今天文章講述：

▼強(qiáng)還原土壤滅菌方法的起源、作用機(jī)理，影響該方法效果的因素及其應(yīng)用前景。 

▼具體應(yīng)用--強(qiáng)還原土壤滅菌方法對(duì)防治作物土傳病害和修復(fù)退化土壤的作用。并且介紹了該方法目前在日本、荷蘭和美國(guó)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于土壤滅菌的情況。

來(lái)源《土壤學(xué)報(bào)》2015年第3期。

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背 景

隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展,高投入和高產(chǎn)出的集約化種植已經(jīng)成為我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。伴隨著這一種植方式的不斷推廣和發(fā)展,以土傳病原菌和土壤退化為主的連作障礙問題日益突出。香蕉、西瓜、蔬菜、煙草等作物均出現(xiàn)了以土傳病害頻發(fā)為主的連作障礙問題。土傳病害在高投入和高產(chǎn)生的大棚種植中更為嚴(yán)重,而且還常伴隨土壤酸化、次生鹽漬化和養(yǎng)分失調(diào)成因的連作障礙, 嚴(yán)重地威脅著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

為了防治連作障礙,科技工作者發(fā)展了一系列防治方法和技術(shù),如輪作、間作套種、施用生物有機(jī)肥、增施有機(jī)肥、高溫悶棚、灌溉洗鹽、調(diào)節(jié)土壤pH、選用抗性品種、嫁接栽培等。這些方法和技術(shù)大多針對(duì)某一特殊問題,具有一定的防治或緩解連作障礙的效果。但由于這些方法作用單一,常常不能解決多因素成因的連作障礙問題,如土壤熏蒸滅菌只能殺滅病原菌,并不能改善土壤的理化性狀,而且同時(shí)還可能殺滅有益微生物;施用石灰可以提高土壤pH,中和土壤酸性,但不一定能降低土傳病原菌數(shù)量等。

解決問題---

現(xiàn)階段亟需一種全面且有效防控連作障礙的方法

強(qiáng)還原殺滅土傳病原菌的作用機(jī)理包括:

1)厭氣殺 滅好氧病原菌;

2)還原過程產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)殺滅土傳病原菌;

3)強(qiáng)還原改變土壤微生物群落結(jié) 構(gòu),抑制土傳病原菌活性。

強(qiáng)還原土壤滅菌法還具有提高土壤pH,減輕次生鹽漬化的作用,具有廣譜性和環(huán)境友好性。

強(qiáng)還原土壤滅菌方法的起源

高投入和高產(chǎn)生的集約化種植模式起源于歐、 美、日等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,伴隨著集約化種植模式而來(lái)的土傳病原菌侵染引發(fā)的土傳疾病,導(dǎo)致作物發(fā)病率提高,產(chǎn)量大幅度降低甚至絕收的問題也首先出現(xiàn)在這些國(guó)家。以土傳病害為主的連作障礙嚴(yán)重地影響集約化生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。為了克服以土傳疾病為主的連作障礙,20世紀(jì)50年代后,這些國(guó)家廣泛采用土壤化學(xué)熏蒸滅菌方法,取得了很好的效果。但是,隨后人們逐漸認(rèn)識(shí)到土壤熏蒸滅菌使用的化學(xué)藥品危害環(huán)境和人類健康,如最常用的溴甲烷有破壞臭氧的作用。

隨著《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》在各國(guó)的生效,化學(xué)藥品土壤熏蒸滅菌方法也逐漸被禁止。為了替代土壤化學(xué)熏蒸滅菌,在國(guó)外發(fā)展了太陽(yáng)輻射滅菌、蒸汽滅菌等方法。21世紀(jì)初,日本科學(xué)工作者受可持續(xù)水稻種植的啟發(fā),發(fā)展了強(qiáng)還原土壤滅菌方法,稱為生物土壤滅菌(Biological Soil Disinfestation,BSD),以區(qū)別于太陽(yáng)輻射滅菌、蒸汽滅菌和化學(xué)滅菌方法。幾乎是在同一時(shí)期,荷蘭科學(xué)家Blok等獨(dú)立地發(fā)展了同樣的方法,應(yīng)用于蔬菜和花卉的土傳病原菌滅菌。該方法提出后,很快被美國(guó)科學(xué)工作者所接受,并被廣泛應(yīng)用于防治土傳病原菌引發(fā)的作物病害,在田納西州已經(jīng)制訂了詳細(xì)的操作方案。

我們?cè)谘芯看笈锸卟说赝寥老鯌B(tài)氮快速積累機(jī)理和去除方法時(shí),獨(dú)立發(fā)現(xiàn)施用大量有機(jī)物料、淹水強(qiáng)烈還原土壤,可以快速修復(fù)因酸化、次生鹽漬化而嚴(yán)重退化的大棚蔬菜地土壤,消除因土傳病原菌和理化性質(zhì)退化導(dǎo)致的連作障礙。通過這一方法的處理,土壤的理化性質(zhì)和微生物學(xué)性質(zhì)可以“還原”到集約化利用之前的狀態(tài)。 

目前在日本、荷蘭和美國(guó),對(duì)該方法的命名并不完全相同。在日本通常命名為生物土壤滅菌, 即BSD,也稱為強(qiáng)還原土壤滅菌(Reductive Soil Disinfestation,RSD)。荷蘭和美國(guó)科學(xué)工作者似乎更強(qiáng)調(diào)該方法創(chuàng)造土壤厭氧環(huán)境的特性, 將此方法命名為厭氧土壤滅菌(Anaerobic Soil Disinfestation,ASD)。

由于生物土壤滅菌的含義更加廣泛,如接種對(duì)土傳病原菌有抑制作用的微生物、施用生物有機(jī)肥等,也是生物學(xué)抑制土傳病原菌的方法,如果將此方法命名為生物土壤滅菌方法(BSD),容易與其他的生物學(xué)方法相混 淆。而土壤厭氧僅僅是該方法的必要條件,但并不是使土壤快速?gòu)?qiáng)烈還原的充分必要條件,因此厭氧土壤滅菌ASD也只是部分地反映了這一方法的特點(diǎn)。RSD名稱則充分反映了該方法的特點(diǎn),且還含有將土壤性質(zhì)“還原”到集約化種植前的狀態(tài)之意,所以,本文采用強(qiáng)還原土壤滅菌(RSD)命名該方法。

西瓜、煙草等與水稻輪作是我國(guó)普遍的傳統(tǒng)種植模式,該種植模式可以有效地消除或延緩連作障礙出現(xiàn)的時(shí)間。然而,我國(guó)對(duì)此實(shí)踐尚未作系統(tǒng)和深入研究,尚不能回答種植水稻對(duì)土傳病原菌是否具有滅菌作用。

RSD方法不同于淹水方法和施用有機(jī)肥的方法,它是一種作物種植前的土壤處理方法：

強(qiáng)還原土壤滅菌方法的滅菌效果及機(jī)理

RSD方法是一種廣譜的土傳病原菌滅菌方法，對(duì)鐮刀菌(Fusarium spp.)、齊整小核菌 (Sclerotium rolfsii)、絲核菌(Rhizoctoniaspp.)、腐霉菌(Pythium spp.)、輪枝菌 (Verticillium spp.)、互隔交鏈孢霉(Alternaria alternata)、束狀刺盤孢(Colletotrichum dematium)、青枯病茄科勞爾氏菌(Ralstonia solanacearum)和植物寄生根結(jié)線蟲等均有很高的 致死效果,尤其是對(duì)植物寄生的根結(jié)線蟲,處理 后的致死率幾乎可達(dá)到100%,對(duì)真菌和細(xì)菌 類病原菌的致死率可達(dá)90%以上,甚至達(dá)到99%以上。日本、荷蘭和美國(guó)對(duì)RSD滅菌的機(jī)理進(jìn)行了大量的研究。

發(fā)現(xiàn)其滅菌機(jī)理包括:1)土傳 病原菌大多是好氧微生物,RSD創(chuàng)造的強(qiáng)烈厭氧環(huán) 境使這些好氧病原菌無(wú)法生存。2)有機(jī)物料厭氧 發(fā)酵產(chǎn)生對(duì)土傳病原菌有毒有害物質(zhì),殺滅土傳病 原菌。在厭氧發(fā)酵過程中可能產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì) 包括乙酸、丙酸等有機(jī)酸,氨、硫化氫、生物活性 物質(zhì)和鐵、錳等低價(jià)金屬離子。這些有毒有害物質(zhì) 可以快速分解或快速再氧化,當(dāng)RSD處理結(jié)束時(shí), 一般其濃度已經(jīng)下降至對(duì)作物無(wú)害的程度。3)微生物群落結(jié)構(gòu)變化,厭氧微生物數(shù)量增加,而好氧 微生物數(shù)量相應(yīng)減少,從而抑制好氧病原菌的生長(zhǎng)。一般情況下,RSD對(duì)土傳病原菌的致死作用不是單一機(jī)理的結(jié)果,而是多種機(jī)理共同作用的結(jié) 果,針對(duì)不同的土傳病原菌或采用不同的方法, 對(duì)土傳病原菌發(fā)揮主導(dǎo)作用的滅菌機(jī)理可能并不相同。 

RSD一般在兩季作物的間隔期,溫度較高時(shí)實(shí)施。在熱帶、亞熱帶地區(qū)一般選擇夏季溫度過高, 不利于作物生長(zhǎng)的休閑期進(jìn)行。當(dāng)大量的易降解有機(jī)物料添加到土壤中后,在水分飽和且隔絕空氣的條件下,在1~3 d內(nèi)土壤氧化還原電位(Eh)可以從好氧條件的幾百毫伏下降至-200毫伏,甚至更低。好氧至厭氧導(dǎo)致的大幅度Eh變化,對(duì)好氧土傳病原菌的生長(zhǎng)極為不利。但是,有研究表明,尖 孢鐮刀菌雖然不能在厭氧環(huán)境下生長(zhǎng),但可以存活,而且在恢復(fù)好氧條件后開始生長(zhǎng)。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,將土壤置于N2環(huán)境下,尖孢鐮刀菌的數(shù)量并未發(fā)生顯著的變化(未發(fā)表結(jié)果)。所以,單純的厭氧環(huán)境可能并不是RSD處理致死土傳病原菌的主要機(jī)理。

有機(jī)酸是有機(jī)物料厭氧發(fā)酵的產(chǎn)物之一。我們的研究表明,發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乙酸、丁酸、異戊 酸、丙酸對(duì)土傳病原菌有直接的致死效果。在RSD 處理過程中,這些有機(jī)酸的濃度足可以達(dá)到致死尖 孢鐮刀菌和青枯菌的程度。但也有研究表明, RSD處理中,有機(jī)酸濃度可以達(dá)到致死青枯菌的水平,但最大濃度未能達(dá)到致死尖孢鐮刀菌的水平, RSD對(duì)尖孢鐮刀菌的致死作用可能還與其他因素有關(guān)。有機(jī)酸對(duì)土傳病原菌的致死效果不僅與濃 度有關(guān),還與pH有關(guān),酸性條件更有利于發(fā)揮有 機(jī)酸對(duì)土傳病原菌的致死作用。有機(jī)物料強(qiáng)烈 發(fā)酵過程中,在有機(jī)酸產(chǎn)生的微區(qū),pH可能遠(yuǎn)低于整個(gè)土層的pH。強(qiáng)酸性微區(qū)的存在也可能提高 有機(jī)酸致死土傳病原菌的效果。

RSD處理過程中,土壤還產(chǎn)生對(duì)土傳病原菌可能具有致死效果的其他物質(zhì),如H2S、NH3、低價(jià)金屬離子等。H2S是RSD處理過程中出現(xiàn)惡臭的主要成分,對(duì)很多微生物具有毒害作用。 Momma等的研究表明,Fe2 、Mn2 溶液中土傳病原菌受到明顯的抑制。NH3也是有機(jī)物厭氧發(fā)酵 的產(chǎn)物,對(duì)大多數(shù)微生物具有毒害作用。這些物質(zhì)在RSD處理中對(duì)土傳病原菌的致死作用取決于其濃度。在紅壤等富鐵土壤中,RSD處理時(shí),土壤 溶液中可能有更高的Fe2 、Mn2 濃度,因而它們也可能發(fā)揮更大的作用。富含硫和氮的有機(jī)物料在厭 氧分解過程中可能產(chǎn)生較高的H2S和NH3濃度,因此,利用這些有機(jī)物作有機(jī)物料時(shí),H2S和NH3對(duì)土傳病原菌的致死效果可能會(huì)更大一些。 

RSD處理時(shí)有些有機(jī)物料在分解過程中可以釋放一些對(duì)土傳病原菌有致死效果的生物活性物質(zhì),它們可能參與對(duì)土傳病原菌的致死作 用。由于十字花科植物含有這類生物活性物質(zhì),所 以常被選作RSD處理的有機(jī)物料,其中芥末屬植物最常被優(yōu)先選作RSD處理的有機(jī)物料。研究表明,芥末屬植物作為綠肥翻入土壤后其含有的芥子油苷具有毒殺根結(jié)線蟲的作用。

由于強(qiáng)烈的土壤環(huán)境條件變化,可以預(yù)期RSD處理對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響,但具體發(fā)生了哪些變化,這些變化與致死土傳病原菌的關(guān)系等還有待深入的研究。環(huán)境條件劇烈變化對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響,本身是一個(gè)能引起科研工作者興趣的科學(xué)問題。研究表明,RSD處理對(duì)土壤微生物數(shù)量 不一定發(fā)生顯著的影響,但群落組成會(huì)出現(xiàn)很大的變化,好氧微生物數(shù)量相對(duì)下降,厭氧微生物數(shù)量大幅度增加,甚至成為優(yōu)勢(shì)種群。我們的研究表明,土壤淹水及添加有機(jī)物料對(duì)于土壤中可培養(yǎng) 細(xì)菌數(shù)量無(wú)顯著影響,但顯著降低土壤中可培養(yǎng)放線菌和真菌的數(shù)量。添加高量秸稈處理后,香蕉枯萎病的病原菌尖孢鐮刀菌古巴?；?FOC)的 數(shù)量下降至僅為處理前土壤中數(shù)量的2.88%。 Mowlick等的研究表明,RSD處理后,梭狀芽胞桿菌成為絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)種,其中部分在厭氧發(fā)酵中 具有生成有機(jī)酸的能力,這或許是其在RSD處理中發(fā)揮致死土傳病原菌的途徑之一。

強(qiáng)還原修復(fù)酸化和次生鹽漬化土壤的機(jī)理

大棚生產(chǎn)在我國(guó)發(fā)展的時(shí)間很短。受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng),而又缺乏必要的大棚生產(chǎn)的肥料管理知 識(shí),過量施用化肥和偏施氮肥現(xiàn)象十分普遍。這種管理模式導(dǎo)致大棚蔬菜地土壤快速退化,幾年 內(nèi)出現(xiàn)酸化、次生鹽漬化及養(yǎng)分失調(diào)問題。 RSD方法不僅對(duì)土傳病原菌具有致死作用,對(duì)改良土壤理化性質(zhì)退化成因的連作障礙也有很好的處理 效果。我們的研究表明,受連作障礙危害的土壤, RSD處理完全控制了黃瓜枯萎病,產(chǎn)量從處理前的 10.8 t hm-2提高至處理后的 53.3~57.9 t hm-2。

我們的研究表明,嚴(yán)重酸化到pH為 4.35的大棚蔬菜地土壤,經(jīng)過強(qiáng)烈還原處理后,pH均大幅度提高,隨有機(jī)物料施用量的增加而升高,最高可達(dá)6.49。落干后pH有所回落,但添加有機(jī)物料的處理,土壤pH仍均在5.5以上。但是,對(duì)于并未酸化的土壤,RSD處理對(duì)pH的影響很小,在處理過程中由于有機(jī)酸的生成甚至可能使土壤pH有所下降。

大棚蔬菜地土壤次生鹽漬化的鹽主要為硝酸鹽和硫酸鹽,前者來(lái)源于大量施用的氮肥,經(jīng)硝化過程產(chǎn)生,后者直接來(lái)源于大量施用的含硫酸鹽肥料,尤其是硫酸鉀肥料。RSD處理的強(qiáng)烈還原環(huán) 境使硝態(tài)氮迅速反硝化為N2和N2O逸出土壤,當(dāng)有 機(jī)物料添加量足夠大時(shí),積累的硝態(tài)氮可在1~2 d 內(nèi)下降至僅可檢測(cè)的水平。強(qiáng)烈還原的土壤環(huán)境也可使部分硫酸鹽還原成含硫氣體,或者被微生物同化為有機(jī)硫,從而降低硫酸鹽含量。但是,如果添加的有機(jī)物料硫含量較高,土壤的全硫則不一定降低。如果RSD在淹水條件下進(jìn)行, 且處理中發(fā)生水分的向下滲透,RSD可能還會(huì)有洗鹽作用。

RSD處理提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu)性。雖然RSD處理選用易降解的有機(jī)物料,但由于施用量大,處理后仍有相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物質(zhì)殘留在土壤中,成為土壤有機(jī)質(zhì)的一部分,提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu)。此外,我們的研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)RSD處理后蔬菜地土壤氮的轉(zhuǎn)化過程發(fā)生顯著變化,加快無(wú)機(jī)氮周轉(zhuǎn)速率,提高氮的有效性。

影響強(qiáng)還原土壤滅菌效果的因素

在RSD處理過程中提高對(duì)土傳病原菌具有致死效果的有毒有害物質(zhì)濃度,消除不利于作物生長(zhǎng)的土壤理化障礙因素等的措施都將提高RSD的處理效果。在國(guó)外,通過覆蓋不通氣的薄膜達(dá)到隔絕空 氣,快速建立土壤還原環(huán)境;在我國(guó),尤其是由水稻土轉(zhuǎn)換而來(lái)的蔬菜地,發(fā)育良好的犂底層具有隔水作用,淹水隔絕土壤與大氣的氣體交換也可達(dá)到與膜覆蓋同樣的效果。但是對(duì)于不宜淹水的土壤,則宜用膜覆蓋的方法。

有機(jī)物料的品種和施用量對(duì)RSD處理效果有很 大的影響。原則上,各種易降解的有機(jī)物料均可用 于強(qiáng)還原土壤滅菌。已經(jīng)被研究的有機(jī)物料包括西蘭花、牧草、糖漿、糖渣、谷麩、麥麩、苜蓿、新鮮的覆蓋作物、作物殘?jiān)妥魑锾幚磉^程產(chǎn)生的廢棄物、雞糞、豬糞等。能夠產(chǎn)生殺菌物質(zhì)的芥末屬植物殘?jiān)仁呛芎玫挠袡C(jī)物料。在美國(guó)田納西洲ASD實(shí)施方法中建議施用C/N比為 10∶1~35∶1的有機(jī)物料。他們認(rèn)為,過低的 C/N比導(dǎo)致有機(jī)物料氮的損失,而過高的C/N比則 使處理后的土壤出現(xiàn)缺氮情況,需要施用更多的氮肥加以補(bǔ)充。我們的研究表明,水稻、玉米秸稈粉碎后作為RSD的有機(jī)物料,對(duì)香蕉尖孢鐮刀菌具有很好的致死效果。由于大量施用氮肥,大棚蔬菜土壤常常積累了大量的硝態(tài)氮,施用C/N 比大的秸稈作為有機(jī)物料可以促進(jìn)硝態(tài)氮的生物同 化,減少氮素?fù)p失。在日本用乙醇作為RSD的有機(jī) 物料取得了很好的致死土傳病原菌的效果。有機(jī)物料的選擇應(yīng)該把握易分解、就地取材和價(jià)廉的原則。作物秸稈已經(jīng)成為我國(guó)最大宗的有機(jī)廢棄物,嚴(yán)重影響環(huán)境質(zhì)量。因此,如以作物秸稈為 RSD處理的有機(jī)物料,可以同時(shí)起到有機(jī)廢棄物利用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的雙重作用。

大劑量施用有機(jī)物是RSD處理的特色。Blok 等用新鮮西蘭花和牧草作為有機(jī)物料,施用量 為3.4~4.0 kg m-2。美國(guó)田納西洲ASD實(shí)施方案最初建議的有機(jī)物料施用量為0.4%土壤重量的有機(jī) 碳,土壤的深度一般為耕作層。但這是以致死各種土傳病原菌為目標(biāo)的施用量,如果需要致死的土傳病原菌對(duì)RSD處理較為敏感,則有機(jī)物料的施用量可適當(dāng)減少。我們以水稻秸稈為有機(jī)物料,處理香蕉尖孢鐮刀菌高度侵染的土壤時(shí),發(fā)現(xiàn)施用量為土壤重量的0.6%和1.2%時(shí),殺菌效果并無(wú)顯 著差異。用乙醇作為RSD處理的有機(jī)物料時(shí), Momma等建議用1%濃度的乙醇,標(biāo)準(zhǔn)施用量 為100 L m-2。有機(jī)物料的施用量可根據(jù)土傳病原 菌及其密度、病原菌對(duì)RSD處理的抗性、處理時(shí)的 溫度和可用的處理時(shí)間等實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 當(dāng)土傳病原菌密度高時(shí),應(yīng)適當(dāng)加大有機(jī)物料的施用量。

溫度是影響RSD處理效果的重要因素,溫度越 高,處理效果越好,處理需要的時(shí)間也越短。但是,該方法在日本北海道和荷蘭的成功應(yīng)用, 證明在溫帶地區(qū)也可采用RSD方法處理土傳病原菌 侵染的土壤。在熱帶和亞熱帶地區(qū),宜選擇在夏季 溫度高,兩季作物間隔期進(jìn)行。 

RSD處理的時(shí)間一般為1~4周,可根據(jù)有機(jī)物料的施用量、溫度、土傳病原菌數(shù)量及可供處理的有效時(shí)間做調(diào)整。處理溫度較低時(shí),需要較長(zhǎng)的處理時(shí)間。一般而言,當(dāng)土壤不再有惡臭產(chǎn)生時(shí),RSD即可結(jié)束。

強(qiáng)還原滅菌方法的研究與應(yīng)用前景

但是,這一方法的應(yīng)用也受到諸多的限制,以下幾個(gè)方面還需要進(jìn)行大量的研究。

費(fèi)用、可操作性和處理效果是制約RSD方法應(yīng)用的最大因素。RSD處理需要的有機(jī)物料、灌溉、薄膜等都將 產(chǎn)生費(fèi)用,翻耕混合土壤與有機(jī)物料需要較大的人工投入。美國(guó)田納西州的RSD實(shí)施方案只建議在具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值且投入大的作物上應(yīng)用。有一 些措施可以降低RSD處理的成本,如在土傳病原菌侵染的土壤上種植速生十字花科植物或其他速生的 覆蓋植物,或者利用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物作 為RSD處理的有機(jī)物料。對(duì)有充足水源的地區(qū),如需處理的土壤發(fā)育有滲透性較小的犂底層,可以采用淹水代替覆膜,以降低成本。雖然在原理上, RSD處理具有廣譜性,但對(duì)不同土傳病原菌的致死效果并不完全相同,只有通過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室和田間試驗(yàn)才能確定RSD方法是否足以防控連作障礙和制訂出切實(shí)可行的處理方案。

雖然對(duì)RSD處理防控連作障礙的總體機(jī)理已經(jīng)比較清楚,但是,對(duì)于特定條件下具體發(fā)揮作用的機(jī)理并不明確。在特定的條件下,土傳病害發(fā)生與否,不僅取決于土傳病原菌的數(shù)量,還取決于土壤理化性質(zhì)、微生物群落結(jié)構(gòu)、作物本身的生長(zhǎng)狀況及其管理水平。但是,對(duì)這些因素與土傳病發(fā)病率之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)仍停留在概念或定性階段,尚需建立定量關(guān)系,以指導(dǎo)生產(chǎn)。短時(shí)間和強(qiáng)烈的還原環(huán)境對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響是RSD方法防控土傳病害的可能機(jī)理之 一,但是,目前尚不清楚土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與土傳病原菌活性之間的關(guān)系。高通量測(cè)序技術(shù)可以提 供土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化方面的大量信息,為研究土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化在抑制土傳病原菌中的 作用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。土壤中化感物質(zhì)的積累 也是連作障礙的可能成因,RSD處理是否有助于消除化感物質(zhì)積累引起的連作障礙,目前還未見研究報(bào)道。

雖然RSD處理不需要添加任何化學(xué)品,但大量有機(jī)物料在還原條件下發(fā)酵,可能產(chǎn)生大量的CH4。由于反硝化作用過于劇烈,可能短期內(nèi)出現(xiàn)N2O的大量積累和排放,在以硝酸鹽積累為特征的次生鹽漬化土壤, RSD處理導(dǎo)致的N2O的排放可能更加嚴(yán)重。 除這些溫室氣體外,RSD處理過程中還可排放H2S 及其他含硫氣體、具有惡臭的揮發(fā)性物質(zhì)等。如在淹水條件下進(jìn)行,未徹底分解的水溶性有機(jī)質(zhì)、硝酸鹽和硫酸鹽均可能向下遷移,對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生不利影響。目前尚無(wú)RSD方法環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)。在大面積推廣該方法之前,尤其是以淹水代替覆膜 時(shí),必需對(duì)RSD方法的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)做出科學(xué)評(píng)價(jià)。