由於土地資源有限，在對老果園更新時，果樹重茬栽培無法避免，導致連作障礙的發生具有普遍性。據報道，英國50%的果園曾發生蘋果連作障礙的現象，波蘭存在連作障礙的果園面積曾佔到總面積的60.7%，蘋果連作障礙導致美國華盛頓州10年間經濟損失達40000美元/hm

蘋果連作障礙是指果園刨除老樹後，重茬栽植蘋果幼樹時，新植樹根系不健康，幼樹生長緩慢，植株矮小，病蟲害嚴重，甚至整株死亡的現象，日本稱之為忌地現象，歐美國家稱之為再植病害，我國稱之為重茬障礙或連作障礙。

蘋果連作障礙的發生機理

作物連作障礙的原因複雜，是植物有機體與土壤內含物諸多因素綜合作用結果的外觀表現。綜合本課題組及國內外學者的研究成果，將蘋果連作障礙發生的主要原因概述如下。

有害真菌

前人研究認為，連作障礙的發生與微生物群落結構失衡密切相關，長期連作可導致微生物種群結構失衡，降低有益微生物數量，增加土傳病害菌數量，土傳病害加重，從而導致作物減產。在多數地區，連作土壤中有害真菌數量的增加是造成連作障礙的主要原因。不同地區、不同果園連作土壤中的有害真菌不同。本課題組2011年和2013年分別從環渤海灣蘋果產區的老蘋果園以及連作蘋果園土壤中分離到大量的尖孢、串珠、腐皮和層出鐮孢菌，且研究發現其對蘋果砧木平邑甜茶幼苗有強致病性。2013年對山東省磁窯鎮、道朗鎮以及山東省煙臺市金城鎮的連作蘋果園土壤中的真菌構建了克隆文庫，發現柱孢屬、鐮孢屬佔的比例較大。2015年在環渤海主要的蘋果產區採集蘋果連作土，共篩選出2643個陽性克隆，構建了蘋果連作土壤真菌克隆文庫，發現鐮孢菌、子囊真菌、蘭久浩酵母菌、被孢黴菌、假裸囊菌、隱球酵母菌等真菌在環渤海地區廣泛存在，其中鐮孢菌、子囊真菌含量較多。2016年在西北黃土高原主要的蘋果產區採集蘋果連作土，共篩選出3000個陽性克隆，構建了蘋果連作土壤真菌克隆文庫，發現鐮孢菌、子囊真菌、葡萄球菌屬、被孢黴屬、毛殼菌含量較多。我們認為鐮孢屬真菌是環渤海和西北黃土高原連作蘋果園土壤中的主要致病真菌，而常常被國外學者報道的腐黴屬、疫黴屬真菌在我們調查的果園土壤中既沒有分離到，也沒有檢測到。因此，不同地區、不同果園連作土壤中的有害真菌不同，同一地區、不同果園連作土壤中的有害真菌也存在差異。

化感物質自毒作用

酚酸類物質是引起蘋果連作障礙的原因之一。酚酸類物質的作用強度會因酚酸種類的不同而有所不同，會隨著濃度的升高而加強。本課題組前期研究表明一定濃度的苯甲酸不但傷害了平邑甜茶根系，而且比相同濃度的間苯三酚、丁香酸、對羥基苯甲酸、咖啡酸和阿魏酸對平邑甜茶根系抗氧化酶活性和線粒體功能的抑制程度大。王青青、毛志泉等研究證明了一定濃度根皮苷可降低 TCA 循環中相關酶活性，導致蘋果砧木平邑甜茶根系呼吸速率下降。尹承苗研究表明，連作土壤中酚酸類物質根皮苷、根皮素、間苯三酚等不僅能直接傷害連作平邑甜茶幼苗根系，還能通過促進鐮孢菌的繁殖、生長加重蘋果連作障礙的程度。這些研究結果對生產中採取相應措施減輕連作障礙具有重要意義。

土壤理化性質惡化

長期種植果樹，連作果園土壤往往表現為容重變大，通氣孔隙比例下降，土壤酸化，影響下茬幼樹的正常生長。果樹為多年生植物，根系分佈深而廣，同類果樹根系在土壤中吸收的營養成分基本相同，往往造成土壤中某些元素的缺乏。因此，在蘋果連作障礙最初的研究中，大多數研究都向土壤養分虧缺的方向深入，但有研究結果表明，即使補充相關元素也不能改善蘋果連作障礙。

土壤酸化導致土壤中某些營養元素流失或產生毒效應來影響植物的正常生長，酸化土壤的肥力差等眾多因素限制植物生長，導致細根減少以及根系分佈上移，影響養分和水分的吸收。目前山東省果園土壤出現嚴重酸化的現象，從全省主要果品產區來看，以棕壤為主的膠東地區果園土壤酸化最為嚴重，招遠果園土壤平均pH值為 4.22，呈極強酸性；棲霞、文登、蓬萊、萊西果園土壤平均pH值分別為4.69、4.86、5.14、5.26，呈強酸性。於忠範等對膠東268個果園土壤pH值進行了測試，發現膠東果園土壤酸化十分嚴重，種植果樹必須改良的強酸性、酸性土壤果園佔全部果園總數的60.5%，再加上弱酸性土壤果園，膠東偏酸性果園佔全部果園的比率竟達到88.4%。本課題組前期利用¹⁵N標記的方法研究發現，土壤的連作和酸化顯著降低了平邑甜茶根系對氮素的吸收速率。綜上所述，土壤酸化造成土壤理化性質惡化、根系養分吸收障礙以及土壤微生物群落結構的改變，是生產上的障礙因子。

減輕蘋果連作障礙的措施

1. 抗性砧木

砧木的抗性與連作障礙的發生程度密切相關，通過育種選育對連作障礙耐受能力強、適應性強的品種或砧木有望從根本上解決蘋果連作障礙。Rumberger 等選用3種CG系列蘋果砧木CG16、CG30、CG210和常規砧木M7、M26，嫁接Royalempire品種，分別在再植果園的老樹行位置和行間生草帶種植，連續觀察3年，結果表明CG30和CG210砧木較耐連作。Mazzola等研究發現，在華盛頓州再植園中，Geneva砧木系列根黴腐菌感染率顯著低於M26、MM111和MMl66。北京億冠林農林科技有限公司繁育的蘋果砧木具有良好的抗重茬特性，目前正在推廣應用。本課題組前期研究發現，不同蘋果砧木對連作環境的反應差異顯著，在萊蕪難嚥、八稜海棠、新疆野蘋果、山定子和平邑甜茶中，平邑甜茶適應性較好。

1. 農藝措施

1合理的輪作、間作、套種和混作

輪作、間作、混作、地面覆蓋等管理措施等都是非常有效的應對連作障礙的措施。輪作可以提高土壤細菌群落的多樣性，同時因大多數病原菌都是專性寄生，通過與病原菌非寄主植物的輪作，可有效降低土壤傳播病害的發病率，但輪作不同作物其減輕蘋果連作障礙的效果差異明顯。呂毅、毛志泉等研究發現，輪作蔥更有利於減輕蘋果連作障礙，但輪作耗時太長，一般輪作時間不能低於3年。我們的研究結果表明，短期輪作蔥加施菌肥的措施可有效減輕蘋果連作障礙現象。

為避免輪作時間太長給蘋果生產者帶來不便，我們研究提出了蔥、樹混栽減輕蘋果連作障礙新技術，即讓幼樹生長在蔥裡面。李家家、毛志泉等研究表明，將平邑甜茶幼苗與蔥混作，可以減少連作土壤中真菌數量，特別是土壤中尖孢鐮孢菌數量，提高細菌數量，並明確了所增細菌的類型，明顯減輕了蘋果連作障礙。

2深翻客土

植物殘體及枯枝落葉中含有大量的病原菌，它們的存在會成為病害發生的侵染源，另外植株殘體腐解後產生的自毒物質也是連作障礙產生的重要原因之一，因此應儘量清除殘根。連作時最好深翻改土，深翻客土是一種克服果樹再植障礙的有效措施；但客土的缺點是費時費工，並且適宜栽植蘋果的正茬土地資源有限，生產上難以大面積應用。本課題組提出的連作建園時“冬前開溝、風乾凍融、春季回填、土層置換”土壤處理方式與其他措施相結合能較好地防控蘋果連作障礙。

3施用有機物料

王豔芳、毛志泉等研究結果表明，適量施用海藻有機肥能明顯促進再植條件下的平邑甜茶幼苗的生長，並且可以提高土壤酶活性，改善連作土壤環境。張兆波、毛志泉等研究指出，連作蘋果幼樹施用有機物料發酵流體，能明顯減輕蘋果連作障礙現象。大量使用有機肥能明顯減輕蘋果連作障礙，其原理在於土壤中增加了大量的微生物，特別是細菌數量，改善了連作環境中微生物的群落結構，但施入有機物料的量一般每畝需要10~30m3，若大面積推廣，有機物料資源不足。

4化學與物理防治

土壤化學燻蒸是克服連作病害的有效措施，溴甲烷、氯化苦、1,3-二氯丙烯等化學試劑常被用來對土壤進行滅菌來防止土傳病害的發生。雖然這種方法具有良好的控制效果，但卻存在成本高、有汙染等諸多問題，因此難以大面積推廣，特別是溴甲烷已被禁用。劉恩太、毛志泉等研究發現，棉隆處理連作土壤，使得土壤中微生物發生變化，細菌與真菌比值增加，平邑甜茶幼苗植株長勢增強；研究還發現多菌靈對連作土壤串珠鐮孢菌的控制效果最好，可減輕蘋果連作障礙。

另外，利用太陽輻射和蒸汽等物理措施也能達到土壤消毒的目的，但應用範圍和有效性有很大侷限性。將連作蘋果園土壤放置在60~70℃蒸汽中進行巴氏滅菌處理後，可促進蘋果幼樹的生長。Jaffee等報道γ-射線可消除蘋果連作障礙，但此法應用成本太高。

鑑於土壤化學熏蒸劑的毒性和大田應用的高成本，有些化學藥劑防治有逐漸被其他防治措施所取代的趨勢。

生物防治

1拮抗細菌的應用

再植時向土壤中施入一些拮抗細菌對土傳植物病原菌有一定的控制作用。本課題Ju 等研究發現，1株名為Y-1的枯草芽孢桿菌可抑制蘋果幼苗的根腐病，可減輕蘋果連作障礙。枯草芽孢桿菌TS06、蘇雲金芽孢桿菌以及解澱粉芽孢桿菌菌株W19 在控制土傳病害方面都有一定的效果。

2拮抗真菌的應用

本課題組研究發現，蘋果連作土壤中添加球毛殼 ND35 菌肥可以很好地改善蘋果連作土壤微生物區系，增加平邑甜茶幼苗根系活力和生物量。張先富、毛志泉等研究發現，分離到的草酸青黴 A1，其菌肥能減輕蘋果連作障礙。楊興洪等研究發現在連作幼樹上接種VAM菌根真菌能大大減輕蘋果連作障礙。

3拮抗植物的應用（生物燻蒸）

某些植物能夠有效地拮抗與再植病害相關的病原物的生長，被稱之為拮抗植物，這些植物能夠產生揮發性的殺生氣體抑制或殺死土壤中有害生物。目前，蕓薹屬植物、菊科植物、蔥屬植物、家禽糞便等均被用作生物燻蒸材料以有效防治土傳病害及植物根結線蟲。有研究表明，蘋果連作土壤中添加芥菜籽粉和白芥子粉等生物熏蒸劑後，能明顯緩解蘋果連作障礙。本課題組研究發現，將再植蘋果幼樹與蔥屬植物混作能顯著促進2年生蘋果幼樹的生長，顯著改善連作土壤真菌群落結構，降低病原菌的數量，特別是尖孢鐮孢菌、層出鐮孢菌、腐皮鐮孢菌和串珠鐮孢菌的數量。

蘋果連作障礙防控技術體系

山東農業大學蘋果連作障礙防控技術研究課題組，在國家現代農業（蘋果）產業技術體系資助下，經過近10年的研究、總結，提出了蘋果連作障礙綜合防控技術體系，並在國內蘋果主產區進行田間示範，取得預期效果，其技術要點如下。

1冬前開挖定植溝。秋季果實採摘後，儘快去除老樹，每畝撒施腐熟好的農家肥5000kg，全園旋耕30~40cm。之後按設計好的行距開挖定植溝，定植溝深60~80cm，寬不小於100cm。開溝時將上層土（熟土）與下層土（生土）分開［即0~30cm（40cm)和30（40)~60cm（80cm)的土］放置，開溝過程中注意撿除殘根。定植溝於春季回填，回填時上、下層土顛倒位置，即生土置於上部，熟土置於溝底。

2處理樹穴土壤、定植。3月下旬至4月上旬，在定植溝內挖內徑、深均40cm的樹穴，將1kg防治蘋果連作障礙專用菌肥（國家現代農業（蘋果）產業技術體系研製）與樹穴土壤充分混勻，選用優質苗木——根系完整、健壯、整齊的大苗定植，特別是優質的脫毒苗或砧木相對抗連作障礙的苗木對成功建立連作園有重要作用，定植前苗木根系應在清水中浸泡24~48h並修剪根系。定植後，於行內覆蓋園藝地布。

3樹盤範圍適時種植蔥。定植當年9月上旬，去掉園藝地布，在樹盤撒播蔥種，每個樹盤撒播4~5g蔥種，即讓幼樹生長在蔥裡面，第2、第3年春季（或夏、秋季）繼續在樹盤撒播蔥種，也即樹盤連續3年種蔥。在蔥生長季節，適當追施1~2次肥，施肥後澆水。同時行間連續3年間作1年生矮稈植物，如花生、牧草等，加強連作建園後的土肥水管理、病蟲害防控和整形修剪等工作。

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