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茄果类蔬菜连作障碍成因及防治措施的研究进展

花匠小妙招
2026-01-20 15:09

茄果类蔬菜连作障碍成因及防治措施的研究进展

基金项目：驻马店市重大科技专项“茄果类蔬菜优异种质创制及专用新品种选育与示范推广”（ ZMDSZSZX2022005 ）。

李阳奇等

茄果类蔬菜是我国蔬菜产业结构中重要组成之一，主要有番茄、辣椒、茄子等日常常见蔬菜，其营养价值高、产量好、经济效益稳定，在市场上广受欢迎。随着设施蔬菜产业快速发展，茄果类蔬菜生产规模化、专一化模式逐渐成熟，但集约化种植、频繁复种与品种单一导致的连作障碍也日趋严重。

连作障碍是指在同一田块多年连续种植相同或近缘作物导致的土壤退化、降质减产、土传病害与相关虫害频发等问题增多的现象。本文作者通过多元分析与总结当前研究进展，总结其形成主要原因： ①土壤理化性质恶化； ② 土壤微生物结构变化与劣变；③ 化感物质积累与植物自毒作用。此外还指出，不是所有连作系统都会被土传病原体所影响，在针对性解决连作障碍地过程中，须从植物—土壤—生物体相互作用的角度出发，以合理轮间作、植物抗性、土壤改良、微生物生态构建多个方面出发，通过科学合理的管理手段与有效的技术方法共同减少或避免连作障碍的发生。

1 连作障碍的危害

连作障碍在茄果类蔬菜如辣椒上表现为产量降低、果实短小畸形、土传病害发病率上升、植株干鲜重与株高茎粗均显著下降等；在番茄上表现为果实硝酸盐含量增加、商品价值下降、土壤缺钙引发脐腐病等。多年连续栽种后土传病害的发病率大大提高，其中根腐病、青枯病、枯萎病、疫病等在生产中危害较大，导致植株出现生长不良、叶片黄化、根部腐烂等，严重时枯萎死亡。根结线虫主要侵染作物根系造成伤口，导致吸收功能丧失、营养物质流出。伤口出现为病原菌侵入创造了有利条件，表现为其他土传病害加重发生，与根结线虫共同危害。在养分失衡、土传病害加剧等问题的治理过程中，大量化学肥料、化学农药的施用又引起土壤 pH 改变、盐碱化、药物残留等问题出现。农资投入增多，增加了种植户的成本，打击了生产积极性，不利于产业未来的健康、可持续发展。

2 连作障碍成因

植物、土壤与微生物相互作用共同发生变化形成了连作障碍，主要包括土壤理化性质变化、植物自毒与化感作用、土壤生态环境变化，其中生物因素占主要作用，成为导致连作障碍的最关键因素。

2.1 土壤理化性质的变化

2.1.1 土壤物理性状的变化 土壤结构变化会导致土壤透水保水性、通气性、养分涵蓄能力发生改变 , 影响植物根系的穿透能力与对养分的吸收能力，直接或间接降低茄果类蔬菜产量与品质。在设施内随着连作年限的增加， 0.5～1.0 mm 和 0.25～0.50 mm 粒径的水稳性团聚体数量增加，微团粒向大团粒不断转化。研究设施番茄连作 0 、 1 、 3 、 5 、 8 年的日光温室土壤样品发现，在连作年限梯度增加条件下土壤容重呈现下降趋势，在 1 、 3 、 5 、 8 年分别比对照下降 4.3% 、6.9% 、 7.2% 、 7.8% 。设施内茄果类蔬菜日常田间管理频率较高，由于管理过程中人员踩踏，土壤板结更为严重，进而导致土壤有效孔隙减少，通气性降低、透水性变差。由此可见，多年连作后茄果类蔬菜种植管理特性会导致土壤耕层物理结构发生不同程度变化，土壤容重持续下降，毛管系统减少，团粒结构发生改变，造成严重连作障碍。

2.1.2 土壤化学性质的变化 长期连作导致土壤pH 降低与盐渍化。近年来，中国农田平均土壤 pH降低 0.13～0.80 ，与非连作相比中国土壤 pH 平均降低 8% ，且 pH 的变化幅度随着连作年限的增长而加剧。铵态氮肥等生理酸性肥料在实际应用中不科学的施用量是导致土壤 pH 降低的一个重要原因。番茄与辣椒种植过程中，硝态氮与铵态氮的积累容易导致土壤酸化，加之电导率增加，一般 5 年内土壤就会酸化。土壤酸化会影响金属离子含量，限制作物生长，引发铁、铝、镉污染现象，降低作物产量与品质。

2.1.3 土壤养分含量与作物吸收能力变化 多年连作下同种作物对于土壤中元素的吸收比例大致相同，造成特定养分在土壤中含量连年降低，再加之不科学施用肥料与设施蔬菜内温度高、水分蒸发量大等特点，极易造成养分缺失与冗余，供需出现失衡，抑制作物对养分的吸收与利用。在温室栽培模式中，氮、磷、钾三元素利用率分别仅为 24% 、 8% 、 46% ，养分施用比例（ 1∶0.9∶0.8 ）与作物对其需求比例（ 1∶0.3∶1.4 ）长期错位，大量氮、磷、钾元素在土壤中积累，而多年连作与化肥的大量施用也会导致土壤有机质含量逐年降低。土壤中作物所需元素的降低和其他元素的冗余致使作物出现一系列缺素与毒害症状，生产中发现茄果类蔬菜出现相关症状后大多并不会对症下药，而是施用复合肥或复合营养液，这会导致冗余元素的含量进一步升高。

2.2 植物自毒与化感作用

自毒作用是有的物种通过释放某些化学物质从而干扰自身或同种物种的生长与繁殖的现象。研究表明，茄果类蔬菜连作会导致分泌的酚酸类物质等化学物质在土壤中积累，从而抑制作物的生长，具体症状表现为光合速率下降、种子与幼苗萌发性降低，对于细胞通透性、离子吸收能力、酶活性等多项指标均有影响，最终导致作物的产量与品质降低。植物间的化学通讯是促进植物生长、防御策略启动与化感物质产生的重要原因，了解更多化感物质的产生与作用原理对于自毒作用的缓解具有重要现实意义。

2.3 微生物群体结构

2.3.1 土壤病原物增加 镰刀菌是引起茄果类蔬菜枯萎病、根腐病的病原菌，主要包括尖孢镰刀菌（ Fusarium oxysporium ）、茄病镰刀菌（ Fusarium solani ）等，不仅可以感染茄果类蔬菜，对于十字花科等多种作物均有影响，主要为害根茎部及维管束，造成植物萎蔫甚至死亡。青枯病是一种细菌性病害，病原菌经土壤越冬传播，病菌多由伤口与自然孔口侵入，高温高湿天气极易发病。根结线虫病由南方根结线虫引起，受害植株表现为叶片发黄、萎蔫，严重时植物矮化、叶片枯萎、结果率低、果实小。根结线虫病主要以 2 龄幼虫或卵在土壤与粪便中越冬，多年连作会导致病害大幅度上升。

2.3.2 群体结构改变 多年连作使土壤中微生物种类趋于单一，食物网被破坏，稳定性降低。土壤微生物群落结构被破坏会导致微生态功能被扰乱，更有利于土壤内病原菌的繁殖，最终引起有益菌的减少及病原物的增加。如延长辣椒连作年限后，细菌群落结构改变与多样性下降会导致土壤微生物群落功能失调，进而引起辣椒的连作障碍。设施内番茄在多年连作后表现为土壤细菌数量随连作年限而逐年减少，其中芽孢杆菌与假单胞菌数量在少于 6 年时增加，超过 10 年后减少。在连作中，微生物结构改变引起土传病害暴发主要有 3 种表现形式。一是持续严重性，表现为整个连作期间植物病害持续加重，最终导致作物减产甚至绝收，如西瓜与黄瓜的连作会导致产量下降 25%～50% 。二是后期减轻型，表现为前期病害严重，多年连作后病害有所减轻，这可能与土壤对微生物结构的自我修复有关。但也有部分作物连作后可引起产量增加，如大豆产量不受连作影响，这可能与土壤内有益菌数量稳定增长有关。三是连续波动型，表现为病害严重期和减轻期在连作过程中交替出现。

3 连作障碍防治措施

3.1 合理轮作与间作

与连作相比，轮作与间作增加了作物多样性，可以充分利用土壤养分，改善土壤肥力，避免了同种作物生长发育过程中对于单一元素持续吸收，而其他营养元素过量积累。另外，不同作物促进土壤内不同微生物生长，可有效增加土壤微生物种类，提高微生物群体结构稳定性。茄果类蔬菜可与十字花科、石蒜科蔬菜轮作，也可套种苋菜、茼蒿等速生蔬菜，在增加经济效益的同时减少土传病害发生率，提高产量与品质。

3.2 利用植物抗性

选用抗性品种是应对茄果类蔬菜连作障碍的重要手段，具有经济、环保、快速、安全等特点，对于降低田间病害发生率具有重要作用。邵颖等的研究发现，携带 Mi 基因的番茄品种对于南方根结线虫具有良好的抗性，具体品种有天宝 316 、以色列 A316 等。

砧木嫁接是影响番茄抗性和果实品质的重要因素之一，对于防治茄果类蔬菜黄萎病、枯萎病、青枯病、根结线虫等具有良好的效果。李蝶等的研究发现，砧木对于番茄抗性具有一定影响，砧木勇士 6 号与接穗品种南国红 1 号进行嫁接后表现为高抗青枯病与枯萎病。砧木作为一种提高茄果类蔬菜病害抗性的有效手段，其环保、安全特性使其市场竞争力与发展潜力不容小觑。未来，高抗砧木的开发与应用是茄果类蔬菜病害防治的发展方向。

3.3 调节土壤理化性质

通过合理的管理与施用土壤改良剂，可有效缓解土壤理化性质失衡，减少连作障碍的发生。连作土壤中施用由农林有机废弃物制作的生物炭可调节酸性土壤 pH 、活化土壤养分、吸附重金属、增加土壤酶活性。较高比重活性炭可降低土壤容重、提高孔隙度、增加土壤透气性和水分渗入能力。有机肥富含氮、磷、钾等常规养分，肥效长、养分释放速度均匀，可提高土壤中有益菌相对丰度，改善土壤理化性质。通过完善排灌系统，及时排出积水，避免涝害可有效控制土壤盐分积累，夏季高温多雨季节也可打开棚膜，清理田园，让雨水淋洗棚内土壤，利用水平径流与垂直渗透作用共同降低土壤养分含量，可减少盐渍化现象出现。

3.4 微生物生态构建

土壤中存在着对于植物生长有促进作用的有益菌，也有部分微生物会产生化学物质，其直接侵入植物造成植物的生长发育被阻碍。通过鉴别或筛选对当前作物有益微生物，利用接种等手段可增加土壤中有益菌的数量，通过拮抗作用抑制土壤中病原菌的生长与繁殖。有益菌还可以分解连作土壤中的有害物质，以改善土壤结构。

土壤消毒是防治连作障碍的重要手段之一，通过土壤消毒与田间病残体清除可以有效杀灭在其中越冬的病原菌、线虫等。目前常用的土壤消毒方法有三大类，分别为物理消毒、化学药剂处理、生物技术应用。其中物理消毒包括夏季暴晒、高温闷棚、冬季深翻冻土、电处理技术等。夏季农闲时进行高温闷棚，具有操作简单、环保无污染、效果好等优点。高温闷棚 + 灌水 + 覆膜处理可以有效降低土壤中根结线虫的数量，虫口减退率达 100% 。茄果类蔬菜种植前进行土壤熏蒸消毒是当前解决连作障碍最有效的方法之一，化学药剂在熏蒸过程中可以进入土壤细小空间内挥发与移动，能在极大程度上杀死病原微生物。常见的土壤熏蒸剂包括甲基溴、威百亩、棉隆、二甲基二硫等，其中棉隆对细菌、真菌、根结线虫及杂草均具有较高防效，能显著减少土壤疫霉菌属真菌和镰刀菌属真菌，减退率分别为 78.6%～84.2% 和 55.9%～90.7% ，加之固体颗粒安全及使用方便的特性，被广泛用于土传病虫害的防治。但长期使用土壤熏蒸剂会使病原菌产生抗药性，降低熏蒸效果，也会对土壤中的微生态造成影响。生物技术包括生物熏蒸、厌氧消毒、生物防治制剂等。

4 结语

连作障碍是影响茄果类蔬菜产量与品质不可忽视的因素之一，因其主要与土壤有关，但又不仅仅是土壤单个因素的影响。因此，防治具有较大难度。本文作者对茄果类蔬菜连作障碍发生的成因做了多方面分析，阐述了植物、土壤、微生物之间的综合作用，即连作会导致土壤结构、理化性质及微生物群落改变，同时植物自身的自毒作用也会有一定的影响。但是也有研究表明，连作并不是单纯的土壤条件恶化，也有可能形成小范围的抑菌土壤，特定条件下有利于植物的生长与发育。为解决连作障碍，土壤生物对土壤健康至关重要，必须重视生物指标在连作障碍修复中的作用，通过合理施肥、灌溉、优化种植模式和保护性耕作等多种手段共同发力。因此，要充分挖掘土壤、植物、微生物、生态环境四者在连作条件下的关系，利用植物本身抗性、土壤自修复能力、土壤调理剂使用及人工微生态群落调节等策略，从而实现作物稳产，促进农业可持续发展。