马铃薯重茬障碍的危害及解决措施
朱凯
北大荒集团黑龙江克山农场有限公司 161621
马铃薯是我国重要的粮食和经济作物,但在连作(重茬)条件下易出现生长衰退、产量下降和品质劣化等问题,这一现象称为重茬障碍。随着集约化农业的发展,土地资源有限性导致重茬种植难以避免,而马铃薯对连作尤为敏感,其障碍主要表现为土传病害加剧、土壤微生物区系失衡、根系分泌物自毒作用及养分耗竭等。重茬障碍不仅制约马铃薯产业的可持续发展,还可能通过病原菌积累和土壤生态恶化引发长期生产风险。据统计,连作2~3 年的马铃薯田块减产可达 20%~50% ,严重时甚至绝收。因此,解析重茬障碍的形成机制并探索综合防控措施,对保障粮食安全和农业生态健康具有重要意义。
1 马铃薯重茬障碍的危害
1.1 重茬对土壤肥力的影响
马铃薯连作导致土壤中速效钾含量下降 30%-40% ,钙、镁等盐基离子流失,同时氮磷利用率因根系分泌物抑制土壤酶活性而降低,有效磷含量减少 20‰ 。此外,锌、硼等微量元素匮乏,有效锌含量降至临界值以下,影响块茎发育。黑土区有机质因连作加速消耗,年均下降 0.1%0.0.2% ,土壤保水保肥能力减弱。根系分泌物还抑制腐殖质形成,加剧土壤退化。同时,根系分泌有机酸及氮肥过量导致土壤酸化, pH 值下降 0.5-1.0,盐基饱和度降低 20%-30% ,土壤缓冲能力与抗逆性减弱[1]。
1.2 重茬对土壤微生物的影响
马铃薯连作显著降低土壤微生物多样性,细菌与真菌比值下降,放线菌数量减半,而致病性真菌如镰刀菌、丝核菌生物量激增 3-5 倍,导致微生物 Shannon 指数下滑 20%-30% ,群落稳定性大减。同时,土传病害相关菌群如疮痂病病原菌、晚疫病菌丰度骤增,侵染率高达 60%80% ,根结线虫密度亦显著提升至每 100g 土壤50-100 头,加剧根际生态失衡。
1.3 重茬对马铃薯生长势的影响
马铃薯连作导致重茬障碍,显著抑制植株生长势。具体表现为株高降低,地上部鲜重减少,根系总长缩短,吸收面积缩小,叶片黄化且光合能力下降。此外,根系钾、钙吸收效率降低 40%-50% ,导致小薯多、畸形薯率高。同时,晚疫病、疮痂病发病率提高 2-3 倍,块茎商品率下降,品质变差,淀粉减少 2-3 个百分点,还原糖升高。连作还导致植株早衰,生育期缩短7-10 天,出苗率降低,幼苗长势弱。
1.4 重茬导致马铃薯自毒作用加重
连作 3 年以上,马铃薯田块自毒物质浓度较轮作田增加 2-3 倍。低温环境减缓微生物降解,自毒物质半衰期延长;黑土黏粒吸附性强,加剧自毒物质滞留。这导致根系总长缩短,根毛密度降 40%60% ,电解质外泄率增 2-3 倍,吸收能力减弱[2]。同时,线粒体呼吸链酶活性受抑,ATP 合成减 20%-30% ,能量供应不足;赤霉素、生长素信号受阻,株高降 20%-30% ,块茎膨大受阻。
2 规避马铃薯重茬障碍农技农艺措施
2.1 深翻冻垡
秋季马铃薯收获后(9 月末至11 月初),于土壤封冻前完成深翻,深度 35cm 以上,旨在打破犁底层,翻转土层。利用冬季极端低温(-20~-30∘C )进行 3-4 个月冻垡处理,次年春季融冻后耙平播种。期间,结合增施腐熟牛羊粪肥(3-5t/亩)或生物炭( 500-800kg/ 亩)补充有机质,播前沟施复合微生物菌剂,每亩20-30 kg。
2.2 改变施肥方式
常规种植,将传统“ 一炮轰” 施肥方式改为阶段性施肥。“ 一炮轰”施肥是一种传统农业施肥方式,是在马铃薯播种前,将作物全生育期所需肥料一次性施入土壤,后续不再追加施肥。虽然节省人力,但肥料利用率低。部分肥料随水流失污染地下水,部分挥发污染大气,还有部分被土壤固定,破坏团粒结构,导致土壤板结。阶段性施肥,是根据马铃薯苗期对不同肥料的要求,施基肥,一般亩施入硫酸钾型复合肥(15-15-15)15kg;64% 磷酸二铵 15kg;50% 硫酸钾 10kg[3]∘ 。深耕 20-25cm ,均匀撒施后覆土。后期根据马铃薯生育期需肥规律,通过滴灌系统实施“ 按需追肥” 。如苗期促根(出苗后 20-30 天),亩施氨基酸水溶肥 1kg ,随水滴施;配合浅中耕松土,提高地温。块茎形成期(现蕾期),亩施高钾水溶肥(14-4-40):5.0-7.5kg ,随水滴施,同时进行叶面补肥,用 0.2% 硼砂溶液喷施,提高坐薯率。膨大高峰期(谢花后),亩施 99% 磷酸二氢钾 3kg+ 生物发酵菌液10kg ,滴灌冲施;同时进行叶面补肥,用 0.3% 钙镁肥喷施,减少畸形薯,增产量,提品质。
2.3 生物菌剂拌种
将马铃薯种薯切块后晾干至切口木栓化,以减少拌种时湿度过高导致的菌剂失活。亩用枯草芽孢杆菌(100 亿活芽孢 /g ) 150g 与哈茨木霉菌(80亿活芽孢 /g ) 100g 混合拌种,复配形成“ 抑菌 + 促生” 效果,根际有益菌群丰度增加,致病菌侵染率降低 60‰ 。有益菌在重茬马铃薯根际快速定殖,形成保护屏障,阻隔病原菌,降低病害,同时分泌生长素,促进根系生长,增强抗逆能力。
2.5 施用沤制的有机肥
沤制有机肥通过补充有机质,提升土壤肥力,改善结构,增加孔隙度。高温沤制杀灭病原菌及虫卵,同时降解自毒物质。此外,有机肥作为碳源,激活有益菌群,提升微生物多样性。沤制有机肥要点,选牛羊粪 60%-70%+ 秸秆 30%-40% ,加腐熟菌剂 2-3kg/ 吨,堆宽 2-3m. 、高 1.5m ,升温后5-7 天翻堆 3-4 次至腐熟。采用覆膜堆肥,提升堆温 5-10∘C ,缩短腐熟时间;添加耐低温菌剂,确保冬季堆肥活性。同时,配合施用生物炭 500kg/ 亩,吸附自毒物质,延长肥效;秸秆还田 500kg/ 亩,后覆盖腐熟菌剂,加速分解并固碳。
2.6 换茬种植绿肥还田
针对马铃薯重茬障碍问题,推荐选择耐寒绿肥品种进行换茬种植。豆科绿肥如毛叶苕子(“ 兰箭 1 号” )、箭筈豌豆,固氮能力强,亩固氮量可达 5-8kg ,且适应冬季的低温环境 (-30∘C ),越冬存活率高达 80% 以上。禾本科绿肥如冬黑麦、燕麦,生物量大,鲜草亩产量可达 2-3t,能有效提升土壤有机质。十字花科绿肥如油菜(抗寒品种),能分泌硫苷类物质,有效抑制土传病原菌,如使镰刀菌数量减少。种植时间上,应抢在马铃薯收获后(9 月下旬至10 月初)的适宜墒情期播种绿肥。为确保绿苗安全越冬,需采取覆盖地膜或秸秆的措施,以提升地温。
3 总结
综合治理马铃薯重茬障碍需结合轮作、土壤修复、生物调控及抗病品种,形成系统性方案。实施时,需考虑区域特性,寒地采用低温适应性技术,黑土区强化有机质保育。绿肥还田与微生物技术对可持续发展至关重要,能维持土壤健康,减少化肥农药使用。推广时,建议合作社规模化实施,摊薄成本,提高效益,并加强农户培训,普及现代农业技术,支撑马铃薯产业健康发展。
参考文献:
[1]许永丽;张丽萍.青海省湟中区马铃薯抗重茬剂筛选试验初报[J].青海 农技推广,2024(11):46-48.
[2]胡月华;杜保伟;黄瑞斌.有机无机肥配施对重茬土壤改良及马铃薯生理特性的影响[J].江苏农业科学,2024(10):205-212.
[3]苏会宁.马铃薯连作障碍产生的原因与防治方法分析[J].种子科技,2024(5):158-160.