三七连作障碍研究进展

三七是中国名贵中药材之一,但其在种植环节中存在严重的连作障碍现象。连作障碍产生的原因主要有根际土壤微生物群落变化、土传病虫害增加、化感物质积累及其自毒作用、土壤理化性状恶变等。以前三七连作障碍研究多集中于单一因素对连作障碍的影响及三七病虫害防治,疏于综合分析各种因素间的内在联系和相互影响。本文总结了作物连作障碍形成机制的最新研究进展,综合分析了各因素间可能存在的关系,首次提出了各因素对三七连作障碍影响指数的评估方法,建议了未来研究方向,旨在为揭示三七连作障碍形成机制提供参考,并为连作障碍消减提供理论依据。     

太子参连作障碍效应研究

以贵州施秉中药材种植基地连作1～12年的太子参和土壤为试验对象,研究了不同连作年限的太子参生长发育状况、产量、土壤肥力、酶活性、以及土壤微生物等的变化规律,以探讨太子参连作障碍的原因.结果表明:(1)连作严重危害太子参生长发育,随着连作年限的延长,根长、根系数量、株高、茎分支数、结实种子数、总生物量呈下降趋势,产量和单个根重明显降低.连作对太子参地上部的危害最大,连作1～12年地上部生物量极显著下降.(2)连作土壤中总磷、总氮含量增加,速效氮、速效钾、速效磷含量降低,土壤pH值变化微小,有机质变化差异较大;连作土壤微量元素(Cu、Mn、B、Zn、Fe)累积,而钼(Mo)降低甚至缺失.(3)连作地土壤细菌数量减少,放线菌数量呈倒"U"型趋势变化;连作使土壤淀粉酶活性降低,磷酸酶活性呈下降后回升趋势变化,但土壤脲酶活性变化微小.连作使土壤中养分、微生物、酶活性等发生变化,不利于太子参生长,根系微生态失衡可能是太子参连作障碍的主要原因之一.     

药用牡丹的自毒作用及其防治措施

自毒作用是同种植物个体之间的一种化学作用,是植物经过长期环境适应与进化选择而获得的一种避免种内竞争的机制。药用牡丹皮是中国著名的道地中药材,连作障碍会影响药用牡丹皮的产量、质量及产品安全,在药用牡丹皮的GAP生产中明确提出禁止连作和重茬。综述了自毒作用的定义、特点、自毒物质的种类、释放途径及作用机理,并结合药用牡丹的生物学特征及研究现状等问题分析了药用牡丹连作障碍中的自毒作用。认为药用牡丹的自毒作用是连作障碍的主要原因之一,自毒作用可以通过牡丹根系分泌产生自毒物质、植株残体分解释放有害物质及专性或兼性病虫害产生的毒素来实现,并在此基础上提出连作障碍的防治措施和研究展望,以期实现药用牡丹皮生产的可持续发展。     

大蒜连作障碍形成机理的研究进展

大蒜是我国重要的经济作物,大蒜连作障碍是制约其产量和品质的关键因素.本文从连作障碍对大蒜生长的影响入手,通过阐述大蒜土壤微生物群落失衡、土壤养分不均衡、自毒作用及各因素相互关系等,解析大蒜连作障碍形成的机理机制.同时,对目前大蒜生产中常用的,防治连作障碍的手段进行分析,最后对大蒜连作障碍研究方向做出展望.     

有益微生物缓解花生连作障碍机理研究进展

花生是我国重要的油料作物,种植过程中会遇到连作障碍问题.有益微生物可以有效缓解花生连作障碍,其机理包括有益微生物分解化感物质、改变花生根际微生物区系、增加花生抗病能力、促进花生结瘤固氮、促进花生养分吸收五个方面.阐明该机理,对花生连作障碍缓解有指导意义,对其他作物连作障碍的缓解也有参考价值.     

不同改良措施对太子参根际土壤酚酸含量及特异菌群的影响

太子参为石竹科多年生草本植物,以根部入药,药用价值高,市场需求大,但其栽培过程中存在严重的连作障碍问题,连作导致产量品质严重下降,病虫害猖獗,探索太子参连作障碍形成的机制及其消减措施意义重大.本研究以广泛栽培的“柘参2号”为试验材料,采用土壤农化分析、高效液相色谱(HPLC)分析、荧光定量PCR(qPCR)等技术对不同连作年限或不同消减措施下太子参根际土壤的主要养分、酚酸含量动态及特异菌群变化进行分析.结果显示: 太子参连作导致产量显著下降,与正茬相比产量下降达43.5%,而水旱轮作和微生物菌肥处理可不同程度缓解其障碍效应.太子参连作土壤主要养分(如速效氮、速效磷、速效钾、全钾)未降反升,但导致土壤酸化.HPLC分析表明,太子参连作下或者随生长时期的推进,土壤酚酸类物质并未表现出明显的积累效应,膨大中期和收获期重茬土壤中大部分酚酸含量甚至低于正茬土壤.进一步荧光定量PCR分析发现,太子参连作导致前期分离筛选到的几类病原菌(如尖孢镰刀菌、踝节霉菌、Kosakonia sacchari)的绝对含量显著上升,而水旱轮作和微生物菌肥处理可有效降低3类病原菌的含量,改善微生态结构.综上认为,太子参连作障碍的发生并非由土壤养分匮乏或者酚酸持续积累直接造成,可能主要与连作下土传病原微生物的大量繁殖爆发有关,本研究结果为深入揭示太子参连作障碍的形成机制及消减修复机制提供了理论依据.     

烟草连作障碍与土壤理化性质及微生物多样性特征的关联

【背景】烟草是我国最重要的经济作物之一,其忌连作的特点严重影响了我国烟草产业的发展。【目的】通过研究烟草连作障碍、土壤理化性质和微生物多样性特征的关系,为解决烟草连作障碍问题、制定有效的烟草生产技术提供理论基础。【方法】选择连作障碍严重烟田和克服连作障碍烟田作为研究对象,基于高通量测序技术,探究烟田连作障碍情况、烟田理化性质与土壤微生物多样性的联系。【结果】克服连作障碍的烟田土壤pH、总氮和有机质含量显著高于连作障碍严重的烟田土壤,克服连作障碍烟田和连作障碍严重烟田土壤微生物多样性之间不存在显著差异,但土壤微生物优势群落发生了显著改变,烟田土壤的pH、有机质、有效磷、总氮都与微生物群落显著相关。【结论】烟田克服连作障碍的差异,可能与烟田土壤的理化性质以及微生物组成的差异有关,此研究为解决湘西烟区连作障碍问题提供理论基础和技术支持。     

植物连作障碍的形成机制及其调控技术研究进展

针对植物连作障碍现象较为普遍且十分严重的现状,综述了连作障碍的具体表现。从土壤理化性状改变、土壤生物学环境恶化及化感自毒作用3个方面概述了近年来植物连作障碍形成机制的研究进展,总结了植物连作障碍的主要调控技术,包括实施轮作、合理施肥、土壤灭菌及选育抗性品种等。在此基础上,还对植物连作障碍相关研究中应进一步关注的热点问题进行了展望。     

连作马铃薯根际土壤真菌种群结构及其生物效应

连作障碍已成为马铃薯产业发展的主要限制因素,为了探明马铃薯连作障碍的机理,减轻连作障碍对产量的影响,采用大田试验与PCR-DGGE分子指纹图谱技术相结合的方法,研究马铃薯连作对根际土壤真菌种群结构的影响及其生物效应.结果表明： 随着连作年限的增加,根际土壤中真菌DGGE图谱的条带数量增加,连作1～5年处理的操作分类单元(OTU)分别比对照(轮作)增加了38.5%、38.5%、30.8%、46.2%和76.9%,说明马铃薯连作使根际土壤中真菌优势种群的个体数明显增多.随着连作年限的增加,各处理间真菌种群结构的相似性越来越低.通过真菌DGGE条带的克隆测序比对发现,随着连作年限的增加,马铃薯根际土壤土传病害病原菌尖孢镰刀菌和茄病镰刀菌的数量明显增加,而球毛壳菌作为一种生防菌,连作5年时数量明显减少.连作使根际土壤中病原真菌种群过渡成为优势种群,根际微生态环境恶化,从而作用于根系,使根系活力和吸收面积下降,最终导致块茎产量大幅度-下降.     

作物连作障碍的成因与机制及其消减策略

在论述作物连作障碍危害的基础上,从植物营养学、土壤学、微生物学角度分析产生作物连作障碍的原因与形成机理,认为作物连作障碍形成是复杂的根际生物学过程,它是由连作作物根系分泌物介导引起根际土壤微生物结构失衡,导致病原微生物增多,土壤酸化和营养封存综合作用的结果。据此,进一步就连作障碍防治措施及修复技术进行归纳总结,为有效克服作物连作障碍提供技术借鉴。