辣椒是湖南省主要栽培的蔬菜之一，具有独特的风味，品种丰富。据不完全统计，湖南省辣椒种植面积在16.67万h㎡以上，总产量超400万t，并实现辣椒产业总产值300亿元。
随着种植技术的不断提高，蔬菜产业已打破了时间与季节的限制，部分蔬菜已实现全年供应。设施栽培中辣椒连作障碍表现越发严重，加上设施栽培在耕地方面的限制，连作情况普遍，而辣椒产量和品质也随着连作年限的增加出现明显下降，并影响了辣椒产业的可持续发展。现阶段，所采取的连作障碍防治措施并不能从根本上解决辣椒连作的一系列问题，其主要原因在于不能针对性分析连作障碍原因和程度，及无精准的解决措施。因此，对辣椒连作障碍进行相关分析，并找出符合现代化农业生产，且安全有效地减轻或克服连作障碍的措施已成为辣椒生产的迫切需求。
1 辣椒连作障碍的影响
目前，连作障碍已成为设施栽培农业需要克服的首要难题，相关研究表明，辣椒产量随着连作时间的增加将逐年下降，连作1、2和3 a，产量分别下降10%~15%、20%~30%和30%~50%，而多年连作，可能导致70%以上的减产。
连作不仅会造成辣椒产量的损失，还会影响辣椒的品质，且不同品种连作障碍程度不同。高晶霞等报道了1、3、5、7 a不同连作年限对辣椒光合特性、叶绿素含量、果实品质（可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C含量等）和生理生化特性的影响，均表现出先增加后下降的趋势。而且辣椒连作还将导致丙二醛含量上升，可溶性糖、可溶性蛋白含量降低。
另外，连作障碍将造成病虫害加剧。阳佳媛等调查报道显示，湖南娄底地区辣椒连作障碍为中度，偏施磷肥、钾肥现象明显，土传病害发生率为16%~26%，出现比较明显的煤污病、炭疽病、病毒病，影响产量和品质。
2 辣椒连作障碍的主要因素
连作障碍产生的原因十分复杂，尚无定论，主要包括生物因子和非生物因子两种。生物因子如土壤、作物自毒物质、微生物等，主要表现在如下几个方面。
2.1 植物的自毒影响和化感作用造成连作障碍
辣椒自毒作用是指其根系分泌的自毒物质会对自身生长发育产生抑制效果，并且还会对土壤根际微生物造成影响，导致其含量降低。化感作用则指所有类型植物、微生物间生物化学物质的相互作用（有有利影响或不利影响）。植物化感物质的释放途径众多，如根系的分泌、茎叶的挥发、淋溶等，植株残茬等也可分泌化感物质。化感作用是对植物同属或其他远缘植物产生的促进和抑制作用。
辣椒根系分泌物是造成辣椒连作障碍的主要原因之一，其根、茎、叶的水浸液都影响种子的萌发，其中浓度在0.05~0.20 g/mL（低浓度）具有一定的促进作用，而高浓度（0.30 g/mL及以上）则对萌发产生抑制作用，其中抑制作用最强的为叶水浸液，其次为根和茎的水浸液。权建华等还指出，辣椒根系分泌物浸提液对辣椒幼苗生长也具有一定的抑制作用，浓度越高，则抑制作用越强，当辣椒根系分泌物浸提液浓度为100 g/kg时，辣椒幼苗的蒸腾速率下降0.25 μmol·m-1·s-1，光合速率下降0.97 μmol·m-1·s-1，当浓度达到300 g/kg时，对辣椒幼苗生长的抑制作用最强，光合速率下降3.19 μmol·m-1·s-1，蒸腾速率下降1.35 μmol·m-1·s-1。
2.2 连作造成土壤酸化与次生盐渍化，促使形成连作障碍
长时间的连作，加上肥料滥用（单一使用某种元素肥料或过量使用化肥），栽培管理不合理（大水漫灌等），与茄子、番茄等茄科作物套种等，导致土壤中的盐分不断朝土壤表层聚集，易溶性盐含量也随之剧增。
土壤盐渍化会抑制植株对水分和养分的吸收，进而不利于植株的生长发育，最终导致作物产量和质量下降。有研究发现，随着种植年限的增加，设施土壤pH值下降，土壤透气性下降，土壤容量增加，长期连作还将使土壤水稳性微团体（＜2 mm）增多，大团体含量下降，导致土壤理化性状恶化，威胁土壤微生态结构。
2.3 连作造成土壤酶活性改变促使形成连作障碍
土壤酶活性能反映出土壤生态环境的优劣情况，同时能反映土壤中各种生化反应的动向与强度，连作土壤的酶活性变化与作物生长存在相互影响和相互制约的关系。随着连作年限的增加，土壤酶活性会受到较大影响，而土壤酶活性的改变将影响土壤中的磷循环和养分转化，进而导致辣椒根系对养分的吸收和利用能力减弱，影响产量和品质，导致辣椒连作障碍。研究化感物质邻苯二甲酸二丁酯如何影响辣椒根系生理指标及周围土壤酶活性过程中发现，邻苯二甲酸二丁酯在低浓度水平下可一定程度促进辣椒根系生理指标和土壤酶活性，而高浓度则具有显著的抑制作用。
童芳等发现随着辣椒连作年限的不断增加，其土壤酶活性会显著下降，如碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶等，而有些酶类的活性则先升高后降低（如酸性蛋白酶、脲酶、纤维素酶和酸性转化酶等），或先降低后升高（如多酚氧化酶等）。这些关键酶活性的降低，将导致过氧化氢等物质的积累，阻碍土壤中碳、氮和磷的循环，降低化学反应，进而导致养分供应力也下降，这也是设施辣椒连作障碍形成的机理之一。
2.4 连作造成土壤微生物数量和结构改变，促使形成连作障碍
土壤为微生物的生长提供了适宜的条件与营养物质，土壤中含有大量微生物，包括细菌、真菌、放线菌和原生动物等，而微生物在土壤形成、肥力演变与物质循环和植物的生长中都发挥着重要作用。在连续种植同一种作物的情况下，根分泌物种类单一，因此提供给微生物的养分也单一，从而导致微生物多样性和土壤丰度下降，病原菌增加，进而影响植株的正常生长发育。
研究发现，连作使设施辣椒土壤中的微生物发生了从“细菌型”向“真菌型”的转变，通过比较大豆轮作和短期、长期连作的真菌丰度与多样性，发现短期、长期连作情况下，土壤真菌丰度分别增加29个属和38个属，多样性分别减少12个属和17个属，这种土壤微生物数量与结构的改变将导致功能的改变。而有益功能细菌类群的减少会影响土壤质量，导致土壤中蛋白质等物质无法及时分解，进而无法为作物提供所需的营养物质，这可能也是设施辣椒连作障碍形成的重要机理之一。
3 辣椒连作障碍治理技术
3.1 选择抗性品种
随着土壤连作年限的增加，辣椒连作障碍也随之加重，辣椒抗病性和抗逆性则急剧下降，因此在辣椒品种选择上，需选择适合当地，且具有抗病、优质、高产等特点优势的品种。
此外，还可通过嫁接技术克服连作障碍。辣椒嫁接苗一方面可保持其种性，另一方面还有较强的抗病、抗逆性，能克服连作障碍。研究发现，辣椒嫁接苗根系土壤的pH值明显提高，土壤酸化得到缓解，同时分析辣椒嫁接苗土壤中的微生物发现，土壤中的微生物含量和放线菌比例都明显增高，土传病害的发生概率显著下降。曹玲玲等认为，应用嫁接技术可有效解决辣椒连作产生的土传病原菌积累问题。
3.2 合理轮作倒茬
随着辣椒连年种植时间的延长，辣椒病害的发生率也随之增高，研究发现，用连作3 a以上的土壤种植辣椒，其病害发生率为35%，而用连作8 a的土壤种植，则病害发生率达到80%。因此，在辣椒种植中，合理轮作是非常重要的措施。
合理轮作能让土壤中的含盐量显著降低，还有利于前茬作物根系分泌物缓解土壤中的酚酸物质，从而改善土壤微生物环境。如，洋葱—油菜—甜瓜轮作能有效抑制枯萎菌的产生和繁殖；菌—椒轮作则可利用菌类的菌丝、子实体有效抑制土壤中的致病菌（如革兰氏阴性菌、病毒和真菌等），比较优选的菌类有羊肚菌、大球盖菇等，研究发现，菌—椒轮作可实现辣椒增产28.21%，抗病性提高42.86%。另外，有研究指出，可利用伴生其他作物的栽培模式来提高辣椒连作土壤中的酶活性，改善土壤生物学环境和土壤养分，提高土壤B/F值（细菌与真菌数量比），减少致病菌数量，从而缓解连作障碍。
3.3 生物炭土壤处理
研究发现，土壤灭菌能增强辣椒的光合作用，促进植株生长发育；同时土壤灭菌处理后可提高土壤微生态环境，提高植株的生长势、根系活力，改善连作土壤结构与土壤理化性状。
生物炭是一种土壤改良剂，生物炭的使用对植物生长具有一定帮助，在酸性土壤中，碳元素被矿化后很难再分解，而生物炭能稳定土壤中的碳元素，提高植株对土壤养分的利用率。生物炭还能改良土壤微生物结构、微生物碳量、土壤酶活性，减少空气中的碳含量，提高土壤对水分和离子的吸附能力，为微生物提供良好的生态环境。章玉平比较了连作障碍土壤中添加不同浓度粉状活性炭、碳酸钙粉末及不加入活性炭或碳酸钙对辣椒种子萌发、幼苗生长、植株生长的影响，结果发现添加0.1%活性炭有助于克服辣椒连作障碍。
设施辣椒连作障碍得到治理
3.4 生物防治
生物防治方法包括施用生物菌肥、利用秸秆生物反应堆和植物源杀菌剂等。
生物菌肥在我国农业中经常施用，其在改善土壤微生物群落结构、土壤理化性质和微生态环境方面具有重要作用。如阿姆斯微生物菌剂，能促进辣椒对养分的吸收，且促进钾元素的释放；在施用生物菌肥的基础上，使用土壤熏蒸剂能让土壤微生物结构、微生物活性得到显著改善，并实现辣椒产量和质量的提升。
秸秆生物反应堆具体是指利用秸秆、菌种替代传统的化肥、农药，秸秆生物反应堆技术不仅能使作物的产量与质量得到显著提高，而且对环境不会造成污染。另外，该技术的应用还能明显改善土壤微生态结构，提高土壤温度，并有效防治土传病害。秸秆生物反应堆的应用还能大大提高设施大棚的室内温度和CO2浓度，有利于作物产量和质量的形成。
植物源杀菌剂作为生物防治技术之一，能直接抑制病原菌的侵害，由于其能刺激植物自身产生抗病菌活性物质，从而使植株的抗病能力得到增强，并提高植物对营养元素的利用，如芽孢杆菌株HL-3和LZ-8能显著抑制辣椒疫霉NGDP和辣椒枯萎病病菌，从而促进辣椒生长发育；枯草芽孢杆菌BS193菌株能有效抑制辣椒疫霉菌的侵染，其防效达到63.50%；枯草芽孢杆菌Ya-1对辣椒枯萎病具有良好的防治效果。而辣椒根系土壤筛选出的枯草芽孢杆菌则具有广谱的拮抗作用。
近年来，生物强化还原处理越来越多地应用到了土壤连作障碍的治理中。该方法最初在21世纪初由荷兰和日本科学家在同一时期提出，是一种有效控制土传病害的方法，被称为厌氧土壤消毒（ASD，荷兰）或生物土壤消毒（BSD，日本）。近年来，我国学者独立发展该方法为强还原土壤灭菌（RSD），该技术通过添加生物材料进行生物质强化作用，以消灭耕层土壤病原微生物，创造强还原土壤生态环境，RSD能有效杀灭耕层土壤病原微生物，改善土壤环境。由于RSD不使用任何化学药剂，因此也被称为生物强化还原（BRSD）。研究发现，浙江省金华市采用BRSD对连续6 a种植辣椒的土壤进行处理，对辣椒连作障碍的防控效果显著优于高温闷棚处理效果，且辣椒发病率更低（13.0%）、平均产量更高（增加47.5%），同时土壤有机质含量增加，pH值达到6.1，土壤中尖孢镰刀菌数量更低、病原微生物增殖受到抑制，速效氮、速效磷和速效钾含量较处理前和高温闷棚低，可减少施肥量，使退化土壤得到明显改良。
3.5 化学防治
对土壤病虫害和杂草进行化学防治的效果较为显著，目前使用的化学药剂种类繁多，如棉隆、石灰氮、乙烯利、碘化烷、碘代化合物等。
石灰氮（氰氨化钙）可用于连作障碍严重的地块进行熏蒸处理，每667 ㎡施用50%石灰氮颗粒剂32～64 kg，均匀撒施到土里，熏蒸10~20 d，能有效减轻连作障碍。
褪黑素的应用近年来备受关注，其是一种新型植物生长调节剂和生物刺激剂，最早是在牛的松果体中提取出来，在植物生长发育、叶片凋亡、果实成熟等过程中发挥着重要作用，能提高辣椒植物的光合作用，缓解低温胁迫，并提高抗逆能力。研究发现，褪黑素在辣椒幼苗遭受盐胁迫时具有显著的缓解作用，并提高辣椒幼苗的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和叶绿素含量，及幼苗中脯氨酸和钾离子的含量。
设施辣椒连作障碍得到治理
4 展望
现阶段，针对辣椒连作障碍造成的损失，通常以施用化肥农药的方式来缓解，但过量施用会造成土壤盐渍化、富营养化和酸化等问题。诸多研究表明，辣椒连作障碍的主要原因为根系分泌物的自毒作用、土壤理化性状变劣、栽培措施不科学、土壤根系微生物变化等。
多年来，专家学者都在寻找高效持久的连作障碍防控方法，但仍面临抗病品种选育时间长、嫁接成本高、土壤消毒易造成环境污染、高温闷棚效果不佳等问题，因此在辣椒连作障碍防控方面还需针对性、高效性、科学性的防治方法，而选育抗重茬病、优质、高产设施辣椒品种，及如何有效保持土壤理化性状、微生物群落结构平衡等方面将成为重点发展方向。
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信息来自《长江蔬菜》2024年1月下
