酚酸类物质导致植物连作障碍的研究进展

酚酸类物质是导致植物连作障碍的主要物质。酚酸类物质的自毒作用影响植物的膜系统、光合作用、酶活性、土壤微生物活性、土壤理化性质和内源激素等,对植物生长产生抑制作用。针对酚酸类物质的来源,酚酸类物质对土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物和植物生理生化指标的影响的研究状况,以及如何减轻酚酸类物质连作障碍方法的研究进展进行了综述。     

椒参轮作缓解土壤酸化的效应

目的:比较太子参与辣椒轮作前后土壤pH值和酚酸类物质的变化,探讨椒参轮作对土壤酸化的影响.方法:将风干的土壤样品与去除CO2的超纯水按2:5的比例混合均匀,检测pH值;碱提酸沉后采用乙酸乙酯萃取法提取土壤样品中酚酸类物质,高效液相色谱法(HPLC)测定酚酸类物质指纹图谱.结果:太子参连作后,土壤pH值降低,酚酸类物质增加;与辣椒轮作后,土壤pH值相对提高,且酚酸类物质减少.结论:椒参轮作对太子参种植土壤酸化有一定的改善作用.     

酚酸类物质代谢及其化感效应研究进展

酚酸类物质是普遍存在于植物体内的次级代谢产物,是引起作物连作障碍的主要原因之一,因此,对酚酸类物质的研究是解决作物自毒胁迫最有力的理论支撑。本文重点对酚酸类物质的分离、提取、鉴定和生物合成途径,及酚酸类物质对作物生长、生理、基因表达和蛋白质合成等的影响机制进行了分析、整理和归纳,以期为寻求作物连作障碍的防治措施和高效优质生产提供理论依据。     

连作植烟土壤中酚酸物质与土壤因子的关系分析

为初步探明连作土壤中酚酸类物质与土壤主要因子的相互关系,以同一植烟区域不同种植年限土壤(1、6、8、14、16 a)为对象,分析不同连作年限植烟土壤酚酸类物质的种类、含量,以及土壤理化性状和酶活性的变化,在相关性分析的基础上,利用逐步回归模型,探讨酚酸类物质与土壤理化性状和酶活性的相互关系。结果表明,连作导致土壤中酚酸类物质积累、植烟土壤酸化和养分失衡。逐步回归分析表明:间苯三酚对pH存在抑制作用,肉桂酸对过氧化氢酶活性存在促进作用,阔马酸对脲酶活性存在抑制作用;间苯三酚、阔马酸和酚酸类物质总量均受到脲酶的抑制作用,对羟基苯甲酸和肉桂酸分别受过氧化氢酶的抑制和促进作用;阿魏酸受脲酶、过氧化氢酶的抑制作用和蔗糖酶的促进作用;间苯三酚、对羟基苯甲酸和酚酸类物质总含量均受土壤pH的抑制作用。     

连作对马铃薯酚酸类自毒物质及根际真菌群落的影响

为研究连作对马铃薯根际土壤中酚酸类自毒物质及真菌群落的影响,通过收集不同连作季(1季、3季、5季)马铃薯根际土壤,利用高效液相色谱法测定酚酸类物质及Illumina高通量测序技术测定真菌ITS序列,结果表明:(1)连作土壤中检测出丁香酸、香豆酸、对羟基苯甲酸、阿魏酸,连作增强后,pH不断下降,对羟基苯甲酸、阿魏酸含量不...     

连作辣椒根围化学成分鉴定与动态分析

为比较不同辣椒品种(系)、生育期及种植年限对辣椒根系及土壤化学成分的影响,科学地研究辣椒连作障碍问题及化感作用,于辣椒盛花期及盛果期采集连作地及非连作地不同辣椒品种(系)根系和土壤,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对其各化学组分进行鉴定及动态分析。结果表明,辣椒盛花期及盛果期根系及根际土壤的化学成分数目、种类及相对质量分数占比总体呈动态趋势发展,其中辣椒盛花期根系共检出13类77种物质,土壤中共检测出14类46种物质;盛果期根系浸提液共检测出11类63种物质,土壤浸提液共检测出14类56种物质。其中,当地品种绥阳小米辣连作地中的酚、酸类物质数目增长速度最快,明显高于其非连作地和其他品种的处理,且根系中酚酸类物质的原始积累量高于杂交品种黔椒5号(线椒)和辣研2号(朝天椒)平均数;醇类物质是辣椒根系及土壤中检测到的所有物质中占比较高的一类组分;烷类物质只在7月份盛花期的连作土壤里检测到;酯类组分随着种植时间及生育期的推移,在土壤里呈小范围上升;酰胺类和酮类成分整体变化水平不高;醛类物质随着生育期的进行在土壤中数量增多,在根系中减少。     

浅论酚酸与土壤微生物之间的相互作用

目前,连作障碍已成为制约一些地区蔬菜生产可持续发展的重要因素,连作障碍的原因是复杂而综合的,它的发生不仅同土壤传染性病害和土壤理化性状劣变有关,也同根系分泌物和残茬分解物等引起的自毒作用有关。植物根系分泌物中的酚酸已被鉴定出对植物产生自毒作用,并对根际微生物有重要影响。本文从多个角度论述了酚酸与土壤微生物之间的相互关系,对酚酸类物质与根际微生物之间的相互作用关系和影响机理的研究进行了综述,同时提出了今后在酚酸类物质及根际微生态方面需要深入研究的几个问题。研究酚酸物质与土壤微生物之间的相互作用将为防治连作障碍提供理论依据并具有实际指导作用。     

玉米根系分泌物对连作花生土壤酚酸类物质化感作用的影响

为探究玉米花生间作系统中玉米根系分泌物对连作花生土壤的酚酸类物质化感作用的影响机制,利用CH2Cl2提取了玉米抽雄期根系分泌物,通过室内模拟培养法,研究了玉米根系分泌物对含有不同浓度肉桂酸、邻苯二甲酸及对羟基苯甲酸3种酚酸类物质土壤的微生态环境的影响。结果表明,酚酸类物质均显著降低了土壤微生物量碳和氮的含量,抑制了土壤微生物活性,土壤酶（脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶）活性和养分含量（碱解氮、有效磷和有效钾）亦显著降低,且浓度越高化感抑制作用（RI＜0）越强（P＜0.05）。玉米根系分泌物可降低酚酸类物质对土壤微生物活性、微生物量、酶活性及养分含量的化感指数,以低浓度处理的降幅较大,且在处理第5 d和10 d显著增加了3种酚酸类物质处理的土壤呼吸强度、酶活性、微生物量及养分含量（P＜0.05）;不同酚酸类物质中,以邻苯二甲酸所受影响最大。整个培养时期,玉米根系分泌物对酚酸类物质化感作用的影响以处理第5 d最强,随后呈减弱趋势。3次取样,土壤微生物量、微生物活性、酶活性和养分含量的化感指数分别降低10.03%~64.13%、9.72%~57.51%、13.16%~78.85%和5.88%~59.71%。玉米根系分泌物可通过提高土壤微生物量、微生物活性及养分含量,来降低肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸对土壤微生态环境的化感作用。结果为玉米花生间作缓解花生连作障碍技术提供一定的理论依据。     

连作对不同抗性芝麻根系分泌物中酚酸类物质含量的影响及其化感作用

通过对芝麻花期根系分泌物中酚酸类物质含量在正茬和连作条件下的变化及其自毒作用的研究,初步探讨了3个不同连作抗性芝麻品种根系分泌物中具有化感作用的酚酸类物质。结果表明:水杨酸、柠檬酸和对羟基苯甲酸在3个芝麻品种根系分泌物中含量均较高;苯丙酸、苯甲酸和香豆酸分别在赣芝9号、金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物中含量也较高。与正茬条件下相比,在连作条件下,赣芝9号根系分泌物新检测到香草酸,金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物均新检测到丁香酸和苯丙酸;赣芝9号根系分泌物中柠檬酸、香豆酸、苯甲酸和丁香酸含量显著上升,金黄麻根系分泌物中水杨酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、柠檬酸、苯甲酸和香豆酸含量显著升高,玉山黑芝麻根系分泌物中阿魏酸、苯甲酸、水杨酸和绿原酸含量显著升高。对酚酸类物质的自毒作用进行生物检测,发现绝大多数酚酸对芝麻发芽表现出"低促高抑"现象。结合酚酸类物质在芝麻根系分泌物中的含量,认为香豆酸、柠檬酸和丁香酸是导致赣芝9号连作障碍的化感物质,苯丙酸、苯甲酸、水杨酸和丁香酸是导致金黄麻连作障碍的化感物质,水杨酸、苯丙酸和丁香酸是导致玉山黑芝麻连作障碍的化感物质。     

连作对不同抗性芝麻根系分泌物中酚酸类物质含量的影响及其化感作用

通过对芝麻花期根系分泌物中酚酸类物质含量在正茬和连作条件下的变化及其自毒作用的研究,初步探讨了3个不同连作抗性芝麻品种根系分泌物中具有化感作用的酚酸类物质。结果表明:水杨酸、柠檬酸和对羟基苯甲酸在3个芝麻品种根系分泌物中含量均较高;苯丙酸、苯甲酸和香豆酸分别在赣芝9号、金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物中含量也较高。与正茬条件下相比,在连作条件下,赣芝9号根系分泌物新检测到香草酸,金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物均新检测到丁香酸和苯丙酸;赣芝9号根系分泌物中柠檬酸、香豆酸、苯甲酸和丁香酸含量显著上升,金黄麻根系分泌物中水杨酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、柠檬酸、苯甲酸和香豆酸含量显著升高,玉山黑芝麻根系分泌物中阿魏酸、苯甲酸、水杨酸和绿原酸含量显著升高。对酚酸类物质的自毒作用进行生物检测,发现绝大多数酚酸对芝麻发芽表现出"低促高抑"现象。结合酚酸类物质在芝麻根系分泌物中的含量,认为香豆酸、柠檬酸和丁香酸是导致赣芝9号连作障碍的化感物质,苯丙酸、苯甲酸、水杨酸和丁香酸是导致金黄麻连作障碍的化感物质,水杨酸、苯丙酸和丁香酸是导致玉山黑芝麻连作障碍的化感物质。     

马铃薯连作的危害性

<正>植株问题:马铃薯的残体在微生物的作用下,其降解过程中可能会产生一些对同一种或同一科作物生长发育不利的物质,或者作物残体的病原菌积累等,这也是造成连作障碍的一个重要因素。化感物质与连作障碍有研究表明,马铃薯在连作后,根系分泌物中主要以酚酸类物质为主,而酚酸类物质已是公认的化感物质,对植物的生长有严重的抑制作用。此外,     

玉米秸秆腐解液中酚酸的检测及对小麦土传病原菌的化感作用

在不同时期提取玉米秸秆腐解液,利用高效液相色谱检测其中酚酸类物质及其含量,并测定检测到的不同酚酸类物质对小麦土传病原菌孢子萌发和茵丝生长的影响率.结果表明,在玉米秸秆腐解液中共检测到5种酚酸类物质.不同时期提取的腐解液中酚酸类物质的种类和含量有所不同,其中在同期腐解液中邻苯二甲酸和苯甲酸含量明显高于其它3种酚酸:5种酚酸类物质对3种病原茵的茵丝生长及对禾顶囊壳小麦变种(Gaeumannomyces graminis var.tritici)和平脐蠕孢茵(Bipolaris sorokiniana(Sacc.)Shoem.)的孢子萌发具有不同程度的促进或抑制作用,且随着浓度的增高而作用趋势增强.     

一种分析土壤中酚酸类物质含量的新方法—以连作苹果园土壤为试材

【目的】建立一种以ASE-HPLC法为基础的快速、高效测定果园土壤酚酸类物质含量的新方法。【方法】以苹果特征酚酸类物质根皮苷为例,采用加速溶剂提取法（accelerated solvent extraction, ASE）和高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)相结合的测定方法,对萃取溶剂、萃取温度、压力和循环数等参数进行优化,寻找ASE法提取酚酸类物质的最佳工艺条件。【结果】ASE法提取苹果园土壤酚酸类物质的最佳工艺条件为：先以无水乙醇为萃取溶剂,再以甲醇为萃取溶剂,提取温度为120℃,压强为10.3 MPa,循环2次,每次静态提取时间为5 min,吹扫体积为60%,吹扫时间为90 s。【结论】该方法样品处理简单,具有良好的重现性和线性,相关性系数均达到0.99,回收率在83%—98%之间,检测限为1.3×10-4—2.5×10-2 μg•mL-1。ASE-HPLC法是一种简便、快速和高效测定土壤酚酸含量的新方法,具有推广应用价值。     

草莓连作障碍的成因及防治技术

连作障碍是草莓种植的一大难题,连作障碍导致酚酸类物质累积自毒作用,土壤微生物失衡,理化性质劣化,使得草莓产量锐减,品质下降。对草莓连作障碍的防治是目前亟待解决的问题,除了改进耕作和物理、化学防治外,以开发生防菌剂、培育新型抗病品种等为主的生物防治措施日益显示出优势。     

酚酸类化感物质介导病原真菌协同致害药用植物的研究进展

药用植物固定产地的连年种植导致连作障碍,引起中药材产量和品质下降。药用植物的化感自毒作用和土壤微生物区系灾变是引起连作障碍的重要原因,但许多研究表明二者可能不仅作为单因素起作用,而且通过一系列的相互作用形成协同致害。本文根据近年来酚酸类物质介导病原真菌产生协同致害作用的研究进展,综述了产生协同作用的机理,旨在为进一步深入揭示连作障碍形成机理及消减策略,促进中药材产业可持续发展提供理论依据。     

烟草根结线虫感病烟株根际土壤酚酸类物质变化的研究

[目的]以烟草根结线虫感病烟株根际土壤为研究对象,探寻健康与感病烟株根际土壤7种酚酸物质(对羟基苯甲酸、丁香酸、阿魏酸、4-香豆酸、肉桂酸、香草酸、阔马酸)变化特征,为有效防控该病提供理论依据.[方法]采用HPLC技术分别检测感病和健康烟株根际土壤中酚酸物质含量,分析感病与健康烟株根际土壤酚酸物质的含量差异.[结果]健康及根结线虫感病烟株根际土壤中均检测出6种酚酸类物质,除4-香豆酸变化不明显外,感病烟株根际土壤中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、阿魏酸和肉桂酸含量均较健康烟株有所增加.其中玉溪试验区感病根际土壤中对羟基苯甲酸和丁香酸增加量达31.0％和35.0％,差异显著;同时,阿魏酸、肉桂酸、香草酸也呈现累积效应,分别较健康根际土壤增长了14.7％、18.0％及6.7％;同样,在九乡试验区土壤样品中香草酸含量变化较大,其感病烟株根际土壤中的含量较健康烟株增加38％,而对羟基苯甲酸含量变化较小,仅增长2.5％,同时丁香酸、阿魏酸及肉桂酸含量分别较健康土壤增长17％、5.4％及21.5％.[结论]感病烟株根际土壤酚酸类物质含量及潜在功能与健康烟株显著不同,土壤微生态环境中的生物因子和非生物因子互作,对根际土壤酚酸类物质的变化特征塑造起重要作用;同时不同区域的自然和管理条件差异,及植物对不同生态位的选择和适应可能会导致根系分泌物组成和含量发生较大改变.     

人参根系分泌物的提取及鉴定

【目的】鉴定人参根系分泌物中的化学物质,为研究人参化感作用的发生及其连作障碍提供科学依据。【方法】采用灭菌复合基质复配无土栽培人参,对人参根系分泌物进行原位收集,依次用蒸馏水和乙醇提取人参根系分泌物,合并后用有机溶剂萃取,获得水层及有机相石油醚层和乙酸乙酯层,用HPLC和GC-MS检测水层和2层有机相的物质组成。【结果】人参根系分泌物石油醚层中含有1,3-二氧戊环,4-甲基,4-乙基-2-十五烷、乙基柠檬酸、棕榈酸乙酯和二十五烷等20种化合物,其中,烷烃类物质占46.56%,有机酸酯类物质占22.75%,酚酸类物质占13.78%,烷烃衍生物占3.59%,吡喃类物质占5.39%。乙酸乙酯层中含有丁基柠檬酸、邻苯甲二酸二丁酯和单(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯等9种化合物,其中,烷烃类物质占22.77%,有机酸酯类物质占63.71%,酚酸类物质占13.52%。人参根系分泌物水层中含有微量人参皂苷。【结论】采用无土栽培基质可避免人参栽培中微生物的干扰,能很好地培养收集人参根系分泌物,人参根系分泌物中含有人参皂苷及烷烃类物质、有机酸酯类物质和酚酸类物质。     

腐植酸类物质与植物抗逆性研究进展

腐植酸类物质是一类广泛存在于土壤、水体等的有机物质,对土壤物理、化学、生物性质及植物生长具有十分重要的作用,可通过从土壤、动物粪便、低级别煤等中提取。本文综述了腐植酸类物质促进植物生长发育的生理机制,并分别从抗旱、抗盐碱、抗低温/高温、抗重金属污染、抗病等方面详细介绍了腐植酸类物质对植物抗逆性的影响,最后展望了在可持续农业中腐植酸类物质在作物上的应用和研究方向。     

苹果园间种紫花苜蓿和香薄荷的根系分泌物对土壤肥力的影响

【目的】为确立果园间种植物对果园土壤的反馈效应。【方法】将富士苹果幼苗(Malus domestica)盆栽在间作过一年植物的果园土壤中,在盆栽中间种紫花苜蓿(Lablab purpureus)、香薄荷(Saturela hortensis),模拟果园间种模式,测定土壤理化指标、酶活性及根系分泌物。【结果】间作过薄荷植物的土壤中种植苜蓿提高了速效磷15.95%、速效钾125.44%,而连作香薄荷对土壤肥力无明显影响,连作紫花苜蓿会使土壤全磷、全钾分别下降23.30%,33.63%。间作过薄荷植物的土壤间种苜蓿相较于种植薄荷,在8月份可以提高土壤中44.50%铁和31.56%锰。对间作过一年紫花苜蓿和香薄荷的土壤根系分泌物分析表明,差异物质主要由糖类、醇类、醛类以及酸类组成,其中酚酸类物质阿魏酸和苯甲酸会对苜蓿产生自毒作用。【结论】果园轮作植物能够使果园土壤肥力上升,加速土壤有效态营养元素转化,提高土壤酶活性。     

沟垄覆膜栽培对连作马铃薯根系分泌物和土壤养分的影响

【目的】探明不同栽培模式对连作马铃薯根系分泌物和土壤养分的影响.【方法】以马铃薯品种"新大坪"为试验材料,研究平畦不覆膜(CK)、平畦覆膜(T_1)、全膜垄播(T_2)、全膜沟播(T_3)、半膜垄播(T_4)、半膜沟播(T_5) 6种栽培模式对连作马铃薯根系分泌物、土壤pH、电导率及土壤养分的影响.【结果】连作马铃薯根系分泌物中主要含有酯类、烃类、酸类、醇类、酚类、酰胺类化合物;与CK相比,沟垄覆膜栽培可显著降低连作马铃薯根系分泌物中化感物质及酸类化合物的含量,其中酸类物质最高降幅达55.22%.此外,沟垄覆膜栽培还可提高土壤pH,降低土壤电导率,降幅达23.8%～34.1%,促进土壤中有机质的分解,增加土壤肥力,各处理较CK速效氮含量提高11.47%～45.91%,速效磷含量提高17.88%～36.96%,速效钾含量提高1.77%～16.71%.【结论】沟垄覆膜栽培显著增加了土壤有机质含量,促进了马铃薯对土壤中速效氮、速效磷和速效钾的吸收,有效缓解了因化感物质积累对作物的毒害作用,尤其以全膜垄播栽培效果最佳.