孫喜軍，呂 爽＊，高 瑩，蔡 苗，王小榮

(1 西安市農業(yè)技術推廣中心，西安 710061；2 咸陽職業(yè)技術學院，陜西咸陽 712000)

連作障礙，即同種作物或近緣作物在同一塊土地上連續(xù)種植兩茬以上后，即使采用常規(guī)栽培管理措施也會出現(xiàn)作物生長環(huán)境惡化和生長發(fā)育異常的現(xiàn)象[1-2]。作物連作障礙問題由來已久，空間分布極為廣泛，涉及作物眾多，且產生危害較為嚴重。從時間上看，古希臘植物學家Theophrastus 早在公元前300 年就已記錄了連作障礙，而我國于公元540 年成書的《齊民要術》也涉及了連作障礙內容[3]；從空間上看，連作障礙在世界各國普遍發(fā)生，我國稱這類問題為“重茬問題”，歐美國家稱其為“再植病害”或“再植問題”[4]，日本則稱之為“連作障害”或“忌地現(xiàn)象”[5]；從涉及作物種類上看，連作障礙廣泛發(fā)生于經濟作物、藥用作物、糧食作物和林(果)木等的生產中，尤以經濟作物和藥用作物連作障礙發(fā)生最為嚴重和普遍；從產生的危害來看，連作常會導致土壤板結和次生鹽漬化、作物生理病害加重、植株生長發(fā)育異常、果實品質變劣和產量下降等[1-2]。

作物連作障礙產生原因極為復雜，其是由土壤、作物等諸多因素綜合作用產生的結果。關于連作障礙產生機制，Plenk[6]于1795 年提出了“毒素”學說，Molish[7]于1937 年提出了作物“相生相克”學說，1983 年日本的瀧島[5]又歸納提出“五大成因”學說。近年來，國內外學者分別從土壤肥料學、微生物學和栽培學等多個學科入手，對作物連作障礙產生機制進行了深入研究?？傮w看來，連作障礙產生機制可歸結為以下5 種學說：①“土壤理化性質惡化”學說[1]。該學說認為長期連作導致土壤出現(xiàn)板結、酸化和次生鹽漬化等問題，通氣透水性變差，直接負面影響作物生長。②“土壤養(yǎng)分比例失衡”學說[8]。該學說認為作物長期連作條件下，因作物根系對營養(yǎng)元素的選擇性單一吸收，導致土壤營養(yǎng)元素比例失衡，進而對作物的生長產生不利影響。③“土壤生物學環(huán)境惡化”學說[5,9-11]。該學說認為長期連作導致土壤酶活性降低、土壤微生物區(qū)系失衡及土傳病蟲害加深等，從而對作物生長產生不利影響。④“化感作用”學說[12]。目前有兩種認識：一種認為根系分泌物(如酚酸類物質)是連作障礙的直接“罪魁禍首”[5]，且根系分泌物之間存在增效作用(單一物質不起作用，兩者以上才能表現(xiàn)出作用)和拮抗作用(單一物質起作用，兩種以上作用弱化)[13-14]。另一種認為，作物根系分泌的化感物質僅僅是連作障礙的前提條件，化感物質進一步誘導調控土壤微生物區(qū)系發(fā)生改變才是連作障礙的“元兇”[2-3]。如：Li 等[2]的研究指出，連作花生根系持續(xù)分泌的化感物質并不直接產生毒害作用，而是通過改變土壤微生物區(qū)系間接來實現(xiàn)的，連作年限越長，土壤中的酚酸量越多，土壤微生物中真菌數(shù)量增多，而細菌和放線菌數(shù)量明顯減少，土壤微生物區(qū)系發(fā)生改變。Qu 和Wang[15]也指出，連作過程中由于酚酸物質積累，導致土壤微生物區(qū)系發(fā)生改變，進而對連作地黃種植生長產生影響。⑤“根際微生態(tài)失衡”學說[16]。該理論認為根際作為植物、土壤和微生物相互作用的重要界面，是物質和能量交換的節(jié)點。連作引起的土壤理化性質改變及作物根系分泌物和殘茬引起的根際土壤微生態(tài)變化均可導致連作障礙發(fā)生[16]。

連作障礙是長期困擾國內外農業(yè)生產的復雜問題之一，尋求克服或緩解連作障礙措施已成為亟待解決的問題?？v觀連作障礙機制研究歷史，目前研究已經從傳統(tǒng)的單因子拓展到多因子，但由于作物連作障礙影響因子眾多，形成機理復雜，克服連作障礙技術體系的建立、完善尚需進一步研究。目前生產上解決連作障礙的對策主要包括改善土壤理化性狀、輪作換插、間作套種、土壤消毒滅菌、抗性品種選育和生物防治等方法[1]，其中輪作換茬是最為簡單經濟和行之有效的措施之一。然而伴隨現(xiàn)代種植業(yè)的快速發(fā)展，在經濟利益驅動以及農戶種植習慣、耕地資源、氣候條件等因素的共同影響下，農業(yè)生產中的連作(尤其是經濟作物的設施栽培)趨勢日益嚴重，已經成為制約部分地區(qū)種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。據報道，我國部分植棉區(qū)棉花的連作面積高達60% ～ 70%，最長連作年限甚至達到30 a，連作障礙導致的棉花產量和品質下降已經成為當?shù)孛藁óa業(yè)的一大制約因素[17]。近年來，經過學者的不懈探索和研究，以有機肥為代表的有機改良劑已成為防治作物連作障礙的重要措施。蚯蚓糞由于其在改善土壤物理、化學和生物學性質等方面的優(yōu)勢以及較強的實際可操作性，目前已將其成功應用于作物連作障礙防治并取得了一定的研究成果。本文簡要介紹了蚯蚓糞的性質，綜述概括了其在抑制連作障礙方面的研究進展，并對以后的研究提出了展望，以期能為作物連作障礙綜合防治提供一定的參考。

1 蚯蚓糞性質

1.1 蚯蚓糞生產過程

蚯蚓糞是蚯蚓對有機廢棄物進行生物降解的產物。農業(yè)生產中，蚯蚓糞又是一種將植物營養(yǎng)、生物活性激素和植物保護融為一體的優(yōu)質高效有機肥料和土壤改良劑。目前市場上利用自動化連續(xù)生物反應器來規(guī)?；咝a蚯蚓糞；蚓種選擇以赤子愛勝蚓等表層種蚯蚓為主；餌料來源包括畜禽糞便、農作物秸稈、城市垃圾與生活垃圾、有機污泥等有機廢棄物，尤以畜禽糞便(牛糞)最為常見。蚯蚓糞的理化性質和生物學性質在很大程度上由蚯蚓性質、餌料性質及蚯蚓消化程度等因素所決定[18]，其營養(yǎng)物質含量主要取決于餌料。

1.2 蚯蚓糞性質

蚯蚓糞是一種質地均一且具有自然泥土氣味的黑(灰)色細碎類物質，團粒結構和毛管孔隙發(fā)育良好，通氣、排水和保水性俱佳，比表面積較大[19-21]。蚯蚓糞趨于中性，可溶性鹽含量、陽離子交換量和腐殖酸含量較高[22]，且具有較高的穩(wěn)定性、較強的吸附性能和緩沖能力以及較好的保肥供肥性能。蚯蚓糞富含細菌、真菌和放線菌等大量微生物和氨基酸、多糖、維生素等大量生物活性物質[18]，同時蚯蚓糞中還含有過氧化物酶、蛋白酶、脫氫酶等活性酶[23]和赤霉素、生長素、細胞分裂素等植物激素[24]，可加速營養(yǎng)物質的轉化，高效促進作物生長。

2 蚯蚓糞對作物連作障礙抑制作用研究進展

蚯蚓糞具有特殊的理化性質和生物學性質，施入土壤后能優(yōu)化普通土壤理化性質和生物學性質，促進作物生長，改善品質和降低病蟲害發(fā)病率，且在連作環(huán)境下仍具有這種功效。

2.1 對連作土壤性質的改良

2.1.1 對連作土壤理化性質的改良 蚯蚓糞能改良連作土壤物理性質和農化性質。相關研究表明，連作土壤施用適量蚯蚓糞，不僅能降低土壤容重，增加土壤總孔隙度和微團聚體數(shù)量，優(yōu)化土壤的通氣性能，解決土壤板結等問題[25]，而且還能顯著增加連作土壤中有機質、全氮和氮磷鉀有效養(yǎng)分以及中微量元素含量，調節(jié)土壤酸堿度，降低總鹽分和電導率[26-29]，一定程度上緩解土壤酸化、鹽漬化及養(yǎng)分比例失衡等問題，抑制連作障礙發(fā)生發(fā)展。蚯蚓糞能改良土壤物理性質和農化性質，這源于其富含的有機物質、土壤酶和有益微生物。有機質不僅是保持土壤良好理化性狀和生物學性狀的必要條件，而且是作物營養(yǎng)的重要來源[30]。蚯蚓糞富含有機質[20]，且有機質中含有大量的氮、磷、鉀和多種微量元素。當蚯蚓糞施入土壤后，伴隨有機質的逐步礦化，其中的養(yǎng)分以一定的速率不斷釋放出來，可直接為作物提供全面豐富的養(yǎng)分。而且有機質在分解轉化過程中產生的多種有機酸對土壤礦質部分也有一定的溶解能力，可以促進礦化作用，釋放和增加土壤有效養(yǎng)分。蚯蚓糞還含有大量的腐殖質[22]，其在土壤中遇到鈣離子就會和黏土粒凝聚成穩(wěn)定的團粒結構，極大改善土壤的透水性、蓄水性、通氣性以及根系的生長環(huán)境。此外，腐殖質中的有機無機復合體還是消除許多作物化感自毒物質(如酚酸類物質)的自然裝置[31]。腐殖質中主要活性部分為腐殖酸，腐殖酸在提高土壤腐殖物質含量的同時還提高了其對酸堿度變化的緩沖性能。同時，蚯蚓糞中富含淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶等多種酶，而且都具有較高的活性，這些酶在土壤養(yǎng)分轉化利用過程中起著十分重要的作用[23]。蚯蚓糞中的微生物在養(yǎng)分循環(huán)利用中也起著十分重要的作用。例如，蚯蚓糞中的固氮菌能固定空氣中的氮，合成蛋白質，在土壤中積累大量氮素，從而被作物吸收利用；好氣菌能分解腐殖質也可供作物吸收利用；硝化細菌對腐生菌有輔助和配合作用，把腐生菌分解有機肥料時產生的氨轉化成對作物有效的硝酸鹽，大大提高作物養(yǎng)分利用率。

2.1.2 對連作土壤生物學性質的改善 蚯蚓糞能改善連作土壤微生物區(qū)系和酶活性。當蚯蚓糞施入土壤后，土壤微生物區(qū)系發(fā)生變化，真菌數(shù)量與細菌數(shù)量的比值呈現(xiàn)下降趨勢，土壤由“真菌型”向“細菌型”轉變，連作障礙有所緩解[32]。趙鳳艷等人[33]研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞施入設施番茄連作土壤后，土壤真菌門級優(yōu)勢菌(如擔子菌門)相對豐度比空白對照降低了18%。另外，蚯蚓糞施入連作土壤后還能不同程度提高連作土壤中的多酚氧化酶、蔗糖酶、脫氫酶、過氧化氫酶和尿酶的活性[34-35]，進而促進養(yǎng)分循環(huán)，提高土壤肥力。Zhao 等人[24]研究指出，在溫室黃瓜連作條件下，施用蚯蚓糞基肥可以提高黃瓜產量和品質，并減少有益真菌和致病真菌的相對豐度，但這對根際土壤微生物群落有著積極的影響。蚯蚓糞能改善土壤微生物區(qū)系，這與其自身含有的拮抗微生物密切相關[18]。Li 等人[11]通過大田試驗發(fā)現(xiàn)，長期的花生連作會改變土壤生物群落組成，病原真菌的增加是以犧牲土壤中一些拮抗性有益菌群為代價的。而當蚯蚓糞施入土壤后，其中的拮抗微生物可通過營養(yǎng)競爭、抗生、寄生(捕食)等方式，直接調節(jié)土壤中的微生物種群和數(shù)量[18]，抑制連作障礙的發(fā)生。同時，蚯蚓糞富含多種酶，一方面可直接提高土壤酶的活性，另一方面蚯蚓糞中富含的淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶還能促進土壤中有機物質的分解和養(yǎng)分循環(huán)，進而提高土壤脫氫酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶和尿酶等一些重要土壤酶的活性[36]。田給林等[34]指出，蚯蚓糞含有能降解連作根際土壤酚酸含量的微生物可能是其促進土壤尿酶等酶活性增加的原因之一。綜合看來，蚯蚓糞對連作土壤生物學性質的改善主要通過3 種途徑實現(xiàn)：第一種為利用自帶的多種微生物直接參與土壤生物學性質改善活動；第二種為通過調控土壤中的微生物區(qū)系來間接改善土壤微生物學性質；第三種為利用自帶的土壤酶等生物活性物質，通過調控一系列生化過程來達到改善土壤生物學性質的目的。

2.2 對連作作物生長的促進和果實品質的改善

連作土壤施用適量蚯蚓糞對作物生長有著積極的影響。連作土壤施用適量蚯蚓糞：可提高作物出苗率，促進根、莖、葉等的生長，增加地上部和地下部生物量，顯著提高作物農藝性狀指標[37-40]；可提高果實維生素C 和可溶性糖含量，降低硝酸鹽含量及總酸度，增大糖酸比，明顯改善品質[37-39]；可增加果實鮮重與干重以及果實數(shù)量，提高產量[41]。蚯蚓糞對作物的促生作用不僅與自身富含的營養(yǎng)物質有關，而且與其自身“攜帶”的大量生物活性物質有關。蚯蚓糞自身“肥得流油”，其中作物生長所需的大量元素(氮、磷、鉀等)和微量元素(鐵、錳、鋅、銅、硼等)不僅在蚯蚓糞中都有，而且含量較高[42-43]，例如：全氮、有效磷、速效鉀含量分別高出一般土壤含量的1倍 ～ 14 倍、10 倍～ 17 倍和8 倍 ～ 11 倍。當蚯蚓糞施入土壤后，其首先充當作物生長的“營養(yǎng)源”。蚯蚓糞富含腐殖酸，其被證明是一類生理活性物質[40]。Atiyeh 等[44]的研究表明，將從蚯蚓糞中浸提的腐殖酸加入到栽培基質中，可顯著增加西紅柿和黃瓜的株高、葉面積和根干重等指標。García 等[45]的研究也發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞中的腐殖酸可促進水稻根系生長。蚯蚓糞中含有的植物激素[46-47]包括赤霉素、生長素、細胞分裂素等，目前已經有研究證實蚯蚓糞提取液中的植物激素可以顯著促進作物生長[48-49]。同時，蚯蚓糞中還含有維生素和16 種氨基酸[50]，這些活性物質在作物新陳代謝中發(fā)揮著重要作用，直接影響著作物的生長、產量和品質。另外，蚯蚓糞中的有益微生物大量繁殖后產生多糖，多糖與作物分泌的黏液及礦物膠體、有機膠體相結合后，可在幼齡、尚未木栓化的根表面形成不連續(xù)的膜，保護根系免受病原微生物的入侵，提高抗病性[18,30]?？傮w來看，蚯蚓糞對作物生長和果實品質的改善，主要是通過3 種途徑實現(xiàn)：一是其作為“營養(yǎng)源”直接提供營養(yǎng)，促進作物生長和品質改善；二是通過自身含有的腐殖酸、植物激素以及氨基酸等活性物質調控作物新陳代謝，達到促生的目的；三是通過自有的微生物發(fā)揮作用。

2.3 對連作土壤土傳病蟲害的抑制

絕大部分連作障礙是由土傳病害引起的[5]，研究表明，蚯蚓糞對連作障礙中的土傳病害具有較好的抑制作用。Szczech 等[51]指出，添加蚯蚓糞可抑制鐮刀菌屬病原菌對西紅柿的感染。Yasir 等[52]研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞浸提液能有效抑制鐮刀菌孢子的萌發(fā)。蚯蚓糞還可以用來緩解(抑制)番茄的枯萎病和紫色甘藍的根腐病[51]，小麥的絲核菌根腐爛病[53]，黃瓜的網斑病、枯萎病、立枯病和炭疽病[54-56]，西瓜的枯萎病[57]等土傳病害。蚯蚓糞對土傳病害的抑制作用與其中含有的拮抗微生物關系密切[56]。胡艷霞等[56,58]從新鮮蚯蚓糞中成功分離到兩株拮抗活性強、抗菌性廣的放線菌——球孢鏈霉菌(Streptomyces globisporus)和丁香苷鏈霉菌(Streptomyces syringini)，抑菌試驗表明，兩株拮抗菌在蚯蚓糞對蔬菜苗期病害的控制中起重要作用，并解釋蚯蚓糞中的拮抗微生物通過啟動黃瓜體內的防御酶系，誘導黃瓜產生炭疽病系統(tǒng)抗性，從而控制病害發(fā)生。劉麗和張艷菊[59]以及王瑩[60]也從新鮮蚯蚓糞中分離得到對黃瓜枯萎病有拮抗活性的洋蔥伯克霍爾德菌(Burkholderia cenocepacia)，并通過盆栽試驗說明此拮抗菌對黃瓜枯萎病防治具有良好的效果。另外，劉雪連等[61]利用SL 培養(yǎng)基從蚯蚓糞中分離得到54 株具有產酸性能的菌株，其中6 個菌株對大腸桿菌具有拮抗作用；汪學軍等[62]采用瓊脂法初步研究了蚯蚓糞中放線菌的抗菌活性，發(fā)現(xiàn)教酒鏈霉菌(Streptomyces chartreusis)和吸水鏈霉菌奧薩霉菌素亞種(S. ossamyceticus)對藤黃八疊球菌(Micrococcus luteus)有較強的拮抗作用，滅癌素鏈霉菌(S. gancidicus)對枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)具有較強的拮抗作用。這些研究都為以后分離抗菌物質用于防治病害奠定了一定的理論基礎。目前學者認為蚯蚓糞抑制土傳病害的機理主要包括“一般性抑制”和“特殊性抑制”兩種機制[18]。“一般性抑制”又稱間接抑制，是指引起土傳病害的微生物屬于營養(yǎng)依賴型病原菌，當蚯蚓糞施入土壤后會迅速對土壤中有機營養(yǎng)物質的活性進行調控，病原菌的繁殖體由于得不到足夠的營養(yǎng)而不能生長繁殖，從而抑制病原菌對連作作物根系的傷害。這種類型的抑制通常不會完全控制病害的發(fā)生，但能使病害程度降到最低限度?！疤厥庑砸种啤币卜Q直接抑制，這種抑制作用與蚯蚓糞中含有的拮抗微生物密切相關。例如已經鑒定的拮抗微生物有球孢鏈霉菌和丁香苷鏈霉菌[56]，鏈霉菌能產生抗生素及其他次生代謝物，并利用可溶性有機質產生胞外水解酶，通過滲入介質中的菌絲將所分泌的水解酶集結為很高的濃度，使其自身在土壤中具有很強的競爭力，從而抑制其他病害菌的繁殖，豐富土壤中拮抗微生物，減少土傳病害發(fā)生。一般而言，兩種機制在蚯蚓糞對病害的控制中均起作用[18]。

連作障礙的土傳蟲害主要表現(xiàn)為線蟲危害，尤其是根結線蟲的危害。Edwards 和Arancon[63]、Arancon等[64]、Sarma 等[65]的研究表明，添加適量蚯蚓糞可以顯著減少作物寄生線蟲的數(shù)量，降低作物的感染率。申飛等人[66]在設施番茄地土壤線蟲群落的研究中發(fā)現(xiàn)，與單施化肥相比，單施蚯蚓糞顯著降低了食細菌線蟲的比例。同時，Xiao 等[67]研究指出，蚯蚓糞主要通過調節(jié)土壤性質和提高作物抗病性兩種方式來抑制根結線蟲對番茄植株的危害。

2.4 對作物化感自毒作用的調控

酚酸類化感物質被公認為一些作物根系分泌物中的主要化感因子，其能在一定程度上誘導黃瓜等作物連作障礙的發(fā)生[68-69]，從而影響作物健康生長?？傮w來看，目前蚯蚓糞對化感作用調控方面的研究并不是特別多，具體機制尚不清楚。許永利[57]探討了連作環(huán)境中蚯蚓糞與酚酸物質的相互作用，指出外源酚酸添加到新鮮蚯蚓糞后，酚酸(丁香酸、香豆酸)降解效果明顯，且不同酚酸比例發(fā)生變化，并將這種結果歸因為蚯蚓糞對酚酸的降解和吸附。田給林等[37,70]的研究表明，放殖蚯蚓能顯著降低作物殘體腐解產生的酚酸類化感物質濃度，從而緩解化感自毒作用；在草莓連作土壤中施用蚯蚓糞，既可降解根際土壤酚酸，又能促進作物根系生長，從而達到抑制連作障礙的目的；蚯蚓糞可降解根際土壤酚酸，這可能源于蚯蚓糞中含有的能促進酚酸降解的微生物。分析認為，蚯蚓糞對酚酸類化感物質的調控，一方面可能是通過自身含有的腐殖質等物質的強大吸附作用來實現(xiàn)的；另一方面，由于蚯蚓糞中含有大量微生物，蚯蚓糞降解酚酸主要是通過某些特殊的微生物來實現(xiàn)的?？傊?，蚯蚓糞在緩解作物根系中化感自毒作用的潛力已經初步顯現(xiàn)出來，但具體的調控機制尚需進一步的研究才能證實。

2.5 聯(lián)合其他措施共同防治連作障礙的效果研究

田給林等[37,70]的研究表明，土壤滅菌后施用蚯蚓糞能有效緩解連作障礙中的酚酸化感效應，促進草莓植株生長。Parle[54]指出，與單獨使用殺真菌劑相比，蚯蚓糞和殺菌劑一起施用能明顯降低黃瓜的網斑病發(fā)生。許永利[57]指出，蚯蚓糞+生防菌調控連作障礙的作用是協(xié)調的，但這種作用需長期多次使用后方能體現(xiàn)?？傮w看來，施用蚯蚓糞與滅菌等措施同時進行在一定程度上對連作障礙的防治功效具有同步性。另外，申飛等[66]的研究表明，與單施蚯蚓糞或化肥或化肥配施益生菌相比，蚯蚓糞配施益生菌能夠減緩植食性線蟲增長，保持土壤環(huán)境健康和線蟲群落穩(wěn)定。同時，毛凱倫等[71-72]的研究表明，與單施蚯蚓糞或單施腐殖酸相比，蚯蚓糞與腐殖酸混施(蚯蚓糞1 800 kg/hm2和腐殖酸600 kg/hm2)對改良煙田連作土壤性狀和提高烤煙產質量效果較好，同時發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞與酒糟混施(蚯蚓糞1 800 kg/hm2+酒糟600 kg/hm2)相比兩者單施改良效果更好。尹恩等[73]研究表明，蚯蚓糞(50%)與叢枝菌根真菌混施能有效降低生姜連作病害，提高生姜產量。另外，植株定植前還可利用蚯蚓糞復合基質培育抗病性較強的健康壯苗，從而抑制連作障礙的發(fā)生。有研究表明[38,74]，利用蚯蚓糞復合基質培育出的早期幼苗長勢較好，農藝性狀指標均顯著提高，且移栽于連作土壤后，植株死亡率低，品質顯著高于其他處理。

2.6 蚯蚓糞施用方法研究

蚯蚓糞對連作障礙的防治程度與其用量存在一定關系。Szczech[75]研究表明，泥炭土生長介質中加入不同量蚯蚓糞后，番茄以及紫色甘藍的土傳真菌病害受到不同程度抑制，且抑制病害程度隨蚯蚓糞加入量的增加而增大。Kashem 等[76]的研究表明，隨著蚯蚓糞施用量增加，番茄的產量和品質也逐步上升。但大量研究表明，隨著蚯蚓糞用量的增加，連作障礙抑制效果并不是持續(xù)上升，而是呈現(xiàn)先上升后下降的“馬鞍形”變化，且較低比例的蚯蚓糞抑制連作障礙效果更為明顯，但這一最佳比例會隨作物種類發(fā)生變化，目前尚無統(tǒng)一意見。胡艷霞等[55]的研究表明，當蚯蚓糞體積濃度為20% 時，控制黃瓜病害的程度最大，防效達96.1%；而張永平等[39]則認為6% 的蚯蚓糞濃度能更好緩解花生連作障礙；尹恩等[25]在研究生姜連作障礙時發(fā)現(xiàn)，當蚯蚓糞濃度為50% 時，姜瘟病發(fā)病率最低，病情指數(shù)最小，生姜生長指標最好，產量最高。

蚯蚓糞不宜保存過久，否則肥效下降明顯。施用蚯蚓糞時，應盡可能使用新鮮的，而且最好是經過短期發(fā)酵的。發(fā)酵可使其中不夠腐熟的糞料徹底熟化，使有益微生物增殖更多，肥效也會更高。蚯蚓糞一般經過簡單的風干過篩處理即可施用，也可將蚯蚓糞制成粒肥或者水溶肥施用[77]，更有研究報道將蚯蚓糞浸提液作為浸種劑[78]或者將浸提液直接加入土壤中以防止根結線蟲[79]。蚯蚓糞施用方法與一般有機肥和化肥大同小異，常用的方法有底施法、溝施法和地面撒施法。滕明姣等人[80]的研究結果表明，蚯蚓糞集中施用更能發(fā)揮其功效。大田種植時，一般將蚯蚓糞作為基肥一次性施入土壤。同時注意，蚯蚓糞是一種緩釋性肥料，必須酌情添加氮、磷、鉀等速效肥料[81]。研究發(fā)現(xiàn)，連作煙區(qū)施用基肥時用蚯蚓糞替代30%化肥的處理能有效改良植煙連作土壤，提升煙葉質量品質并實現(xiàn)化肥減施增效[82]。

2.7 蚯蚓糞的生態(tài)安全問題

蚯蚓糞本身成分復雜，例如，不同餌料蚯蚓糞可能含有一些特殊成分，如有機污泥含有重金屬離子，長期不當使用以有機污泥為來源的蚯蚓糞勢必會造成土壤中重金屬積累，進而危害作物生長和人類健康。蚯蚓糞中含有多種微生物，既有大量有益微生物，也有大量有害微生物，而目前對蚯蚓糞中微生物的研究并不是特別多，造成其中的有害微生物對土壤及作物的影響并不是特別清楚，存在一定的安全風險。蚯蚓糞中含有多種有機酸，如丁酸、丙酸等，已有研究表明，有機酸能抑制種子萌發(fā)，傷害作物幼根，影響植株生長[83]。蚯蚓糞不僅成分較為復雜，且性質易受堆制過程中的環(huán)境因素和蚓種等的影響，但國內蚯蚓糞行業(yè)至今尚無統(tǒng)一標準，不同企業(yè)生產的蚯蚓糞性質差別較大，整體市場有待進一步規(guī)范。

設施農業(yè)連作過程中土壤硝酸鹽含量會明顯增加，導致土壤鹽漬化問題突出。Atiyeh 等[84]、Doan等[85]的研究表明，隨著蚯蚓糞用量的增加，土壤中NO含量呈線性增加；陳小錦[86]在紅壤中添加不同用量的蚯蚓糞時也發(fā)現(xiàn)，NO含量隨蚯蚓添加量顯著升高。這說明蚯蚓糞有加重連作土壤硝酸鹽的潛在風險。分析原因，一方面蚯蚓糞本身含有硝酸鹽；另一方面，蚯蚓糞會促進土壤中的硝化作用，最終將使土壤中NO含量增加。土壤中適量的NO會有利于植物根系營養(yǎng)吸收，但過量的NO將會抑制植物根系營養(yǎng)吸收，導致土壤的電導率升高，加重連作障礙。所以在具體生產過程中，務必注意蚯蚓糞不合理施用所引起的NO含量增加的問題。

針對蚯蚓糞對土壤酸堿性的影響，前人開展過系列研究，但結果并不一致。張聰俐等[87]的研究表明，蚯蚓糞施入土壤后土壤pH 升高；但Manivannan 等[88]的研究表明，蚯蚓糞施入土壤后，土壤pH 隨蚯蚓糞用量增加而下降。而Fernández 等[89]的研究表明，施用蚯蚓糞可以使堿性土壤和酸性土壤的pH 趨于中性。Mitchell 和Alter[90]則指出蚯蚓糞可以減少土壤的交換態(tài)鋁，調節(jié)酸性土壤的pH，從而達到改良酸性土壤的作用。分析認為，蚯蚓糞對土壤pH 的影響，一方面取決于餌料及自身性質，另一方面還取決于土壤酸堿度和性質。在農業(yè)生產中，針對不同連作土壤和作物，為取得良好效果，應對不同餌料的蚯蚓糞有所區(qū)分。

3 總結與展望

蚯蚓糞作為一種高效有機肥，最大的特點是將有機物、微生物、生長因子三者合理結合起來，更好改善土壤生態(tài)環(huán)境，最終達到增肥、抗病、養(yǎng)土的目的，使作物病更少、果更香、瓜更甜。蚯蚓糞在抑制作物連作障礙方面，尤其是在抑制土傳病害方面的獨特良好功效，使其具備在農業(yè)生產中大面積推廣應用的可能。但目前研究還存在以下問題：①蚯蚓糞對連作障礙的抑制作用研究目前主要局限于土壤生態(tài)系統(tǒng)、作物生長發(fā)育和病蟲害等方面，尚停留在零散地解釋連作障礙的外在表象，缺乏內部系統(tǒng)性機理探究；②研究表明，連作條件下施用蚯蚓糞可調控作物化感自毒物質，但蚯蚓糞對作物釋放的化感物質的具體影響及調控機制研究尚不清楚；③過高的糞(蚯蚓糞)土比會抑制作物生長，但不同地區(qū)、不同作物連作種植條件下蚯蚓糞的最適用量尚不明確；④蚯蚓糞作為一種有機肥，肥效緩慢，為有效抑制連作障礙，必須配施速效性化肥，但目前對連作條件下蚯蚓糞和化肥最適配比探討還很少；⑤目前絕大部分試驗僅限于盆栽，缺乏長期的大田定位試驗數(shù)據積累。只有進一步做好以上工作，才可能使蚯蚓糞在連作障礙綜合防治中得到更好的實際推廣應用。