连作障碍中化感自毒效应及间作缓解机理

连作障碍是典型的土壤-植物负反馈现象,长期以来困扰农业生产的发展,作物连作障碍形成机理与防治一直是国内外学者的研究热点。自毒作用是连作障碍的发生机制之一,连作下土壤中自毒物质累积通过影响作物的营养吸收、光合作用、酶活性等生理过程而抑制作物生长;同时自毒物质还通过改变微生物区系,降低土壤微生物活性和多样性,促进病原菌增殖,加剧土传病害发生而导致连作障碍危害加重。利用植物化感作用而采用的间作模式,可为克服作物连作自毒物质引发的土传病害发生提供环保、经济、有效的防治途径,符合现代农业可持续发展的思路。笔者从营养和生理角度分析间作提高作物的抗性,从根际微生物-自毒物质-病原菌互作角度阐明间作缓解连作自毒效应的机理,为理解间作系统地下部根际生态过程与连作障碍缓解及制定合理的间作模式提供参考,并有助于揭示地上-地下生物多样性互馈机理。     

不同农业措施对草莓连作土壤状况的影响

为探究不同农业措施对土壤环境的影响,本研究以北京昌平连作多年的草莓土壤为研究对象,通过设置田间试验,以夏季闲置为对照,选用草莓与水稻轮作和氯化苦消毒两种农业措施,研究其对草莓连作土壤理化性质、酶活性及微生物群落的影响,以期为改善温室草莓土壤连作障碍,筛选出适宜的农业措施。结果表明：与夏季闲置相比,草莓-水稻轮作后,表层土壤(0~20 cm)的理化性质发生了改变,其中pH提高3.18%,铵态氮含量增加44.3%,盐分积累降低33%,硝态氮降低21.23%;同时土壤脲酶活性提高6.1%、过氧化氢酶活性提高23.4%;此外土壤细菌数量增加9.86%,细菌/真菌比值提高1倍,促进菌群由“真菌型”向“细菌型”转变,有效降低土传病害发生。而草莓-氯化苦消毒,可有效杀灭96.7%真菌,防止土传病害发生,但对酶活性具有一定抑制作用,对其他菌群也具有较强杀灭作用,影响土壤生态平衡。因此,草莓与水稻轮作作为一种非化学土壤消毒方法,在改良土壤、连作地土传病原菌的防治具有较大的潜力,为实现连作草莓土传病害的绿色防控提供了新途径。     

河南省设施蔬菜连作障碍现状调查与分析

为进一步了解河南省设施蔬菜连作障碍的发生和防治情况,调查了河南省17个地市93个乡(镇)的96个合作社(园区、村)。结果表明,河南省设施蔬菜茬口安排及蔬菜种类呈现多样化,设施蔬菜连作年限大都在5a以上,最长连作年限达30a。设施蔬菜连作3a以上即开始表现连作障碍现象,而且连作障碍棚室的比例及严重程度随连作年限的延长而增加。设施蔬菜土传病害发生最为严重,其中大棚根结线虫病发病率达84.6%,日光温室达56.9%。除土传病害外,土壤养分失衡和土壤次生盐渍化也普遍发生,土壤自毒作用、板结、酸化等发生相对较轻。总结了河南省各地设施蔬菜连作障碍防治的主要措施,并分析了调查中发现的几个重要问题,提出了河南省设施蔬菜连作障碍防控的几点建议。     

生防细菌对植物根围微生态效应的研究进展

利用生防细菌防治植物土传病害是农业可持续发展的趋势,研究生防细菌对根围微生态的影响对生防细菌防治作用的有效发挥及安全合理使用具有重要指导意义,为评估生防细菌的生态安全提供重要依据。本研究介绍了传统的分离培养、BIOLOG微平板、PLFA以及基于PCR技术的植物微生态学的研究方法,从生防细菌亲缘关系较近的细菌、微生物群落结构及根围土壤酶活3个方面对生防细菌产生的根围微生态影响进行总结,并对未来的研究方向进行了展望。     

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。     

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。     

土壤微生态与马铃薯连作障碍机制的研究进展

连作导致马铃薯产量和品质下降,连作障碍已成为我国马铃薯产业发展面临的突出问题。本文从连作后土壤养分的丢失、土壤酶活性变化、植物化感自毒作用、微生态失衡等几个方面综述了马铃薯连作障碍的发生机理,认为马铃薯连作障碍发生的主要原因是根系土壤微生态系统功能失调;最后,从多因素相互作用角度出发,提出了缓解或解决铃薯连作障碍的调控措施,并对马铃薯连作障碍进行了研究展望。     

间作系统根-土互作与连作障碍缓解

现代农业大面积单一作物连作种植和农药化肥的大量施用问题较为严重,造成农田生态系统日趋简单和脆弱,使作物病害发生频繁,病害流行周期越来越短,连作障碍严重发生。间作作为中国传统农业的精髓,具有增产、提高养分资源利用效率的优势。文章旨在明确间作缓解连作障碍的机制,以期为寻求缓解连作障碍的措施奠定基础。从寄主营养及生理变化、诱导寄主抗性、养分高效利用、改善土壤理化性状、抑制病原菌及土壤微生物多样性等方面对间作缓解连作障碍机制的最新进展进行了总结,明确了间作缓解连作障碍的机理,同时展望了间作缓解连作障碍的未来重点研究方向,以期为指导中国农业生产,实现农业的可持续发展提供理论和技术支持。     

间作系统根-土互作与连作障碍缓解机制

现代农业大面积单一作物连作种植和农药化肥的大量施用问题较为严重,造成农田生态系统日趋简单和脆弱,使作物病害发生频繁,病害流行周期越来越短,连作障碍严重发生。间作作为中国传统农业的精髓,具有增产、提高养分资源利用效率的优势。文章旨在明确间作缓解连作障碍的机制,以期为寻求缓解连作障碍的措施奠定基础。从寄主营养及生理变化、诱导寄主抗性、养分高效利用、改善土壤理化性状、抑制病原菌及土壤微生物多样性等方面对间作缓解连作障碍机制的最新进展进行了总结,明确了间作缓解连作障碍的机理,同时展望了间作缓解连作障碍的未来重点研究方向,以期为指导中国农业生产,实现农业的可持续发展提供理论和技术支持。     

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。     

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。     

AM真菌对连作障碍土壤中放线菌菌群多样性的研究进展

本文分别从丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizae,AM)缓解连作导致的作物减产、提高作物抗逆性、改善土壤理化性质以及维持土壤菌群结构稳定等方面进行综述,详细分析了作物的连作障碍和AM真菌缓解连作障碍的机理以及对土壤放线菌菌群多样性的影响。近年来,针对AM真菌对土壤中放线菌多样性的研究相对较少,并且由于AM真菌不能进行纯培养也限制了其在农业生产生活中的应用。     

马铃薯连作造成的影响及连作障碍防控技术

近年来马铃薯连作面积日益扩大,连作造成的问题日趋凸显。采用文献检索、内容归类的方法研究马铃薯连作对植株生长、土壤性状、土壤微生物多样性等方面的影响,并就缓解连作障碍的措施进行了总结,以期为马铃薯产业发展提供参考。     

BGA土壤调理剂在盐碱障碍型土壤上的应用效果研究

为了解决宁夏引黄灌区土壤盐碱障碍问题,提高盐碱障碍型土壤质量,增强土地生产力,通过田间试验,研究了BGA土壤调理剂对盐碱障碍型土壤理化性质及作物生长发育的影响,评价了BGA土壤调理剂的施用效果。结果表明：与不施肥相比,施用BGA土壤调理剂改善了盐碱障碍型土壤理化性质,促进了油葵、水稻及枸杞的生长发育,显著提高了3种作物产量,改善了油葵、水稻的品质;与配方施肥相比,施用BGA土壤调理剂改善了盐碱障碍型土壤理化性质,促进了油葵、水稻的生长发育,显著提高了3种作物产量,改善了油葵的品质。如果能够有效降低BGA土壤调理剂生产成本并配合化肥合理施用,BGA土壤调理剂改良盐碱障碍型土壤是可行的,值得进一步研究应用。     

蔬菜种植模式对涂地土壤性状及蔬菜连作障碍的影响

为探讨蔬菜种植模式和种植年限对蔬菜地土壤性状及蔬菜生长障碍发生的影响,在浙东滨海涂地区按蔬菜种植年限（5~10年和10~20年）和种植模式（水稻 蔬菜年内连作、露天蔬菜-水稻轮作、露天蔬菜、冬季大棚蔬菜 夏季露天蔬菜和常年大棚蔬菜）分组鉴定土壤质量与蔬菜地连作障碍,并与长期种植水稻等粮食作物的农田进行比较。结果表明：种植蔬菜后,土壤容重呈增加的趋势;与长期种植水稻的用地相比,露天蔬菜、露天蔬菜-水稻轮作和水稻 蔬菜年内连作有利于土壤结构的改善,但长期种植大棚蔬菜则可导致土壤结构的恶化。种植蔬菜后,土壤酸度增加,有机碳下降,磷素、氮素、有效钾和盐分明显增加,对大棚蔬菜地的影响比露天蔬菜地更为明显。土壤中磷素、氮素、有效钾的积累和土壤酸化随着蔬菜种植年限的增加而呈现增加的趋势;种植蔬菜也显著增加了土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性。研究区内蔬菜地连作障碍类型主要有病害、地下虫害、土壤理化性质恶化和缺素等,其发生比例随蔬菜种植年限明显增加,由低至高依次为：水稻 蔬菜年内连作地<露天蔬菜-水稻轮作地<露天蔬菜地<冬季大棚蔬菜 夏季露天蔬菜地<常年大棚蔬菜地。研究认为,蔬菜与水稻轮作可减少蔬菜连作障碍的发生。