三种酚酸类物质在花生连作障碍中的生态效应分析

      为阐明酚酸类物质在花生连作障碍形成过程中的作用机理,本研究排除田间因素的干扰,通过室内模拟培养法,研究了4种不同浓度的肉桂酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸及其混合物对土壤的生态效应。结果表明,当酚酸类物质的初始含量较低（15 mg·kg-1干土）时,各处理土壤微生物量碳氮、微生物活性、酶活性（脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶）及养分含量（碱解氮、有效磷、有效钾）均略高于对照,但差异不显著（P>0.05）;当其初始含量达到或高于30 mg·kg-1干土时,各指标均降低,且随浓度增加降幅增大,以3种酚酸类物质混合物的化感抑制作用相对最强。总体来看,随培养时间的延长,酚酸类物质的化感抑制作用呈先增强后减弱的趋势。其中,对羟基苯甲酸在处理第7d化感抑制作用达到最强,而肉桂酸、邻苯二甲酸和3种酚酸类物质混合物的最强化感作用是在处理第15 d。推测酚酸类物质的累积与连作花生土壤微生态环境的劣化有着直接关系,是花生连作障碍形成的重要因素之一。     

玉米根系分泌物缓解连作花生土壤酚酸类物质的 化感抑制作用

为探讨玉米//花生间作系统中玉米根系分泌物对连作花生土壤中酚酸类物质化感作用的影响机制，采用二氯甲烷提取了玉米抽雄期根系分泌物，添加到含有不同浓度的连作花生根系分泌物中主要的三种酚酸类物质（肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸）混合物的土壤中，研究了土壤微生态环境变化情况。结果表明，酚酸类物质对土壤微生物量、微生物活性、酶活性及养分含量均存在化感抑制作用，且浓度越高，抑制作用越强（P＜0.05）。整个培养时期，添加玉米根系分泌物均增加了酚酸类物质处理土壤呼吸强度、酶活性、微生物量及养分含量，以低浓度处理增幅较大，分别平均增加7.58%、6.73%、7.72%和4.90%；降低了酚酸类物质对土壤各指标的化感指数，其中低浓度酚酸类物质处理土壤微生物量碳氮、微生物活性、酶活性和养分含量的化感指数分别降低21.57%、21.19%、 26.32%和20.95%。3次取样，酚酸类物质的化感作用呈先增强后降低的趋势，各处理在第10d达到最强；而玉米根系分泌物对酚酸类物质化感作用的影响以处理第5d最强，随后呈减弱趋势。玉米根系分泌物可在一定程度上缓解酚酸类物质对土壤微生态环境的化感作用，为玉米//花生间作缓解花生连作障碍技术提供了理论依据。     

花生连作田土壤微生物群落动态与土壤养分关系研究

对不同连作年限花生田土壤中的微生物群落和养分进行了分析，结果表明，随着花生连作年限的增加，土壤及花生根际土壤中的真菌数量明显增加，细菌数量明显减少；根际与非根际土壤的R／S值随连作年限的增加而降低；连作1年后碱解氮含量变化达显著水平，土壤中速效磷和速效钾的含量与细茵数量呈极显著的正相关关系。     

连作对不同抗性花生品种根系分泌物和土壤中化感物质含量的影响

采用连续收集法收集到连作障碍抗性较强的大花生品种鲁花11和抗性较差的小花生品种鲁花12不同连作年限苗期和花期的根系分泌物,采用气相色谱-质谱联用的方法鉴定主要成分,并采用液相色谱法对连作花生土壤中酚酸(醛)类化感物质的含量进行了测定。研究结果表明,鲁花11苗期共鉴定出11种根系分泌物成分,花期鉴定出8种。鲁花12根系分泌物苗期比鲁花11少了肉桂酸,花期多了己六醇。连作5年后,鲁花11根系分泌的对羟基苯辛酸的量明显增加,鲁花12根系分泌的长链脂肪酸类物质棕榈酸和硬脂酸以及醇类物质己六醇的量明显增加。两个花生品种连作5年后土壤中酚酸(醛)类化感物质对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸、肉桂酸、2,5-二甲基苯甲醛和2,6-二叔丁基苯酚呈现出累积的趋势,鲁花11的积累总量高于鲁花12。连作障碍不同抗性花生品种根系分泌物对连作的响应存在差异,连作会影响到花生根系分泌物的分泌和累积,进而影响到化感作用的强弱。     

香草酸对花生植株生长、产量构成因素及根际土壤环境的影响

为了解花生连作障碍机理，分析香草酸对花生生长的抑制作用，设置香草酸浓度为0、0.1、0.5、1μmol·g-1干土，以花生品种粤油7号为材料进行盆栽试验，调查外源施加香草酸后，花生不同生育时期叶片丙二醛（MDA）含量、花生根系抗氧化酶活性（CAT、POD、SOD）、花生基础农艺性状、花生根际土壤养分含量及土壤酶的活性。结果发现，花生植株的主根长、主茎长、分枝数和产量均随外源香草酸的浓度增加而降低。同时，不同浓度香草酸处理后，均对花生植株的MDA含量、CAT和SOD酶活性产生化感促进作用，而对花生主根长、主茎长、分枝数和产量产生化感抑制作用，从而影响了花生对土壤养分的吸收，导致经香草酸处理后的花生土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性和土壤速效养分均高于对照处理。     

杀菌剂和根瘤菌剂拌种对花生根际微生物及荚果产量的影响

为筛选出能替代化学药剂的生物杀菌剂,促进花生绿色生产,本试验以湖南主栽品种湘花2008为试材,开展化学杀菌剂(甲基硫菌灵)、生物杀菌剂(哈茨木霉菌和解淀粉芽孢杆菌)单拌及与根瘤菌剂复配拌种大田试验,在花生苗期至结荚期测定根际土壤微生物数量,收获时测定荚果性状及产量。结果表明：(1)甲基硫菌灵单拌能显著促进细菌生长;甲基硫菌灵单拌、根瘤菌剂单拌及3种复配拌种处理在抑制真菌、促进根瘤菌方面表现较好;哈茨木霉单拌和解淀粉芽孢杆菌单拌对放线菌的促生效果更明显;解淀粉芽孢杆菌单拌及其复配显著抑制黄曲霉生长增殖。(2)从微生物群落结构来看,甲基硫菌灵单拌能够在全生育期提高细菌/真菌、放线菌/真菌比值,哈茨木霉单拌、解淀粉芽孢杆菌单拌二者在苗期和结荚期均能提高放线菌/真菌比值。(3)除哈茨木霉单拌及其复配外,各拌种处理均能够增加花生产量,解淀粉芽孢杆菌单拌增产最大,增幅为49.39%;根瘤菌剂单拌增产40.24%,解淀粉芽孢杆菌复配增产32.78%。结论归纳为：甲基硫菌灵单拌、哈茨木霉菌与根瘤菌剂复配、解淀粉芽孢杆菌与根瘤菌剂复配在微生物方面综合表现更好,更适宜改善花生根际土壤微生物群落;解淀粉芽孢...     

花生连作土壤及根际主要微生物类群的变化及与产量的相关

采用盆栽,对花生不同连作年限的土壤及根际主要微生物类群进行了培养计数,对土壤养分进行了化验分析,结果发现,随着连作年限的增加,土壤及根际的真菌数量显著增加,细菌和放线菌显著减少;土壤中的Ｐ、Ｋ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ 等速效养分显著减少。经对主要土壤及根际微生物类群与土壤速效养分及花生产量的相关分析表明,土壤中的真菌数量与Ｐ、Ｋ 速效养分呈显著负相关,细菌和放线菌数量与Ｐ、Ｋ等速效养分呈显著或极显著正相关。花针期与成熟期根际微生物主要类群对土壤养分影响较大,花针期根际的真菌数量与土壤中的速效Ｋ含量呈显著负相关,细菌数量与土壤中Ｋ、Ｓ、Ｍｎ 等速效养分呈显著或极显著正相关,放线菌数量与土壤中的Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｕ 等速效养分呈显著或极显著正相关,成熟期的细菌数量与土壤的Ｐ、Ｋ、Ｆｅ、Ｃｕ 等速效养分呈显著或极显著正相关。土壤中的细菌和放线菌数量与总干物重呈显著正相关。花针期根际的真菌数量与花生总干物重和荚果产量呈极显著负相关,细菌数量与总干物重呈显著正相关。结荚期的真菌数量与荚果产量呈显著负相关,细菌数量与总干物和荚果产量呈显著和极显著正相关。成熟期的细菌数量与总干物重和荚果产量呈显著正相关。     

黑土区连作大豆根际微生物群落结构的动态变化

为探明长期连作对大豆根际土壤微生物群落结构的影响,基于环境因子相同的黑土区大豆连作长期定位试验,采用实时定量聚合酶链式反应(Quantity-PCR,qPCR)和PCR-DGGE技术,解析大豆根际微生物群落丰度和结构组成在不同连作年限间的动态变化过程。结果表明,连作7年以上处理的细菌群落结构组成和多样性明显低于轮作和连作4年以下处理,由此可以看出,大豆连续种植导致土壤中细菌群落组成的演替,是根际作物-土壤-微生物相互作用缓慢累积的过程,直到连作7年才足以被检测出来。连作大豆根际真菌群落结构多样性分析结果表明,连作2年和连作4年根际真菌群落组成丰富,多样性较高。而连作7年以上和轮作处理的大豆根际真菌群落多样性指数为3. 067 7~3. 071 5,低于连作2年和连作4年处理,同时连作7年处理真菌群落组成与轮作处理相似性较高,由此可以看出大豆连作土壤被称作抑制性土壤的机制所在。     

花生根际微生物群落结构对干旱和盐胁迫的响应

为探究水盐共同作用下花生根际土壤微生物的响应,从花生根际细菌群落结构的角度阐述干旱和盐胁迫对花生根际细菌菌群多样性的影响及与根际微生物间的相互作用。采用盆栽试验,设计对照、盐胁迫、中度干旱胁迫和旱盐同时胁迫四个处理,通过16S rRNA基因测序技术,研究花生饱果期根际土壤细菌群落结构和变化情况。结果表明:干旱胁迫、盐胁迫及二者同时胁迫处理的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Gemmatimonadota)。干旱胁迫和盐胁迫均使得变形菌门和酸杆菌门相对丰度降低,而蓝藻菌门(Cyanobacteria)的相对丰度提高,但在干旱和盐同时胁迫条件下蓝藻菌门的相对丰度降幅达60.0%。本试验为特异功能物种和菌株的分离提供了更大的可能和空间,为促生菌的分离培养优化和应用提供了技术基础和前景。非生物胁迫影响根际土壤微域环境,对花生根际土壤细菌群落结构具有调控作用。调节微生物群落结构,改良土壤微域环境,是提高植物胁迫耐受性的有效途径。     

施氮和木薯间作对成熟期花生根际土壤细菌群落结构的影响

为明确相同施肥量条件下木薯-花生间作与花生单作的成熟期根际土壤细菌群落特征差异，以木薯品种 华南205和花生品种粤油200为试验材料，设计2个施氮水平（施氮、不施氮）和3种种植模式（木薯单作、花生单作、 木薯间作3行花生），采用高通量测序技术，研究了施氮和木薯间作对成熟期花生根际土壤细菌群落结构的影响。 结果表明，在相同施肥量条件下，木薯间作花生模式的土地当量比大于1，表现出间作优势，土地利用率提高49%~ 60%。成熟期花生根际土壤细菌4个优势类群依次为Chloroflexi、Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria，合计 比例84.42%~84.59%。花生根际土壤细菌的属数量共477个。施氮和木薯间作对花生根际土壤细菌的α多样性无 显著影响。木薯间作显著降低了Proteobacteria的相对丰度，降幅18.12%。在相对丰度排名前30的菌属中，不同处 理组合间TK10 和Roseiflexus 的差异达显著水平；施氮显著降低了菌属Candidatus_Solibacter、Acidimicrobiales 和 Amycolatopsis的相对丰度，降幅分别为41.18%、33.11%和71.98%。冗余分析表明，有效磷、pH显著影响细菌花生根 际土壤属水平群落组成。本研究结果为明确间作体系中花生根际微生态环境提供理论依据。     

甘蔗间作花生对不同耕层土壤微生态的影响

甘蔗间作花生是我国华南地区特有的高效种植模式。本文研究了甘蔗/花生间作不同耕层土壤养分、酶、微生物的变化特征及其相关性。结果表明，相比单作而言，0～20 cm间作花生土壤有效氮、有机质、微生物量氮含量、真菌、放线菌数量、蛋白酶活性及间作甘蔗土壤细菌、放线菌、总微生物数量、微生物量氮含量及蛋白酶活性均显著增加；20～40 cm间作甘蔗土壤全磷、全钾、蛋白酶活性及间作花生土壤放线菌、蛋白酶活性显著增加；40~ 60 cm间作花生土壤真菌、蔗糖酶、微生物量碳含量显著增加；相反，间作甘蔗土壤蔗糖酶活性均显著低于单作甘蔗处理；间作土壤有效氮磷钾、有机质含量、脲酶、酸性磷酸酶活性、微生物数量均随着土壤深度的增加而表现出降低的趋势；间作土壤有效养分与脲酶、酸性磷酸酶、微生物量氮及微生物数量呈显著或极显著正相关。表明甘蔗花生间作条件下土壤养分、酶、微生物相互作用，共同维持良好的土壤微生态环境。     

花生不同连作年限应用微生物菌剂效果研究

在花生连作5年和轮作土壤上分别进行了3种微生物菌剂的应用试验,通过对花生主要生育期生长发育、叶片叶绿素含量和土壤微生物数量的观测,明确微生物菌剂的应用效果。结果表明,由黄孢平革菌、细黄链霉菌、多粘芽孢杆菌等组成的微生物菌剂3在连作土壤中效果最明显;轮作土壤中微生物菌剂1和2作用比较明显,其中以根瘤菌为主的菌剂1对产量的促进效果更显著。微生物菌剂对株高、茎叶鲜重、叶绿素含量以及产量等有促进作用,并且多个指标之间有较好的吻合性。     

Induced Effects of Exogenous Phenolic Acids on Allelopathy of a Wild Rice Accession （Oryza Iongistaminata, S37）

Four exogenous phenolic acids, including salicylic acid, fumalic acid, p-coumaric acid and p-hydroxybenzonic acid, were used to investigate the regulatory effects on allelopathy of a wild rice accession of S37 (Oryza longistaminata), which is a known allelopathic rice. The four exogenous phenolic acids induced the enhancement of the allelopathic potential of wild rice S37 in target weeds though the weed-suppressive activities were low, and the inducible effects were dependent on the specific phenolic acid, concentration and treatment time. After foliar application of exogenous phenolic acids, the inhibition rates for plant height, root length and fresh weight of barnyard grass (Echinochloa crus-galli) were significantly higher than those of the control. Especially at the concentration of 100 mg/L, the inhibition rates for plant height and fresh weight of barnyard grass by fumalic acid were 38.12% and 26.31% higher than those of the control, showing that fumalic acid was more effective compared with other phenolic acids in inhibiting monocotyledon weed growth. Furthermore, the weed-suppressive activity of aqueous extract from the leaves of wild rice S37 treated with exogenous phenolic acids was increased, and it peaked at 48 h after the treatment with the aqueous extract, and then gradually declined.     

竹荪不同生育期土壤微生物动态变化

2010年4～7月,在竹荪不同生育期测定土壤中细菌、真菌、放线菌3种微生物的数量,研究竹荪不同生育时期土壤微生物动态变化规律.结果表明:竹荪生育初期,新地块土壤细菌总量小于连作地,真菌、放线菌总量大于连作地,但数量差异不大;之后,细菌、真菌数量有小幅变化,放线菌数量变化较大,连作地块放线菌总量和变化幅度皆大于新地块;竹荪生长逐渐进入出菇高峰期,新地块土壤真菌总量出现与竹荪菌有相同的变化趋势,但连作地块土壤真菌总量未出现大幅增长现象.土壤细菌、放线菌在竹荪菌生长达到出菇高峰期时,出现总量降低并达到低点的现象.竹荪出菇高峰期回落、生长减缓后,土壤细菌总量逐渐增大、达到峰值并随之出现延后降低的现象.连作地竹荪及土壤微生物代谢物累积量增加引起的土壤物质组成变化,是造成竹荪连作障碍的重要因素.     

玉米花生带状间作对植株氮吸收和土壤微生物群落的影响

为探明玉米花生带状间作模式下植株氮吸收利用和土壤微生物群落特征，设置玉米单作（SM）、花生单作（SP）和玉米花生间作（IMP）三种种植模式，系统分析了不同种植模式下氮素吸收利用规律，并采用16S/ITS测序技术明确玉米花生带状间作系统下根际土壤细菌/真菌群落结构变化。结果表明，间作玉米边行优势明显，地下和地上部干物质积累量和氮积累量显著高于单作玉米和间作玉米中间行。间作玉米和间作交互区根际土壤细菌和真菌多样性和丰富度降低，而间作花生根际真菌多样性和丰富度增加，其中变形菌门、担子菌门、子囊菌门等有益菌最为显著富集。土壤中细菌和真菌存在复杂的相关性，变形菌门与子囊菌门正相关。间作丰富了物种功能多样性，参与氨基酸运输、代谢和碳水化合物代谢的细菌和腐生营养型真菌的显著富集，改善了植物养分吸收，促进了植株生长发育。可见，玉米花生间作可通过优化土壤微生物的群落结构，促进植株对氮素的吸收和利用，本研究为玉米花生带状间作氮营养互促吸收提供了科学依据。     

不同类型大麦品种籽粒中酚酸类化合物含量的差异

为了探明不同类型大麦品种籽粒中酚酸类化合物含量的差异,采用超声辅助提取、高效液相色谱测定的方法对15个大麦品种（系）籽粒中的13种酚酸含量进行了比较分析。结果表明,大麦籽粒中的酚酸类化合物主要是羟基苯甲酸衍生物,羟基肉桂酸衍生物含量较少。不同类型大麦品种籽粒中酚酸类化合物的含量存在极显著的差异,黑皮大麦籽粒中总羟基苯甲酸衍生物（THBA）、总羟基肉桂酸衍生物（THCA）和总酚酸（TPA）的含量均高于非黑皮大麦;二棱大麦籽粒中THBA、THCA和TPA的含量均高于多棱大麦;皮大麦籽粒中THCA和TPA的含量高于裸大麦,但THBA的含量与裸大麦无显著差异。另外,与裸大麦相比,皮大麦籽粒中含有更为丰富的酚酸种类。     

不同有机酸对大豆生长的化感效应

试验采用发芽试验、水培试验及室内分析相结合的方法研究了经GC－MS检测出的大豆根系分泌物和根茬腐解液中的几种有机酸对大豆种子萌发及幼苗生长发育的化感效应。结果表明：3－硝基邻苯二甲酸、邻甲氧基苯甲酸、3，4－二氯苯甲酸、肉桂酸等四种有机酸均抑制了大豆种子的萌发，表现在萌发率、胚根长和 胚根干重与对照相比均有所降低，差异达显著或极显著水平，而且有机酸浓度不同，抑制程度也有所差别；3－硝基邻苯二甲酸、邻甲氧基苯甲酸、3，4－二氯苯甲酸、肉桂酸、邻苯二甲酸等五种有机酸不同程度地抑制了水培大豆幼苗的生长发育，表现在株高、干物质重、相对生长速率等均低于对照，差异达显著或极显著水平，且随着有机酸浓度的增加，抑制作用增强。     

大豆连作土壤有机化合物对大豆根腐病菌生长的影响

采用田间试验、生物模拟试验及化学分析等方法,研究了大豆连作土壤有机化合物(糖、氨基酸、有机酸)对大豆根腐病菌的影响.结果表明:轮作、连作大豆土壤糖组分对半裸镰孢菌、粉红粘帚菌、尖镰孢菌的生长多表现出低浓度促进高浓度抑制的规律,低浓度糖组分对粉红粘帚菌、尖镰孢菌生长的促进作用,连作显著高于轮作.轮作、连作土壤氨基酸组分对半裸镰孢菌、粉红粘帚菌、尖镰孢菌的生长多表现出显著的促进作用.轮作、连作土壤有机酸组分对上述三种病原菌生长多表现出显著促进作用,但连作高浓度有机酸组分能显著抑制粉红粘帚菌生长.上述结果表明,大豆连作土壤有机化合物与根腐病发生存在极密切关系,它们是根腐病严重发生的重要物质诱因.