土壤中的线虫种类和数量，以及采取相应的治理措施也是解决连作障碍的重要环节。
二、土壤改良为了减轻和解决药用植物的连作障碍，土壤改良也是一种重要的缓解措施。
土壤改良主要包括改善土壤结构、提高土壤肥力和调节土壤微生物群落等。
1. 改善土壤结构土壤结构的改善是解决药用植物连作障碍的一个基础工作。
收稿日期:2009-09-17;修回日期:2009-10-12基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BA I09B03);中国博士后科学基金项目(20080440337)作者简介:张子龙(1976-),男,博士后,讲师,专业方向:中药资源、中药材规范化栽培与质量调控,E-m ai:l z h angz il ong2000@yahoo .co m.cn ;通讯作者:王文全(1957-),男,教授,博士生导师,研究方向:中药资源学,E-m ai:l ww q57@126.co m 。
do i B 10.3969/j 1issn 11008-9632.20101051069植物连作障碍的形成机制及其调控技术研究进展张子龙,王文全(北京中医药大学中药学院,北京100102)摘要:针对植物连作障碍现象较为普遍且十分严重的现状,综述了连作障碍的具体表现。
从土壤理化性状改变、土壤生物学环境恶化及化感自毒作用3个方面概述了近年来植物连作障碍形成机制的研究进展,总结了植物连作障碍的主要调控技术,包括实施轮作、合理施肥、土壤灭菌及选育抗性品种等。
在此基础上,还对植物连作障碍相关研究中应进一步关注的热点问题进行了展望。
关键词:植物;连作障碍;形成机制;调控技术中图分类号:Q948.12;S344.4文献标识码:A文章编号:1008-9632(2010)05-0069-04Progress on for m ation m echanis m and controlm easure m entsof conti nuous cropping obstacles in plantsZ HANG Z-i long ,WANG W en -quan(School of Chinese Phar macy ,Beiji ng U ni versity of Ch i nese M edici ne ,Beiji ng 100102,China)Abstrac t :Th i s paper syste m atica ll y for mu lated t he obstac l e effects o f conti nuous grow t h o f p l ants .T he progress on for m ation m echa -n i s m o fconti nuous cropping obstac les i n plan ts w ere su mm arized fro m three aspects w hich we re the changes o f so il phy si ca l and chem -i ca l properti es ,t he deter i o ra tion of so ilb i o log i ca l env iron m ent and se l-f a lle l opa t hy .A nd t he w ays to prevent the conti nuous croppi ng ob -stac l es i n plants were i nd ica ted ,wh ich i ncl uded sc ientific m anage m en t such as rati onal rota ti on ,so il sterilization ,nutr i ent e l e m ents o r bene fic i a lm icroorgan is m supp le m ent ,an t-i adversity spec i es selecti ng and comprehens i ve m easure applicati on etc .Severa l questi ons tha t shou l d be paid attenti on to for furt her study were a l so discussed in this paper .K eywords :plan ts ;conti nuous cropp i ng obstacles ;m echanis m ;contro l measure m ents同一植物或近缘植物连作以后,即使在正常管理的情况下,也会出现生育状况变差、病虫害严重、产量降低、品质变劣的现象,称为连作障碍(Continuous cropping obstacles)[1]。
日本称这类问题为忌地现象,欧美国家则称之为再植病害(R epl ant d i sease)或再植问题(R eplant pr oble m )。
由于现代种植业集约化、复种指数高和种类单一的发展趋势,植物的连作障碍现象愈加突出。
本文总结了植物连作障碍研究的最新进展,包括连作障碍的危害、主要形成机制及调控技术,并对今后应予以重视的热点问题进行了展望,以期为土地可持续利用和植物栽培管理提供科学依据。
1 连作障碍的发生与危害1.1 连作对植株生长发育的影响植物连作对其植株形态、叶片的光合生理特性和活性氧代谢等都有不同程度的影响。
连作使株高降低,叶面积减小,叶绿素含量降低,光合速率下降[2]。
连作还导致植株活性氧积累和膜脂过氧化损伤,直接影响其生长发育[2]。
连作植株的根系生长受到影响,根系活力下降。
1.2连作对植株营养特性的影响连作严重影响了植物对各种营养元素的吸收和积累。
研究表明,连作导致大豆植株体内的硝态氮、速效磷和速效钾含量显著降低;但也有研究发现,连作大豆植株对氮素的吸收保持在正常范围内,只是对磷、钾的吸收显著降低[3]。
连作胁迫下大豆对微量元素的吸收减少,而对中量元素钙的吸收却显著增加。
1.3连作对植株病害发生的影响连作导致植株病害加重,尤其是根部的病害发生加重。
烤烟连作后黑胫病和赤星病的发病率增加;胡萝卜春、秋两季连作栽培后,根结线虫和黑腐病严重发生,并逐年蔓延[4]。
1.4连作对植物产量与品质的影响连作条件下,植株生长发育受到影响,最终导致其产量降低。
连作大豆的生物产量减少7126%~ 14152%,收获期大豆减产12119%~14159%。
连作除降低植物的产量外,也可使其品质变劣。
随连作年限的延长,黄瓜的可溶性固形物和维生素C的含量均下降,但硝酸盐含量上升[5]。
2连作障碍形成的主要机制关于连作障碍的形成机制,最早提出了/毒素学说0,后来被认为是生物间的/相生相克0现象,1983年日本的泷岛提出了植物连作障碍的/五大因子学说0。
纵观国内外学者的研究结果,结合我们的科研实践,植物连作障碍形成的主要机制可归纳如下。
2.1土壤理化性状改变2.1.1土壤物理性状不良研究表明,随种植年限的增加,设施土壤0.25~ 2mm水稳性团粒增加,土壤毛管孔隙发达,持水性较好,但由于连作引起的盐类积聚会使土壤板结,使土壤的非活性孔隙比例相对降低,通气透水性变差。
2.1.2土壤次生盐渍化及酸化连作条件下持续大量施肥,致使土壤含盐量不断增加,造成土壤次生盐渍化,进而影响植株的生长发育。
研究发现,长期连作还会造成土壤p H值显著下降,引起土壤酸化[6],最终牵涉到土壤养分有效性改变,引起植株养分吸收异常,进而对生长发育造成影响。
2.1.3土壤养分失衡同一种植物长期连作,必然造成土壤中某一种或某几种营养元素的亏缺,而另一些营养元素日益积聚,造成土壤养分失衡。
如胡萝卜连作地的速效磷严重超标[4];而黄瓜连作后土壤中磷过剩,钾则消耗过多,造成养分不平衡[7]。
当土壤中亏缺的营养元素得不到及时、合理补充时,便会引发缺素症,影响植物的正常生长。
2.2土壤生物学环境恶化连作使土壤的生物学环境恶化,导致土壤酶活性和土壤微生物状况发生变化,进而影响植物的生长发育。
2.2.1土壤酶活性变化土壤酶是表征土壤质量水平的一个重要生物指标。
研究表明,随连作年限的增加,土壤酸性磷酸酶、转化酶、脲酶活性总体呈下降趋势,过氧化氢酶活性则有逐渐增强的趋势[8];但也有研究发现,多数土壤酶活性的变化呈先升后降的倒/马鞍0形[5]。
不同研究者得出的结论不完全相同,表明土壤酶活性可能受土壤地质背景、肥料、植物等多种因素的影响。
2.2.2土壤微生物变化土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物等,其在植物残体降解、腐殖质形成及养分转化与循环中扮演着十分重要的角色[9-10],这种重要的生理功能已引起学者们的广泛重视[11-12]。
2.2.2.1土壤微生物群落结构改变研究表明,土壤微生物群落多样性指数、丰富度及其均匀度指数均随着连作年限的增加而降低[13]。
2.2.2.2土壤微生物数量及区系变化连作导致土壤微生物数量发生较大变化,具体表现为:(1)微生物的总量减少;(2)细菌数量明显下降,而真菌数量增加,即土壤微生物区系由/细菌型0向/真菌型0转化[7];(3)放线菌数量变化不大,或呈降低趋势[7]。
2.2.2.3土壤微生物生理类群变化对连作土壤微生物的主要生理类群进行分析,结果表明,连作导致根际自生固氮菌与好气性纤维素分解菌数目明显下降,反硝化细菌数量大幅增加,硝化细菌数量增加或减少,而氨化细菌数量变化不大。
连作导致土壤中有益微生物类群减少,而不利微生物类群增加,从而对植株正常的生命活动产生不利影响。
2.2.2.4土壤病原微生物数量增加尖孢镰刀菌(Fus arium o xys porum)为典型的土传病害真菌。
研究表明,黄瓜连作可导致土壤中尖孢镰刀菌数量随着连作年限的增加而增加[14],而有益拮抗菌数量减少,造成土传病虫害加重。
2.3化感自毒作用化感作用(A llel opathy)是指植物或微生物的代谢活动对环境中其它植物或微生物所产生的有利或不利的作用。
若植物释放出的化感物质对同茬或下茬同种或同科植物的生长产生抑制作用,则这种化感作用又被称为自毒作用(A utotoxicity)[15]。
2.3.1植株水浸液的自毒作用植物的茎、叶、根系等组织在雨水的冲涮、淋溶作用下可产生对植物自身生长发育有害的化学物质,这可以通过研究植株各部分组织水浸液的自毒作用来得到证实[16]。
2.3.2植株残体腐解物的毒害作用植株残体腐解是植物释放化感、自毒物质的重要途径之一。
研究表明,大豆腐解根茬降低了大豆根系干重和根系活力,使大豆产量明显降低;豇豆根茬腐解液明显抑制其种子的萌发、胚根和幼苗生长[17]。
2.3.3根系分泌物的化感作用2.3.3.1根系分泌物的自毒作用广义上的根系分泌物包括渗出物、分泌物和粘胶质、脱落物3种类型。
对西瓜、烟草和草莓等的研究表明,植物的根系分泌物对其自身种子的萌发及幼苗生长具有一定的抑制作用,且这种抑制作用随根系分泌物浓度的增加而增大[18]。
