盧維宏，張乃明，包 立，張 麗1,，秦太峰

(1 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，昆明 650201；2 云南省土壤培肥與污染修復(fù)工程實驗室，昆明 650201；3 河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南新鄉(xiāng) 453700)

設(shè)施農(nóng)業(yè)是利用必要的設(shè)施和設(shè)備創(chuàng)造相對可控的環(huán)境條件，采用人為介入方式改變農(nóng)作物生長條件，使其在一定程度上擺脫季節(jié)、氣候等因素的限制，減少自然災(zāi)害帶來的不良影響，實現(xiàn)高效、集約化、可持續(xù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式[1-2]。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)自20世紀(jì)80 年代發(fā)展以來，2008 年種植面積340 萬hm2[2-3]，2010 年達(dá)362 萬hm2[4]，目前栽培面積已經(jīng)超過400 萬hm2[5-6]，我國已經(jīng)發(fā)展成為設(shè)施栽培世界大國。但是，我國目前的設(shè)施栽培還是以土培為主，且高度集約化和長期單一化連作趨勢明顯，隨著栽培年限的延長，普遍出現(xiàn)了土壤質(zhì)量退化(如酸化、鹽漬化、養(yǎng)分失衡、重金屬及其他有害物質(zhì)積累)、土傳病害發(fā)生嚴(yán)重(土壤微生態(tài)環(huán)境破壞、根系自毒物質(zhì)化感)等連作障礙問題，據(jù)統(tǒng)計，5 a 以上的大棚出現(xiàn)連作障礙的高達(dá)80% 以上，連作20 a 以上的幾乎達(dá)100%[7]，嚴(yán)重制約著我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文回顧了近40 a 來設(shè)施栽培連作障礙的特征及防治技術(shù)的研究進(jìn)展，針對設(shè)施栽培連作中的土壤退化、土傳病害嚴(yán)重及防治技術(shù)提出了該領(lǐng)域的科學(xué)問題及未來重點方向，以期為我國設(shè)施栽培優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、環(huán)境友好發(fā)展提供理論及實踐依據(jù)。

1 設(shè)施栽培連作障礙特征與成因

1.1 土壤質(zhì)量退化

1.1.1 土壤酸化 由于成土母質(zhì)、氣候等原因，中國土壤具有典型的“南酸北堿”特征，但一旦進(jìn)入設(shè)施栽培過程，其耕層土都出現(xiàn)了明顯的不同程度的酸化，且隨著連作年限的延長，具有明顯加重的趨勢。在陜西日光溫室連作后，平均耕層土pH 7.73，與對照相鄰菜田(pH 8.20)相比，降低了5.7%[8]；在沈陽不同連作年限日光溫室的132 個土壤樣品中，pH 最小值為4.94，最大值為6.68，與對照露天土壤相比，pH平均下降了1.05 個單位，酸化趨勢嚴(yán)重[9]。在南方區(qū)域，如安徽、云南、江西等地的設(shè)施連作中也普遍存在著類似的趨勢，安徽典型區(qū)域設(shè)施栽培連作10、15 a 的黃潮土pH 分別下降了0.55、0.89 個單位，每年約下降0.06 個單位，由堿性退化為中性；連作5、10、23 a 的黑姜土pH 分別下降了0.46、0.95、1.26個單位，約每年下降0.08 個單位，由中性退化為酸性[10]；在云南、江西等地的調(diào)查中，建棚前耕層土的pH 為7.19，連作13 a 后下降為6.47[11]，個別設(shè)施辣椒連作2 a 以下土壤pH 為5.85，連作2 a 以上的土壤pH 平均為4.95[12]。設(shè)施土壤的普遍酸化與過量使用氮肥(如尿素、硫酸銨、含硝態(tài)氮的高氮復(fù)合肥)、堆肥(如豬糞和牛糞等)、高溫高濕條件、土壤有機(jī)質(zhì)分解、堿基離子(如Ca2+、Mg2+、K+等)被作物帶走等有關(guān)[13-14]。

1.1.2 次生鹽漬化 由于設(shè)施栽培中特殊的高肥、大水、高溫、高濕且少淋洗環(huán)境，致使大部分鹽分表聚化，且隨著連作年限的延長逐步從直筒型向倒錐型發(fā)展[15-16]。在云南不同種植年限的設(shè)施土樣中，2%的土樣達(dá)到強(qiáng)度鹽漬化，28% 的中度鹽漬化，54%的輕度鹽漬化，僅有16% 的為非鹽漬化，耕層土的鹽分含量平均達(dá)1.76 g/kg，1 ～ 3 a 連作大棚土壤鹽分增加了1 倍 ～ 2 倍，個別達(dá)2.5 倍[17]。在全國主要設(shè)施菜地的耕層土壤中，輕度鹽漬化的比例占38.2%，中度鹽漬化比例占4.7%，且主要的鹽分離子為NO和SO2-4，其次是Ca2+，分別占鹽分總量的27.9%、26.9% 和15.3%，設(shè)施菜地連作鹽漬化程度顯著重于露天菜地[18]。設(shè)施連作次生鹽漬化的發(fā)生與復(fù)種指數(shù)高、長期種植單一蔬菜種類有關(guān)，致使作物根系對偏嗜好離子的選擇性吸收，造成特定離子的過分富集或虧損。

1.1.3 土壤養(yǎng)分失衡 土壤養(yǎng)分失衡是設(shè)施連作土壤質(zhì)量退化最嚴(yán)重的問題。在河南設(shè)施蔬菜連作障礙調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，土壤養(yǎng)分失衡問題占比達(dá)65% 以上，居連作障礙問題之首[7]。研究表明，設(shè)施連作后整體表現(xiàn)為氮、磷、鉀、硫盈余，耕層土壤全氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀的含量分別是露地土壤的1.9 倍、21.2倍、5.4 倍和3.7 倍[19]。據(jù)統(tǒng)計，我國典型設(shè)施栽培生產(chǎn)基地，每年氮、磷、鉀養(yǎng)分的平均投入量為4 088、3 656 和3 438 kg/hm2，其中隨化肥投入的分別占各養(yǎng)分總量的63%、61% 和66%，且施肥比例(1∶0.9∶0.8)與作物需求比例(1∶0.3∶1.4)嚴(yán)重失衡，造成設(shè)施栽培中氮、磷、鉀的養(yǎng)分利用率非常低，分別為24%、8%、46%[20-21]。高強(qiáng)度種植、單一作物連作、養(yǎng)分管理不合理是設(shè)施連作土壤養(yǎng)分失衡的主要因素，其中單一作物連作、養(yǎng)分管理不合理表現(xiàn)的最為普遍和突出，單一作物連作造成特定養(yǎng)分掠奪性從土壤中輸出，再加上不合理的養(yǎng)分管理，造成了土壤-植物養(yǎng)分供需失衡。

1.1.4 自毒化感物質(zhì)的脅迫 由于長期連作及偏高的復(fù)種指數(shù)，造成設(shè)施栽培土壤中過量的根系分泌物、植株殘體和殘茬腐解物等自毒物質(zhì)(如醌類、苯甲酸及其衍生物、肉桂酸及其衍生物、香豆素類等)[22]的累積，加劇了連作障礙的形成。自毒物質(zhì)不但具有種間抑制性，而且對作物自身的種子萌發(fā)、幼苗生長、根系養(yǎng)分吸收等也具有一定的抑制效果[23]。番茄連作12 a 時土壤自毒物質(zhì)鄰苯二甲酸二甲酯能顯著增加土壤根結(jié)線蟲二齡幼蟲數(shù)量[24]；連作5 a 時茄子、辣椒產(chǎn)生的自毒物質(zhì)香豆酸、肉桂酸、鄰苯二甲酸二丁酯能顯著降低土壤酶活性和加重根際酸化[25]；此外，在設(shè)施番茄[26-27]、黃瓜[28-29]、草莓[30]、西瓜[31]、蘿卜、生菜等連作中產(chǎn)生的酚酸類化合物(如苯甲酸、羥基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸、丙烯酸等)還能破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的功能，抑制作物的抗性酶活[32]，表現(xiàn)長勢較弱、抗性下降、產(chǎn)量降低，引發(fā)連作障礙。

1.1.5 重金屬的累積 設(shè)施連作單一的種植結(jié)構(gòu)也會導(dǎo)致相對單一的施肥和用藥結(jié)構(gòu)，以致土壤重金屬的累積表現(xiàn)出區(qū)域化，且累積程度隨著連作年限的延長呈加重趨勢[33]。過量的氮、磷投入[19,34]和部分有機(jī)肥是設(shè)施土壤重金屬的一項重要來源，如：磷肥中含有較多的Hg、Cd、As、Zn、Pb，氮肥中含Pb 量較高，畜禽糞便堆肥則含有較高的Cu、Zn、Cr、Ni[35]。同時大量施用含Cu、As 的殺菌劑也會加重設(shè)施土壤重金屬的累積程度。從重金屬累積的整體分布空間來看，我國南部地區(qū)設(shè)施土壤以Cd、Pb 和Hg 含量最高，北部以As、Cu、Zn 和Cr 含量最高，西北部則Ni 含量最高，總體來說Cd 超標(biāo)最為嚴(yán)重，在南部、北部、西北部地區(qū)的超標(biāo)率分別為41.7%、54.5%、11.1%，其次是Pb，超標(biāo)率分別為33.3%、18.2% 和0[36]，這些特征與成土母質(zhì)、氣候等也有一定的關(guān)系。

1.1.6 有機(jī)污染物使用 農(nóng)膜覆蓋和過量的化學(xué)殺蟲、殺菌劑農(nóng)藥使用是設(shè)施栽培生產(chǎn)過程中的普遍現(xiàn)象，這給農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收提供了便利條件，同時農(nóng)膜和農(nóng)藥的殘留也成為設(shè)施土壤質(zhì)量退化的成因。農(nóng)膜殘留導(dǎo)致大量的酞酸酯類化合物(如鄰苯二甲酸酯類PAEs、雙-2-乙基己基酯DEHP、二正丁酯DnBP、鄰苯二甲酸二正辛酯DnOP)釋放到土壤中，在設(shè)施土壤中累積[37-39]，并最終在設(shè)施蔬菜中富集(如葉菜類、果菜類、根莖類等)[37,40]；另外，濫用有機(jī)磷、擬除蟲菊酯類、氨基甲酸酯類等殺蟲劑和殺菌劑農(nóng)藥也是設(shè)施栽培中一個重要的有機(jī)污染源[41-42]。隨著設(shè)施栽培的延長，有機(jī)質(zhì)污染物的富集降低了土壤微生物群落數(shù)量，減緩了土壤腐殖質(zhì)形成，破壞了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，惡化了土壤環(huán)境[43]。

1.2 土傳病害發(fā)生

1.2.1 土壤微生物結(jié)構(gòu)破壞 設(shè)施連作障礙發(fā)生的原因很多，但最根本的原因是土壤微生物區(qū)系和多樣性的失調(diào)，有益微生物減少，病原微生物富集，進(jìn)而引發(fā)植物的各種土傳性病害[44]。單一作物連續(xù)種植會形成特殊的土壤環(huán)境(如根系分泌物、植株殘體腐解物等)，使某些微生物(特別是病原微生物)富集，真菌的種類和數(shù)量增多，細(xì)菌和放線菌等有益菌減少[45-46]。周德平等[47]研究了設(shè)施蘆筍種植1、3、5、8、11 a 大棚土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及功能多樣性，結(jié)果表明土壤細(xì)菌種群數(shù)量減少，真菌數(shù)量增加，細(xì)菌與真菌數(shù)量比(B/F 值)降低，隨著年限增加，土壤微生物代謝活性下降，土壤微生物代謝類群多樣性減少，連作5 a 和8 a 大棚土壤微生物豐富度指數(shù)均僅為對照1 a 大棚的72%。在溫室土壤中，真菌的數(shù)量雖然不占主導(dǎo)地位，但對土壤肥力水平卻能產(chǎn)生較大的影響，隨著連作年限延長，設(shè)施土壤微生物從細(xì)菌型逐步向真菌型轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致地力衰竭，真菌數(shù)量越多土壤肥力越差[48-50]，作物病害加重。

1.2.2 土壤酶活性降低 土壤酶參與各種元素的生物循環(huán)、有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化、腐殖質(zhì)和有機(jī)無機(jī)膠體的形成，其活性反映了土壤中進(jìn)行的各種生物化學(xué)過程的動向和強(qiáng)度，盡管數(shù)量微小，但是作用頗大，是土壤健康狀況的重要指標(biāo)。研究表明，過氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶、多酚氧化酶可以作為設(shè)施菜地敏感的土壤酶學(xué)指標(biāo)[51]，而長期單施化肥(尤其是氮肥)[52-53]、鹽分脅迫[54]、設(shè)施連作[51]、再生水灌溉[53]等均會顯著影響土壤酶的活性，設(shè)施土壤酶活性降低，必然會引發(fā)土壤養(yǎng)分利用率低、根系毒害(如過氧化氫)等連作障礙的發(fā)生。

1.2.3 作物抗性下降 連作不僅惡化作物生長的土壤環(huán)境，還會降低設(shè)施作物的自身抗性。過氧化物酶、過氧化氫酶、多酚氧化酶是作物防御體系中的重要抗逆酶類。研究表明，連作產(chǎn)生的自毒物質(zhì)不同濃度外源添加均促進(jìn)了黃瓜、番茄幼苗根系中丙二醛(MDA)的合成，對根系活力和細(xì)胞質(zhì)膜具有破壞作用，作物對病原菌的抵抗力有明顯的下降，對細(xì)胞膜、葉綠素、線粒體都具有明顯的破壞作用[55-56]。隨著連作年限的增加，作物MDA 含量在整個生育期內(nèi)總體呈上升趨勢，連作馬鈴薯葉片MDA 含量增加會導(dǎo)致保護(hù)酶系統(tǒng)破壞[57]，最終誘發(fā)作物的系統(tǒng)抗性降低[58]。

2 設(shè)施土壤連作障礙的削減防治技術(shù)

2.1 農(nóng)藝調(diào)控技術(shù)

2.1.1 種植模式 輪作、套作是區(qū)別于連作的有效緩解設(shè)施連作障礙的種植模式。在夏季溫室休閑期種植大蒜、菠菜及白菜可以顯著降低土壤鹽分累積，增加土壤微生物數(shù)量，抑制鐮刀菌的增殖[59]。在連作草莓5 a 的大棚土壤上輪作水生蔬菜(水芹和蕹菜)，表層土壤有效磷和有機(jī)質(zhì)顯著增加，提高了土壤腐殖化程度和有機(jī)氮素礦化能力[60]。以西蘭花、青刀豆和糯玉米設(shè)置不同的套作模式，有效提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量、氮素利用率、土壤脲酶活性、蔬菜產(chǎn)量，降低了土壤無機(jī)氮含量[61]。在連作障礙發(fā)生的設(shè)施栽培中，開展合理的輪作、間作、套作模式，均能有效改善土壤環(huán)境，提高養(yǎng)分利用率，減輕土壤鹽漬化及酚酸類物質(zhì)的自毒作用。

2.1.2 平衡施肥 合理的養(yǎng)分管理是我國設(shè)施栽培中亟待解決的科學(xué)和技術(shù)問題。一方面需要加強(qiáng)對設(shè)施栽培中土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和作物吸收規(guī)律的基礎(chǔ)研究[62]，另一方面要高度重視平衡施肥技術(shù)的應(yīng)用，即根據(jù)作物需肥規(guī)律及土壤供肥能力(尤其是堿解氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)4 個指標(biāo))來確定肥料的種類和數(shù)量，也可根據(jù)特定需求采取針對性的化驗，施肥中結(jié)合作物特定生長階段來調(diào)整施肥配方和施肥次數(shù)，做到“控氮、穩(wěn)磷、增鉀、補微”。研究顯示，優(yōu)化施肥配方、增施有機(jī)肥可降低土壤容重3.73% ～ 14.93%，增加土壤總孔度4.18% ～ 15.79%，提高根區(qū)土壤呼吸強(qiáng)度23.4% ～ 34.6%，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機(jī)質(zhì)，提高作物的抗病性[63-64]。

2.1.3 優(yōu)化耕作方式 眾所周知，土壤耕作可以產(chǎn)生更大的曝氣，將作物殘茬和肥料混合到土壤中，刺激微生物活動和纖維素分解。土壤深耕能夠打破犁底層、改變土壤理化性質(zhì)、提高土壤透氣性、降低土壤容重、提高土壤微生物及脲酶活性、促進(jìn)作物根系下扎等[65]，同時在耕作過程中適度采用控制交通耕作(controlled traffic farming, CTF)方式，對降低土壤容重、植物水分傳導(dǎo)吸收具有明顯改善作用[66-67]。

2.1.4 嫁接技術(shù) 嫁接是近些年來在提高作物抗性、緩解設(shè)施連作障礙方面廣泛應(yīng)用、效果顯著的綠色調(diào)控技術(shù)。研究表明，嫁接可誘導(dǎo)茄子質(zhì)膜P-H+-ATPase、P-Ca2+-ATPase 和液泡膜V-H+-ATPase、V-Ca2+-ATPase 及質(zhì)膜氧化還原酶的活性提高，使茄子適應(yīng)連作障礙下肉桂酸、香草醛的化感脅迫，增強(qiáng)了細(xì)菌和放線菌的根際效應(yīng)，減弱了真菌根際效應(yīng)，提高了土壤酶(脲酶、磷酸酶、蔗糖酶)的活性，有效緩解了茄子連作障礙的發(fā)生[68]；同時嫁接的葫蘆科、茄科植物對設(shè)施栽培過程中的凍害、高溫、干旱、淹水和有機(jī)污染(如艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑等有機(jī)農(nóng)藥)等非生物逆境脅迫也非常有效[69]，提高作物對土壤鹽漬化[70]、土壤酸堿度、養(yǎng)分失衡和重金屬毒性[71]等環(huán)境因子脅迫的耐受性。

2.1.5 科學(xué)灌溉控鹽技術(shù) 灌溉排鹽技術(shù)采用的是以水洗鹽、鹽隨水走的方法將設(shè)施土壤表層的鹽分帶走，降低土壤鹽分累積濃度。生產(chǎn)實踐中，采用挖溝排水、灌溉洗鹽等措施，在作物生長季節(jié)，用縮短畦頭、高畦深溝、接通大明溝等方式使地表水順利排出；在休閑期大量灌水，每畝(1 畝=667m2)地至少灌水100 m3，進(jìn)行2 ～ 3 次，以使鹽分隨灌溉水流出土體，達(dá)到洗鹽的目的[72]。另外，采用工程措施鋪設(shè)暗管進(jìn)行地下水排鹽也是最常用的一種修復(fù)技術(shù)，即采用雙層波紋有孔塑料暗管排水洗鹽，淺層暗管管頂距土表30 ～ 40 cm，灌水洗鹽時耕層鹽分隨水由此排出；深層暗管管頂距土表60 ～ 80 cm，隨水下滲底層土壤積鹽由此排出，此法對設(shè)施土壤次生鹽漬化修復(fù)效果更徹底[73]。

2.1.6 抗(耐)性品種選育 通過現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)手段(如序列標(biāo)簽位點STS、簡單序列重復(fù)標(biāo)記SSR、單核苷酸多態(tài)性SNP 等)定向篩選抗(耐)性基因，被認(rèn)為是選育設(shè)施專用抗(耐)性品種最經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑。目前研究在抗逆強(qiáng)、成活率高、品質(zhì)好、產(chǎn)量高等方面都取得了較好進(jìn)展，如：設(shè)施番茄的砧木雙抗(抗根結(jié)線蟲、抗枯萎病)品種[74]、茄子抗青枯病品種[75]、黃瓜耐鹽抗病品種[76]等，在設(shè)施生產(chǎn)實踐過程中已經(jīng)廣泛應(yīng)用。

2.2 生物調(diào)控技術(shù)

通過向土壤中引入有益微生物，使其與病原微生物競爭生存空間和營養(yǎng)物質(zhì)，或拮抗有害病原生長，或分泌某些物質(zhì)而形成根際生物屏障，減輕病原微生物危害，控制土傳性病害(尤其是根結(jié)線蟲)的發(fā)生[77-79]。在抑制設(shè)施栽培土傳病害上，主要的生防真菌有木霉屬(Trichodermaspp.)、淡紫擬青霉(Paecilomyces lilacinus)、鏈霉菌(Streptomycesspp.)、叢枝菌根(arbuscular mycorrhiza，AM)等，生防細(xì)菌有芽孢桿菌類(Bacillusspp.)、熒光假單胞菌(Pseudomonasspp.)等[80]。研究表明，由短短芽孢桿菌、淡紫擬青霉等組成的復(fù)合生防菌肥對設(shè)施黃瓜根結(jié)線蟲病防治效果達(dá)57.9%，與化學(xué)農(nóng)藥噻唑膦基本持平[81]；解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌對番茄、黃瓜根結(jié)線蟲的2 齡幼蟲和卵孵化具有明顯致死作用[82-84]。

向土壤引入外源固氮微生物、根際促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria，PGPR)，可以溶磷溶鉀，促進(jìn)作物生長，改善根系對養(yǎng)分的吸收，提高養(yǎng)分利用率，延緩鹽堿等逆境脅迫[85-88]。外源引入?yún)仓婢?AMF)，其與多數(shù)設(shè)施作物根系能形成共生關(guān)系，除可增加養(yǎng)分吸收、刺激作物生長外，還可形成隔離帶使作物免受重金屬的毒害，AMF 通過向根際土壤分泌有機(jī)物(如：球囊霉素)來螯合重金屬離子，以減輕植物對重金屬的吸收[89-90]，尤其可以降低作物對土壤重金屬Cd 的吸收，減輕Cd 的毒害[91]；另外復(fù)合微生物菌劑對改善土壤理化性質(zhì)也具有一定的效果。

2.3 化學(xué)調(diào)控技術(shù)

施用土壤改良劑對緩解土壤鹽漬化、酸化、板結(jié)程度，提高土壤有機(jī)質(zhì)，均衡土壤各種營養(yǎng)元素，改善設(shè)施土壤養(yǎng)分富集具有明顯的作用。研究表明，牡蠣類土壤調(diào)理劑可以改善設(shè)施土壤酸化，促進(jìn)番茄生長，提高單果重及果實品質(zhì)，實現(xiàn)增產(chǎn)16.54%[92]。在低溫高鹽情況下，腐植酸鉀提高番茄根系活力4.2%，提高葉片光合效率、改善體內(nèi)Na+、K+分布，提高過氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性，緩解鹽脅迫效應(yīng)[93]；用生物質(zhì)炭處理連作6 a(11 茬)的日光溫室營養(yǎng)基質(zhì)，其過氧化物酶活性提高至第1 茬時的水平，基質(zhì)內(nèi)細(xì)菌群落多樣性、蔗糖酶和脲酶活性都獲得了明顯的改善[94]，同時對改善設(shè)施栽培作物長勢、提高肥料利用率等具有良好的效果[95]。另外，在設(shè)施栽培過程中，選用50% 甲基硫菌靈、50% 多菌靈、40% 五氯硝基苯、15% 惡毒靈或其他的低毒化學(xué)藥劑也可對土傳病害發(fā)生較多的設(shè)施土壤進(jìn)行消毒處理[96]，起到很好的防治效果。

2.4 物理調(diào)控技術(shù)

電消毒法是一種常見的設(shè)施土壤物理消毒技術(shù)。以直流電土壤消毒原理、土壤微水分點處理原理和脈沖電解原理集成的土壤電化學(xué)消毒技術(shù)，可平衡土壤酸堿性、恢復(fù)土壤透氣性、殺滅土傳病害的病原微生物，特別是對線蟲、韭蛆等頑固性害蟲具有良好的殺滅效果，在短時間內(nèi)可有效解決土壤連作過程中的諸多問題[97-98]。郭修武等[99]對葡萄連作土壤進(jìn)行蒸汽滅菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)滅菌可改變根系分泌物的成分及含量，促進(jìn)植株的生長，減輕了葡萄的連作障礙。通過施用化學(xué)試劑消毒、土壤蒸氣消毒和日曬消毒等方法來控制黃瓜、茄子、草莓、大豆、果樹等的連作障礙也有一定的效果[100]。

3 存在問題及未來研究趨勢

3.1 存在問題

針對設(shè)施連作障礙及防治技術(shù)，國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)開展了大量的研究，但隨著我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的集約化和自動化程度的日趨提升，現(xiàn)有技術(shù)仍然不能滿足生產(chǎn)實際需求，存在的問題如：

1) 我國設(shè)施農(nóng)業(yè)起步晚，面積增長快，但質(zhì)量水平較低，實際應(yīng)用中出現(xiàn)了諸多不同于露地常規(guī)栽培的生產(chǎn)問題，如設(shè)施栽培施肥、用藥和管理技術(shù)的差異。不合理的施肥/藥所產(chǎn)生的土壤質(zhì)量惡化嚴(yán)重，目前的研究主要集中在土壤質(zhì)量惡化后的修復(fù)技術(shù)上，而關(guān)于連作障礙發(fā)生前的預(yù)防措施鮮有報道。

2) 在設(shè)施連作障礙的防治技術(shù)方面，單項技術(shù)的研究居多，綜合措施的研究較少，與實際生產(chǎn)中常見的多因素誘發(fā)設(shè)施土壤退化或連作障礙存在偏差。

3) 設(shè)施連作障礙發(fā)生發(fā)展的系統(tǒng)性研究不足?，F(xiàn)有研究多是以已產(chǎn)生連作障礙的設(shè)施農(nóng)業(yè)為研究對象，而缺乏從建棚開始持續(xù)對其管理措施、土壤特征變化進(jìn)行定位和系統(tǒng)研究。

4) 有益微生物對緩解土壤退化和連作障礙方面具有較好的作用，但經(jīng)常存在田間實際應(yīng)用效果不穩(wěn)定、作用機(jī)理(如營養(yǎng)元素磷的增溶效果與植物對增溶磷的吸收關(guān)系)不清楚等問題[101]。

5) 調(diào)控產(chǎn)品和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善。目前，市場上的土壤改良劑層出不窮，種類更是琳瑯滿目，但是在指標(biāo)標(biāo)識、作用機(jī)理、使用方法等方面不規(guī)范，用沒有進(jìn)行規(guī)范預(yù)處理的原料生產(chǎn)有機(jī)肥，會造成土壤中抗生素、重金屬、鹽分及病原菌污染的風(fēng)險。

3.2 未來研究趨勢

近年來，設(shè)施農(nóng)業(yè)逐步被技術(shù)型農(nóng)民所青睞，面積更是持續(xù)穩(wěn)步攀升，解決設(shè)施連作障礙問題必將成為趨勢。未來應(yīng)把設(shè)施連作障礙及防治技術(shù)的研究重點放在以下幾個方面：

1) 構(gòu)建國內(nèi)設(shè)施栽培質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，提前預(yù)防設(shè)施連作障礙及后期規(guī)范調(diào)控；建立中國設(shè)施農(nóng)業(yè)研究網(wǎng)絡(luò)平臺和專家體系，實現(xiàn)資源共享和在線答疑。

2) 在我國典型的設(shè)施栽培集中區(qū)域，對設(shè)施栽培進(jìn)行長期定位研究，如開展設(shè)施土壤微生物普查、根際微生態(tài)系統(tǒng)[102]、測土施肥/藥、基因沉默技術(shù)(或RNA 沉默，RNAi)、強(qiáng)還原土壤消毒法(reductive soil disinfestation, RSD)等新興調(diào)控技術(shù)[103-104]的系統(tǒng)研究，側(cè)重連作障礙機(jī)理和復(fù)合型防治技術(shù)的研究。

3) 加大對土壤修復(fù)技術(shù)及連作障礙防治產(chǎn)品的推廣，做好產(chǎn)品指標(biāo)及市場準(zhǔn)入制度，尤其是在指標(biāo)標(biāo)識、作用機(jī)理、使用方法以及風(fēng)險控制方面，堅決杜絕土壤二次污染。

4) 深入研究設(shè)施栽培養(yǎng)分投入產(chǎn)出平衡、肥料利用率、科學(xué)施肥制度、不同栽培管理模式[105]等，提前預(yù)測設(shè)施土壤肥力的發(fā)展方向和可能產(chǎn)生的環(huán)境影響，為實現(xiàn)設(shè)施栽培規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供依據(jù)。

5) 加大對新型設(shè)施栽培模式的研究，如水肥一體化、無土栽培等，逐步降低設(shè)施栽培對土壤的依賴程度，緩解未來不斷增長的人口數(shù)量與耕地面積日益銳減的矛盾，著力發(fā)展環(huán)境友好、資源利用程度高、土壤依賴程度低的新型設(shè)施栽培模式。