连作对土壤性质和植物生长的影响以及缓解措施

杨明慧

（河北农业大学，河北 保定 071000）

连作是指一年内或连年在同一块土地上进行连续种植同一种作物的种植方式。土壤物理化学性质、土壤养分、土壤酶、土壤微生物等都受连作的影响，而且连作明显阻碍植物的正常生长，不利于植株正常生长，还有可能会产生植物的病虫灾害。土壤微生物活性会因连作的影响而下降，造成土壤中病原微生物、害虫的生殖与繁衍，加剧土壤中单一养分积累和亏缺，造成土壤养分失衡，同时连作会造成植物产生自毒作用，这一系列问题都亟待解决。

1 连作对土壤产生的影响

1.1 对土壤理化性状产生的影响

连作以后，土壤团聚体结构会被破坏，使得土壤板结严重，土壤pH总体来说呈现出下降的趋势，土壤肥力下降，土壤容重也会降低，甚至会造成土壤盐渍化的现象。土壤盐类离子过高会产生渗透压，植物对土壤中养分的吸收也会受到影响，而且还会造成某些离子中毒的现象，拮抗作用也会突出。土壤随着种植年限的增长，持水性明显增强，然而通气透水性大大降低。由于植物对肥料的吸收具有选择性，会造成单一养分缺乏，而造成另外一些养分集聚，造成土壤养分不平衡。土壤次生盐渍化和酸化也受到连作的影响，如果长时间连作，容易使得土壤表层盐分的积累，随着土壤中易溶性盐分含量不断增加与积累，土壤会向着盐渍化的趋势发展，从而使植物生长发育、吸水能力和吸肥的能力下降并且植物的生长发育受到抑制，从而导致作物的产量和品质下降。

1.2 对土壤微生物产生的影响

细菌、真菌、放线菌是土壤微生物最主要的三大类，土壤微生物群落对植物的正常生长有明显的影响。有研究表明，真菌数量在连作过程中有明显增加的趋势，放线菌数量呈现出下降的趋势，微生物和细菌的数量也呈下降的趋势，真菌数量呈现增加的趋势。雏菊在连作时可以使土壤中的尖孢镰刀菌数量呈现出明显增加的趋势，而植物植株受这种尖孢镰刀菌的侵染，不利于植物生长，又由于连作年限的增加，土壤中真菌数量同时也随之增加，真菌化现象也在加重。花生随着连作年限的增加，根际土壤中的真菌数量也是呈现出明显增加的趋势，然而细菌和放线菌的数量呈现出明显减少的趋势[5]。

1.3 对土壤酶产生的影响

土壤中的物质代谢和能量转化过程都需要土壤酶来共同参与完成。相关研究表明，土壤中过氧化氢酶、脲酶及酸性磷酸酶的活性与土壤中微生物的多样性指数有显著的相关性。细菌的数量和过氧化氢酶的活性呈现出正相关性，真菌的数量和过氧化氢酶的活性呈现出极显著的负相关性，连作会造成土壤酶活性和数量的减少，从而恶化土壤微生物的生存环境，而且会使土壤肥力大大降低。土壤中脲酶的活性和磷酸酶的活性都因连作的影响呈现出降低的趋势，连作超过五年后转化酶的活性才会呈现出下降的趋势。

2 连作对植物产生的影响

2.1 对植物植株生长产生的影响

植物植株连作对植物的光合作用、植株生长形态及植物的代谢都会产生一定的影响。连作会明显降低植物叶绿素的含量，从而减小植物的光合作用速率，不利于植物根系生长，影响植物活性氧的积聚。有相关研究表明，辣椒连作后植株瘦小，植株叶片以及根系的生长量会减弱。黄瓜在连作后植株的光合作用速率也会减弱，植株的生长高度以及植株叶片数量也会相应的减少。大豆在连作后影响植株的根系及根瘤生长，抑制根瘤菌的固氮以及植物对养分的吸收速率。同时连作也会导致药用地黄植物光合作用降低，叶绿素相应地减少，影响和破坏植物叶片细胞结构。

2.2 对植物品质与产量产生的影响

连作通过产生植物的生理障碍而对植物的品质和产量产生影响，有研究表明，葡萄连作过程中体内的有效养分含量和植物产量也随着连作年限的增加呈现出先增加后降低的趋势，在连作3年时达到最大值，而会有所降低，葡萄的甜度呈现出先增加后降低再增加的趋势，连作1年以后葡萄甜度增加的更加明显，连作11年时葡萄甜度则达到最大值，这说明短期连作（1～5年）提高了葡萄植株自身的体内养分含量和产量，长期连作（＞5年）一定程度上减少了葡萄自身体内养分的含量和产量，而连作均增加了葡萄甜度[2]。

3 连作的有效缓解措施

对于连作对土壤和植物产生的影响，应采取相应的措施减弱或者消除连作障碍，使植物正常生长，保持土壤生态系统的平衡。

3.1 农业技术缓解措施

3.1.1 建立适当的耕作制度

为了有效地降低和消除连作障碍可以进行适当的轮作和间套作，实现用地与养地的结合，可以提高农业生态系统的生产力，有利于调节土壤生态系统。间作可以通过植物根系分泌来物抑制有害微生物的滋生与繁殖，使得根际微生物的结构得到改善，细菌的数量和放线菌的数量增加，土壤中真菌的比例降低，进一步改良植物根际土壤的微生态环境，连作障碍也会相应的减轻。轮作换茬可以提高土壤生化活性，土壤的有效肥力得到提高，通过换茬可以有效利用不同作物的生物学特性从而来抑制某些病原菌的生长与繁殖减少病虫害的发生。

3.1.2 合理的进行施肥

有机肥与无机肥，氮、磷、钾肥配合施用都可以有效减小连作障碍，依靠植物的需肥特性、土壤现有的有效养分状况、肥料的种类等来确定合理的施肥方法，尽量多施用有机肥，尽量减少化肥的施用，但要注重平衡施肥，尤其是要重视施用有机肥料，它不仅可以提高植物根系的活动能力，提高土壤及植物根际微生物的总量，并且增加有效养分的供给，进而减少连作对土壤和植物的影响。有机肥料和无机肥料配合施用不仅对于阳离子的代还能力有增强作用，对养分的利用效率的提高也有明显作用，还能够加快土壤团聚体结构的形成，有效提高植株的存活率，还可以有效降低植物的发病率，有利于促进植株正常的生长发育。也可以考虑进行秸秆还田，种植绿肥作物，这不仅可以供给植物有效养分，调控土壤微生态环境平衡，并且有效减缓植物连作给土壤和植物带来的危害。有研究表明，施用有机肥对降低花生连作障碍的效果最好，有利于提高花生的产量，可以有效改善连作对花生生长的影响。

3.1.3 选择高抗性的植物品种

随着连作年限的增长，植物根系分泌物逐渐积累，土壤酸化和盐渍化程度也随之增加，从而导致连作障碍。通过对不同品种植物的特性进行分析，选择具有高抗性的品种可以有效缓解连作产生的危害，同时要兼顾好当地具体的土壤环境条件，保证植物受连作影响最小化，有效降低连作对土壤性质和植物生长的影响。

3.1.4 进行植物的嫁接

嫁接换根可以使某些植物根系分泌物的组成和数量发生显著改变，植物根际土壤放线菌和细菌的数量也会得到明显提高，真菌的数量明显降低，某些植物的嫁接主要是通过抑制致病真菌数量的增加从而降低了植物连作的影响。嫁接苗的抗逆能力比较强，嫁接苗可以克服连作障碍，提高土壤及土壤根际的pH值，减小土传病害发生的几率。

3.2 物理技术缓解措施

3.2.1 土壤的消毒处理措施

土壤消毒也是当前缓解连作产生危害的重要途径之一，土壤消毒的目的是有效的消除土壤中有害微生物对植物生长的抑制作用，且不对土壤的物理化学性质产生影响。土壤的消毒处理不仅使得植物的光合作用和生长发育提高，还能有效的调节土壤生态系统平衡。

3.2.2 利用生物炭进行处理

生物炭是土壤有效的改良剂，能够有效缓解连作产生的危害，有利于植物生长，生物炭又可以将土壤中的碳稳定在土壤中达到上百年的时间。生物炭可以有效改良土壤微生物的群落结构和提高土壤中微生物的数量，提高土壤酶的活性，增强土壤水分和离子的吸附性能，维持土壤微生物良好的生存环境。

3.3 化学技术缓解措施

使用化学药剂进行土壤消毒，降低连作危害，可以有效防治土壤病虫害、杂草生长等，并且具有效果显著、不受地域限制和季节限制的特点。喷施抗菌性的化学药剂有利于防治植物的病虫害，某些化学药剂对于杀死土壤中的线虫也有一定的作用，褪黑素在近年来被认为是一种新型的植物生长调节剂，能够增强植物的抗逆能力，增强植物光合作用能力。

3.4 生物技术缓解措施

生物菌剂和微生物调节剂对于促进植物的生长发育有明显的作用，有益微生物有利于植物生长，提高土壤肥力，并且抑制有害微生物的活性，但是生物菌剂的增产效果不是很稳定，受土壤环境的影响比较大。在土壤中施用生物杀菌剂和拮抗微生物的有机肥有利于提高根际土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性，使得植物的根系活力得到提高，从而更利于植株的正常生长，减轻连作对植物生长和土壤性质产生的影响。

4 展望

由于种植的植物种类比较单一，连作也成为了植物种植过程中常见的种植方式，连作种植植物几年后，植物的生长状况和土壤性质也在逐渐发生变化，产生了不少的问题，不利于植物生长发育，植物病虫害加剧土壤盐渍化和酸化现象明显，土壤微生物数量也在改变，造成土壤生态系统失去平衡。对于连作所产生的影响，单一的运用物理、化学、生物、农业等措施进行缓解效果都不是非常的显著，因此要综合运用这些措施最大限度的缓解连作产生的危害。随着现代科学技术的不断发展进步，也更加需要人们发现和研究更加有效缓解连作的影响，并且随着栽培管理技术的不断完善，连作问题也必将得到最大限度的缓解。