書(shū) 書(shū) 書(shū) 王長(zhǎng)義 郝振萍 陳丹艷 等 設(shè)施土壤連作障礙產(chǎn)生原因及防治方法綜述 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 設(shè) 施 土 壤 連 作 障 礙 產(chǎn) 生 原 因 及 防 治 方 法 綜 述 王長(zhǎng)義 郝振萍 陳丹艷 張愛(ài)慧 朱士農(nóng) 金陵科技學(xué)院園藝園林學(xué)院 江蘇南京 摘 要 連作障礙是世界性難題 作物長(zhǎng)期連作導(dǎo)致土傳病害發(fā)生嚴(yán)重 影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì) 已成為制約現(xiàn)代農(nóng) 業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要限制因子 近年來(lái) 國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)土壤連作障礙的產(chǎn)生機(jī)制和防治措施從多方面 多角度進(jìn)行了 研究 然而 受研究條件和研究基礎(chǔ)限制 未能深入揭示連作障礙發(fā)生的真正原因 本文從土壤養(yǎng)分失衡 土傳病蟲(chóng) 害積聚 植物自毒和根際微生態(tài)系統(tǒng)失衡等方面系統(tǒng)闡述了連作障礙發(fā)生機(jī)制 從間作 輪作 嫁接和增施微生物肥料 等方面系統(tǒng)總結(jié)了當(dāng)前生產(chǎn)中連作障礙的防治措施 并提出土壤連作障礙的發(fā)生是由于連作作物的根系分泌物影響 土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和根際土壤微環(huán)境 根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和土壤微環(huán)境的改變?cè)斐赏寥拦?yīng)養(yǎng)分和水分 能力的降低 最終造成作物產(chǎn)量降低 產(chǎn)品品質(zhì)下降 關(guān) 鍵 詞 設(shè)施 土壤 連作障礙 進(jìn)展 產(chǎn)生原因 防治方法 中 圖 分 類(lèi) 號(hào) 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 文 章 編 號(hào) 收稿日期 基金項(xiàng)目 土壤與可持續(xù)農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金 編號(hào) 金陵科技學(xué)院博士啟動(dòng)基金 編號(hào) 作者簡(jiǎn)介 王長(zhǎng)義 男 山東濟(jì)南人 博士 副教授 主要從事 設(shè)施園藝作物逆境生理及分子生物學(xué)研究 我國(guó)是設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó) 溫室面積占世界設(shè) 施農(nóng)業(yè)總面積的 以上 據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì) 年 我國(guó)大拱棚以上的溫室面積超過(guò) 萬(wàn) 在設(shè)施作物生產(chǎn)中連作障礙普遍存在 已成為制約 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的最大限制因子 連作障礙是 指同一作物或近緣作物連作后 即使在正常栽培管 理情況下 也會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)量降低 品質(zhì)變劣 生育狀況 變差的現(xiàn)象 作物產(chǎn)生連作障礙的主要原因歸納 起來(lái)可分為以下幾個(gè)方面 土壤養(yǎng)分虧缺或失 衡 土壤有害生物積聚 土壤理化性狀?lèi)夯?化感物質(zhì)和植物自毒作用 土壤微生物區(qū)系 劣變等 近年來(lái) 我國(guó)設(shè)施土壤連作障礙的發(fā)展 呈加重趨勢(shì) 設(shè)施作物由最初僅西瓜 黃瓜等瓜類(lèi) 作物必須通過(guò)嫁接才能進(jìn)行生產(chǎn) 發(fā)展到溫室主要 蔬菜番茄 黃瓜 茄子 辣椒 甜瓜和西瓜等均須通 過(guò)嫁接才能進(jìn)行生產(chǎn) 連 作 障 礙 產(chǎn) 生 的 原 因 連作障礙是植物 土壤 微生物及其環(huán)境等 諸多因素綜合作用的外在表現(xiàn) 目前普遍認(rèn)為 土 壤養(yǎng)分虧缺或失衡 土傳病蟲(chóng)害積聚 土壤生態(tài)環(huán) 境的破壞和植物自毒作用是連作障礙產(chǎn)生的主要 原因 近年來(lái) 學(xué)者們轉(zhuǎn)向研究環(huán)境友好型 資源 優(yōu)化型的生物防治方法 認(rèn)為根際微生態(tài)失調(diào)可能 是連作障礙發(fā)生的主要原因 土壤養(yǎng)分失衡 土壤養(yǎng)分失調(diào)理論認(rèn)為 植物在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì) 某些元素進(jìn)行選擇性吸收 特別是對(duì)某些中量 微 量元素有著特殊需求 長(zhǎng)期連作往往會(huì)造成土壤養(yǎng) 分的不均衡 致使作物體內(nèi)各種養(yǎng)分比例失調(diào) 進(jìn) 而出現(xiàn)生理和功能性障礙 在葡萄生產(chǎn)中 與種植 年的葡萄新園相比 種植 年 重茬 次的葡萄 園 土壤中鐵 錳 含量減少 鋅 銅 含量增加 氮 磷 鉀 等比例嚴(yán)重失調(diào) 也有研究表明 黃 瓜長(zhǎng)期連作可造成土壤中 等養(yǎng)分元素供應(yīng) 的失衡 基于養(yǎng)分失衡理論 在連作土壤中 可 通過(guò)夏季休閑及秸稈還田對(duì)連作溫室土壤養(yǎng)分失 衡進(jìn)行修復(fù) 試驗(yàn)結(jié)果表明 夏季秸稈覆蓋增加了 土壤 的有效性以及土壤微生物群落生物量 多樣性和種群密度 土傳病蟲(chóng)害積聚 土傳病蟲(chóng)害積聚理論認(rèn)為 連作為根系病原菌 提供了寄生和繁殖場(chǎng)所 造成病原菌積累 再加上 化肥施用過(guò)量導(dǎo)致土壤中病原菌拮抗菌減少 過(guò)度 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 使用農(nóng)藥導(dǎo)致病原菌抗藥性增加 使農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 惡化 土傳蟲(chóng)害主要是病原線(xiàn)蟲(chóng)寄生于植物的根 部形成根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病害 韓雪等的研究表明 植物根 系分泌物為土壤中的病原微生物提供了營(yíng)養(yǎng) 促進(jìn) 了病原微生物的繁殖 抑制了有益微生物的生 長(zhǎng) 吳鳳芝等的研究表明 土壤微生物群落多樣 性指數(shù) 豐富度及均勻度指數(shù)均隨著種植年限的增 加而降低 馬寧寧等在番茄上的研究表明 連 作明顯改變了土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)和土壤真菌的 優(yōu)勢(shì)種群結(jié)構(gòu) 連作 年的番茄土壤真菌優(yōu)勢(shì)種群 數(shù)量最多 且與非優(yōu)勢(shì)種群真菌的數(shù)量差異較大 而多數(shù)土傳病害是由真菌引起的 類(lèi)芽孢桿菌 是西瓜枯萎病的生物調(diào)控因子 尖孢鐮刀 菌是西瓜枯萎病的致病真菌 接種 的西瓜 根系分泌物中致病真菌分生孢子的萌芽率降低 而 接種尖孢鐮刀菌的根系分泌物中致病真菌分生孢 子的萌芽率提高 西瓜根系分泌物中的肉桂酸對(duì)尖 孢鐮刀菌分生孢子的萌發(fā)具有刺激作用 在西 瓜和水稻間混套作系統(tǒng)中 西瓜的根系分泌物促進(jìn) 了西瓜枯萎病病原孢子的萌芽與繁殖 而水稻根系 分泌物對(duì)其具有抑制作用 基于連作障礙的病 蟲(chóng)害理論 在茄子生產(chǎn)中 可通過(guò)嫁接恢復(fù)茄子根 際土壤微生物群落多樣性 從而提高茄子對(duì)土傳病 害的抗性 植物自毒作用 植物自毒作用理論認(rèn)為 在連作條件下 土壤 生態(tài)環(huán)境特別是病原微生物代謝產(chǎn)物 植物莖葉揮 發(fā)和淋洗物 植物殘?bào)w腐解物以及根系分泌物的化 感作用等對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用 近年來(lái) 該理 論受到廣泛重視 張重義等對(duì)藥用植物連作障礙 發(fā)生的原因進(jìn)行了分析 認(rèn)為藥用植物的化感自毒 作用是其連作障礙產(chǎn)生的主要原因 等 的研究表明 花生植株不同部位及根際土壤水浸液 對(duì)花生種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)均具有不同程度的抑 制作用 花生的根系分泌物顯著抑制了花生幼 苗株高的生長(zhǎng)和鮮質(zhì)量的增加 其中豆蔻酸 軟 脂酸和硬脂酸在花生根部的積累可能與花生土傳 病害的發(fā)生有關(guān) 對(duì)羥基苯甲酸 香草酸和香豆 酸則隨著連作年限的延長(zhǎng)而增加 這些酚酸對(duì)花生 幼苗的株高和根長(zhǎng)生長(zhǎng)表現(xiàn)出低促高抑特點(diǎn) 對(duì)茄 腐鐮刀菌孢子萌發(fā)有促進(jìn)作用 在茄子的根系 分泌物中 肉桂酸和香草醛在低濃度時(shí)能促進(jìn)茄子 幼苗的生長(zhǎng) 高濃度時(shí)則抑制茄子幼苗的生長(zhǎng) 同樣 黃瓜根系分泌物中的肉桂酸對(duì)黃瓜幼苗本身 具有自毒作用 而對(duì)黑籽南瓜幼苗根系生長(zhǎng)無(wú)顯著 影響 這為以黑籽南瓜為砧木嫁接黃瓜提供了理 論基礎(chǔ) 等采用植物根系浸提液對(duì)幾種葫蘆科 植物進(jìn)行處理 結(jié)果發(fā)現(xiàn) 西瓜 甜瓜和黃瓜的胚根 伸長(zhǎng)生長(zhǎng)和幼苗生長(zhǎng)都會(huì)被自身根系浸提液抑制 但南瓜 苦瓜和絲瓜很少發(fā)生自毒作用 辣椒的 根系浸出液也顯著抑制了辣椒種子發(fā)芽和胚根伸 長(zhǎng)生長(zhǎng) 并對(duì)生菜種子萌芽和胚根伸長(zhǎng)生長(zhǎng)產(chǎn)生了 抑制作用 但西瓜的根系浸提液并沒(méi)有抑制南 瓜種子的萌發(fā)和胚根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng) 這為西瓜在生 產(chǎn)過(guò)程中以白籽南瓜作為砧木進(jìn)行嫁接提供了理 論基礎(chǔ) 根際微生態(tài)系統(tǒng)失衡 根際微生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)以植物為核心 以植 物 土壤 微生物及其環(huán)境條件相互作用過(guò)程為 主要內(nèi)容的微生態(tài)系統(tǒng) 該理論認(rèn)為 連作障礙 的產(chǎn)生是由于植物根系分泌物 地上部淋洗物等不 斷進(jìn)入土壤 使根際微生態(tài)系統(tǒng)中的微生物群落結(jié) 構(gòu)發(fā)生改變 導(dǎo)致一些原來(lái)非優(yōu)勢(shì)的種群成為優(yōu)勢(shì) 種群 這些微生物代謝產(chǎn)物的累積有可能抑制作物 生長(zhǎng) 同時(shí) 植物在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生大量次生代謝 物 使害蟲(chóng)蟲(chóng)卵孵化 群體數(shù)量增加 進(jìn)而侵染植 物 給植物造成嚴(yán)重傷害 在根際微生態(tài)系統(tǒng) 中 土壤微生物是最活躍的因子 它們?cè)谕寥缊F(tuán)粒 結(jié)構(gòu)的形成 植物營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與供給 污染環(huán) 境的凈化與修復(fù) 農(nóng)田病蟲(chóng)害的防治等過(guò)程中起著 不可替代的作用 有些微生物 特別是根際微生物 對(duì)植物生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用 如豆科植物的固氮菌有 生物施肥作用 根際微生物可分泌促進(jìn)植物根系生 長(zhǎng)的物質(zhì) 控制病蟲(chóng)害水平 誘導(dǎo)植物的抗逆性 誘 導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)性抗性等 劉峰等通過(guò)水蘇糖 銨鹽培養(yǎng)液對(duì)土壤細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng) 證明了水蘇糖對(duì) 土壤細(xì)菌有篩選作用 它抑制了大多數(shù)土壤細(xì)菌的 繁殖 從而造成了地黃根部土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的 失衡 等的研究表明 隨著連作年限的增 加 地黃根際土壤細(xì)菌種類(lèi)大量減少 群落結(jié)構(gòu)趨 于簡(jiǎn)單 根際真菌的群落多樣性降低 根際土壤微 生物群落功能失調(diào) 等分別對(duì)連作 年的土壤理化性質(zhì) 酶活性 微生物群落結(jié)構(gòu) 和組成進(jìn)行了研究 結(jié)果表明 長(zhǎng)期連作會(huì)導(dǎo)致土 壤 值 酶活性 有機(jī)質(zhì)含量均顯著降低 同時(shí)導(dǎo) 致土壤細(xì)菌豐度降低 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 連 作 障 礙 的 防 治 辦 法 生產(chǎn)上主要通過(guò)農(nóng)業(yè)生態(tài)防治 植物調(diào)控防治 和生物防治等方法來(lái)克服土壤連作障礙 具體措施 包括間作 輪作 嫁接 增施微生物肥料等 間作 間作具有增產(chǎn) 提高養(yǎng)分資源利用率等優(yōu)點(diǎn) 可降解連作作物根際土壤中的自毒物質(zhì) 改變自毒 物質(zhì)的種類(lèi)和含量 從而減輕自毒物質(zhì)對(duì)病原菌生 長(zhǎng)的刺激作用 緩解連作障礙 大量研究證明 間作在克服土壤連作障礙中具有重要作用 胡國(guó)彬 等研究發(fā)現(xiàn) 小麥與不同品種蠶豆間作改變了蠶豆 根際的真菌群落結(jié)構(gòu) 提高了蠶豆根際真菌的活 性 多樣性和豐富度 改善了根際土壤的微生態(tài)環(huán) 境 降低了鐮刀菌的數(shù)量 提高土壤酶活性并改善 蠶豆生長(zhǎng) 增加了蠶豆產(chǎn)量 馬琨等研究發(fā)現(xiàn) 玉米與馬鈴薯間作使土壤微生物群落總生物量降 低 但群落功能多樣性提高 促進(jìn)了以羧酸類(lèi)化合 物 多聚化合物 芳香類(lèi)化合物 氨基酸類(lèi)化合物為 碳源的微生物種群代謝活性的增強(qiáng) 蠶豆與馬鈴薯 間作增加了土壤微生物總生物量 并增強(qiáng)了以碳水 化合物為碳源的微生物種群代謝活性 張亞楠 等研究發(fā)現(xiàn) 茅蒼術(shù)與花生間作減少了連作花生土 壤線(xiàn)蟲(chóng)的總數(shù) 顯著提高了花生根際土壤食細(xì)菌線(xiàn) 蟲(chóng) 食真菌線(xiàn)蟲(chóng)和捕食或雜食線(xiàn)蟲(chóng)的相對(duì)豐度 降 低了植物寄生線(xiàn)蟲(chóng)的相對(duì)豐度 張海春等研究 發(fā)現(xiàn) 用生菜或芹菜與番茄間作可以顯著增加連作 土壤中微生物總量 細(xì)菌數(shù)量和細(xì)菌或真菌的比 例 顯著降低真菌數(shù)量 提高土壤中蔗糖酶 脲酶 磷酸酶 過(guò)氧化氫酶活性 以上研究結(jié)果表明 不同作物間的間作是生產(chǎn)上克服連作障礙的有效 途徑之一 能有效改善因連作造成的土壤根際微生 態(tài)環(huán)境的失衡 提高土壤酶活性和微生物種群多 樣性 輪作 輪作是目前生產(chǎn)上解決土壤連作障礙的最好 方法 相關(guān)研究表明 西瓜 草菇 辣椒輪作的土 壤較西瓜連作 年后的土壤初始值 值上升 可 溶性鹽濃度 值 降低 有機(jī)質(zhì)含量提高 細(xì)菌和 放線(xiàn)菌數(shù)量增加 真菌數(shù)量減少 生產(chǎn)上 水旱 輪作是改善設(shè)施蔬菜連作障礙最經(jīng)濟(jì)有效的途徑 可以提高旱生蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì) 菱 茄子輪作 顯著提高了土壤 值 降低了水溶鹽的總量 顯著 提高了堿解氮 有效磷 速效鉀的含量 吳鳳芝 等研究了大棚黃瓜在輪作和連作條件下 土壤過(guò)氧 化氫酶 脲酶 轉(zhuǎn)化酶 多酚氧化酶活性的差異 結(jié) 果表明 輪作土壤的過(guò)氧化氫酶 脲酶 轉(zhuǎn)化酶的活 性顯著高于連作 年的土壤 菊花與番茄輪作 土壤的微生物量碳 氮 含量以及總微生物 種群數(shù)量 有機(jī)碳含量和總氮含量均顯著高于對(duì) 照 通過(guò)在夏季休閑期種植水稻 水菠菜或水芹 能有效緩解連作 年的辣椒連作障礙 顯著提高秋 茬辣椒的產(chǎn)量 西瓜和大蒜輪作降低了土傳病 害的發(fā)生 并使土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著提高 土壤酶 活性顯著升高 土壤細(xì)菌 放線(xiàn)菌種群數(shù)量和細(xì)菌 真菌比例顯著增加 西瓜產(chǎn)量顯著高于對(duì)照 嫁接 嫁接是目前生產(chǎn)上克服土壤連作障礙普遍采 用的方法 能有效控制土傳病害和線(xiàn)蟲(chóng)病害 提高 植株對(duì)環(huán)境脅迫的抗性以及作物產(chǎn)量 大量研 究表明 茄子嫁接后其根系分泌物中的苯甲酸芐酯 類(lèi)化合物促進(jìn)了植物生長(zhǎng)物質(zhì)含量的顯著升高 并 使其產(chǎn)量 生長(zhǎng)勢(shì) 抗病能力均顯著高于對(duì)照 番茄嫁接后其土壤微生物量 和 含量 總微生物 種群數(shù)量 有機(jī)碳和總氮含量均顯著高于對(duì)照 產(chǎn) 量顯著高于對(duì)照 而品質(zhì)并未因嫁接而降低 辣椒和西瓜嫁接改變了根系分泌物的蛋白質(zhì)組成 進(jìn)而增強(qiáng)了植株的抗性 顯著提高了辣椒和西瓜的 產(chǎn)量 甜瓜嫁接后可提高對(duì)多種土傳病害的 抗性 進(jìn)而提高了甜瓜的產(chǎn)量和品質(zhì) 以上研究 結(jié)果表明 在生產(chǎn)上通過(guò)嫁接可以改變植物根系分 泌物的種類(lèi)和數(shù)量 進(jìn)而影響根際微生物的群落結(jié) 構(gòu)與組成 使有益微生物數(shù)量增加 有害微生物種 群密度降低 這有利于土壤有機(jī)質(zhì)的礦化和礦質(zhì)營(yíng) 養(yǎng)元素的供給 從而增強(qiáng)植株從土壤中獲得水分和 養(yǎng)分的能力 增強(qiáng)植株抗性 提高作物產(chǎn)量和品質(zhì) 增施微生物肥料 增施微生物肥料 改善因連作導(dǎo)致的土壤根際 微環(huán)境失衡是防治連作障礙的最新嘗試 等 經(jīng)過(guò) 年的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 在苗圃和移苗時(shí)增施生物有 機(jī)肥 能有效抑制西瓜枯萎病的發(fā)生 生 物有機(jī)肥 和 在茄子上的試驗(yàn)結(jié) 果也表明 種生物有機(jī)肥均能抑制茄子青枯病的 發(fā)生 同時(shí)使葉片中的過(guò)氧化氫酶 過(guò)氧化 物酶 和超氧化物歧化酶 活性顯著提 高 根際土壤的真菌 放線(xiàn)菌數(shù)量顯著提高 青枯勞 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 爾氏菌數(shù)量顯著減少 在果樹(shù)上 增施植物生長(zhǎng) 促進(jìn)根瘤菌提高了多年生蘋(píng)果樹(shù)土壤中固氮菌 磷 酸鹽增溶菌 硅酸鹽細(xì)菌和拮抗菌的種群數(shù)量和密 度 而不同連作年限的番茄土壤中增施生物有 機(jī)肥后生物量 根系活力 土壤 活性 土壤 活性 土壤 活性均顯著升高 土壤根際細(xì)菌和 放線(xiàn)菌數(shù)量大量增加 土壤真菌數(shù)量顯著減少 在中藥孩兒參種植過(guò)程中增施生物有機(jī)肥提高了 土壤細(xì)菌的多樣性 并使拮抗細(xì)菌種群數(shù)量明顯增 多 進(jìn)而抑制了孩兒參枯萎病的發(fā)生 在菊花生 產(chǎn)中 增施生物有機(jī)肥不僅抑制了菊花鐮刀枯萎病 的發(fā)生 增強(qiáng)了土壤脲酶和過(guò)氧化氫酶活性 顯著 增加了土壤微生物群落數(shù)量 而且顯著提高了菊花 的觀(guān)賞品質(zhì) 以上研究結(jié)果表明 在連作土壤中 增施微生物肥料 能緩解因連作而引起的土壤微生 物群落失衡 提高有益微生物特別是有益細(xì)菌和真 菌在土壤微生物群落中的組成和占比 增強(qiáng)土壤酶 的活性和植物對(duì)病原菌的抗性 進(jìn)而提高作物的產(chǎn) 量和品質(zhì) 展 望 土壤連作障礙是世界性難題 降低土壤復(fù)種指 數(shù) 使土壤得到適當(dāng)?shù)男拚墙鉀Q連作障礙的最好 方法 然而 隨著世界人口的急劇膨脹和可耕地面 積的不斷萎縮 降低復(fù)種指數(shù)幾乎是一項(xiàng)不可能完 成的工作 特別是在發(fā)展中國(guó)家 目前 各國(guó)科學(xué) 家對(duì)土壤連作障礙的研究取得了一定的成果 也提 出了許多解決措施 但從目前生產(chǎn)上看 各種防治 措施還存在許多局限性 受經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)施成本 的影響 間作和輪作在生產(chǎn)上應(yīng)用不多 嫁接是生 產(chǎn)上防治連作障礙的有效措施 但也不能從根本上 消除連作障礙 只是延緩了土壤連作障礙的發(fā)生 因?yàn)檎枘颈旧硪矔?huì)發(fā)生連作現(xiàn)象 增施微生物有機(jī) 肥可部分緩解土壤連作障礙 但因土壤是一個(gè)復(fù)雜 的生物系統(tǒng) 其作用效果仍待檢驗(yàn) 發(fā)達(dá)國(guó)家在園 藝作物生產(chǎn) 特別是設(shè)施作物生產(chǎn)中普遍采用無(wú)土 栽培的方法徹底解決土壤連作障礙問(wèn)題 然而 受 生產(chǎn)成本的影響 無(wú)土栽培并不能在世界范圍內(nèi)大 面積推廣 從近年來(lái)各國(guó)科學(xué)家對(duì)土壤連作障礙的研究 結(jié)果來(lái)看 土壤連作障礙產(chǎn)生的原因可能是連作作 物的根系分泌物影響土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和根 際土壤微環(huán)境 土壤微生物特別是根際土壤微生物 群落結(jié)構(gòu)的改變嚴(yán)重影響了土壤養(yǎng)分的礦化能力 根際土壤微環(huán)境的改變影響了土壤的 值和相關(guān) 土壤酶的活性 造成土壤供應(yīng)養(yǎng)分和水分的能力降 低 連作作物因得不到充足的養(yǎng)分和水分 加之根 系分泌生長(zhǎng)抑制物質(zhì)的存在 最終造成作物產(chǎn)量降 低 產(chǎn)品品質(zhì)下降 參 考 文 獻(xiàn) 李天來(lái) 楊麗娟 作物連作障礙的克服 難解的問(wèn)題 中 國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 呂衛(wèi)光 余廷園 諸海濤 等 黃瓜連作對(duì)土壤理化性狀及生物活 性的影響研究 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 韓 雪 吳鳳芝 潘 凱 根系分泌物與土傳病害關(guān)系之研究綜 述 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 吳鳳芝 王學(xué)征 設(shè)施黃瓜連作和輪作中土壤微生物群落多樣性 的變化及其與產(chǎn)量品質(zhì)的關(guān)系 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 馬寧寧 李天來(lái) 設(shè)施番茄長(zhǎng)期連作土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣 性分析 園藝學(xué)報(bào) 張重義 林文雄 藥用植物的化感自毒作用與連作障礙 中 國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 李培棟 王興祥 李奕林 等 連作花生土壤中酚酸類(lèi)物質(zhì)的檢 測(cè)及其對(duì)花生的化感作用 生態(tài)學(xué)報(bào) 張福鎖 申建波 根際微生態(tài)系統(tǒng)理論框架的初步構(gòu)建 中 國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 阮維斌 王敬國(guó) 張福鎖 等 根際微生態(tài)系統(tǒng)理論在連作障礙 中的應(yīng)用 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 劉 峰 溫學(xué)森 劉彥飛 等 水蘇糖對(duì)地黃根際土壤微生物失 衡的影響 中草藥 侯 慧 董 坤 楊智仙 等 間作系統(tǒng)根 土互作與連作障礙 緩解機(jī)制 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 胡國(guó)彬 董 坤 董 艷 等 間作緩解蠶豆連作障礙的根際微 生態(tài)效應(yīng) 生態(tài)學(xué)報(bào) 馬 琨 楊桂麗 馬 玲 等 間作栽培對(duì)連作馬鈴薯根際土壤 微生物群落的影響 生態(tài)學(xué)報(bào) 張亞楠 李孝剛 王興祥 茅蒼術(shù)間作對(duì)連作花生土壤線(xiàn)蟲(chóng)群落 的影響 土壤學(xué)報(bào) 張海春 張 浩 胡曉輝 不同間作模式對(duì)溫室連作番茄產(chǎn)量 土壤微生物和酶的影響 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 張黎杰 周玲玲 姜若勇 等 大棚西瓜 草菇 辣椒輪作對(duì)解 除設(shè)施西瓜連作障礙的效果 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 洪文英 吳燕君 汪愛(ài)娟 等 菜 菱水旱輪作對(duì)連作障礙的消 解效應(yīng)及綜合效益評(píng)價(jià) 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué) 吳鳳芝 孟立君 王學(xué)征 設(shè)施蔬菜輪作和連作土壤酶活性的研 究 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào) i 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期 陳 希 趙 爽 姚建軍 等 微生物有機(jī)肥及殺菌劑對(duì)切花菊連 作障礙的影響 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 王 娜 李保國(guó) 史吉平 等 微生物在污泥減量中的應(yīng)用研究進(jìn)展 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 微 生 物 在 污 泥 減 量 中 的 應(yīng) 用 研 究 進(jìn) 展 王 娜 李保國(guó) 史吉平 顏薇芝 鄒廣彬 劉 莉 中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院 上海 上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院 上海 光明生豬有限公司 江蘇鹽城 摘 要 目前 減量化和穩(wěn)定化是污泥處理的主要目標(biāo) 不論初沉污泥還是剩余污泥 如果處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成 二次污染 利用微生物降解污泥 由于微生物適應(yīng)性強(qiáng) 操作簡(jiǎn)單 容易管理且經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)勢(shì) 具有良好的應(yīng)用前 景 對(duì)污泥減量的基本途徑 污泥的生物可降解性及微生物降解污泥技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述 并分析微生物在污泥 減量的應(yīng)用中存在的問(wèn)題以及今后的發(fā)展前景 關(guān) 鍵 詞 污泥 微生物 減量 污水處理 降解 中 圖 分 類(lèi) 號(hào) 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 文 章 編 號(hào) 收稿日期 基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 編號(hào) 上海市科技 興農(nóng)推廣項(xiàng)目 編號(hào) 滬農(nóng)科推字 第 號(hào) 上海市科學(xué) 技術(shù)委員會(huì)項(xiàng)目 編號(hào) 作者簡(jiǎn)介 王 娜 女 甘肅武威人 碩士 助理工程師 主要 從事環(huán)境微生物學(xué)的研究 通信作者 劉 莉 博士 副研究員 主要從事廢棄物資源化利用 污泥是污水處理過(guò)程中的副產(chǎn)物 是一種由有 機(jī)物 微生物菌體 無(wú)機(jī)顆粒 膠體等組成的極其復(fù) 雜的非均質(zhì)體 近年來(lái) 雖然世界各地已經(jīng)將多種 污泥處置技術(shù)應(yīng)用于各類(lèi)污水處理 也能夠有效地 去除污泥中的有機(jī)物 但仍然有大量的污泥得不到 及時(shí)處理 據(jù)統(tǒng)計(jì) 我國(guó)年均產(chǎn)濕污泥 億 其中僅城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)每年的濕污泥產(chǎn)生量就達(dá) 到 多萬(wàn) 預(yù)測(cè)到 年 我國(guó)城鎮(zhèn)污泥的 產(chǎn)生量將達(dá)到每年 萬(wàn) 萬(wàn) 污泥成 分復(fù)雜 其中含有大量難降解物質(zhì) 致病微生物 寄 生蟲(chóng)卵以及重金屬等有毒有害物質(zhì) 若處理不當(dāng) 容易對(duì)環(huán)境造成二次污染 給人類(lèi)的生存環(huán)境帶來(lái) 嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 因此 減少污泥的產(chǎn)生已成為研究熱 點(diǎn) 尋找更經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好型的污泥降解替代方案 越來(lái)越受到重視 目前 國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的污泥處置方法有衛(wèi)生填 埋 污泥堆肥 農(nóng)業(yè)使用和污泥焚燒等 但由于場(chǎng) 地限制 基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)管理成本高 例如 澳大利 亞濕污泥的處理成本為 美元 歐洲濕污泥 的處理成本為 歐元 等原因 污泥處置 問(wèn)題尚未得到根本性解決 隨著 水十條 和 土十 條 的頒布 我國(guó)對(duì)污泥處置有了更高的要求 截至 年 地級(jí)市的污泥無(wú)害化處理率要達(dá)到 以 上 因此 解決污泥問(wèn)題應(yīng)該堅(jiān)持污泥減量化的 原則 從本質(zhì)上對(duì)污泥進(jìn)行減質(zhì)和減容 由于污泥特有的生物結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的微生物特 性 其中的有機(jī)物被包裹在微生物細(xì)胞分泌的一些 高分子聚合物中 即胞外聚合物 是由多聚糖 蛋白質(zhì) 核 酸 脂肪和其他聚合物組成 因此 污泥降解的 本質(zhì)和難點(diǎn)是污泥有機(jī)成分 微生物以及胞外聚合 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第 卷第 期