优化灌溉与施肥对冬小麦冠层结构的影响研究

盆栽试验研究连作对茄子苗期生长的影响结果表明 ,生长初期 4 5d内重茬茄苗株高、叶面积、主根长和总根长明显低于正茬 ,导致茄苗地上部、地下部鲜物质量分别比正茬减少 33 2 %和 30 2 % ,且重茬茄苗随苗龄的增加其根结线虫危害加重。对重茬土壤消毒虽消除线虫的危害 ,但未完全改善重茬茄苗生长状况 ,且播种后 7d重茬土壤茄子出苗率比正茬低 15 % ,表明茄子连作障碍是土传病虫害和化感物质共同作用的结果。通过水培收集的根系分泌物 ,随添加量的增加而对茄子胚根、胚芽生长的抑制作用增强 ,表明化感作用是茄子连作障碍的重要因子之一。     

秋葵连作土壤浸提液对番茄生长的障碍研究

单一耕作制度和作物品种,使设施连作障碍日益加剧。番茄和秋葵都是重要的设施蔬菜类型,但种植发现秋葵对番茄存在生长障碍,研究秋葵对番茄的生长障碍发生的生理生态机制具有重要意义。本研究选取种植秋葵的1 a和10 a土壤浸提液（简称1 a浸提液和10 a浸提液）,以全素营养液为对照（简称CK）,探讨秋葵连作土壤浸提液对番茄萌发期种子和幼苗生长的影响。结果表明：同一浓度土壤浸提液处理下,10 a浸提液的番茄萌芽期种子表现出主根畸形,侧根增多但细弱;番茄幼苗分根增多,根系活性低于1 a浸提液且都显著低于CK,顶部嫩叶失绿异常,活性氧代谢系统紊乱。同一年限不同秋葵土壤浸提液浓度处理下,番茄萌发期种子随浸提液浓度的升高表现出主根畸形,侧根增多且细弱,番茄幼苗分根增多,1 a和10 a浸提液的番茄根尖数、分根数分别最高达1 146、3 321和2 291、1 947,显著高于对照（1 071、385）;秋葵土壤浸提液浓度高于250 mg·mL^-1处理下番茄幼苗根系活性都显著低于CK,顶部嫩叶失绿异常,活性氧代谢系统紊乱。研究表明秋葵根系物及分泌物在土壤中残留,对后茬番茄的生长造成不良影响,这些物质随种植年限增加而富集,从而对番茄产生更严重的毒害。     

自毒作用与连作障碍

自毒作用是连作障碍的发生机制之一,该作用主要是由有机酸、醛类芳香酸、香豆素、醌类、生物碱和类萜等植物次生代谢产物及其分解产物所引起的。其作用机理包括增加细胞膜膜通透性、降低酶活性、抑制植物的养分吸收等。相应的矫治措施主要有合理施肥、施用微生物制剂、嫁接、轮作和间套作等。本文综述了自毒作用在连作障碍中的作用机制以及相应的矫治措施。     

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。     

连作番茄根区病土对番茄生长及土壤线虫与微生物的影响

探索连作番茄根区病土对番茄根结线虫病的诱导效果及引起连作障碍的微生态机制,可为深入了解番茄连作障碍发生机理及探究番茄连作障碍防治方法提供科学依据。本研究利用盆栽试验,测定了番茄在健康土壤及接种病土土壤中生物学特性变化及根结线虫侵染状况,并分析鉴定了土壤中微生物及线虫的种类与数量。结果表明,接种连作番茄根结线虫病株根区病土会对番茄生长及根结线虫侵染产生影响:1)番茄苗期根系根结数达9个?株~(-1),健康土壤无根结;土壤线虫数量较健康土壤增加390.4%;收获期番茄根结线虫侵染率达62.7%,病情指数为80.0%。2)番茄生长受到抑制,叶片防御酶活性降低,收获期茎叶及根系鲜质量较健康土壤分别减少50.2%及33.1%,苗期番茄叶片PPO活性较健康土壤降低15.8%,POD活性较健康土壤增加24.0%,差异均达显著水平(P0.05)。3)番茄根系更易感染有害菌,根系内病原菌甘蓝假单胞菌数量较健康土壤增加463倍,根区土壤细菌、真菌及放线菌总数分别增加46.3%、94.5%及134.0%。4)食细菌线虫、食真菌线虫及植物寄生性线虫数量分别为健康根区土壤的3.3倍、1.6倍及7.3倍,其中的植物寄生线虫95.6%为根结线虫。综上所述,接入连作番茄根结线虫病株根区病土不仅导致番茄遭受根结线虫侵染,而且会导致土壤线虫总量及植物寄生线虫所占比例大幅增加,并使番茄根系内有害细菌数量显著增加,对番茄生长造成显著抑制作用,同时影响番茄的生理生化特性,受线虫侵染番茄防御性酶活性降低,使其更易被根结线虫及病原菌侵染,番茄根区土壤线虫、微生物及根系内优势细菌的种类与数量及其之间的作用发生改变。     

黄瓜连作土壤高温处理对根结线虫和枯萎病的影响

[目的]设施黄瓜连作导致根结线虫和枯萎病发生普遍且严重,利用夏季温室休闲期高温闷棚是解决上述土传病害安全而有效的途径之一。本试验模拟高温闷棚,研究不同温度处理连作土壤根结线虫和枯萎病的变化,旨在为利用太阳光进行温室高温消毒提供理论支撑。[方法]本试验以连作1~19茬‘津优30’黄瓜品种的土壤为试材,首先探明不同连作茬次黄瓜的根结线虫和枯萎病发生程度以及土壤中二者病原物种群数量的动态变化,然后对发病较重的第17茬连作土壤分别进行45℃、50℃、55℃和60℃的高温处理,最后测定比较不同温度处理后的土壤中病原物数量变化,并对高温处理后的土壤进行栽培试验,测量和比较两种病害的发生程度及植株各项生长指标。[结果]随着黄瓜连作茬次的增加,土壤中根结线虫和枯萎病菌的种群数量均增加,两种病害也逐茬加重,至第17茬两种病害的发病程度及其对应病原物的数量均达最高(或次高)水平;对第17茬黄瓜连作土壤进行45℃~60℃的高温处理,随着温度的升高,土壤中的根结线虫和枯萎病菌的数量均减少,当处理温度达55℃时可完全杀灭土壤中根结线虫,达60℃时可同时杀灭枯萎病菌;用高温处理的连作土壤栽培黄瓜秧苗,其根结线虫病和枯萎病的发生程度均随着处理温度的升高而减轻,当处理土壤的温度达到50℃和60℃以上时,根结线虫病和枯萎病分别被完全控制;另外,用60℃处理的连作土壤定植黄瓜,其后期植株生长指标和壮苗指数也显著优于对照。[结论]土传病害随连作茬次增加而加重主要是缘于土壤中病原物积累,定植前对土壤55℃以上的高温处理,可有效减少乃至完全杀灭土壤中根结线虫和枯萎病菌,从而减轻或杜绝两种病害的发生。     

连作障碍发生机制研究进展

连作障碍是农业生产中经常发生的一种病害,各种作物或轻或重都会发生,已成为世界性难题,给农业生产造成了严重损失。近年来,国内外学者从多方面、多角度对连作障碍进行分析。本文从土壤生物学环境的恶化、化感作用和土壤理化性状改变等角度阐述了连作障碍发生机制的研究进展。     

化感作用在设施黄瓜连作中的应用研究

简述了设施黄瓜栽培中化感作用的研究现状、化感物质的作用方式、途径、机理及其与设施生态系统环境的相互作用关系,概括了化感作用在黄瓜设施栽培中的意义并分析其发展前景。     

花生连作障碍发生机理研究进展

连作导致花生产量和品质下降,严重影响了花生持续生产。本文结合20年花生长期定位试验研究,从土壤理化性质恶化、化感自毒作用和微生物区系失衡3个方面系统地综述了花生连作障碍的发生机理,认为花生根际微生态系统综合功能失调是造成花生连作障碍的主要原因,并分别就化感作用、根际分泌物与根际微生物的关系、根际微生物与连作障碍的关系和多因子综合考虑等角度对该领域未来的研究方向进行了展望。     

药用植物连作障碍研究评述和发展透视

连作障碍作为现代农业生产中较普遍的问题,在药用植物栽培生产中表现尤为严重,据统计约70%以块根类入药的药用植物在种植过程中都存在严重的连作障碍问题。连作障碍已经成为制约药用植物品质和发展的关键性因素。本研究从药用植物连作障碍问题研究现状出发,分析了当前药用植物连作障碍形成的三大共性问题,即根系分泌物诱导根际土壤酸化、根际微生物群落结构失衡和植株病毒病严重,具体体现在:根系分泌物诱导根际土壤微生物差异性演化、土传病原菌的化感互作、根际微生物区系的失衡加大土壤酸化、根际病原菌增多和有益菌减少导致的土存真菌病害加重、病毒病伴生和发展。并分析了土壤灭菌法、功能微生物调控、作物多样性栽培和生物质炭改良的根际调控策略在减缓药用植物连作障碍中的潜在作用。作者呼吁从事连作障碍研究的工作者应重视从根际生态学角度出发,以土壤食物网为切入点,应用现代系统生物学和化学生态学技术与方法,全面系统探究根系分泌物介导下植物-土壤-微生物的相互作用过程与机制,并着重关注土壤线虫和土壤病毒在连作障碍发生发展中的生态位关系,以深入阐明连作介导土壤酸化的生态学机制和病原菌响应根系分泌物的协同进化机理,在此基础上,采用多种根际调控相结合的策略减缓连作障碍问题,全面考虑经济、社会和生态效益,做到"生态预防为主、综合治理为要"。     

钙对茄子嫁接苗生长和抗冷性的影响

研究了营养液缺Ca处理对茄子嫁接苗抗冷效应的影响。结果表明,缺Ca严重影响了植株的生长发育。在低温胁迫下,与供Ca处理相比,缺Ca处理显著降低了茄子嫁接苗和自根苗叶片总可溶性蛋白、热稳定蛋白和可溶性糖含量,细胞内可溶性Ca和结合Ca含量也显著降低。在相同的低温胁迫时间内,嫁接苗的总可溶性蛋白、热稳定蛋白、可溶性糖含量、细胞内可溶性Ca和结合Ca含量显著高于自根苗。低温胁迫下茄子嫁接苗总可溶性蛋白、热稳定蛋白、可溶性糖含量的提高是由于嫁接苗细胞内可溶性Ca和结合Ca含量的变化引起的。表明Ca含量的变化是其抗冷性强的内在原因,对增强茄子嫁接苗碳水化合物含量和提高植株抗冷性方面起着重要的作用。     

腐植酸及其生物降解膜对连作土壤环境及苹果幼苗生长的影响

盆栽条件下,以平邑甜茶幼苗为试验材料,设置连作土(对照)、灭菌连作土、连作土添加1.5 g·kg-1腐植酸、连作土添加腐植酸生物降解膜、连作土添加1.5 g·kg-1腐植酸和腐植酸生物降解膜5个处理,通过测定处理后平邑甜茶生物量和植株根系生长状况、土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤养分含量等指标,研究腐植酸及其生物降解膜对连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响。8月取样结果表明,与对照相比,腐植酸和腐植酸生物降解膜复合处理使得平邑甜茶幼苗株高、地径、鲜质量、干质量分别提高了72.56%、58.50%、196.20%、250.81%;根表面积、根体积和根系超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性较连作土相比分别提高了74.93%、143.75%和63.40%、100.85%、72.57%;腐植酸及其生物降解膜还可以改善土壤环境,施用后土壤中细菌数量明显增加,真菌数量减少,细菌/真菌值增大,细菌、放线菌数量分别比对照提高了115.79%、135.14%,真菌数量降低了87.25%,细菌/真菌值增大了16倍,且土壤有机质及营养元素含量也有所提升,9月变化趋势与8月一致。综上所述,腐植酸及其生物降解膜改善了土壤环境,促进了平邑甜茶幼苗的生长,可有效减轻平邑甜茶的连作障碍。     

土层置换对连作土壤微生物及再植幼苗的影响

试验旨在探讨土层置换对连作再植幼苗生长及土壤微生物的影响,为老果园更新提供理论依据。以蒙阴、莱州和栖霞三地 25年生苹果园土壤、平邑甜茶幼苗和苹果嫁接苗为试验材料,设置定植沟原位回填(CK)和上下土层置换(SLR)2个处理,测定不同处理对幼苗生物量、蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、胞间 CO 2浓度、土壤微生物数量和土壤阳离子交换量的影响,并使用实时荧光定量技术检测土壤中主要有害真菌的数量变化。结果表明,与定植沟原位回填(CK)处理相比,上下土层置换后,显著促进了再植幼苗的生物量;蒙阴 9月数据结果表明,上层土置换到下层后(MSLRA),土壤真菌数量降低了 28.1%,土壤细菌数量增加了 38.1%;下层土置换到上层后(MSLRB),土壤真菌数量降低了 37.1%,土壤细菌数量增加了 31.3%,且土层置换处理后显著增加了三地果园各层土壤的细菌 /真菌值,降低了土壤中 4种有害镰孢菌的基因拷贝数,优化了土壤微生物群落结构;同时显著提高了植株叶片的蒸腾速率、净光合速率、胞间 CO 2浓度和土壤阳离子交换量。综上,土层置换措施可有效减轻老龄苹果园连作障碍。     

土壤强还原处理对连作白菜根肿病的防治效果研究

探究强还原土壤处理(RSD)对设施白菜连作土壤障碍因子的消减作用,为丰富绿色有效、环境友好的十字花科作物根肿病防治策略提供理论依据。设置土壤不作任何处理(CK1),土壤仅淹水并覆膜(CK2),添加沼液的RSD处理(向土壤中添加沼液至最大田间持水量并覆膜,BS),添加豆糠的RSD处理(向土壤中均匀添加20 t/hm²的豆糠后灌溉至最大田间持水量并覆膜,SS_RSD),生物炭修复(向土壤中均匀添加5 t/hm²生物炭后灌溉至最大田间持水量并覆膜,BC),棉隆熏蒸(向土壤中均匀添加0.5 t/hm²棉隆,灌溉至最大田间持水量的60%～70%并覆膜,DZ),并比较各处理对白菜根肿病发病率、产量、连作土壤理化性质和酶活性的变化。连续两茬试验结果表明,与CK1处理相比,CK2和DZ处理后,产量分别提高1.71%～2.71%和18.74%～25.51%,发病率分别降低15.32%～18.33%和53.33%～73.65%;BS和BC处理后,发病率分别下降21.32%～45.00%和35.00%～35.99%,产量分别增加13.19%～15.07%和14.26%～19.90%;SS_RSD对白菜根肿病防治效果达76.89%～79.31%,使白菜根肿病发病率显著降低60.00%～66.99%,产量显著增加24.25%～27.96%,且提高了土壤有机质、全氮、有效磷含量和土壤脲酶、磷酸酶活性。因此,RSD是一种具有快速消减设施白菜连作障碍,实现设施土壤资源健康高效利用的有效措施。     

连作对高粱生长及根区土壤环境的影响

以玉米－高粱轮作为对照,研究连作对高粱生长、产量的影响及根区土壤中酶活性和微生物的变化。结果表明：高粱连作3年对产量的抑制开始显现。与轮作相比,连作3年高粱的株高、茎粗、叶面积、生物量显著降低,连作4年更为明显;连作4年高粱根系生长也明显受到影响,0~40 cm深度范围内根系的生物量、根表面积和根体积分别仅为轮作的61.5％、84.4％、73.8％。连作4年增加了土壤中可培养真菌数量,在拔节期和灌浆期分别是轮作的1.9、1.3倍,而对细菌和放线菌的影响没有明显规律;连作显著增加土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶的活性,分别比轮作增加了14.7％、17.2％。由此可见,连作不仅抑制高粱植株的生长,并对土壤中微生物区系组成和酶活性产生显著影响。     

3 种作物幼嫩茎叶干粉对连作辣椒幼苗生长及根际土壤生物特性的影响

【目的】探究3种作物幼嫩茎叶干粉施入对连作辣椒幼苗生长及根际土壤的影响,旨在寻找一种安全有效的缓解辣椒连作障碍的方式。【方法】以线椒‘辛香8号’为供试作物,在江西农业大学生态园蔬菜试验基地进行了盆栽试验。供试土壤取自江西省农业科学院试验基地辣椒连作5年的土壤,将芥菜、大麦苗和芹菜的幼嫩茎叶烘干粉碎后,用于处理连作土壤。设置4个处理,以不加任何作物幼嫩茎叶干粉的连作土为对照 (CK),按1∶50 (干重) 添加芥菜粉 (M)、大麦苗粉 (B) 和芹菜粉 (C)。定植30天后,测定辣椒叶绿素含量和光合效率,测量植株生长状况及生物量,并分析了土壤微生物种群数量。【结果】与CK相比,3个处理均能够促进辣椒幼苗的生长发育。其中以M和B处理效果最好,定植30 天时辣椒株高、茎粗、生物量以及壮苗指数均高于对照;同时3个处理可以促进辣椒根系生长,与对照相比,辣椒根系长度、根系表面积以及根系体积存在显著差异。处理后辣椒叶片PSⅡ最大量子产量 (Fv/Fm)、PSⅡ实际量子产量[Y (Ⅱ) ]和光化学淬灭系数 (qP) 均有所提高,但3个处理对非化学淬灭系数 (NQP) 影响不大。M处理的辣椒叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a + b含量均高于其他处理,较对照分别增加了25.3%、45.4%和30.6%。3个处理均能够提高辣椒土壤pH值,分别比CK提高了27.6%、24.5%和25.4%。3个处理均能增加土壤放线菌、细菌和总菌数量,其中放线菌数量比CK增加了71.9%、73.8%和67.5%,细菌数量比CK增加了1.18%、55.5%和30.4%,总菌数量比CK增加了4.55%、57.1%、33.9%。3个处理均能降低土壤真菌数量,降幅分别为69.8%、68.1%和75.8%。3个处理均能显著降低土壤电导率,分别比CK降低了44.2%、35.1%和48.0%。处理后的辣椒土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性显著提高,但土壤脲酶活性要显著低于对照。【结论】3种作物干粉处理均能促进连作辣椒的生长发育,提高土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性,增加土壤细菌和放线菌数量,降低真菌数量,有助于改善土壤环境和微生物结构,其中以芥菜粉处理效果最佳。     

施肥模式对连作菊花生长状况及产量的影响

长期连作以及大量化肥尤其是化学氮肥的投入导致农作物连作障碍严重,中药材也面临同样的困境。为寻找一种绿色无污染、环境友好、可持续的防控连障方法,我们在连作药用菊花十余年的田块进行小区试验,设置当地施肥育苗（D）和优化施肥育苗（T）2种育苗;当地施肥（CK）、优化施肥+减氮20%（T1）,优化施肥+减氮40%（T2）3种施肥,共6个处理,研究减氮配合优化施肥种类对连作药用菊花生长状况及产量的影响。试验结果显示：①T育苗植株地上部生物量、株高、分枝数、叶面积优于D育苗,TCK处理地上部生物量、分枝数分别是DCK的2.26倍和3.5倍,差异显著;DCK与DT1处理植株地上部生物量、株高、分枝数和现花蕾期叶面积差异均不显著。②T育苗各个施肥处理的菊花单株花蕾数高于D育苗相应施肥处理,在CK施肥处理差异极显著,T1 施肥处理中差异显著,DCK与TT2 处理的花蕾数无显著性差异;单株产量和花蕾比均以T育苗较高但不显著。③小区产量以T育苗和优化施肥的处理较高,TT1处理小区产量是DCK的1.88倍,差异极显著。优化施肥模式提高了药用菊花株高、分枝数以及现蕾花期叶面积,改善了连作菊花的生长状况,从而提高了地上部生物量;优化施肥模式有增加花数、提高开花整齐度的趋势,从而提高产量,优化施肥模式可弥补减氮的影响;优化施肥在育苗阶段的效果优于生长阶段。     

硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响

硒砂瓜是宁夏地区重要的经济作物,其连作严重影响硒砂瓜产量和品质。目前硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响尚不清楚。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术,探讨硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响。研究发现,硒砂瓜连作土壤中真菌群落多样性指数和丰富度指数随连作年限的增加先上升后下降。供试土壤样本中共检测到真菌8门、25纲、244属,其中子囊菌门（Ascomycota）、接合菌门（Zygomycota）是优势菌门,占90%以上。与对照相比,连作30年土壤中子囊菌门丰度下降32.51%,接合菌门丰度上升29.89%。供试土壤中真菌主要的优势属为被孢霉属（Mortierella）、绿僵菌属（Metarhiziun）、假霉样真菌属（Pseudallescheria）、镰刀菌属（Fusarium）和青霉属（Penicillium）。与对照相比,连作5年土壤中假霉样真菌属丰度增加45.81%,连作10年土壤中镰刀菌属丰度增加26.74%,连作15年土壤中绿僵菌属下降26.83%,连作20年土壤中青霉属增加29.68%,连作25年土壤中绿僵菌属减少18.30%,连作30年土壤中被孢霉属丰度上升29.89%。土壤理化性质与硒砂瓜连作年限间无显著相关性,而与土壤真菌群落结构存在显著的相关性。土壤全磷、碱解氮、有效磷含量是影响土壤真菌群落最主要的因素。研究结果表明,导致硒砂瓜连作障碍的主要原因不是土壤理化性质变化,而是土壤真菌群落结构的改变。研究结果可为硒砂瓜土传病害的生物防治提供参考依据。     

生物有机肥料对连作马铃薯根际营养及生长发育的影响

为了确定生物有机肥料GSJ-1对连作马铃薯土壤养分、生长发育及病情指数的影响,本研究对连作马铃薯的根际和非根际土壤主要化学指标、马铃薯生长发育指标、块茎产量进行了测定,并且对收获连作马铃薯薯块疮痂病、黑痣病的病情进行了调查统计和分析。结果表明:相对于不施生物有机肥料的处理,生物有机肥料GSJ-1能显著改善土壤肥力状况,提高马铃薯生理指标和产量,并有利于减轻马铃薯土传病害(疮痂病、黑痣病)的发生。     

不同连作年限不同生长时期对大蒜土壤性质的影响

选取中国出口大蒜主产区山东省济宁市嘉祥县连作5年大蒜田、金乡县连作25年大蒜田和连作40年大蒜田进行大蒜鳞茎产量及各生长时期根际土壤、非根际土壤理化性质研究。结果显示:大蒜随着连作年限的增加,产量出现先下降后回升的现象;随着大蒜连作年限的增加,根际土壤全磷、速效钾含量呈现富集趋势,而有机质含量随着连作年限增加而逐渐降低;全氮、全磷、有效磷、有机质含量受生长时期的影响大于连作年限,而速效钾含量受连作年限的影响大于生长时期;连作年限与全氮、有机质含量呈极显著的负相关关系。