连作对设施豇豆生长发育与品质的影响_王德信.pdf

北方园艺 （）：设施园艺第一作者简介：王德信（），男，博士，副教授，硕士生导师，现主要从事设施蔬菜抗重茬高产栽培技术等研究工作。：基金项目：山东省重点研发计划资助项目（）。收稿日期：连作对设施豇豆生长发育与品质的影响王 德 信，杨 晓 莹，樊 庆 忠，梁 宏 玲，田 福 忠（菏泽学院 农业与生物工程学院，山东 菏泽 ；菏泽学院学报编辑部，山东 菏泽 ）摘要：以连作茬设施豇豆为试验材料，采用完全随机设计方法，研究了连作设施豇豆的生理指标、产量指标及土壤的生理生化指标，以期为克服设施豇豆连作障碍提供参考依据。结果表明：随着设施豇豆连作次数的增多，设施豇豆的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等生理指标影响不大，连作差异不显著。但是重茬次之后，土壤养分及豇豆的株高、豆荚长度、单荚质量等产量性状指标均受到显著影响，呈现出明显下降的趋势。此外，豇豆在苗期及营养生长阶段需要吸收氮、磷、钾及有机质等大量营养素，开花结荚期是氮和钾的需求高峰期，因此设施豇豆抗重茬栽培苗期和营养生长阶段需要增施有机肥和无机平衡肥，幼苗期还需要适当增施抗逆性功能肥料；豇豆对磷的需求量相对较少，但缺磷将严重影响豇豆产量；因此，抗重茬豇豆生殖生长阶段可以增施含磷叶面肥以克服连作障碍。关键词：连作；设施豇豆；土壤养分；生长发育；品质中图分类号：文献标识码：文章编号：（）豇豆是人们喜爱的常见蔬菜之一，设施豇豆种植面积较大，产量较高。年设施豇豆种植面积达 万，约占设施蔬菜总面积的。随着设施豇豆连年种植，连作障碍已经成为设施豇豆生产的重要制约因子，连作会造成作物生长发育异常、作物产量明显下降、品质变差、病虫害频发、植株长势变弱等情况。连作造成豇豆病虫害频发、早衰、土壤团粒结构严重破坏、豇豆根系分泌的自毒物质增加等现象，最终导致产量和品质急剧下降，严重影响了设施豇豆种植的经济效益，设施豇豆的连作障碍已成为制约设施豇豆可持续生产的重要因素。年我国设施蔬菜面积已经达到 万，蔬菜需求量日益增加，设施种植蔬菜成为重要的蔬菜栽培模式。但随着设施蔬菜种植年限的增多，重茬问题也日趋凸显。国内外学者纷纷开始研究设施蔬菜重茬问题，从土壤微生物群落数量结构、土壤营养成分、种植品种、作物的化感作用、栽培模式及栽培技术等方面对设施蔬菜的连作障碍机理进行研究，发现连作障碍并非单一因素造成的，而是由植物、土壤等综合作用的结果。该研究对不同年限 茬连作试验设施豇豆的生长发育情况、光合作用及产量性状指标、品质指标进行比较研究，探讨了连作障碍对设施豇豆的生长发育的影响，探索重茬影响设施豇豆产量与品质的原因，以期为设施豇豆抗重茬研究提供基础资料，为进一步探索设施豇豆连作障碍发生机理提供参考依据。材料与方法 试验材料供试豇豆品种“青龙”购于沈阳大鹏蔬菜有限公司。试验方法试验于 年连续年在菏泽市定陶区黄店蔬菜种植试验基地冬暖式日光温室中进行，采取完全随机试验设计，每处理次重复，一年茬种植，春茬月底育苗，月初移栽；秋茬月初育苗，周后移栽。移栽前每 大棚施用 的腐熟牛羊粪和 的复合肥（氮磷钾均衡肥），起垄栽培，行距 ，株距 ，每 地种植约 穴，每穴 粒种子。栽培管理技术一致，收获新茬与连作 次的豇豆进行测定试验。项目测定在苗期（阶段）、营养生长（阶段）和生殖生长阶段（阶段）分别测量株高；初始开花时晴天：利用 便携式光合作用测定系统测定植物顶部叶片净光合速率及气孔导度、胞间 浓度、蒸腾速率等指标，每个处理取株，每株测定片叶。结荚采摘初期，测定单荚的长度及质量，每株测定 个单荚，取平均值。每个处理取株测定平均单株产量；每个处理取 新鲜豇豆样品，测定蛋白质、脂肪及碳水化合物、能量等品质指标。同时利用五点混合取样法，采集收获初期（第次采摘期）不同连作茬数的土壤样本，测定土壤中氮、磷、钾及有机质的含量，进行对比分析。数据分析数据采用 软件进行计算和作图，采用 软件对数据进行方差分析，差异显著性水平（）和差异极显著水平（）通过最小显著差数法（法）进行检验。结果与分析 连作对设施豇豆株高的影响连作严重影响着豇豆植株后期的生长，从表可以看出，苗期、营养生长和生殖生长阶段，设施豇豆株高随着连作茬数的逐年增加呈现逐茬降低的趋势。第茬（新茬）最高，种植第茬时株高下降幅度较大，第、茬严重降低，与第茬相比较分别出现了极显著性差异。表连作对设施豇豆株高的影响 连作茬数 阶段株高 阶段株高 阶段株高 注：不同小写字母表示差异显著（）；不同大写字母表示差异极显著（）。下同。：（）；（）连作对设施豇豆光合作用的影响由表可知，随着设施豇豆连作茬数的增加，植株的净光合速率和蒸腾速率均无显著差异，气孔导度和胞间二氧化碳浓度虽然有显著或极显著差异，但是没有随着连作茬数增多而呈现出一定的变化规律。气孔导度在第、茬出现了一个相对较高的值，胞间 浓度则在第茬出现了最高值，在第茬出现了最低值。植物的光合作用等相关指标反映了植物叶片气体代谢、植物生表连作对设施豇豆光合作用的影响 连作茬数 净光合速率 （）气孔导度 （）胞间 浓度 （）蒸腾速率 （）北方园艺月月（上上）长与水分利用之间的关系，说明连作对设施豇豆利用光和矿质元素上有一定影响，进而影响豇豆干物质的积累。连作对设施豇豆土壤养分的影响由表可知，随着设施豇豆连作重茬年数的增加，在正常施肥条件下，土壤中的全氮含量到第茬出现了显著性变化，速效氮在第茬有了相应的变化趋势，说明设施豇豆多年连作种植后，苗期和营养生长期吸收了较多的氮肥。磷肥和有机质随着豇豆的逐步生长，到结荚期对磷肥和有机肥的需求增加，第茬连作导致有机质和磷肥锐减，磷肥甚至在第茬就出现大幅减少的情况。而钾肥的吸收是到第茬和第茬才极显著的减少，说明豇豆对于钾肥的利用相对氮肥、磷肥比较慢。表连作对设施豇豆重茬土壤养分的影响 连作茬数 全氮含量 （）速效氮含量 （）速效磷含量 （）有机质含量 （）速效钾含量 （）缓效钾含量 （）连作对设施豇豆产量指标的影响由表可知，随着设施豇豆连作年限的增加，豇豆单荚长度、单荚质量、单株产量均呈下降趋势，从第茬开始产量相关农艺性状显著下降，产量从第茬开始显著下降。除单荚长度外，其它指标第茬和第茬无显著差异，说明设施豇豆种植多茬会造成明显减产现象发生。表连作对设施豇豆产量的影响 连作茬数 单荚长度 单荚质量 单株产量 每 产量 连作对设施豇豆品质的影响由表可知，连作后生产出的豇豆品质受到显著影响，蛋白质含量新茬的最好，品质的各项指标明显优于重茬豇豆。连作对于豇豆脂肪含量影响不显著。从第茬开始膳食纤维、碳水化合物含量及能量指标下降，到第、茬品质较差，三者无显著差异。讨论近年来，连作障碍已经成为设施蔬菜生产中的重要问题之一，重茬后设施土壤理化性状恶化，由于多年种植同一种作物，导致土壤养分失衡，大量追加化肥，从而造成土壤次生盐渍化及酸化现象 ，作物吸收营养元素后，残留的盐分逐年增加。过量施用化肥也会导致土壤中病原拮抗菌第第期期 北方园艺表连作对设施豇豆品质的影响 连作茬数 蛋白质含量 （）脂肪含量 （）膳食纤维含量 （）碳水化合物含量 （）能量 （）减少，从而加速了病原菌的繁殖，加重土传病虫害的发生，进而影响了植物的生长发育。连作还会造成土壤有害微生物累积，土传病害加重，土传病虫害成为引起设施蔬 菜 重茬 障 碍 的最主 要因子 。此外，蔬菜根系分泌物逐年增加，蔬菜残茬给病原菌生长提供了营养和寄主条件，一旦遇到适宜的温度、湿度等环境条件，就会爆发严重的病虫害，就必须大量使用农药，导致作物生长环境破坏，蔬菜农药残留也随之增加。连作障碍不仅会对作物的生长发育产生影响，也影响作物品质，同时土壤理化性质改变，有机质减少，土壤盐渍化、酸化严重。目前研究发现大豆、花生、山 药、三 七、天麻、牡丹、大蒜、番茄、黄瓜、西瓜 等诸多作物不耐重茬。重茬往往会引起植物根系差、生长势弱、个体小、产量低、品质差等变化。同样的作物、同样的管理方式，在新棚种植的比重茬棚种植的产量高、品质好。结论土壤次生盐渍化和酸化在设施蔬菜栽培地中普遍发生，连作后改变了土壤氮、磷、钾及有机质等有效成分，土壤养分失衡，土壤渗透势增加，使作物根系的吸水、吸肥能力减弱，植株养分吸收异常，从而出现缺素症状，最终导致作物生长发育严重受阻，蔬菜产量和品质急剧下降。通过该研究发现，豇豆生活史过程中需要吸收较大量的营养元素，主要需求为氮、磷、钾及有机质，特别是开花结荚期，为吸收氮和钾的高峰期，此时茎叶中的氮、钾元素也将随着生长中心的变化，逐渐向荚果中转移；与氮和钾相比较，豇豆对磷的需求量较少，但缺磷将严重影响豇豆属豆类的生殖生长和开花率，并且磷从茎叶转移到果荚的比率也会降低。因此，生殖生长阶段除满足氮以外，施用磷肥也很重要。参考文献王立光，叶春雷，陈军，等 胡麻小麦间作与胡麻：小麦轮作对土壤理化特性及胡麻 生长的影响 中 国 农 业 科 技 导 报，（）：郝晓芬，王根全，郭二虎，等连作、轮作对谷子根际细菌群落结构的影响农业环境科学学报，（）：王爽，郑世伟，李笑，等日光温室黄瓜长期连作自毒物质累积与土 壤 肥 力 因 子 的 关 系 应 用 生 态 学 报，（）：缪其松，王东升，魏猷刚，等间作和轮作对设施连作茄子生长及黄萎病发病率的影响中国瓜菜，（）：胡广宇，宋旸不同热解温度园林废弃物生物质炭对设施连作番茄产量、品质及青枯病的影响江苏农业科学，（）：秦广杰设施蔬菜连作障碍的原因及防治措施研究农业开发与装备，（）：张浩然，杨宁，温丹，等土壤消毒技术在设施蔬菜生产中的研究进展山东农业科学，（）：李玉娇，刘星，吴大付，等温室黄瓜连作对土壤真菌数量和群落结构的影响 华北农学报，（）：徐彬，徐健，祁建杭，等江苏省设施蔬菜连作障碍土壤理化及生物特征 江苏农业学报，（）：徐宁，张方园，王闯，等 不同蔬菜轮作对设施连作黄瓜根际土壤微生态的影响 北方园艺，（）：王立光，叶春雷，陈军，等胡麻连作对土壤细菌群落的影响干旱地区农业研究，（）：付振卓保护地蔬菜土壤次生盐渍化发生与防治现代农村科技，（）：李燕，张庆银，王丹丹，等基于设施菜地土壤次生盐渍化改良的夏秋蒲公英栽培技术蔬菜，（）：雷菲，谭皓，肖彤斌，等不同品种玉米对蔬菜大棚土壤次生北方园艺月月（上上）盐渍化的改良效应 热带作物学报，（）：瞿云明，廖连美，徐小燕，等山地蔬菜土壤次生盐渍化评价及改良技术 中国瓜菜，（）：李永俊，轩宏伟，刘富林，等设施蔬菜绿色高效栽培关键技术南方农业，（）：马灿，王明友设施番茄连作对土壤理化性状、微生物数量及病虫害的影响吉林农业科学，（）：李艳 黑土区大豆连作土壤线虫群落特征及其影响因子研究哈尔滨：东北农业大学，王丹丹，殷志秋，孙丽，等 缓解花生连作障碍的根际促生菌分离及功能鉴定微生物学报，（）：孙凯宁，杨宁，王克安，等山药连作对土壤微生物群落及土壤酶活性的影响 水土保持研究，（）：刘雨艳，保丽美，魏云林，等连作三七根际土壤自毒物质与微生物互作研究进展 中药材，（）：吴丽伟 天麻、蜜环菌化感现象及天麻连作障碍原因探讨北京：中国协和医科大学，王雪山，杜秉海，姚良同，等 种植年限对牡丹根际土壤微生物群落结构的影响山东农业大学学报（自然科学版），（）：尹彦舒，崔曼，崔伟国，等大蒜连作障碍形成机理的研究进展生物资源，（）：曹云娥，尹翠，吴泽帅，等 蚯蚓原位堆肥提升番茄连作土壤质量研究植物营养与肥料学报，（）：张广旭，吕亭辉，周娣，等 黄瓜连作土壤高温处理对根结线虫和枯 萎 病 的 影 响 植 物 营 养 与 肥 料 学 报，（）：常芳娟，张贵云，张丽萍，等 生物熏蒸配施微生物菌剂对西瓜连作土壤真菌群落结构的影响中国生态农业学报，（）：，（，；，）：，：；第第期期 北方园艺