非洲菊连作的土壤环境变化及其化感效应研究

摘要

连作障碍是非洲菊(Gerberajamesonii)可持续生产的主要问题之一，连作导致非洲菊病虫害发生严重、品质和产量明显降低。本试验以未种植过非洲菊的土壤作对照，测定连作非洲菊1、3、5和7年土壤的理化性质、酶和微生物活性的变化。研究了非洲菊连作土壤物理化学性状、土壤微生物区系和土壤酶活性动态变化，揭示了连作对非洲菊土壤环境的影响。从引起连作障碍的自毒作用入手，研究非洲菊叶和根浸提液的化感效应；并用气质联用仪(GC/MS)对非洲菊叶和根浸提液中的化感物质进行鉴定。主要研究结果如下：
　　 1、随着连作年限的增加，土壤pH和容重下降，连作1、3、5和7年的土壤总含盐量分别比对照增加4.00％、72.80%、24.00%和88.00%，有次生盐渍化的趋势。土壤有机质和速效氮含量随着连作年限的增加而上升，土壤速效磷和速效钾含量呈下降趋势。说明连作导致土壤氮、磷、钾比例失衡。
　　 2、土壤脲酶和蔗糖酶活性呈先升后降的趋势，连作1年和3年土壤酶活性降低，连作5年以后又升高，土壤过氧化氢酶和中性磷酸酶活性呈下降趋势，连作1、3、5、7年土壤蛋白酶活性分别比对照增加9.09%、50.00%、63.64%、93.18%。
　　 3、土壤真菌数量随着连作时间延长而增加，连作7年的土壤真菌数与对照相比增加了192.04%，细菌数量呈下降趋势，其它微生物类群的数量呈先升后降的趋势。连作5～7年，土壤真菌数量上升，细菌和放线菌数量活性下降，连作障碍明显。
　　 4、本研究通过采用GC/MS分析法，得到非洲菊叶和根浸提液中的主要化合物分别含有19和44种。常见报道的对很多植物具有化感作用的邻苯二甲酸的衍生物在叶和根的浸提液中都检测的。
　　 5、非洲菊叶和根的浸提液有自毒作用。非洲菊叶和根浸提液对根系鲜重和根系活力的影响表现为抑制作用，且同浓度下根浸提液的抑制作用大于叶浸提液的。非洲菊叶片的SOD、POD、CAT活性和MDA含量，在0.4g·mL-1浸提液处理下随着处理时间的延长而不断升高，在0.8g·mL-1浸提液处理后呈先上升后下降的趋势。非洲菊根系的SOD、POD、CAT活性和MDA含量，随着叶浸提液浓度的升高而不断增加，随着根浸提液浓度的升高呈先增加后降低的趋势。随着叶浸提液处理浓度的增加，非洲菊叶片和根系的脯氨酸、可溶性蛋白含量不断升高。研究结果说明高浓度(0.8g·mL-1)浸提液的自毒作用大于低浓度(0.4g·mL-1)的，根浸提液的自毒作用大于叶浸提液。