大蒜根系分泌物对不同受体蔬菜及其土壤的化感效应

摘要

设施连作障碍日趋严重，已成为制约设施蔬菜可持续生产的主要限制因子，而增加设施栽培环境中的植物多样性（复种）是缓解连作障碍的有效手段。田间生产中，大蒜被认为是较好的前茬作物，但大蒜后茬最适宜种什么？其化感机理是什么？尚未见系统研究。根系分泌物是前茬作物影响后茬的主要方式，本文通过室内试验和田间试验结合的方式，用3种不同方法（无菌生测法、水培共培法、盆栽法）探究大蒜根系分泌物对不同生长发育阶段（种子萌芽期、营养生长期、全生育期）受体蔬菜生长发育和产量品质形成，土壤生物特性和化学特性的化感效应，为建立大蒜和受体蔬菜高效可持续栽培制度提供理论和技术依据。主要结果如下:
　　(1)为排除土壤和微生物的干扰，在无菌条件下富集大蒜蒜瓣根系分泌物，并对5种受体蔬菜的种子萌发和籽苗生长进行生测试验。结果表明大蒜根系分泌物对5种受体蔬菜的化感效应具有选择性和浓度效应，其化感效应的强度排序为辣椒＞大白菜＞莴苣＞黄瓜＞番茄，同时其化感作用整体表现出“低促高抑”的浓度效应。
　　(2)水培条件下将受体黄瓜、番茄幼苗分别与不同数量的大蒜蒜头共培养，结果表明共培养不同数量的蒜头对黄瓜和番茄的生长均具有类似“胁迫”的抑制作用，引发黄瓜和番茄活性氧的积累并诱导其防御系统（保护酶和抗氧化物质）的激活，并提高了黄瓜叶片叶绿素含量。与此同时，黄瓜/大蒜共培养体系诱导了黄瓜叶片可溶性糖含量的升高以及淀粉含量的下降以维持正常的生理代谢和细胞膜的稳定性，但却减缓了其光合同化产物从源叶向根部的运输，导致生长减缓。
　　(3)田间栽培条件下，与受体蔬菜连续单作相比，5种受体蔬菜与青蒜一年两作栽培第3年对受体蔬菜的生长有显著促进作用，并且提高了受体蔬菜防御系统能力。同时，与青蒜一年两作栽培3年后可有效减少受体蔬菜连作造成的产量下降，这种促进作用随处理蒜头数量的增加而增强，在处理蒜头数量最大时（25头）受体蔬菜产量达到最大值（黄瓜在处理蒜头数量为20时产量最高），并且对5种受体蔬菜产量的促进作用为番茄＞黄瓜＞辣椒＞莴苣＞白菜。与青蒜一年两作栽培可提高受体蔬菜的部分营养品质。
　　(4)与受体蔬菜连续单作土壤相比，与青蒜一年两作栽培第3年可维持受体蔬菜土壤pH的稳定性，缓解各受体土壤可培养微生物数量的急剧降低，提高受体番茄、辣椒、大白菜以及莴苣土壤酶（过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶）活力，促进速效养分转化并提高了土壤肥力水平（速效氮、磷、钾、有机碳），改善了受体蔬菜的土壤质量和生态环境。同时，与青蒜一年两作栽培可显著增加黄瓜土壤真菌群落的多样性以及其优势菌群子囊菌的数量，但对细菌群落的影响并不显著。
　　综合上述试验结果认为，田间栽培条件下大蒜一定程度上可以缓解蔬菜的连作障碍。其作用机理主要是通过改善受体蔬菜的土壤质量间接促进受体蔬菜的生长和发育。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 设施蔬菜发展现状

1．2 设施蔬菜连作障碍产生机理及防治措施

1．2．1 设施蔬菜连作障碍产生机理

1．2．2 连作障碍的防治措施

1．3 合理耕作模式在缓解连作障碍中的利用

1．3．1 合理耕作模式中的化感作用

1．3．2 合理耕作模式中不同作物对养分和水分的利用

1．3．3 合理耕作模式系统对土壤微生物多样性的影响

1．4 大蒜化感作用研究进展及其应用

1．4．1 大蒜化感作用现象

1．4．2 大蒜化感作用机理

1．4．3 大蒜的化感物质

1．4．4 大蒜化感作用的利用

1．4．5 大蒜化感作用的研究方法

1．4．6 大蒜化感作用研究中存在的问题

1．5 本研究的目的意义和研究内容

1．5．1 目的意义

1．5．2 研究内容

第二章 生测法大蒜根系分泌物对受体蔬菜的化感作用

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验设计

2．1．3 数据处理与统计方法

2．2 结果与分析

2．2．1 不同浓度大蒜根系分泌物对黄瓜的化感作用

2．2．2 不同浓度大蒜根系分泌物对番茄的化感作用

2．2．3 不同浓度大蒜根系分泌物对辣椒的化感作用

2．2．4 不同浓度大蒜根系分泌物对大白菜的化感作用

2．2．5 不同浓度大蒜根系分泌物对莴苣的化感作用

2．3 讨论

2．3．1 大蒜根系分泌物化感作用多受体的选择性

2．3．2 大蒜根系分泌物化感作用的浓度效应

2．4 小结

第三章 水培共培法大蒜根系分泌物对受体蔬菜的化感作用

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验设计

3．1．3 测定项目与方法

3．1．4 数据处理与统计方法

3．2 结果与分析

3．2．1 水培共培养体系大蒜根系分泌物对黄瓜的化感作用

3．2．2 水培共培养体系大蒜根系分泌物对番茄的他感作用

3．3 讨论

3．4 小结

第四章 盆栽法大蒜根系分泌物对受体蔬菜生长及产量的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验设计

4．1．3 测定项目与方法

4．1．4 数据处理与统计方法

4．2 结果与分析

4．2．1 青蒜／黄瓜一年二作系统三年内黄瓜的生长和产量变化

4．2．2 青蒜／番茄一年二作系统三年内番茄的生长和产量变化

4．2．3 青蒜／辣椒一年二作系统三年内辣椒的生长和产量变化

4．2．4 青酸/大白菜一年二作系统三年内大白菜的生长和产量变化

4．2．5 青蒜/莴苣一年二作系统三年内莴苣的生长和产量变化

4．3 讨论

4．4 小结

第五章 盆栽法大蒜根系分泌物对受体蔬菜栽培土壤的影响

5．1 材料与方法

5．1．1 试验材料

5．1．2 试验设计

5．1．3 测定项目与方法

5．1．4 数据处理与统计方法

5．2 结果与分析

5．2．1 青蒜/黄瓜一年二作系统三年内土壤生物和化学性质的变化

5．2．2 青蒜/番茄一年二作系统三年内土壤生物和化学性质的变化

5．2．3 青蒜/辣椒一年二作系统三年内土壤生物和化学性质的变化

5．2．5 青蒜/大白菜一年二作系统三年内土壤生物和化学性质的变化

5．2．5 青蒜/莴苣一年二作系统三年内土壤生物和化学性质的变化

5．3 讨论

5．4 小结

6．1 结论

6．2 创新点

参考文献

缩略词

致谢

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