土壤退化已成為制約西北地區(qū)棉花、馬鈴薯及設(shè)施農(nóng)業(yè)三大主導產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。采用常規(guī)施肥灌溉及植保措施對土壤生物退化修復收效甚微。

　　■薛泉宏

　　目前，我國具有生物退化的耕地面積約1億畝。其中，全國僅設(shè)施蔬菜種植就達到5020萬畝。西北地區(qū)連作造成的生物退化土壤已達5000萬畝以上：新疆棉花連作面積2000萬畝，西北馬鈴薯及設(shè)施溫室面積分別達2000萬畝及1000萬畝以上。

　　土壤退化已成為制約西北地區(qū)棉花、馬鈴薯及設(shè)施農(nóng)業(yè)三大主導產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。采用常規(guī)施肥灌溉及植保措施對土壤生物退化修復收效甚微。

　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)包括現(xiàn)代種植業(yè)和現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)?，F(xiàn)代種植業(yè)的主要特點在于設(shè)施化、專業(yè)化、集約化及商品化，普遍存在同一田塊或設(shè)施種植區(qū)多年連續(xù)種植同一作物的現(xiàn)象。連作導致作物病害加重、生長不良、品質(zhì)下降、產(chǎn)量降低甚至絕收。在高附加值的經(jīng)濟作物和園藝作物上，該現(xiàn)象尤為嚴重。由連茬種植的農(nóng)作物和土壤微生物共同引起的連茬作物生產(chǎn)力下降或絕收的現(xiàn)象稱為土壤生物退化，傳統(tǒng)上稱之為連作障礙或再植病害。

　　在發(fā)生生物退化的土壤上，改種其他作物能達到正常生長水平，故由生物引起的土壤生物退化不是土壤生產(chǎn)力的絕對喪失，應稱之為土壤的相對退化。這種土壤退化對作物有選擇性，僅抑制連茬作物，對其他作物無影響或影響不大，實施輪作倒茬時癥狀消失，故長期以來并未引起研究者高度關(guān)注。用傳統(tǒng)的化學農(nóng)藥等植物保護技術(shù)效果差，現(xiàn)有技術(shù)措施難以從根本上解決問題。諸如，通常采用氯化苦、甲醛處理土壤或耕層換土解決土壤生物退化，但成本高、效果差，殺死了大量的有益微生物，破壞了土壤中微生物的生態(tài)平衡，導致土壤生產(chǎn)力下降等新的問題。

　　在“無藥可用，無法可用”的情境下，輪作倒茬是解決該問題的最佳途徑，但在目前中國人多地少及土地承包到戶的情況下，在現(xiàn)代種植業(yè)向設(shè)施化、集約化及商品化發(fā)展的形勢下，輪作難度大，難以實施。

　　尋求新的防控技術(shù)是現(xiàn)代種植業(yè)目前亟待解決的問題。

　　研究表明，土壤生物退化發(fā)生的主要機制有三：一是連續(xù)種植導致土壤中特定病原菌數(shù)量大幅度增加，有益菌數(shù)量減少，微生物區(qū)系異常，使土傳病害加重；二是連續(xù)種植導致作物產(chǎn)生的自毒物質(zhì)在土壤中累積，作物根區(qū)土壤化學環(huán)境惡化，產(chǎn)生化感抑制作用，使作物生長不良；三是作物對某些元素的偏好吸收導致營養(yǎng)元素失衡。

　　針對土壤退化的發(fā)生機制，通過施用化學肥料可以有效解決營養(yǎng)元素平衡失調(diào)問題。但土壤中病原菌增加、微生物區(qū)系異常及自毒物質(zhì)累積則難以用農(nóng)藥和現(xiàn)有栽培技術(shù)解決。

　　因此，要從保持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的高度重視土壤生物退化問題，建議如下：

　　改變單一農(nóng)藥防治策略，從作物根區(qū)微生態(tài)修復新角度開展研究，綜合治理。組織微生物學、微生態(tài)學、土壤與土壤化學、植物營養(yǎng)學、植物保護學、園藝學及作物栽培學等學科的科研力量聯(lián)合攻關(guān)，搞清發(fā)生機制，開發(fā)新的產(chǎn)品及技術(shù)。采用“扶正祛邪”的控制思路研制新型多功能微生物制劑，抑制土傳病害病原菌生長、調(diào)整微生物區(qū)系，分解根泌自毒物質(zhì)，分泌植物激素刺激根系發(fā)育與作物生長，進行作物根區(qū)微生態(tài)修復，從根源上減輕或消除連作引起的土壤生物退化。

　　其中用有益菌抑制病原菌，用有益菌分解自毒物質(zhì)就屬于“祛邪”；接種有益菌，增加土壤中有益菌數(shù)量，調(diào)整微生物區(qū)系平衡，用產(chǎn)植物激素的有益菌促進作物根系發(fā)育及作物生長就屬于“扶正”，二者并舉，才能收到預期效果。

　　目前，針對土壤生物退化，國內(nèi)已有專門研究，并取得重要進展：已篩選出大量多功能微生物；研制出針對辣椒等多種園藝作物及丹參等中藥的多功能放線菌修復劑；在多種作物上進行了效果驗證及機理分析。下一階段，亟待進行更為深入的機理研究及在更多作物上的效果觀察，從而在生產(chǎn)上示范、宣傳、推廣。