植物化感作用研究进展

本文从植物化感物质的种类、释放途径、作用机理及化感物质的自毒作用等角度论述了植物化感作用的原理,指出自毒作用是连作障碍的主要因子,进而提出减弱或消除自毒作用的技术措施和途径。     

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。     

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。     

连作大豆生产的为害及防御措施

连作障碍是作物栽培中的一种普遍存在的问题,探讨连作导致大豆减产的因素及解决连作带来的生产障碍问题,已成为国内外研究关注的焦点。根系分泌物是植物在生长过程中通过根的不同部位向基质（土壤、营养液等）中溢泌或分泌的一组种类繁多的物质。阎吉昌指出,在连作大豆体系的研究中存在很多不足之处,例如对化感物质作用的选择性和专一性、对同一植物化感物质高浓度和低浓度时作用产生的差异化感物质多种成分之间产生的复合效应等。     

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。     

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。     

不同方法收集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2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‘热甜5号’,但‘热甜5号’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‘热甜5号’。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。     

AM真菌对连作作物根系代谢产物影响的研究进展

近年来,连作问题一直危害着作物的产量和品质。大量研究证明,丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌与作物根系形成共生的菌根,并通过分泌次级代谢产物抵抗外界环境所带来的侵害。为探究AM真菌在作物调节次级代谢产物中扮演的角色和作用机理,本研究总结了AM真菌对次生代谢产物种类及含量的影响;归纳了AM真菌在生态防御连作问题上的机理,包括次生代谢物质可诱导信号物质产生,连作作物的化感自毒作用和AM真菌促进次生代谢产物增加,缓解连作障碍。最后指出目前存在的问题并对将来的研究方向做了展望。     

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。     

河北省又取得一批植保农药类科研成果

<正>(接上期)9.草莓连作障碍绿色高效防控技术单位名称:河北农业大学评价单位名称:河北省科技成果转化服务中心本研究针对草莓连作障碍发生机制及绿色防控技术进行了研究,取得的创新性成果如下:(1)探明了引起草莓连作障碍的主要病原菌;明确了连作草莓产生的自毒物质种类及其作用;阐明了主要自毒物质对羟基苯甲酸抑制草莓生长,并     

植物化感作用研究进展

植物的化感作用是当今植物保护领域研究的热点.植物化感物质的研究与应用,建立农作物合理的轮、间、套和连作制度,培育有化感作用的农作物新品种,开发新型安全的除草剂和杀菌剂等,减少人工化学品的投入和对环境的危害,实现有害生物绿色防控.本文概述了近年来植物化感物质的种类、释放途径、作用机理、植物化感研究方法以及在农业生态系统中的应用等方面的研究进展.     

不同肥料种类对连作烟草根际土壤微生物功能多样性的影响

烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,施用不同肥料, 调查施肥后的土壤对连作烟草作物的生长、土壤微生物功能多样性的影响及其对土壤化感自毒的调节作用。结果表明,烟草根际土壤化感自毒潜力以施用常规复合肥最大,施用农家肥最小。基于Biolog平板法的微生物功能多样性研究表明,施用常规复合肥利于氨基酸类、胺类物质为碳源的微生物生长;施用有机肥利于羧酸类物质为碳源的微生物生长;而施用农家肥则利于糖类、脂肪酸、酚酸类物质为碳源的微生物生长。土壤微生物利用单一碳源的主成分分析结果表明,与碳源利用相关的主成分1、主成分2可分别解释变量方差的74.37%和25.63%。在主成分分离中有主要贡献的是糖类、脂肪酸类、酚酸类碳源。相关性分析结果显示,烟草土壤的化感自毒潜力与以糖类和酚酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著正相关,而与以脂肪酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著负相关。此外,农家肥施用最利于微生物生长,有机肥次之,常规复合肥最差。     

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。     

生防细菌菌剂修复连作障碍的研究进展

连作障碍是现代农业发展过程中遇到的一个突出问题,在缓解连作障碍的方法中,利用生防细菌菌剂进行生物防治来解决这一难题已经逐渐被人们重视。生防细菌极具防病潜力和应用价值,能够起到增加农作物产量,提高植株防病能力的作用。笔者详细介绍了致使连作障碍产生的3个主要因素:土传病害加剧、土壤理化性质的恶化以及作物自毒物质产生的成因。描述了生防细菌对连作障碍土壤修复的现状,从多个角度分析了各种生防菌剂对抑制土传病害、改善土壤理化性质、缓解连作障碍自毒作用的机制,进一步探讨了生防细菌在连作障碍方面的潜力,为人们解决连作障碍问题提供了新的思路,也为生防细菌菌剂的推广提供参考。     

地黄连作障碍机制分析

本研究采用土壤微生物平板分离技术和16S rRNA基因序列分析技术,旨在研究化感细菌与地黄生长的关系,阐明引起地黄连作障碍的原因。从地黄连作1年的土壤中分离到19株细菌,其中2株细菌为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida DH03)和河生肠杆菌(Enterobacter amnigenus DH05);DH03菌株和DH05菌株不侵染地黄叶片,但其代谢产物对地黄叶片及块根有毒害作用,为典型的化感细菌;而地黄块成分对DH03菌株和DH05菌株的生长有促进作用。根据化感细菌与地黄的相互作用,提出了引起地黄连作障碍的化感细菌作用假说,化感细菌的化感作用是引起地黄连作障碍的重要原因之一。     

植物化感作用在农业生态系统中的应用

为探明植物的化感作用在农业生态系统中的作用及应用,本研究对近年来植物化感领域所取得的研究成果、已报道的化感植物、化感物质以及化感物质释放途径等进行了综述,并归纳了植物化感作用在农、林、牧业等方面的研究成果。研究显示,在豆科、禾本科、菊科等多个科发现了具有化感潜势的植物并分别鉴定出了酚酸类、萜类、生物碱类等十几类化感物质,化感物质多以自然挥发、雨雾淋溶、根系分泌、残渣分解等方式进入周围环境并对受体发生化感作用,化感物质在不同浓度下对受体植物种子的萌发、幼苗的生长等表现出不同的促进或者抑制效应;化感现象对作物的轮作和套作、混交林树种的选择搭配、合理放牧、除草剂等方面的应用具有重要作用。最后在综合已报道的化感作用研究的基础上,指出了植物的化感作用在农业生态系统中的关键问题,并对其存在的问题进行了分析展望。     

花生自毒物质降解菌的筛选及其降解效果初步研究

为了能够有效抑制花生连作障碍中自毒物质对花生的危害,利用选择性培养基筛选用于降解花生自毒物质苯甲酸的菌株,研究其降解与拮抗效果。采用以苯甲酸为唯一碳源,逐渐提高苯甲酸浓度的驯化方法。筛选到3株能够高效降解苯甲酸的菌株,降解率分别为95.32%,91.63%和90.15%,3菌株对花生根系分泌的自毒物质均有较强的降解效果,同时3菌株对花生根腐病菌有较强的拮抗作用,盆栽试验结果表明通过施加菌剂可以有效缓解自毒物质对花生幼苗的抑制作用,增产效果显著。筛选到的3株菌株具有解毒抗菌双重功能,为今后在农业生产中有效利用菌剂进行农作物连作障碍治理和改善土壤环境,提供理论依据。     

化感物质松香酸对辣椒种子萌发、幼苗生长及根际微生物的影响

为揭示辣椒连作障碍的机理,本试验探讨了松香酸对辣椒种子萌发、幼苗生长和根际微生物种群数量的影响.利用GC-MS分析的方法,研究了辣椒根系分泌物和连作土壤中的化感物质.结果表明:辣椒根系分泌物和连作土壤的主要化感物质为松香酸、十四酸甲酯、十八酸甲酯和(2-乙基-6甲基苯)-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰胺.并采用模拟的方法,研究了化感物质松香酸对辣椒种子萌发、幼苗生长发育及根际微生物的效应.对松香酸的生物测定结果显示,当浓度为0.05 g/L时,松香酸促进辣椒种子萌发和幼苗生长发育,其余浓度则表现为抑制作用,并且随着浓度的加大抑制作用增强,当浓度为0.25 g/L时抑制作用最大.同时外源松香酸使根际微生物总量和放线菌数量(A)减少,真菌(F)和细菌(B)的数量增加,B/F比值升高,而A/F比值降低.本试验结果说明松香酸对辣椒种子萌发、幼苗生长和根际微生物有较强的自毒作用.     

连作草莓根际土壤特征及修复技术研究进展

连作障害是制约草莓(Fragaria ananassa)发展的最大因素。笔者对国内外草莓连作障害的研究亮点进行了综述。土壤根际微生物区系变化,有益微生物减少,病原菌增加,有害化感物质积累是产生连作障害的主要原因。杀灭土壤病原菌,去除有害化感物质,把“病土”修复成“健康土”,是克服连作障害,实现草莓连茬种植的根本之路。对草莓连作障害机理的深入研究、土壤修复技术的应用研究仍然是未来发展的方向。