蔬菜类作物根系分泌物化感作用研究初探

介绍了蔬菜类作物根系分泌物的定义、种类、组成及分泌特性,并从自毒作用与连作障碍的角度出发,进一步分析了根系分泌物与作物间的化感作用及对蔬菜栽培的影响,以期为指导农业生产提供依据。     

不同作物根系分泌物对莴苣化感作用的研究

通过组织培养的方式,研究了不同作物根系分泌物对莴苣的化感作用。结果表明：不同作物根系分泌的化感物质均能明显抑制莴苣幼苗的生长,其根系生长也明显受到抑制。通过隶属函数值可得出,不同作物对莴苣化感作用的大小顺序为黄瓜〉西瓜〉辣椒〉番茄〉白菜。     

半夏根系分泌物化感作用研究

以半夏根系分泌物及其不同极性组分为供试材料,半夏、莴笋、萝卜、白菜、苋菜为受试材料,采用生物测试的方法研究半夏根系分泌物对不同受试材料的化感效应。结果表明:半夏根系分泌物对萝卜、莴笋、半夏有化感抑制作用,作用强度为半夏莴笋萝卜。半夏根系分泌物的化感作用具有浓度效应,当浓度为1.122 3g·L~(-1)时,化感作用最强,对受试材料均呈化感抑制作用。半夏根系产生的化感自毒物质极性分布范围广,各极性部位产生自毒作用的强度不同,其中乙酸乙酯相最强,能强烈抑制半夏珠芽萌发和幼苗生长。根系分泌物可能是引起半夏连作障碍的原因之一,半夏根系分泌的化感物质具有一定选择性,只有在合适浓度、遇到合适受体时才会产生化感作用。半夏根系产生的化感自毒物质极性分布范围广,主要存在于乙酸乙酯部位,能强烈抑制半夏珠芽萌发和幼苗生长,可能是大田生产中半夏连作地出苗率低、倒苗严重的原因之一。     

小白菜对四种食用菌菌丝的化感效应

为探讨小白菜对食用菌菌丝的化感效应,以小白菜为供体,平菇、香菇、茶树菇、卵孢小奥德蘑(商品名为黑皮鸡(枞))为受体.采用十字交叉法测定小白菜的茎叶水提物、根系分泌物、幼苗挥发物对供试食用菌菌丝生长的影响.结果表明,小白菜幼苗挥发物质对供试的四种食用菌菌丝无化感作用;小白菜根系分泌物对香菇菌丝生长有促进作用,对茶树菇、黑...     

南瓜作砧木嫁接冬瓜根系分泌物对土壤微生态的影响

采用室内模拟法,在未种植过冬瓜的土壤中加入自根冬瓜、自根南瓜和嫁接冬瓜根系分泌物后,测定土壤基本理化性质、土壤酶活性和土壤可培养微生物数量的变化,以探究南瓜作砧木嫁接克服冬瓜连作障碍的内在机制,为砧木的选育及其配套栽培技术的应用提供理论依据。结果表明,相对于自根冬瓜根系分泌物,嫁接冬瓜根系分泌物能提高根际土壤pH及有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,增加土壤脲酶与酸性磷酸酶活性、可培养细菌与放线菌数量,降低可培养真菌数量;相对于自根南瓜根系分泌物,嫁接冬瓜根系分泌物可显著降低土壤脲酶和酸性磷酸酶活性;添加自根南瓜根系分泌物、自根冬瓜根系分泌物、嫁接冬瓜根系分泌物处理的土壤pH值、碱解氮含量、脲酶活性和酸性磷酸酶活性均呈现出随处理时间的变化而变化。综上所述,南瓜砧木与接穗之间存在互作效应,嫁接冬瓜可通过根系分泌物的作用来改善土壤质量,形成并维持一个特殊的微生态环境,提高土壤生态系统的稳定性。     

大蒜根系分泌物对同属作物的抑制作用

目的：研究大蒜根系分泌物对同属作物的抑制作用,为解决大蒜连作障碍提供理论依据。方法：应用组织培养技术,在无菌条件下研究大蒜根系分泌物对同属作物大葱、洋葱和韭菜的毒害作用。     

不同品系小麦根系分泌物对黄瓜化感作用的初步研究

以黑龙江省40个小麦品系为供体,以黄瓜品种津优1号为受体,采用培养皿滤纸生物测试法,初步研究了不同品系小麦根系分泌物对黄瓜幼苗的化感作用。结果表明：不同品系小麦根系分泌物对黄瓜种子发芽率、幼苗根长、胚轴长及幼苗鲜质量的影响存在差异。由综合效应（SE）可以看出,龙辐04-0348对黄瓜幼苗的化感促进作用最强,龙辐17化感抑制作用最强,综合化感效应分别为-15.37 %和7.76 %。     

辣椒根系分泌物的化感作用及其化感物质分析

 利用生物测定和GC-MS分析的方法,研究了辣椒根系分泌物各组分的化感作用及其优势组分的化感物质。结果表明：辣椒根系分泌物各组分对莴苣的化感作用不同,以乙醚洗脱组分的化感作用最强;对乙醚洗脱组分进行再分离,最后得出80%乙醚＋20％乙酸乙酯洗脱组分的化感作用最强;对80%乙醚＋20％乙酸乙酯洗脱组分进行GC-MS分析鉴定,确定辣椒根系分泌的主要化感物质为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸-丁基-环己烷基酯、邻苯二甲酸-丁基-异丁酯、邻苯二甲酸二叔丁酯、二苯胺、4,4’-叔丁基二苯酚、苯萘胺、邻苯二甲酸,其中,邻苯二甲酸二丁酯的含量最高。     

不同溶剂萃取对分蘖洋葱根系分泌物化感作用的影响

以分蘖洋葱品种为"绥化"试材,研究了正丁醇、乙酸乙酯、乙醚和三氯甲烷4种不同极性有机溶剂萃取的分蘖洋葱根系分泌物组分对番茄种子萌发及幼苗生长的影响,以研究不同溶剂萃取对分蘖洋葱根系分泌物化感作用的影响。结果表明:乙酸乙酯萃取条件下的分蘖洋葱根系分泌物组分的化感作用最强,能够显著降低番茄种子发芽率,明显抑制番茄根系及幼苗的生长。因此,乙酸乙酯能够较好的萃取分蘖洋葱根系分泌物的强活性化感组分,可以作为分蘖洋葱根系分泌物研究过程中的主要萃取相。     

缺钾胁迫对连作草莓生长和土传病害的影响

 以草莓‘红颜’品种为试材,设缺K（K+ 48.75 mg · L^-1,缺量水平）、1/2K（K+ 415.58 mg · L^-1, 半量水平）和全量K（K+ 782.41 mg · L^-1,正常水平）营养液处理,对缺钾胁迫与草莓连作障碍的关系进 行了探讨。结果表明,缺钾处理显著抑制二茬草莓植株地下部分和地上部分的生长,其中缺K 的长势最 弱,1/2K 比全量K 的长势强;缺K 二茬植株根系分泌物对草莓组培苗生长有显著影响,表现为低浓度（1%、 2%）根系分泌物促进幼苗侧根和茎叶生长,高浓度（4%）则抑制根系生长。不同浓度钾营养液处理的三 茬植株分别接种尖孢镰刀菌和大丽轮枝菌后,在不同时期比未经过连作的基质对照发病都严重。缺K 三 茬植株发病最重,接菌后10 d 时病情指数就高达75,全量K 三茬植株发病次之,1/2K 三茬植株发病相 对较轻。因此,缺K 环境会加重草莓的连作障碍,适宜的K 量对草莓连作障碍的防治有重要意义。     

黄瓜-玉米轮作对设施连作土壤性状的影响

以连作7a的黄瓜试验田为研究对象,通过黄瓜-玉米轮作为栽培模式,设置后茬玉米不同种植密度和不同生长期处理,研究设施黄瓜连作土壤理化性质、酶活性及土壤微生物种群的变化。结果表明:后茬玉米种植密度为4 000株/667m2时,生长成熟模式与对照休闲处理相比较,土壤容重、EC值和有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量降低,pH值升高;土壤脲酶、过氧化氢酶活性升高,蔗糖酶和磷酸酶活性降低;土壤微生物结构改变,细菌和放线菌数量上升,真菌数量下降。黄瓜-玉米轮作模式对设施连作土壤性状的改善具有显著效果。     

蔬菜作物轮作对西瓜连作土壤微生物种群和土壤酶活性的影响

采取连作20 a的种植嫁接西瓜的土壤,进行盆栽试验,分别种植芹菜、大葱、大蒜、西瓜.定期测定各处理土壤养分含量、pH值、土壤微生物数量和土壤酶活性等,评估不同蔬菜作物轮作对嫁接西瓜连作土壤环境的影响.结果表明:轮作大葱处理土壤中速效氮、速效钾含量最高,轮作芹菜土壤中速效磷含量最高,轮作大蒜土壤中有机质含量最高;连作西瓜的对照各种土壤酶的活性均显著低于轮作其他作物的处理;种植芹菜的处理土壤微生物总量最高,土壤细菌、真菌、放线菌数量、AM真菌孢子密度均显著高于连作西瓜处理.表明蔬菜轮作对修复嫁接西瓜连作土壤、改善土壤环境具有一定的作用.     

马铃薯连作对茄科作物的化感效应

以“陇薯1号”马铃薯为试材,研究了马铃薯秸秆、连作土壤浸提液对番茄、茄子、辣椒等马铃薯同科植物的化感作用.结果表明:马铃薯秸秆水浸提液对番茄、茄子的发芽率以及3种植物的发芽指数和胚根长均有抑制作用;对辣椒的发芽率和3种植物胚芽长随浸提液浓度的升高表现出高浓度抑制低浓度促进的现象.连作土壤浸提液抑制3种植物的发芽率及发芽指数,促进番茄和辣椒胚芽生长,3种植物胚根及茄子胚芽随着连作土壤浸提液浓度的增加呈先升高后降低的趋势.马铃薯秸秆水浸提液和连作土壤水浸提液均对3种茄科作物具有化感作用,且对发芽率、发芽指数、胚根长和胚芽长具有一定浓度效应.     

茄子/番茄嫁接植株根系分泌物对茄子黄萎病菌的化感作用

采用番茄为砧木嫁接茄子,研究了嫁接对茄子黄萎病的化感作用,并对嫁接茄子根系分泌物中的化感物质进行了GC-MS检测。结果表明,与自根茄相比,嫁接茄子田间表现出明显的抗病性;其根系分泌物能够抑制病原菌的生长,抑制率达15.43%。进一步对各处理根系分泌物进行检测,嫁接茄根系分泌物中物质种类和相对含量与对照相比均有变化。在嫁接茄子根系分泌物中检测出特征性化学物质：咔唑类、胺类、萸类、芴类、酮类、茚醇类、腈类,烃类和酯类物质相对含量增加,而苯类、茚类物质相对含量降低。     

化感物质己二酸二异丁酯对茄子黄萎病及幼苗生长的化感效应

 采用模拟的方法,研究了己二酸二异丁酯对茄子黄萎菌及茄子种子萌发、幼苗生长的化感效应。结果表明,己二酸二异丁酯在黄萎菌培养的前阶段极显著地抑制了菌丝的生长,培养7 d时,1.0 mmol·L^-1的抑制作用最大;11 d时,则促进了菌丝的生长,但未达到显著水平。田间抗病试验结果表明,各浓度己二酸二异丁酯均提高了茄子幼苗对黄萎病的抗性,其中以0.5 mmol·L^-1处理最好。己二酸二异丁酯低浓度时促进了茄子种子的萌发,增加了幼苗的株高、茎粗、地上和地下部干鲜质量、叶绿素含量和根系活力,而随着浓度增大,促进作用减弱或者表现出抑制作用。低浓度的己二酸二异丁酯对叶片丙二醛（MDA）含量和细胞膜相对透性起化感抑制作用,并随浓度增加作用强度增大;但浓度增至1.0 mmol·L^-1时,表现化感促进作用。     

梨园根际土壤的连作化感作用及化感物质成分分析

【目的】研究连作梨园根际土壤的化感作用并利用气相色谱-质谱联用仪对其化感成分进行分析,为解决梨园连作障碍提供参考。【方法】以连作梨园根际土壤和‘川梨’实生(Pyrus pashia Buch.)幼苗为试材,通过生物测试研究根际土壤化感作用,并进行GC-MS分析。【结果】2种根际土壤水浸提液浓度为0.25 g·m L~(-1)时就对梨幼苗生长产生抑制,且随浓度增加而增强,1 g·m L~(-1)抑制作用最为显著,幼苗株高、叶面积、地上、地下部分鲜重等均显著下降;从2种连作土壤中分别分离出9大类物质78种和10大类77种化学组分,包括烷烃、酯类、醇类、酮类、酚类等物质,最主要的物质种类均为烷烃类,占总成分的38.49%和30.48%,其次是酯类,醇类等;2者均四十烷的相对含量最高,分别为11.22%和8.75%。【结论】连作梨园根际土壤确实存在化感作用,对再植幼苗生长不利,经鉴定其化感成分种类有烷烃类、酯类、酚类、酮类等物质,具体这些化感物质的化感效应及其相关机理尚待进一步研究。     

几种酚酸类物质对山桃种子萌发后根系的化感效应

【目的】探讨常见酚酸类化感物质对桃的化感效应强度,为桃连作障碍研究提供理论依据。【方法】以山桃种子为受体材料,研究不同浓度梯度的几种常见酚酸类化感物质香草醛、苯甲酸、苯甲醛、对羟基苯甲酸、没食子酸、阿魏酸对山桃种子萌发后主根长度、侧根发生数量等的影响。计算不同浓度化感效应的敏感指数SI,并以其绝对值为抑制效应,经转换为概率值后估计回归方程,测算抑制效应为0.5时对应的所需浓度SI0.5,即为该种物质对山桃的化感效应强度。【结果】香草醛、苯甲酸、苯甲醛、对羟基苯甲酸、没食子酸、阿魏酸处理质量浓度分别达到10、10、0.1、10、10、0.1 mg·L-1时,即可对山桃种子萌发主根的长度产生明显的抑制效应(P0.01),对照清水处理的种子主根上侧根数量平均超过20条,不同化感物质在不同浓度处理下,随着处理浓度的增大,侧根数量减少。香草醛、苯甲酸、对羟基苯甲酸、没食子酸、阿魏酸等物质对侧根数量的抑制效应较大,在低质量浓度1 mg·L-1时SI值就可以达到-0.2,而同样浓度下对应的主根SI值为-0.08~-0.15。主根长和侧根数量2种参试指标所得到的SI0.5浓度基本相同,说明2者均可作为酚酸类物质对山桃的化感效应强度评价指标。【结论】采用山桃种子萌发主根长度和侧根数量作为测评指标,经综合比较,参试的几种酚酸类化感物质的SI0.5(即化感作用强度)由小到大依次为阿魏酸、苯甲醛、苯甲酸、香草醛、没食子酸和对羟基苯甲酸。     

大葱根系分泌物对黄瓜种子萌芽和枯萎病病原菌的化感作用及其GC–MS 分析

 采用连续根系分泌物收集系统（CRETS）收集大葱根系分泌物,研究其对黄瓜种子萌芽及其枯萎病病原菌的化感作用,并利用气相色谱—质谱技术（GC–MS）分析其化学组成。结果表明：大葱根系分泌物对黄瓜种子萌发和芽苗生长均表现低浓度促进、高浓度抑制的作用,‘元藏大葱’比‘章丘大葱’的化感作用更强;随着根系分泌物浓度升高,对病原菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用逐渐增强,‘元藏大葱’根系分泌物的抑制程度大于‘章丘大葱’。大葱根系分泌物中含有杂环化合物、酯类、酰胺类、酸类、烃类、醛酮类、酚类、醇醚类以及萘类等物质,其中,前三者所占的比例较大。邻苯二甲酸酯类和苯并噻唑类物质相对含量较高,2,2’–亚甲基双（4–甲基–6–叔丁基苯酚）、苯甲酸苄酯、苯甲酸–4–甲基苯酯、2–甲硫基异硫氰酸苯酯相对含量较低,同一物质‘元藏大葱’根系分泌物中相对含量高于‘章丘大葱’。     

大葱根系分泌物对黄瓜种子萌芽和枯萎病病原菌的化感作用及其GC–MS分析

采用连续根系分泌物收集系统(CRETS)收集大葱根系分泌物,研究其对黄瓜种子萌芽及其枯萎病病原菌的化感作用,并利用气相色谱—质谱技术(GC–MS)分析其化学组成。结果表明:大葱根系分泌物对黄瓜种子萌发和芽苗生长均表现低浓度促进、高浓度抑制的作用,‘元藏大葱’比‘章丘大葱’的化感作用更强;随着根系分泌物浓度升高,对病原菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用逐渐增强,‘元藏大葱’根系分泌物的抑制程度大于‘章丘大葱’。大葱根系分泌物中含有杂环化合物、酯类、酰胺类、酸类、烃类、醛酮类、酚类、醇醚类以及萘类等物质,其中,前三者所占的比例较大。邻苯二甲酸酯类和苯并噻唑类物质相对含量较高,2,2’–亚甲基双(4–甲基–6–叔丁基苯酚)、苯甲酸苄酯、苯甲酸–4–甲基苯酯、2–甲硫基异硫氰酸苯酯相对含量较低,同一物质‘元藏大葱’根系分泌物中相对含量高于‘章丘大葱’。     

广藿香植株水提液的化感自毒作用

以广藿香组培驯化苗为试材,采用盆栽试验,研究了广藿香根、茎、叶水提液对广藿香幼苗根系活力、总叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,利用高效液相色谱法(HPLC)检测广藿香根、茎、叶水提液中原儿茶酸、绿原酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸、阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸含量,及香草酸、丁香酸、阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸对广藿香幼苗的化感作用,以期为广藿香连作障碍的机制及成因提供参考依据.结果 表明:广藿香根、茎、叶水提液对广藿香幼苗具有化感自毒作用,且具有浓度效应,叶水提液的化感自毒作用最显著,其酚酸的种类和含量高于根和茎的.叶片水提液中酚酸含量为苯甲酸＞原儿茶酸＞咖啡酸＞阿魏酸＞丁香酸＞香草酸＞绿原酸＞肉桂酸.5种酚酸物质对广藿香的株高、根长、根数、鲜质量、叶面积、根系活力、总叶绿素含量均有不同程度的抑制影响,对叶片的POD、CAT、SOD活性及MDA含量有升高的影响,作用均具有浓度效应.5种酚酸对广藿香幼苗的化感作用为肉桂酸＞苯甲酸＞阿魏酸＞丁香酸＞香草酸,广藿香的连作障碍与其器官的水溶性酚酸类自毒物质可能有密切关系,肉桂酸、苯甲酸等酚酸类物质可能是其主要的化感自毒物质.