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(dǎo)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(fù)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(dǎo)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(fù)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(dǎo)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(yán)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(yīng)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(xué)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(xué)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(dǎo)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(xué)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(fù)新角度開展研究，綜合治理。組織微生物學(xué)、微生態(tài)學(xué)、土壤與土壤化學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)、植物保護學(xué)、園藝學(xué)及作物栽培學(xué)等學(xué)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(fù)，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(yù)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(fù)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。