马铃薯连作障碍研究进展

马铃薯是世界上四大粮食作物之一。在中国由于马铃薯大面积连年种植,造成连作障碍,导致块茎产量和品质下降等问题。连作障碍是土壤与作物相互作用的结果。本文综述了引起马铃薯连作障碍的主要原因,以及防治马铃薯连作障碍的主要方法。主要从连作马铃薯土壤理化性质劣变、化感自毒作用、土壤微生物群落结构变化等方面介绍了马铃薯连作障碍机制的研究进展;并从合理轮作、间套作,施用生物有机肥等农艺措施,化学熏蒸、物理消毒等土壤消毒措施方面介绍了马铃薯连作障碍防控的研究进展,旨在为研究马铃薯连作障碍机理和建立克服连作障碍的技术奠定基础。     

不同连作年限野生地黄根际土壤微生物群落多样性分析

以野生地黄为试验材料,设置野生地黄头茬土壤、重茬土壤和原茬土壤处理,未种植任何作物为对照,于块根膨大中期采集土样,通过磷脂脂肪酸法(PLFA)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,分析不同连作年限野生地黄的根际微生物生物量和群落结构变化。PLFA分析结果表明,不同处理情况下地黄根际土壤微生物群落结构存在明显差异,与头茬地黄根际土壤相比,重茬地黄土壤微生物总量显著下降,并且细菌/真菌比例下降。T-RFLP分析结果表明,不同连作年限地黄根际土壤细菌群落结构存在一定差异,野生状态地黄土壤和头茬土壤菌群较为相似,变形菌门和厚壁菌门占据优势地位。野生状态地黄和头茬地黄根际富含Bacillus、Pseudomonas等有益生防菌,而重茬地黄根际土壤滋生大量病原菌如Clostridium sp.、Flexibacter polymorphus和Clostridium ghoni,有益菌群和纤维素降解菌群减少,q RT-PCR定量分析也显示,野生状态地黄和头茬地黄土壤中假单胞菌数量都显著高于重茬地黄土壤。总之,野生地黄存在连作障碍问题,导致野生地黄根际有益菌数量减少而病原菌大量滋生,从而降低了野生地黄抵御病害的能力,使重茬野生地黄生长发育差,产量大幅降低。     

化感水稻抑草作用的根际生物学特性与研究展望

当前水稻化感作用研究主要集中在其遗传生理与分子生态特性和水稻化感物质的分离鉴定及其抑草作用的根际生物学过程与机制两方面。水稻化感作用是个可遗传的数量性状,控制该性状的QTL主要定位在第2、第3、第8、第9、第10染色体上,并存在显著的QTL上位性作用及其与环境的互作效应,但未见控制化感作用性状的QTL遗传信息与何种化感物质的产生紧密相关的研究报道。从现有水稻化感物质的分离鉴定结果看,水稻化感物质可分为三大类,即酚酸类、萜类和黄酮类物质。这三类物质对靶标植物(稗草)均有抑制作用,但酚酸类物质起化感抑草作用的有效浓度较另两类物质的高,且从土壤中检测到的浓度比室内测定的化感抑草作用有效浓度低得多。因此,酚酸类物质是否是一类化感物质经常遭到一些学者的质疑。然而,也有研究结果表明,逆境引起的水稻化感作用潜力增强与其合成酚酸类物质的基因表达增强以及所合成的该类物质分泌释放到根际土壤中的量增多有关。当抑制化感水稻的PAL-2-1基因表达后,其酚酸类物质含量降低,根际微生物数量也随之减少,其中黏细菌属的细菌丰度明显降低,化感抑草效果下降,因而认为在田间条件下化感水稻PAL-2-1基因调控其酚酸类物质合成,经根系分泌进入根际土壤后引起根际特异微生物的趋化性聚集,在这一过程中,释放的根系分泌物可能被土壤中存在的多样性微生物所降解,从而降低其在土壤中的浓度,但正是通过土壤微生物的降解与转化作用,引发了化感物质与根际微生物的藕合效应,并由此产生了水稻化感抑草现象。因此,深入研究这一根际生物学过程对于最终揭示水稻化感作用机理有着极其重要的理论与实际意义。     

连作模式下甜菜土壤微生物研究进展

为揭示甜菜连作模式下的土壤微生物响应机制,本研究分析了甜菜连作下土壤微生物群落区系和根际微生态研究进展,初步探讨连作甜菜土壤微生物群落变化的演变规律,着重阐述土壤微生物与根际微生态在连作条件下的作用机制,并对未来的研究方向做出展望。指出连作条件下甜菜与微生物互作是一个复杂的过程,其受多重因素共同作用,与根际微生态环境密切相关。受重茬影响,甜菜根际微生态环境由细菌型转化为真菌型,严重制约了甜菜的生长发育和产质量,造成经济损失。建议在今后的研究中,着力于研究根际微生物与土壤微生态对连作甜菜的影响,利用分子生物学技术综合分析,探索造成甜菜连作障碍机制,从而研发新型微生物菌剂和土壤改良剂,为今后甜菜种植产业提供行之有效的改良方案。     

海岸盐沼湿地细菌抗真菌活性研究

为了开发对植物病原真菌生长有抑制作用的药源微生物,本实验采用平板稀释法从江苏大丰盐沼湿地土壤中分离微生物,并通过菌丝块法检测这些微生物代谢产物对5种植物病原真菌生长的抑制活性,进而利用柱层析分析其活性成分;结果共分离得到235株细菌,其中好氧细菌92株,厌氧细菌143株;体外活性测试结果显示有65株至少对1种测试植物病原真菌的抑制率在30%以上,其中好氧菌39株,厌氧菌26株。从好氧和厌氧菌株中分别选取3株和1株具有不同抗菌类型的菌株进行大批发酵,用不同的方法对发酵液吸附,分离和纯化,获得抗真菌活性组分。可见,海岸盐沼湿地土壤中蕴涵着大量的细菌种群,约有28%的细菌菌株能够产生抗真菌活性物质,其中Y6、Y156和Y96的抗真菌活性物质极性较大,值得进一步开发。     

云南省彝良县天麻连作根际土壤细菌群落分析

基于天麻产业的抬升式发展，连作障碍卡脖子问题逐渐凸现，天麻根际微生物区系平衡遭破坏，可能是导致连作障碍原因之一。本研究为探明不同连作茬数对天麻根际土壤细菌群落结构及多样性的影响，于云南省昭通市彝良县采集未种植天麻的土壤(cha001)、种植1茬(cha002)、种植2茬(cha003)的天麻根际土壤，采用高通量测序技术测定土壤细菌群落组成。试验共获得细菌有效序列1245904条，细菌总OTU 2068个，种植2茬天麻土壤OTU数目最多，为1746，且细菌群落丰度（ACE指数1619.98、Chao1指数1643.94）及多样性（Shannon指数8.82）最高；ACE指数、Chao1指数、Shannon指数随连作次数增加呈升高趋势，Simpson指数无显著差异(P<0.05)。变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)为连作天麻根际土壤中优势菌门，变形菌门和酸杆菌门物种丰度随连作次数增加呈升高趋势，而绿弯菌门物种则相反，呈降低趋势。优势菌纲为酸杆菌纲(Acidobacteria)、变形菌纲(Alphapro...     

樟子松根际土壤解磷细菌的筛选、鉴定及解磷能力

以磷酸钙为难溶态磷,从樟子松根际土壤分离筛选高效解磷细菌,采用透明圈法分离解磷细菌,以解磷效率为指标定量筛选高效菌株,通过生理生化指标测定结合16S rRNA序列系统发育树构建鉴定菌株,并利用单因素方法分析研究不同碳源、氮源及 C/N比值对菌株解磷能力的影响。结果表明:分离筛选得到11株解磷细菌,筛选得到2株高效解磷细菌A43和A54,初步鉴定菌株A43和A54均为Pseudomonas koreensis,A43在碳源为葡萄糖,氮源为硫酸铵,A54在碳源为蔗糖,氮源为硝酸钠,C/N比均为20:1条件下,菌株解磷效果最佳。试验筛选的高效解磷细菌为进一步制备樟子松促生微生物菌肥打下良好基础。     

土壤微生物对长雄野生稻及其化感潜力后代抑草作用的影响

明确土壤微生物对化感作物田间抑草作用的影响及其机制,对农田杂草绿色防控具有重要意义。长雄野生稻(Oryzalongistaminata)是培育化感水稻的优良抗原,然而目前尚不清楚土壤微生物对该野生稻及其后代化感抑草作用的影响。本试验以非化感亚洲栽培稻(RD23)作为参照,通过温室盆栽试验对比研究了土壤微生物对长雄野生稻及其中化感潜力后代(RL169)的抑草效应,并分析了与其共培稗草的根际土壤微生物群落结构特征和对稗草养分吸收与利用的影响。结果表明:1)土壤微生物显著增强了长雄野生稻及其化感后代(RL169)的抑草效应(P<0.05),而对非化感亚洲栽培稻(RD23)则无明显影响;方差分析表明,土壤微生物、根系分泌物和不同化感潜力水稻互作(土壤微生物×根系分泌物×不同化感潜力水稻)对稗草的株高、根长和生物量具有显著影响(P<0.05)。2)长雄野生稻及其化感后代(RL169)改变了稗草根际土壤微生物的群落结构,降低了稗草根际土壤细菌的多样性水平和丰富度,与其共培稗草的根际细菌在科、属和种水平的数量显著低于非化感亚洲栽培稻(RD23)处理组(P<0.05)。3)长雄野生稻...     

AM真菌对连作土壤上作物生长影响的研究进展

一直以来,生物防治是作物连作障碍防控的重要途径之一。AM真菌能够和多种作物形成共生关系,可以有效缓解作物连作对根际土壤、土壤微生物群落及植物生长的胁迫作用。为了更好的在实践应用中发挥AM真菌对连作障碍的改善作用,分别系统的总结了在连作条件下和接种AM真菌条件下,土壤理化性质和土壤微生物区系的变化以及两种条件下对植物生长的胁迫或缓解作用,在连作条件下土壤理化性质会有一定程度的恶化且伴随土壤微生物结构的失衡,连作造成对下茬作物的自毒作用,也严重抑制作物的正常生长,而AM真菌的应用能够有效地在以上几个方面起到缓解作用。同时根据目前AM真菌的研究现状,提出未来的研究重点并对其进行简要归纳,提出加强菌株的纯培养技术仍是关键的一步,并且做好作物基因型与AM真菌菌株的筛选,让二者有更优的兼容共生效果。     

玉竹根际土壤化感作用研究及化感物质的鉴定

通过对玉竹根际土壤提取液的生物学试验和有机化合物的分离鉴定,探讨玉竹连作障碍与化感作用的关系。采用浸提法制备不同浓度的玉竹根际土壤浸提液,用室内生物测定法测定玉竹的化感效应;采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)鉴定玉竹根际土壤有机化合物。结果表明：玉竹根际土壤浸提液能显著抑制玉竹自身根茎芽胞发芽率、幼苗苗高及根鲜重,且随浸提液浓度的升高,这种抑制作用增强。在玉竹根际土壤浸提液中鉴定到24个化合物,包括有机酸、酮、醛等化感物质,其中很多被报道是化感物质。可得出结论：玉竹根际土壤浸提液对自身根茎芽胞和幼苗生长具有明显的化感作用,且自毒效应具有一定的浓度依赖性,推断化感作用可能是造成玉竹连作障碍的原因之一。     

地黄连作障碍因素及解除措施研究

盆栽试验结果表明,地黄根系的分泌物,地黄叶和块茎中均含有对地黄块茎生长抑制的物质,其中以根系分泌物的抑制作用最突出,其次是地黄叶,这些是造成地黄不能连作的主要因素,重茬土高温来菌处理和加入活性炭、抗坏血酸处理,可有效地解除地黄连作障碍,但在大田实用效果需要进一步研究。     

AM真菌Glomus versiforme对连作土壤上黄瓜生长及养分吸收的影响

为明确AM真菌Glomus versiforme在缓解连作障碍中的潜力,以黄瓜为试验材料,于黄瓜播种同时接种G.versiforme,并设立相应对照,苗龄40天时,将幼苗分别移栽至自然连作土与灭菌连作土上,研究2种土壤条件下G.versiforme对黄瓜幼苗的生长,氮磷养分吸收及根际微生物群落组成的影响。结果表明:G.versiforme对幼苗地上部与根系生长的影响因土壤条件而异。出苗第55天时,连作土上接种G.versiforme的幼苗地上部生物量是其相应对照的1.81倍,且该处理与灭菌土上菌根化处理间差异不显著。同时,灭菌土上接种G.versiforme的幼苗根系生物量是连作土上菌根化处理的1.22倍,是连作土上非菌根化处理的2.11倍。连作土上菌根化幼苗地上部生物量的显著积累与G.versiforme对幼苗叶片中氮营养的改善有关,与此同时,灭菌土上G.versiforme可促进根系对磷的吸收。此外,接种G.versiforme可在一定程度上改善土壤环境,使连作土中的细菌数量增加,真菌数量降低。土壤灭菌处理或将菌根化幼苗移栽于连作土壤上均可有效缓解设施黄瓜连作障碍。     

花生连作障碍与根系分泌物自毒作用的研究进展

中国花生主产区的连作面积较大,连作障碍已成为影响花生产量的重要因素之一。目前,化感作用研究已成为揭示连作障碍机制的热点。本研究系统综述了连作对花生生育、产量、品质、营养吸收、生理特性和病害的影响;介绍了植物化感自毒作用与根系分泌物的概念,以及根系分泌物对花生生育的影响;总结了缓解花生连作障碍的措施包括合理轮作、土壤灭菌、添加有益微生物或营养元素以及采用综合措施等。并对花生连作障碍相关研究中的热点问题进行了探讨,以期为指导中国花生生产,实现花生生产的可持续发展提供理论和技术支持。     

不同方法收集的辣椒根系分泌物化感自毒作用研究

研究不同方法收集的辣椒根系分泌物化感自毒作用,为解决辣椒连作障碍提供理论依据。通过水培和砂培两种方法收集辣椒根系分泌物,并采用生物检测研究其化感自毒作用。研究结果表明,水培法收集的辣椒根系分泌物对其种子萌发和幼苗生长具有显著抑制作用,浓度为30 g?L-1的抑制作用最强,且热辣2号根系分泌物对种子萌发的化感效应大于中椒105,但中椒105根系分泌物对幼苗生长的化感效应大于热辣2号;砂培法收集的辣椒根系分泌物对其种子萌发和幼苗生长具有显著抑制作用,且抑制作用随着浓度的升高而增强,30 g?L-1的根系分泌物的抑制作用最强,热辣2号根系分泌物的化感综合效应高于中椒105。辣椒根系分泌物对其种子萌发和幼苗生长具有化感自毒作用,因此,可以间接判定辣椒连作根系分泌物的逐年累积能产生自毒作用,可能是导致连作障碍的重要原因。     

不同原料有机营养对烟田土壤性质和烟叶产质量的影响

为探究不同有机肥对连作植烟土壤的改良效果,在郏县和洛宁2个实验点同时开展田间对比试验,分析了植物源有机肥、动物源有机肥、微生物有机肥、炭基有机肥、芝麻有机肥5种有机肥对烟株农艺性状、土壤理化性质及烤后烟叶产质量的影响。结果表明:施用不同有机肥可明显改善连作烟田土壤的物理性状,与对照相比土壤容重呈降低趋势,含水率呈升高趋势;洛宁炭基有机肥的T5处理与对照处理相比烟叶的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率显著提高,T5处理的蒸腾速率显著高于其他处理,与T2、T3、T6处理存在显著性差异;不同有机肥的材料来源及成分不同,改良效果也存在差异,其中郏县炭基有机肥T5处理的烟叶品质最佳且经济性状好,较对照处理产量提升15.02%,产值增加20.87%,中上等烟比例均提升12.97%,洛宁试验点也表现出相似的规律。综上,施用炭基有机肥处理能有效改善郏县和洛宁的烟田土壤特性,促进植株生长,显著提高烟叶产质量。     

甜菜连作土壤对甜菜幼苗生长影响及其化感物质成分分析

为探究甜菜化感物质成分,减轻甜菜连作带来的副作用,设置休闲土、连作一年的重茬土2个处理组,探究不同土壤对甜菜幼苗发芽率、染病率以及株高、茎粗等生长指标的影响。采用质谱联用(GC-MS)分析技术初步筛选了2种土壤中差异显著(P＜0.05)的化合物。结果表明：与休闲土相比,重茬土种植的甜菜幼苗发芽率没有受到显著影响,但是幼苗感染立枯病的概率大大增加,且达到显著水平。在株高、叶面积、地上部鲜重方面,休闲土种植和重茬土种植差异显著,但茎粗差异不显著(P＞0.05)。利用质谱联用技术,得出15种疑似的甜菜化感物质。甜菜连作土壤中的化感物质成分会对甜菜幼苗的生长造成一定的影响,筛选和鉴定疑似化感物质成分,对缓解甜菜连作障碍、提高甜菜产质量具有重要意义。     

新疆连作、轮作棉田可培养的土壤微生物区系及活性分析

研究了新疆连作、轮作棉田土壤可培养微生物区系及活性变化.结果表明,棉花多年连作造成土壤中可培养微生物数量减少,连作6～8年、9～12年、大于13年的棉田与连作小于5年的棉田相比,土壤微生物总量分别下降了40.2%,46.7%,52.4%.连作超过5年后,土壤微生物菌群结构逐渐从高肥的"细菌型"向低肥的"真菌型"转化,细...     

大蒜根系水浸液处理对连作甜瓜光合及荧光特性的影响

摘 要：【研究目的】为更有效的缓解甜瓜连作障碍问题,对甜瓜与大蒜间互作效应的研究在理论和应用上都有重要的意义。【方法】以甜瓜品种“金蜜”为材料,盆栽于连作与非连作土壤中,用大蒜根系水浸液处理幼苗,处理后30天,测定叶绿素含量、气体交换和叶绿素荧光参数。【结果】连作使甜瓜叶片光合色素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）下降,使甜瓜叶片初始荧光强度（Fo）增加,PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）下降。大蒜根系水浸液处理连作与非连作甜瓜,均提高叶片光合色素含量、Pn、Gs、Ci、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP,降低Fo。【结论】甜瓜不适宜连作,大蒜根系水浸液能促进甜瓜生长,缓解甜瓜的连作障碍。