黃瓜連作障礙主要因子關(guān)系分析及其作用機(jī)理研究.pdf

1、黃瓜是我國(guó)人民喜愛的蔬菜之一，也是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中主要的栽培種類。但由于有限的耕地面積與市場(chǎng)周年需求的矛盾，導(dǎo)致黃瓜連作現(xiàn)象普遍，連作障礙嚴(yán)重。本文以黃瓜為研究對(duì)象，運(yùn)用傳統(tǒng)平板培養(yǎng)和現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，對(duì)黃瓜根際非根際微生物種群隨連作茬次的增加的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了研究。又以本試驗(yàn)室從連作土壤及根分泌物中檢測(cè)到的三種酚酸類化感物質(zhì)為研究對(duì)象，對(duì)它們進(jìn)行外源添加，試驗(yàn)其對(duì)黃瓜種子發(fā)芽，胚根生長(zhǎng)，幼苗及病原菌菌絲生長(zhǎng)的影響，主要得到如下結(jié)果：

2、 黃瓜連作導(dǎo)致土壤中可培養(yǎng)微生物數(shù)量減少，其中細(xì)菌數(shù)量降幅明顯，對(duì)連作表現(xiàn)出較高的敏感性，黃瓜連作四茬后根際非根際土壤中細(xì)菌數(shù)目較頭茬分別減少31.3％和25％。黃瓜連作使放線菌數(shù)量也呈緩慢下降趨勢(shì)，其數(shù)量從第三茬開始減少，至第四茬時(shí)在根際、非根際土壤中分別減少了21％和20.1％。黃瓜連作導(dǎo)致多數(shù)真菌類群數(shù)目減少，但少數(shù)潛在的病原菌數(shù)量增加，其中Asp.fumigatus，Trichodermasp.數(shù)目顯著下降，Mucorsp.

3、，Rhizopussp.，Penicilliumsp.數(shù)目略有降低，Asp.flavus,Verticilliumsp.和Alternariasp.數(shù)目則有小幅度上升。連作導(dǎo)致根際自生固氮菌與好氣性纖維素分解菌數(shù)目明顯下降，硝化細(xì)菌數(shù)量大幅增加，而氨化細(xì)菌數(shù)量變化不大。土壤酶活性測(cè)定表明，連作土壤中過氧化氫酶、酸性磷酸酶活性隨連作茬次增加而降低，脲酶活性稍有上升。 DGGE分析表明黃瓜連作引起根際細(xì)菌種群的巨大變化，發(fā)生數(shù)量變化

4、的大多為未培養(yǎng)(Uncultured)細(xì)菌。在序列比對(duì)結(jié)果中，條帶A1和A3與可培養(yǎng)細(xì)菌Bacteriovoraxsp.和Pseudomonassp.同源性較高，分別達(dá)到93％和97％。這兩個(gè)細(xì)菌種群在土壤中隨黃瓜連作而呈現(xiàn)數(shù)量減少趨勢(shì)。條帶B1測(cè)定序列與Sphingomonassp.同源性達(dá)100％，在連作土壤數(shù)量呈增加趨勢(shì)。黃瓜連作對(duì)土壤放線菌的影響不明顯，對(duì)真核微生物的影響也較小。根際細(xì)菌和根際真核微生物的數(shù)量變化幅度都較非根際明

5、顯。黃瓜不同生育期根際細(xì)菌種群數(shù)量與黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)系密切，而非根際細(xì)菌種群數(shù)量隨黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育變化不大。黃瓜連作導(dǎo)致的根部微生物種群多樣性水平降低與根系分泌物在土壤中累積關(guān)系密切。 在不同連作年限土壤中均檢測(cè)到香草酸、對(duì)羥基苯甲酸及阿魏酸三種酚酸類化感物質(zhì)的存在，且三種酚酸物質(zhì)在土壤中的含量隨黃瓜連作年限增加而呈現(xiàn)積累趨勢(shì)。在連作7年的大棚土壤中，對(duì)羥基苯甲酸和阿魏酸含量最高，分別達(dá)到12.39和16.56μg/g干土。按比例外源

6、添加三種酚酸物質(zhì)于盆栽幼苗基質(zhì)中后，黃瓜幼苗根長(zhǎng)及莖粗受到顯著影響，隨處理濃度升高而根長(zhǎng)變短，莖粗變小，但各處理濃度對(duì)黃瓜幼苗株高及干物質(zhì)重影響不大。三種酚酸物質(zhì)處理黃瓜幼苗后，能誘導(dǎo)植株P(guān)OD酶和SOD酶活性暫時(shí)升高，3～5天后又開始逐漸下降，但各處理卻使黃瓜幼苗MDA含量一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。 42小時(shí)時(shí)，低濃度(≤50μg/mL)酚酸對(duì)枯萎病菌菌絲生長(zhǎng)有刺激作用，而在高于50μg/mL或100μg/mL濃度時(shí)，對(duì)菌絲生長(zhǎng)有抑制

7、作用。64小時(shí)后，枯萎病菌對(duì)酚酸物質(zhì)的耐受性增強(qiáng)，而對(duì)某些高濃度酚酸物質(zhì)的抑制作用表現(xiàn)并不明顯。 由以上研究結(jié)果，我們可以推測(cè)根系分泌物中酚酸引起連作障礙的機(jī)制為：根系分泌物中酚酸類物質(zhì)在根際(尤其根尖部位)可造成一定程度的積累，于是通過膜質(zhì)過氧化作用影響根系細(xì)胞膜的透性，從而影響到質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能，造成養(yǎng)分離子的泄漏，并且此時(shí)在根圍土壤中存活的病原菌就會(huì)沿著根損傷部位進(jìn)行侵染，引起病害發(fā)生。由此我們提出根分泌物中化感物質(zhì)作用是