化感物质对土壤硝化作用的影响

试验研究了3种化感物质－苯甲酸、对羟基苯甲酸和阿魏酸在3种浓度（0.5mmoL、2.5mmoL和5.0mmol）、不同pH、不同土壤含水量等环境因子作用下对土壤硝化作用的影响,在第1d、4d、7d、10d、14d取样与对照比较,测定其对土壤中NH4^ -N转化为NO3^--N过程中的影响。结果表明,阿魏酸和苯甲酸对硝化作用的抑制率略高于对羟基苯甲酸,且阿魏酸随浓度升高而抑制作用加强。研究所采用的2种不同pH的土壤未表现出明显的差异;不同土壤含水量对转化为NO3^--N的总量影响较大,不加水的土壤样品NO3^--N的转化量很少,且随时间的推移其总量无多大为变化,而饱和含水量的样品NO3^--N的转化量随时间的推迟其总量一直上升,说明水分对土壤中NO3^--N的转化起着非常重要的作用。     

化感物质对土壤硝化反应影响的研究

研究了４种化感物质硝化反应的影响，试验结果表明，化感物质能减少ＮＨ＾＋４向ＮＯ３＾－氧化，且高浓度比低浓度效果显著。４种化感物质的硝化抑制顺序为：阿巍〉对叔丁基苯甲酸〉对羟基苯甲酸〉苯甲酸。不同的温度和肥料可影响化感物质的硝化抑制作用。     

马铃薯与玉米复合种植对土壤化感物质及土壤细菌群落结构的影响

为探究马铃薯与玉米复合种植对化感物质积累与细菌群落结构的影响,分析轮作、间作缓解连作障碍的机制,本研究以马铃薯连作、玉米连作、马铃薯||玉米间作、马铃薯-玉米轮作第8年的土壤为对象,利用GC-MS测定土壤中化感物质含量,并采用Illumina Miseq高通量测序技术对土壤细菌16Sr DNA V4-V5区域进行测序,分析土壤中细菌多样性和群落结构的变化,并对化感物质和优势菌属进行相关性分析。结果表明:玉米连作和马铃薯连作会导致化感物质的积累,玉米连作土壤积累了更多的油酸、亚油酸、花生酸、木焦油酸等脂肪酸,马铃薯连作土壤积累了更多的硬脂醇、二十烷醇等脂肪醇类物质。轮作降低了大部分化感物质的积累,间作降低的化感物质种类相对轮作较少。不同种植方式下土壤细菌群落结构发生了显著变化,相对于连作,间作和轮作Ace指数和Chao指数显著升高。在门水平上,轮作土壤放线菌丰度显著高于马铃薯连作土壤,间作土壤拟杆菌门丰度显著低于玉米连作土壤,两种连作土壤中酸杆菌门丰度都较轮作显著升高。在属水平上,一些有益细菌如节杆菌属、溶杆菌属等在复合种植土壤中相对丰度更高。通过相关性分析发现土微菌属、小梨形菌属与脂肪醇类物质呈显著正相关,黄杆菌属、溶杆菌属、微杆菌属等与脂肪酸类物质呈显著负相关。马铃薯与玉米复合种植降低了化感物质在土壤中的积累,从而抑制了土壤细菌丰度的降低,提高了有益菌属丰度,消减了连作障碍。     

烤烟根际土壤化感物质因子分析及对烤烟经济性状的综合影响

  目的  通过分析烤烟根际土壤化感物质之间相互关系及与烤烟经济性状相关关系,为消减连作障碍配套研究提供理论参考。  方法  以云南省红河州泸西连作烤烟为供试材料,利用GC-MS检测根际化感物质,通过因子分析和典型相关分析,提取能够解释大部分变量的公因子,分析根际化感物质与烤烟经济性状的相关关系。  结果  烤烟根际检测并确定出13种根际土壤化感物质,因子分析提取3个公因子,第一因子为酚酸类物质,占有变量总方差的53.75%,对十四酸、莨菪亭、十七碳酸、亚麻酸具有高的正载荷,具有相似的变化趋势,相互之间呈正相关。第二因子为酸－酯－酰胺类因子,占变量总方差的19.27%,苯甲酸、香草醛、软脂酸、芥酸酰胺具有高的正载荷。第三因子为酚酯类因子,占变量总方差的11.78%,2,2′-亚甲基双-（6-叔丁基对甲苯酚）、邻苯二甲酸二辛酯具有高正载荷。简单相关和典型相关分析表明,根际化感物质不是单因子影响烤烟经济性状,是多因子综合影响,以第一因子为主要影响因素,具体表现为烤烟根际土壤十四酸、莨菪亭、十七碳酸和亚麻酸与单叶重和产值呈正相关,但与中上等烟叶比例呈负相关。  结论  烤烟根际化感物质对烟叶的影响是双向的,但增加单叶重和亩产值的正效应大于降低中上等烟叶单叶重的负效应。     

连作植烟土壤具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应评价

为科学评价连作植烟土壤中具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应,丰富现有连作障碍机理,以烤烟品种K326为试验材料,基于前期田间实测结果设置不同浓度梯度(间苯三酚:0.20、1.00、5.00 mg·kg^-1,对羟基苯甲酸0.02、0.10、0.50 mg·kg^-1)进行盆栽试验。结果表明,两种酚酸物质均显著抑制了烤烟种子萌发。间苯三酚抑制了幼苗根系的生长,且浓度越大抑制作用越强;对羟基苯甲酸对幼苗根系生长的影响表现出"低促高抑"的浓度效应。随着间苯三酚浓度的增加,叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,而过氧化物酶(POD)活性呈下降趋势;随着对羟基苯甲酸浓度的增加,叶片SOD、CAT和POD活性均呈先升后降趋势。此外,两种酚酸物质均降低了烤烟幼苗叶片叶绿素含量,增加了丙二醛(MDA)含量。随着处理时间的延长,胁迫作用趋势相同。由此可知,间苯三酚和对羟基苯甲酸不同程度地抑制了烤烟幼苗的生长,且存在浓度效应。间苯三酚表现为抑制作用,浓度越高抑制作用越强;对羟基苯甲酸浓度≤0.10 mg·kg^-1时...     

植物化感物质对种子萌发的影响及其生态学意义

化感现象作为植物之间的一种相互作用方式,在农林业生产中广泛存在。合理利用植物之间的化感作用,对于生产实践具有重要的指导意义。研究表明,化感物质可促进或抑制不同物种种子的萌发过程,这对于植物的生长发育、植物群落的组成与分布以及生态系统的平衡有着重要影响。本文从化感物质对种子萌发的影响与其生态学意义两个方面进行了综述。一方面,在阐述化感作用影响种子萌发的基础上,进一步总结了化感物质抑制植物种子萌发的生理生化机制。包括:化感物质通过抑制胚根和胚轴的伸长,破坏亚细胞结构,干扰植物激素及活性氧的合成与代谢,造成细胞损伤,从而阻碍种子萌发;抑制种子中储存物质的代谢,阻碍种子萌发过程中的物质以及能量转换,导致种子萌发受阻等。另一方面,本文从化感作用在抑制农田杂草及影响生态系统稳定性两个方面,阐述了化感物质调控种子萌发的生态学意义。讨论了农作物的化感抑草作用,农林业生产中的化感自毒作用以及化感作用造成的生物入侵等,以期为农林业生产提供借鉴。最后,根据目前研究进展,对本领域未来研究方向进行了展望和讨论。     

烟-稻复种连作年限对土壤理化性状及烟叶产量与品质的影响

为探明长期烟-稻复种连作对烟田土壤理化性状及烟叶产量与品质的影响,在衡阳烟区烟-稻复种连作区采取了不同复种年限的土样和当季烟叶样品,检测了土壤p H值、有机质及速效养分含量、中微量元素含量以及烟叶产量和烟叶主要化学成分含量等指标的变化。结果表明,适度的烟-稻复种连作(≤7年)可较好的协调土壤p H值,不仅对烟叶产量和产值无显著影响,而且使烟叶中糖碱比和钾氯比协调合理,品质趋好。而当连作超过10年后,土壤明显酸化,烟叶产量、产值也显著下降,可考虑通过绿肥轮作、休耕等措施提升土壤质量。     

连作对花生根系分泌物化感作用的影响

采用连续收集法提取连作5 年、3 年和轮作处理的花生结荚期根系分泌物, 研究其对土壤微生物及花生种子发芽、幼苗生长发育和细胞膜过氧化的化感作用及连作对花生根系分泌物化感作用的影响。结果表明,花生结荚期根系分泌物对花生根腐镰刀菌36194 菌丝的生长、叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量存在促进作用, 对固氮菌14046 的生长, 花生种子胚根的伸长、幼苗的苗高、茎叶鲜重、根系鲜重、叶片叶绿素含量等有抑制作用, 促进和抑制作用均随根系分泌物添加浓度和连作年限的增加呈增强趋势。连作花生结荚期根系分泌物化感物质在土壤中的累积, 很可能是导致花生连作障碍的原因之一。     

花生化感物质降解菌和抗连作拮抗菌复合菌剂应用效果的研究

为了提高花生化感物质降解菌对化感物质降解率以及连作障碍拮抗菌对植物病原菌的拮抗效果。利用优化培养后制备的复合菌剂进行大田试验(复合菌剂中降解菌有效活菌数总数达3×1010cfuml~(-1),拮抗菌有效活菌数1.12×108cfuml~(-1)),研究了复合菌剂对花生病害、降解特性及土壤微生物活性等的影响。结果表明:复合菌剂及菌剂加倍处理对化感物质的降解率分别达66.7%和89.4%;菌剂的施入对花生网斑病、焦斑病和褐斑病有明显的抑制作用,特别是菌剂加倍对网斑病抑制效果2年分别能达到56.1%和72.1%;花生生育期内,微生物生物量碳氮总体呈先增加后减少趋势,菌剂处理比空白分别能提高6.2%~34.5%和4.9%~31.1%;复合菌剂处理能明显提高土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性;花生产量2年皆以菌剂加倍最高,分别为3734.2 kg hm~(-2)和3708.6 kg hm~(-2),复合菌剂在花生整个生育期稳定性良好。     

植物根分泌的化感物质及其在土壤中的环境行为

植物根系是化感物质进入土壤的重要通道。根系分泌物中含有大量具有化感活性的物质,其中以小分子的酚、酸最为常见,这些物质对植物自身及植物根际微生物和土壤酶具有广泛影响,一度成为化感研究的重要内容。自然状态下根系分泌化感物质的活性效应与植物根系分泌化感物质的强度和累积、化感物质本身的特性以及土壤对化感物质的吸附和降解能力有关。因此,研究化感物质在土壤中的迁移、吸附-解吸附、降解等环境行为是揭示化感物质累积机制的重要工作,应该成为化感研究的重要内容,在今后的研究中应给予充分重视。     

炭化烟草秸秆还田对连作植烟土壤及烤烟生长发育的影响

为了修复连作植烟土壤,丰富生物质炭在烟草生产中的生态学效应,加快烟草废弃物的综合利用,选择连作15 a、烟草青枯病发生严重的植烟土壤,通过大田试验,研究了炭化烟草秸秆对连作植烟土壤理化性状、微生物数量及烤烟生长发育的影响。结果表明,在连作植烟土壤中添加1 500 kg/hm~2炭化烟草秸秆,有利于改善土壤理化性质和养分状况,改变土壤微生物丰度,进而促进烤烟的生长,提高烟叶的产量,增加植烟的收益。     

烤烟连作对耕层土壤酶活性及微生物区系的影响

以烤烟品种"龙江911"为材料,在大田试验条件下分别测定了连作1年和5年的烤烟耕层土壤酶活性及微生物区系变化。结果表明:烤烟连作1年的耕层土壤酸性磷酸酶与脲酶活性高于正茬(大豆-小麦-烤烟),而烤烟连作5年的土壤酸性磷酸酶与脲酶活性低于连作1年。在0~10 cm土层内,烤烟连作1年和连作5年的土壤过氧化氢酶活性均比正茬低,且连作5年土壤比连作1年土壤降低了35.47%。10~20 cm土层内,烤烟连作1年和5年的土壤蔗糖酶活性分别比正茬降低了30.27%和52.14%。烤烟连作减少了土壤细菌和放线菌数量,增加了真菌数量,细菌主要以土壤氨化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌降低为主。因此,烤烟连作破坏了微生物种群的平衡及降低土壤酶活性可能是引起烤烟连作障碍的主要原因之一。     

炭基肥对黄壤烤烟生理和氮素吸收与平衡的影响

以烤烟品种云烟87和贵州典型黄壤为试验材料,通过大田试验,设置不施氮(CN)、常规肥(CF)和炭基肥(BF)3个处理,探索不同施肥处理对烤烟氮素吸收相关生理、黄壤-烤烟体系氮素平衡的影响,为优化贵州烟区黄壤氮素管理和减少烟区农田生态环境污染提供科学指导。结果表明,BF处理显著提高土壤脲酶活性、烤烟根长度和根表面积、叶片谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性、吸氮量,烤烟吸氮量较CN和CF处理分别显著提高35.06%和14.24%。BF处理烤烟根系活力和体积、干物质量及产量最高,显著高于CN处理。不同施肥处理黄壤-烤烟体系氮素均明显盈余,氮素输入主要是土壤起始无机氮,氮素输出主要是土壤无机氮残留以及烤烟吸氮量。BF处理提高了0～20 cm土层无机氮的残留,氮素表观损失量显著减少44.42 kg·hm^–2,氮素盈余量减少37.70 kg·hm^–2,氮肥表观利用率显著提高16.15%。合理施用炭基肥是贵州烟区优化黄壤氮素管理和保护烟区农田生态环境的有效途径之一。     

稻茬烤烟根区施用生物有机肥的效应

为探索稻茬烤烟根区施用生物有机肥的效应,在湖南省桂阳县采用大田试验研究了生物有机肥根区施用对烤烟营养生长、光合特性、烟叶质量及经济效果的影响。结果表明:①稻茬烤烟根区施用生物有机肥较条施处理,团棵期最大叶面积可提高24.58%,打顶期茎围、最大叶面积、SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率可分别提高4.72%、19.29%、14.78%、7.30%、22.64%、5.63%、32.14%,第1次采烤期SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率可分别提高15.64%、23.82%、30.00%、8.31%、15.26%,有利烤烟营养生长,提高烤烟叶绿素含量和光合能力。②稻茬烤烟根区施用生物有机肥较条施处理的上等烟比例、产量、产值、物理特性指数、化学成分指数、感官评吸总分、氮肥偏生产力、氮肥偏生产效益可分别提高5.96%、12.39%、17.51%、5.76%、18.46%、5.43%、12.38%、17.51%,有利于提升烟叶品质,增加产量和产值。③生物有机肥替代部分烟草专用基肥,可提高烟叶评吸质量、上等烟比例和氮肥偏生产效率。④三饼合一生物有机肥代替部分烟草专用基肥根区施用是可行的。     

高通量测序技术下连作植烟土壤细菌群落与土壤环境因子的耦合分析

为了揭示连作条件下植烟土壤细菌群落结构及其与土壤环境间的响应关系,本研究采用了Illumina平台Hiseq2500高通量测序技术,对不同施肥处理(常规施肥,蚯蚓粪肥,微生物菌肥以及蚯蚓粪和微生物菌肥混合)的漯河烟区连作植烟土壤细菌进行16S rRNA V4区测序,结合冗余分析(redundancyanalysis,RDA)研究土壤细菌微生物的群落结构组成、多样性以及与土壤环境间的相关关系.结果表明,测序质控后共获得25 203个操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),计1 600 239条读数.分层聚类图显示,不同施肥处理的连作植烟土壤细菌群落有较大差异,但这种差异不体现在结构多样性上.多样性指数分析表明,连作植烟土壤细菌群落易受环境变化的影响,体现出一定的时间差异性;烤烟成熟期土壤丰度指数明显升高,微生物菌肥和蚯蚓粪肥处理下土壤细菌群落丰度变化较大.主成分分析表明,不同土壤环境因子间有很强的相关关系,可以将原有的11个土壤环境因子按照强正相关关系划分为4类;RDA结果表明,土壤pH既影响土壤细菌群落的多样性,又影响土壤细菌群落的丰度;而有机质主要对土壤细菌群落丰度有积极影响.研究结果为在微生物水平上研究连作植烟障碍的形成机理提供了依据.     

连作植烟土壤酚酸类物质变化特征及其与主要环境因子的Mantel Test分析

为明确酚酸类物质在连作植烟土壤中的变化特征,探讨土壤主要环境因子对酚酸类物质的影响,以不同连作年限（4 a,6 a,8 a,14 a和16 a）植烟土壤为对象,研究了不同连作年限植烟土壤酚酸类物质、理化性状、酶活性和细菌多样性的变化特征,并利用Mantel Test分析了酚酸类物质与土壤主要环境因子的相关性。结果表明,随连作年限增加,土壤酚酸类物质和速效钾含量升高,pH、有机质含量、细菌菌群丰度和多样性降低,水解性氮和有效磷含量呈先降低后升高趋势,酶活性呈先升高后降低趋势。Mantel Test分析表明,土壤酚酸类物质含量与理化性状、酶活性和细菌丰度显著相关,且与理化性状相关性最高;不同酚酸类物质含量与土壤主要环境因子相关性存在差异,其中,对羟基苯甲酸和阔马酸与植烟土壤理化性状、酶活性以及细菌丰度的相关性最高。因此,在本试验条件下,连作植烟土壤酚酸类物质具有明显积累特征,植烟土壤环境恶化;酚酸类物质积累受理化性状、酶活性和细菌多样性影响,且理化性状影响最大;不同酚酸类物质受主要土壤环境因子的影响存在差异,其中对羟基苯甲酸和阔马酸积累所受影响最大。     

特制酒糟有机肥对喀斯特烟区烤烟生长与品质的影响

为研究适合贵州喀斯特地区烤烟生产的特制酒糟有机肥用量,通过大田小区分析并比较了不同类型和用量的特制酒糟有机肥措施:常规酒糟有机肥3t·hm~(-2)(CK)、特制酒糟有机肥3 t·hm~(-2)(T1)、特制酒糟有机肥3.6 t·hm~(-2)(T2)、特制酒糟有机肥3.6t·hm~(-2)+钾肥300kg·hm~(-2)(T3)、特制酒糟有机肥1 t·hm~(-2)+化肥2 t·hm~(-2)(T4)对烤烟生态及产质量的影响。结果表明,与对照相比,从烤烟生态来看,T1、T2及T4处理均不同程度增加烤烟株高、茎围及叶面积指标;T1、T2、T3处理的根鲜重、根干重及根体积均较CK有所增加,T4处理的各项根际指标均显著高于CK;T1、T2处理的黑胫病发病率较CK降低49.8%,T1、T3、T4处理的气候斑点病发病率分别较CK降低62.5%、37.5%及25%,T2、T3、T4处理的花叶病均未发现。添加特制酒糟有机肥处理中T4产量最高,达到1623kg·hm~(-2),T2处理为1 434 kg·hm~(-2),T1～T4处理的增产率为10.4%～25.0%;所有试验处理的烟碱、全氮、总糖、还原糖、磷、钾、氯离子含量均处于优质烟叶适宜范围,其中,施用特制酒糟有机肥能降低烟碱、全氮含量,提高磷、钾离子含量,使烤烟内在品质渐趋合理。     

有机-无机专用混配肥对烤烟产量和养分利用率的影响

利用盆栽试验研究了有机-无机专用混配肥对烤烟产量和养分利用的影响。结果表明,与施等NPK养分的普通专用肥相比较,施用有机-无机烟草专用混配肥AB、BB处理的氮肥利用率提高2.6%～4.5%,磷肥利用率提高近2%,处理AA钾肥利用率提高3.6%,增加烟叶中氮、磷和钾的分配比例,有利于烟叶产量的形成,提高烟叶可利用程度,处理AA、AB和BB增产8.52%、24.20%、15.57%,中部烟叶所占比例提高12.96%、12.10%和11.98%,上部烟叶所占比例下降14.69%、12.22%、12.61%;烟碱、总氮、蛋白质含量有所下降,钾含量提高7.36%～12.27%,烟叶施木克值、糖碱比更趋于协调。     

不同施氮水平对水稻土氮素供应和烤烟氮素吸收积累的影响

采用大田试验研究分析了凉山州植烟水稻土在不同施氮水平下的无机氮供应动态、烟株干物质积累、烟株对氮素的吸收分配规律以及烤后烟叶品质的差异。结果表明:施氮对土壤无机氮的影响持续到移栽后13周,随施氮量的增加土壤无机氮浓度升高,各处理无机氮供应高峰出现在移栽后7周和13周;各施氮处理烟株干物质积累均显著高于不施氮处理,说明施氮可以促进前期烟株根系的发育;施氮显著提高了各时期烟株中氮素的含量,尤其表现在移栽后9~11周,施氮75 kg/hm~2处理烟株氮积累量显著高于施氮45 kg/hm~2处理,但施氮105 kg/hm~2处理积累量与施氮75 kg/hm~2处理差异不大。综合感官评吸结果,本研究认为供试水稻土施氮量以75 kg/hm~2较为适宜。     

不同植烟模式对烤烟产质量、土壤养分和酶活性的影响

在贵州烟区具有代表性的第四纪黄壤上,进行了连续6年的田间定位试验,研究了烤烟连作,烤烟-玉米轮作和玉米-烤烟-烤烟轮作三种种烟模式对烤烟的产量和品质,土壤养分以及酶活性的影响。结果表明,烤烟连作降低烤烟的产量、质量和土壤pH,提高有效磷和速效钾含量,抑制脲酶和蔗糖酶活性,增加过氧化氢酶活性。相反,烤烟-玉米轮作和玉米-烤烟-烤烟轮作有益于提高烤烟的产量和质量,是值得推广的种烟模式。