烟草连作障碍及其防治技术研究进展

烟草连作障碍表现为烟草在重茬种植后会出现生长迟缓、植株矮小、产量品质降低、土传病虫害加重的现象。简述了烟草连作障碍的2 种类型及特点,即通常分为特异性连作障碍和非特异性连作障碍,具有专一性和持久性2 个特点。论述了烟草连作障碍的主要原因为生物因素,即根际微生态环境的失衡而造成：包括长期连作后土壤中有益细菌数量种类下降、有害真菌和线虫等数量增加、同种植物自毒物质累积、单一营养元素大量消耗等。总结了目前常采用的烟草连作障碍连作防治手段,包括土壤消毒、抗性育种和生物防治,其中生物防治具有特异性强、环境友好、持久恢复的特点,现在成为该领域的研究热点。认为加强对烟草连作机理的研究,以减轻和避免连作造成的损失,对当前中国乃至全球烟草业发展有着重要经济和社会意义。全面梳理了国内外相关领域的研究进展及前沿动态,结合发展前景展望了该领域今后的研究重点,以期为烟草连作障碍的综合防治研究提供参考。     

克服蔬菜作物连作障碍问题之研究进展

蔬菜作物连作障碍是蔬菜生产持续发展所面临的一个重要问题,通过查阅有关克服蔬菜连作障碍的研究报告,结合作者从事相关研究的结论和进展,就蔬菜作物连作障碍产生的原因和克服的途径进行综述,以便为相关研究和类似技术的实际应用提供借鉴。大量的研究表明,引起蔬菜作物连作障碍的主要原因有土壤中有害微生物的积累、土壤的次生盐渍化、蔬菜作物的自毒作用等。通过轮作、间作套种、生物防治、选育抗重茬品种、嫁接栽培、增施有机肥等措施可以部分或全部解决蔬菜作物的连作障碍问题。     

保护地连作障碍的生物防治和物理防治方法

为了探索防治保护地连作障碍的有效方法,采集了保护地多年种植辣椒的连作土壤,分别施用自制重茬剂和阿姆斯微生物菌剂及乙醇灼烧处理后,栽植辣椒进行盆栽试验.研究结果表明,施用自制重茬剂和阿姆斯微生物菌剂可以有效地促进辣椒株高、株幅、展叶数和茎粗的生长,乙醇灼烧的效果不理想.从连作土壤对辣椒植株的致死率看,施用自制重茬剂、阿姆斯微生物菌剂和进行乙醇灼烧处理都表现出了良好的防治效果,施用自制重茬剂和阿姆斯微生物菌剂还能够促进植株对养分元素的吸收,阿姆斯微生物菌剂表现较为突出,乙醇灼烧使土壤有机质含量降低.综合分析,施用阿姆斯微生物菌剂是防治辣椒连作障碍较有效的方法.     

保护地蔬菜连作障碍成因及其防治

从土壤养分分布不均衡、土壤次生盐渍化、酸化、土壤物理性状不良、土传病虫害严重及植物的自毒作用等方面综合分析了保护地蔬菜连作的主要障碍原因,提出了通过合理轮作、施肥,减少盐分积累,调整pH值及使用重茬剂等的方法来防治连作障碍的一系列措施。     

保护地蔬菜连作障碍成因及其防治

从土壤养分分布不均衡,土壤次生盐渍化、酸化,土壤物理性状不良,土传病虫害严重及植物的自毒作用等方面综合分析了保护地蔬菜连作的主要障碍原因,提出了通过合理轮作、施肥,减少盐分积累,调整pH值及使用重茬剂等的方法来防治连作障碍的一系列措施.     

花生连作障碍防治研究进展

综述了引起花生连作障碍的因素,如土壤微生物群落失衡、酶活性降低、土壤养分比例失调、营养元素供应不足、根系分泌的有机酸的积累以及田间病虫害发生几率的增加等。介绍了目前花生连作障碍的主要防治措施,如改良耕地、轮作换茬、合理选择肥料、选用耐重茬品种、土壤消毒等方法。     

卷丹百合连作障碍机制及治理措施研究进展

近年来,卷丹百合的连作问题愈发突出,严重限制了百合产业的可持续发展。连作所产生的障碍主要表现在:土壤病虫害严重,植株的生长受限,生理功能逐渐衰退、品质变差。基于此,针对卷丹百合重茬病的主要成因、危害及其作用机理进行了研究,重点探讨了改进卷丹百合的种植模式、施肥方法和土壤病虫害的防治等这类治理措施产生的积极作用。将近年来在连作障碍防治方面具有广泛应用价值的几种方法作一综述。     

苹果植株应答连作障碍差异蛋白质组学分析

为明确不同苹果品种应对连作障碍时差异表达的蛋白,在蛋白表达水平上揭示苹果应答连作障碍的机制,本研究选择在重茬地中表现不同的两个苹果品种(抗重茬能力强的富士2001和抗重茬能力弱的首富1号)作为试材,利用重茬土进行盆栽试验,运用蛋白质非标记定量技术(label-free)鉴定两个苹果品种叶片中差异表达的蛋白,将差异蛋白与GO、COG等数据库进行比对,分析不同苹果品种差异蛋白的功能和分类。结果表明,两个苹果品种在重茬土栽植条件下主要鉴定得到43种差异或特异表达的蛋白,主要分为4类,包括光合作用相关蛋白(1种)、植物能量及物质代谢相关蛋白(17种)、植物防御和抗逆性相关蛋白(8种)、其他功能蛋白(17种),其中,植物能量及物质代谢、植物防御和抗逆性相关蛋白表达量具有较大差异。不同苹果品种在连作障碍反应相关蛋白的表达量方面存在差异,抗重茬能力强的品种蛋白表达量明显高于抗重茬能力弱的品种,推测参与防御反应的苹果过敏原蛋白和病程相关蛋白是苹果植株应对连作障碍的关键蛋白。抗重茬能力强的品种通过加强多种不同途径的代谢,增强植株对于连作障碍的抗逆性,减少连作障碍对植物的伤害。     

药用菊花连作障碍及其缓解措施研究进展

概述了药用菊花连作障碍对菊花生长的影响、连作障碍产生的原因、菊花连作障碍缓解措施的研究进展。连作对药用菊花生长发育产生明显的影响,主要表现在植株发育不良、产量和品质下降,严重影响了菊花产业可持续发展。引起药用菊花连作障碍的因素主要有土壤微生物群落失衡、土壤酶活性的变化、土壤中营养元素失调以及菊花分泌物的自毒作用等。进行轮作换茬、增施生物有机肥料、采取嫁接措施及使用微生物菌剂和土壤调理剂对缓解菊花连作障碍均有一定的效果。进一步探明菊花连作障碍产生的因素,特别是土壤微生物群落的改变和菊花自身分泌化感物质的自毒作用与菊花生育以及引起障碍其他因子之间的相互关系,是从根本上消除菊花连作障碍的基础,也是未来菊花连作障碍研究的重点之一。     

连作障碍消解新技术微水分土壤电处理技术

茄科(尤其是茄子)、葫芦科(尤其是西瓜)、豆科、菊科的连作障碍问题一直没有得到有效解决,比如,氯化钴、溴甲烷虽有效但它们是环境的污染物,不适合用作绿色植物产品的生产土壤使用,高温闷棚虽能对土壤进行灭菌消毒但解决不了连作障碍中的其他问题。在对多种土壤处理技术进行比较后,确定了微水分土壤电处理技术是可以用于连作障碍防治的有效技术。下面就连作障碍有关问题和微水分土壤电处理技术做一介绍和分析。1.连作障碍产生的基本原因连作障碍给蔬菜生产带来的许多弊病:(1)土传病害猖獗,如黄瓜、西瓜重茬时发生的枯萎病,并随重茬次数的增…     

日光温室黄瓜营养基质栽培对连作障碍的减缓作用

利用稻草营养基质(稻草与土体积比2∶1,堆肥腐熟)及土壤在同一日光温室内进行黄瓜的连作栽培,研究营养基质栽培对黄瓜植株生长、土壤容重、pH及根区微生物区系的影响。结果表明,黄瓜种植到第9茬时,2个处理均表现出了连作障碍现象,但营养基质栽培发生的程度较轻,相对土壤栽培明显减缓了因连作导致的黄瓜植株生长减弱、土壤容重增加、pH下降、微生物总数及细菌数量减少等不良趋势,营养基质栽培对连作障碍的产生具有明显的延缓作用。     

1989—2018年国内作物连作障碍研究现状——基于CNKI的文献计量学分析和科学知识图谱研究

为介绍国内作物连作障碍的研究进展,基于1989—2018年中国知网数据库(CNKI)中连作障碍相关发文情况,通过文献计量学方法分析文献的年代、期刊、机构、基金、作者、研究对象和主题分布等基础信息,并采用CiteSpace V软件对关键词进行科学知识图谱研究。结果表明,连作障碍文献数量总体上与年度变化呈明显正相关关系;受各类资金资助的文献数为2678篇,占总文献量的42.28%,其中受国家自然科学基金资助的文献发表最多;该研究领域文章的刊载主要涉及农业类杂志,研究机构主要涉及农林类高等院校及科研院所;文献作者毛志泉、许艳丽、韩晓增等在该领域研究成果较多;研究对象主要集中在粮食作物、蔬菜作物、水果（树）、经济作物和药用植物5类;该领域研究热点主要围绕土壤微生物、土壤酶、土传病害、化感自毒作用等方面展开,初步形成了以韩丽梅、许艳丽为中心的研究群体。作物连作障碍研究逐渐受到重视,越来越多学者致力于此方向研究,使该领域科研水平和学术影响力得到了较大提升。但作物连作障碍研究中仍有许多领域具有较大空间,基于土壤微生态环境变化视角,探索连作障碍的防治机制,或许将成为未来研究的主要方向。     

设施番茄连作障碍与土壤芽孢杆菌和假单胞菌及微生物群落的关系分析

以山东寿光及禹城地区不同连作年限(1~21年)的54个设施番茄土壤为研究对象,研究芽孢杆菌(Bacillus spp.)和假单胞菌(Pseudomonas spp.)及土壤微生物群落随连作年限的变化及其与土壤养分的关系,进而分析土壤中芽孢杆菌和假单胞菌与连作障碍之间的关系。结果表明:土壤细菌随着连作年限的持续增加而逐渐减少,连作年限少于6~10年时芽孢杆菌和假单胞菌的数量为增加趋势,连作6~10年后表现为减少趋势;PCR-DGGE(变性浓度梯度凝胶电泳)结果显示,作为土壤优势种群的芽孢杆菌及假单胞菌也在连作4~5年后减少,均与连作障碍发生(集中于5~10年)的时间基本吻合。土壤微生物生物量氮、碳随着连作年限呈增加趋势,符合指数增长模型(R2分别为0.30及0.20,P0.001)。由于设施番茄土壤肥料投入量大,土壤有机碳、C/N随着连作年限的增加而增加,呈显著正相关关系;土壤细菌数量与土壤C/N呈极显著负相关关系。通过对设施连作番茄土壤分析可知,连作番茄土壤中土壤细菌数量随连作年限呈减少趋势,芽孢杆菌及假单胞菌数量随着连作年限的变化与土壤连作障碍出现的时间基本吻合,可能是导致连作土壤微生物群落发生变化的原因。     

专用微生物肥对不同连作障碍土壤根际微生物区系的影响

为探究专用微生物肥对不同连作障碍程度土壤根际微生物区系的影响,采用不同连作障碍程度的土壤为栽培介质,施用2%的专用微生物肥后进行辣椒土培盆栽试验,取根际土壤进行稀释平板计数和PCR-DGGE分析。结果表明:随着土壤连作障碍程度的增加,根际土壤细菌和放线菌数量减少,真菌数量增加;施用专用微生物肥后,土壤微生物种群密度发生显著性变化,其中土壤连作障碍程度轻、中、重组细菌数目分别增加了78.6%、66.7%、54.5%,真菌数目分别减少了5.0%、12.5%、7.5%,放线菌数目分别增加了18.2%、9.1%、23.5%。通过分析PCR-DGGE指纹图谱发现,随着生理性土壤连作障碍程度的加剧,根际土壤微生物的丰富度和多样性指数降低,施用专用微生物肥后,微生物种群数目和种群结构发生改变,多样性指数升高。说明专用微生物肥对根际土壤微生物种群密度和种群结构有显著性影响,但是由于土壤连作障碍程度的不同产生效果不同。     

非洲菊连作对土壤理化性状与生物性状的影响

 【目的】研究非洲菊连作土壤物理化学性状、土壤微生物区系和土壤酶活性动态变化。【方法】以未种植过非洲菊的土壤作对照,测定连作非洲菊1、3、5和7年土壤的理化性质、酶和微生物活性的变化。【结果】随着连作年限的增加,土壤pH和容重下降,连作1、3、5和7年的土壤总含盐量分别比对照增加4.00%、72.80%、24.00%和88.00%。土壤有机质和速效氮含量随着连作年限的增加而上升,土壤速效磷和速效钾含量呈下降趋势。土壤脲酶和蔗糖酶活性呈先升后降的趋势,连作1年和3年土壤酶活性降低,连作5年以后又升高,土壤过氧化氢酶和中性磷酸酶活性呈下降趋势,连作1、3、5、7年土壤蛋白酶活性分别比对照增加9.09%、50.00%、63.64%、93.18%。土壤真菌数量随着连作时间延长而增加,连作7年的土壤真菌数与对照相比增加了192.04%,细菌数量呈下降趋势,其它微生物类群的数量呈先升后降的趋势。【结论】非洲菊连作后土壤pH降低,土壤总含盐量逐渐增加,有次生盐渍化的趋势,土壤中氮、磷、钾比例失调。连作5—7年,土壤真菌数量上升,细菌和放线菌数量和土壤酶活性下降,连作障碍明显。     

连作对大蒜土壤养分、微生物结构和酶活的影响

为探讨引起大蒜连作障碍形成的原因,研究了连作0年(对照)、5年和10年的大蒜土壤理化性质、土壤微生物数量和酶活变化趋势。结果表明,随着连作年限的增加,大蒜产量降低,与对照相比,连作5年和10年的大蒜产量分别下降了31.1%和40.8%。大蒜连作使土壤p H升高,土壤速效钾、铵态氮,硝态氮及有机质的含量降低;土壤中细菌、放线菌数量降低,而真菌数量升高;土壤中过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性显著降低,说明长期连作影响土壤中物质和养分的转化。综上所述,长期连作使大蒜产量降低,p H升高,酶活降低,土壤中微生物结构发生改变。建议施用有机肥来改善土壤性质,改良土壤中微生物的酶活性和菌群结构。     

药用植物连作障碍的形成机理及其防治

针对目前中药材生产中连作障碍现象较为普遍且十分严重的现状,综述了药用植物连作障碍的具体表现;从土壤理化性状改变、土壤生物学环境恶化及植物自毒作用三方面概述了近年来药用植物连作障碍形成机理的研究进展;总结了药用植物连作障碍的主要防治途径,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。并对药用植物连作障碍相关研究中的热点问题进行了探讨,以期为进一步深化研究提供参考。     

保护地蔬菜连作障碍原因及其调控

对保护地蔬菜连作障碍发生的原因从土壤理化性质、微生物环境及植物自毒方面进行综合分析,提出通过合理轮作、施肥,采用物理、化学的方法对土壤进行处理以及选用一些优良品种的方法来防治连作障碍的一系列措施.     

A comprehensive analysis of the response of the fungal community structure to long-term continuous cropping in three typical upland crops

Certain agricultural management practices are known to affect the soil microbial community structure; however, knowledge of the response of the fungal community structure to the long-term continuous cropping and rotation of soybean, maize and wheat in the same agroecosystem is limited. We assessed the fungal abundance, composition and diversity among soybean rotation, maize rotation and wheat rotation systems and among long-term continuous cropping systems of soybean, maize and wheat as the effect of crop types on fungal community structure. We compared these fungal parameters of same crop between long-term crop rotation and continuous cropping systems as the effect of cropping systems on fungal community structure. The fungal abundance and composition were measured by quantitative real-time PCR and Illumina MiSeq sequencing. The results revealed that long-term continuous soybean cropping increased the soil fungal abundance compared with soybean rotation, and the fungal abundance was decreased in long-term continuous maize cropping compared with maize rotation. The long-term continuous soybean cropping also exhibited increased soil fungal diversity. The variation in the fungal community structure among the three crops was greater than that between long-term continuous cropping and rotation cropping. Mortierella, Guehomyces and Alternaria were the most important contributors to the dissimilarity of the fungal communities between the continuous cropping and rotation cropping of soybean, maize and wheat. There were 11 potential pathogen and 11 potential biocontrol fungi identified, and the relative abundance of most of the potential pathogenic fungi increased during the long-term continuous cropping of all three crops. The relative abundance of most biocontrol fungi increased in long-term continuous soybean cropping but decreased in long-term continuous maize and wheat cropping. Our results indicate that the response of the soil fungal community structure to long-term continuous cropping varies based upon crop types.     

轮作不同作物对苹果园连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生理指标的影响

【目的】以25年苹果园连作土壤为对象,研究轮作不同作物对该土壤环境及平邑甜茶幼苗生理指标的影响,筛选适宜的轮作植物,为防控苹果连作障碍提供依据。【方法】取老龄苹果园土壤,混匀后填入试验沟,并在试验沟中分别种植一茬小麦（Triticum aestivum）、花生（Arachis hypogaea）、苜蓿（Medicago sativa Linn）、小葱（Allium schoenoprasum）、马铃薯（Solanum tuberosum L.）后,测定土壤有机质,速效氮、磷、钾,有效铁、锰、铜、锌含量和土壤细菌、真菌、放线菌数量变化,以及土壤酚酸类物质含量;取轮作不同作物后的土壤盆栽平邑甜茶幼苗,测定平邑甜茶幼苗生物量及根系活力、SOD、POD、CAT酶活性。【结果】与对照土壤相比,轮作小麦、小葱能够显著增加土壤有机质含量,分别增加了48.37%、36.7%;轮作马铃薯和休茬土壤有机质含量较对照降低,分别降低了8.61%、9.26%;轮作马铃薯能够显著增加土壤速效氮、磷,有效铜、铁、锌的含量,与对照相比分别增加了217.32%、240.55%、47.03%、91.38%、158.30%;轮作花生较对照能够显著降低土壤速效钾含量,但增加了有效铁、锰含量;轮作小葱、小麦、花生可增加土壤细菌总量,降低土壤中有害真菌数量,其中轮作小葱较对照细菌总量增加了200%、真菌总量下降了44.7%,轮作小麦较对照细菌总量增加了141.9%。轮作小葱、小麦使土壤细菌/真菌比值分别提高了435.8%、211.1%;轮作小葱使土壤中酚酸类物质总量较对照降低了45.3%,较轮作马铃薯降低了241.15%,较轮作小麦降低了190.07%,其中根皮苷含量较对照下降了84.2%,较轮作马铃薯下降了55.80%,较轮作小麦下降了9.30%;与对照相比,轮作小葱能显著提高平邑甜茶幼苗根系SOD、POD、CAT酶活性,分别增加了48.12%、58.33%、65.77%。从平邑甜茶生物量可以看出,轮作小葱与对照相比地上鲜重增加49.7%,地下鲜重增加76.5%,与轮作花生相比,地上鲜重显著增加了40.63%、与轮作小麦相比,地下鲜重显著增加了56.84%。【结论】轮作不同植物对连作土壤环境和平邑甜茶幼苗根系影响差异较大,轮作小葱能够增加土壤有机质含量,同时增加土壤中细菌/真菌值,降低土壤中酚酸类物质总量,提高平邑甜茶幼苗根系保护性酶活性,增加地上和地下生物量。从轮作防控苹果连作障碍角度看,轮作小葱更有利于减轻苹果连作障碍。