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      如何挽救“崩潰”的土壤
      2014-08-27

        土壤退化已成為制約西北地區棉花、馬鈴薯及設施農業三大主導產業發展的瓶頸。采用常規施肥灌溉及植保措施對土壤生物退化修復收效甚微。


        ■薛泉宏


        目前,我國具有生物退化的耕地面積約1億畝。其中,全國僅設施蔬菜種植就達到5020萬畝。西北地區連作造成的生物退化土壤已達5000萬畝以上:新疆棉花連作面積2000萬畝,西北馬鈴薯及設施溫室面積分別達2000萬畝及1000萬畝以上。


        土壤退化已成為制約西北地區棉花、馬鈴薯及設施農業三大主導產業發展的瓶頸。采用常規施肥灌溉及植保措施對土壤生物退化修復收效甚微。


        現代農業包括現代種植業和現代養殖業?,F代種植業的主要特點在于設施化、專業化、集約化及商品化,普遍存在同一田塊或設施種植區多年連續種植同一作物的現象。連作導致作物病害加重、生長不良、品質下降、產量降低甚至絕收。在高附加值的經濟作物和園藝作物上,該現象尤為嚴重。由連茬種植的農作物和土壤微生物共同引起的連茬作物生產力下降或絕收的現象稱為土壤生物退化,傳統上稱之為連作障礙或再植病害。


        在發生生物退化的土壤上,改種其他作物能達到正常生長水平,故由生物引起的土壤生物退化不是土壤生產力的絕對喪失,應稱之為土壤的相對退化。這種土壤退化對作物有選擇性,僅抑制連茬作物,對其他作物無影響或影響不大,實施輪作倒茬時癥狀消失,故長期以來并未引起研究者高度關注。用傳統的化學農藥等植物保護技術效果差,現有技術措施難以從根本上解決問題。諸如,通常采用氯化苦、甲醛處理土壤或耕層換土解決土壤生物退化,但成本高、效果差,殺死了大量的有益微生物,破壞了土壤中微生物的生態平衡,導致土壤生產力下降等新的問題。


        在“無藥可用,無法可用”的情境下,輪作倒茬是解決該問題的最佳途徑,但在目前中國人多地少及土地承包到戶的情況下,在現代種植業向設施化、集約化及商品化發展的形勢下,輪作難度大,難以實施。


        尋求新的防控技術是現代種植業目前亟待解決的問題。


        研究表明,土壤生物退化發生的主要機制有三:一是連續種植導致土壤中特定病原菌數量大幅度增加,有益菌數量減少,微生物區系異常,使土傳病害加重;二是連續種植導致作物產生的自毒物質在土壤中累積,作物根區土壤化學環境惡化,產生化感抑制作用,使作物生長不良;三是作物對某些元素的偏好吸收導致營養元素失衡。


        針對土壤退化的發生機制,通過施用化學肥料可以有效解決營養元素平衡失調問題。但土壤中病原菌增加、微生物區系異常及自毒物質累積則難以用農藥和現有栽培技術解決。


        因此,要從保持現代農業持續發展的高度重視土壤生物退化問題,建議如下:


        改變單一農藥防治策略,從作物根區微生態修復新角度開展研究,綜合治理。組織微生物學、微生態學、土壤與土壤化學、植物營養學、植物保護學、園藝學及作物栽培學等學科的科研力量聯合攻關,搞清發生機制,開發新的產品及技術。采用“扶正祛邪”的控制思路研制新型多功能微生物制劑,抑制土傳病害病原菌生長、調整微生物區系,分解根泌自毒物質,分泌植物激素刺激根系發育與作物生長,進行作物根區微生態修復,從根源上減輕或消除連作引起的土壤生物退化。


        其中用有益菌抑制病原菌,用有益菌分解自毒物質就屬于“祛邪”;接種有益菌,增加土壤中有益菌數量,調整微生物區系平衡,用產植物激素的有益菌促進作物根系發育及作物生長就屬于“扶正”,二者并舉,才能收到預期效果。


        目前,針對土壤生物退化,國內已有專門研究,并取得重要進展:已篩選出大量多功能微生物;研制出針對辣椒等多種園藝作物及丹參等中藥的多功能放線菌修復劑;在多種作物上進行了效果驗證及機理分析。下一階段,亟待進行更為深入的機理研究及在更多作物上的效果觀察,從而在生產上示范、宣傳、推廣。


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