间作农业生态系统及其抑病机制研究进展

【作者】 胡君利； 林先贵；

【机构】 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室；

【摘要】 间作套种是具有中国特色的种植制度。我国能以占世界7%的耕地养活世界22%的人口,以间作复种为主体的多熟种植模式起着决定性作用。间作是指在同一土地上按照一定的行株距和占地比例种植不同种类的农作物,是集约化生产地区普遍采用的立体种植方式,其目的在于通过某些途径更有效地吸收利用各种资源,从而起到增产增收作用,即"间作效应"。合理的间作能够利用复合群体内作物的不同特性,增强对灾害天气的抗逆能力,具有稳产保收作用。根据国内外研究结果,间作较单作的增产幅度为30%～50%。我国间作类型丰富多样,主要有粮粮、粮菜、粮饲、林果等间作方式,也可以调节粮食作物与油料作物、经济作物以及果林之间的用地矛盾,从而促进农林牧多种作物协调发展。虽然间作套种可以从物质生产等多个方面提升农田生态系统的服务功能,但间作作物之间也存在对生产资源(包括水、肥、光等)的竞争,适当的竞争是不可避免的,但竞争过于激烈则可能引起间作的失败。所以,间作的基本原则就是想方设法克服资源竞争,充分发挥增产效应。另一方面,随着集约化种植程度的提高,由单一作物连续种植等因素导致的土传病害日益严重,对我国农业可持续发展构成了很大的威胁。尽管人类对作物多样性在控制病害方面的认识较晚,但也已逐步意识到其潜在的应用前景。不同作物、病原菌及与其他生物之间存在多方面的互作,例如间作形成了高低起伏的作物冠层、改变了亲和寄主的空间分布,不利于病原菌的传播和侵染(阻挡与稀释效应);增加了土壤中的有益微生物和原生动物,强化了对病原菌的抑制(拮抗或捕食作用)。此外,间作所形成的微气候环境(相对湿度、温度和露珠形成等)也会对病原菌侵染产生影响,而作物间的根际分泌物也可能诱发植株对病原菌侵染产生寄主抗性,此外非寄主病原菌孢子产生的诱导抗性也可能是病害减轻的原因之一。两种间作作物的占地比例除了考虑病害的发生程度,还会依据农产品的市场价格进行权衡,这也会影响植物病害的控制效果。上述因素在土传病害控制方面的作用均有待进一步研究。更多还原