全 文 :园 艺 学 报 2010,37(6):906–914
Acta Horticulturae Sinica
茄子自毒物质胁迫下嫁接对其生长及土壤生化
特性的影响
陈绍莉,周宝利*,尹玉玲,叶雪凌
(沈阳农业大学园艺学院,沈阳 110866)
摘 要:采用高效液相色谱分析技术检测了茄子连作土壤中自毒物质肉桂酸和香草醛含量的变化,
采用盆栽试验研究了这两种物质胁迫下嫁接对茄子生长发育及土壤生化特性的影响。结果表明:肉桂酸、
香草醛在茄子连作土壤中存在,其含量随着种植年限的增加显著增加,其中肉桂酸含量是香草醛的 17.08% ~
27.09%。嫁接能改善自毒物质肉桂酸和香草醛胁迫给茄子生长代谢以及土壤生化特性带来的不良影响。
在肉桂酸、香草醛胁迫下,自根茄子生长受到了抑制,嫁接对茄子生长代谢仍显示出促进效应,只是促
进效应有所减弱。随着自毒物质浓度增加,与自根茄子相比,嫁接茄子土壤细菌和放线菌根际效应增强,
4.0 mmol · L-1肉桂酸处理放线菌根际效应(R/S)最大,为 2.92;真菌根际效应减弱,4.0 mmol · L-1香草
醛胁迫时真菌 R/S最小,为 0.61;蔗糖酶、脲酶、磷酸酶根际效应增强,1 mmol · L-1香草醛处理时蔗糖
酶 R/S达最大,为 2.32。
关键词:肉桂酸;香草醛;嫁接;茄子生长;土壤生化特性;根际效应
中图分类号:S 641.1 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2010)06-0906-09
Effects of Grafting on Eggplant Growth and Soil Biochemical Properties
Under Autotoxic Substance Stress
CHEN Shao-li,ZHOU Bao-li*,YIN Yu-ling,and YE Xue-ling
(College of Horticulture,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China)
Abstract: Using the HPLC analysis technique, the contents of autotoxic substances(cinnamic acid
and vanillin)in eggplant replanting soil were determined, and the effects of grafting on eggplant growth
and soil biochemical properties under the two autotoxic substances stress were studied in a pot culture
experiment. The results showed that cinnamic acid and vanillin existed in soil of eggplant continuous
cropping. The contents of cinnamic acid and vanillin in soil increased with increasing planting years, the
content of cinnamic acid ranged from 17.08% to 27.09% of vanillin. Grafting could improve the adverse
effect on eggplant growth and soil biochemical properties under the two substances’ stress. Under
cinnamic acid and vanillin stress, own-rooted eggplant growth was inhibited, whereas grafted eggplant
growth was slightly promoted. Compared with own-rooted eggplants, grafted eggplants rhizospheric effect
(R/S)of bacterium and actinomyces increased, whereas R/S of fungi decreased, with R/S of actinomyces
reached the maximum 2.92 under 4.0 mmol · L-1 cinnamic acid, that of fungi reduced to minimum 0.61 at
收稿日期:2009–09–07;修回日期:2010–05–25
基金项目:国家自然科学基金项目(30771469);国家科技支撑计划重点项目(2008BADA6B02);辽宁省教育厅创新团队项目(2009T087)
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:zblaaa@163.com)
6期 陈绍莉等:茄子自毒物质胁迫下嫁接对其生长及土壤生化特性的影响 907
4.0 mmol · L-1 vanillin;The R/S of saccharase, urease, phosphatase of grafted eggplant soil increased with
increasing concentration of cinnamic acid and vanillin, and R/S of saccharase reached to the maximum
2.32 at 1.0 mmol · L-1 vanillin.
Key words:cinnamic acid;vanillin;grafting;eggplant growth;soil biochemical properties;
rhizospheric effect(R/S)
近年来关于植物根系分泌物的自毒作用引起的连作障碍的研究备受关注(周志红 等,1997;
阮维斌 等,2003;郑军辉 等,2004;陈绍莉 等,2008)。诸多学者通过对茄子的研究已发现,肉
桂酸和香草醛是茄子根系分泌物中普遍存在的自毒物质(周宝利 等,2001;Wang et al.,2005;王
茹华 等,2006;王玉洁 等,2007)。因此,探讨肉桂酸、香草醛在连作土壤中的含量变化和对茄
子生长代谢的影响,有助于寻找克服连作障碍的有效途径,保证茄子生产稳定健康发展。
植物根系在吸收水分、矿质营养等的同时通过各种方式向土壤释放分泌物,使得根表面1 ~ 2 mm
厚的土壤薄层形成了一个特殊的微域,既是植物、微生物、土壤进行物质与能量交换的场所(张福
锁和申建波,1999; 熊明彪 等,2002; 张学利 等,2002),也是引起根际与非根际土壤生化特
性差异,即形成根际效应 R/S(rhizosphere / non rhizospheric soil)的内在因素。已有研究发现根际
土壤的微生物和酶种类、数量比非根际土壤多,它们的变化能反映根系生长发育状况(张福锁和申建
波,1999;朱丽霞 等,2003)。因此,研究自毒物质胁迫下茄子土壤微生物与土壤酶活性的根际效
应,不仅能够揭示其对土壤生化特性的影响,而且为深入探究自毒作用对土壤生态系统影响特点奠
定理论基础。
嫁接是茄子栽培中一项有效措施,人们对茄子嫁接抗病增产机理的研究也一直在不断深入。通
过嫁接一方面可用砧木根系分泌物抑制土传病害(茄子黄萎病菌),诱导土壤有益微生物数量增加(王
茹华 等,2005;张凤丽 等,2005;尹玉玲 等,2008);另一方面可使根系分泌物中化感物质数量
减少,且提高茄子耐化感物质胁迫的能力(Wang et al.,2005;陈绍莉 等,2008)。嫁接能否调控
自毒物质对土壤生化特性的影响,调控效果如何,尚缺乏研究。
本试验中以茄子自毒物质肉桂酸和香草醛为切入点,研究在两种物质胁迫下嫁接对茄子生长和
土壤微生物、土壤酶活性的影响,为深入探讨茄子嫁接缓解自毒作用机理和完善连作障碍机制提供
理论参考。
1 材料与方法
1.1 土壤中肉桂酸和香草醛含量测定
试验在沈阳农业大学蔬菜基地日光温室内进行。
采用五点法从茄子日光温室连作病圃中,分别采集种植过‘西安绿茄’(Solanum melongena L.)
0、1、2、3年的耕层 0 ~ 20 cm 的土壤,充分混匀。经风干后过 60目筛,分别称取 200 g土样溶于
300 mL蒸馏水中(土︰水 = 1︰1.5),振荡 1 h,静置后过滤。将滤液收集液经 XAD-4树脂柱(Sigma
公司生产)吸附,用乙醇解析后浓缩备用。采用美国产高压液相色谱仪,在波长 254 nm,柱温 40 ℃,
以 CH3CN和 0.1% H3PO4为流动相,测定土壤溶液中肉桂酸和香草醛含量(Wang et al.,2005)。
1.2 试材的培养
2006年 8月 28日播种茄子砧木‘托鲁巴姆’(Solanum torvum),9月 28日播种茄子接穗品种
908 园 艺 学 报 37卷
‘西安绿茄’,11月 14日采用劈接法进行嫁接。嫁接苗成活后,选择生长势较为一致的嫁接苗和自
根苗分别定植在内径为 21.5 cm的瓦盆中,每盆装入基质(园土、草炭和农家肥按 1︰1︰1混配均匀)
1.5 kg。每盆 1株,每处理 7次重复,随机排列。
1.3 试材的处理及调查测定
将肉桂酸和香草醛(国产分析纯)依次配制成 0(对照)、0.1、0.5、1.0和 4.0 mmol · L-1浓度梯
度,2007年 1月 5日开始向茄子根周围约 10 cm范围内均匀施用,每隔 6 d施用 1次,每次 100 mL,
培养 1个月后取样测定。
茄子生长指标:测定茄子的株高、茎粗、鲜样质量、根系活力,每项测定 3次重复。根系活力
采用 TTC(氯化三苯基四氮唑)法测定(李合生,2000)。
土壤微生物:用肉桂酸和香草醛处理茄子 1个月后,将植株带土坨从瓦盆中取出。采用抖落法
收集非根际土壤,采用洗涤法收集根际土壤。然后用土壤稀释分离法(王茹华 等,2005)在培养基
上分别进行真菌、细菌、放线菌的分离,每次各处理分离 3种微生物,每种微生物各个稀释浓度均
分离 3皿 (3次重复),放入 25 ℃温箱内培养,每天观察菌落生长情况,选择生长菌落数 10 ~ 100
个/皿的培养皿进行计数。根际土壤的质量采用烘干法测定:取 50 mL混合均匀的土壤悬浮液,放入
蒸发皿内烘干,计算出每 mL土壤悬浮液中根际土壤质量。最后计算出每 g干土中根际微生物的数
量。
土壤酶:蔗糖酶采用硝基水杨酸法测定,酶活性以 1 g干土中葡萄糖的含量表示;脲酶采用靛
酚蓝比色法测定,酶活性以 24 h后 1 g干土中 NH3-N2的含量表示;磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比
色法测定,以每 g土壤中酚的 mg数表示(关松荫,1986;严昶升,1988;Singh & Rai,2004)。
数据采用 DPS软件的 LSD法进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 茄子连作土壤中肉桂酸和香草醛含量的变化
从表 1可以看出,种植过‘西安绿茄’的土壤中普遍含有肉桂酸和香草醛,而且两者的含量随
着种植年限的增加呈显著增加趋势。对肉桂酸来说,连作 2、3 年土壤含量分别比种植 1 年增加了
85.56%、211.34%;对香草醛来说,连作 2、3年土壤含量分别比种植 1年增加了 42.61%、96.30%。
从表 1看出,土壤中肉桂酸含量是香草醛的 17.08% ~ 27.09%,肉桂酸年平均积累 0.101 µg · g-1,香
草醛为 0.372 µg · g-1。可见,茄子在连年栽培的情况下,自毒物质肉桂酸和香草醛在土壤中可以积
累。
表 1 茄子不同连作年限土壤中肉桂酸和香草醛的含量
Table 1 Cinamic acid and vanillin contents in eggplant soil of various continuous cropping years /(µg · g-1 DW)
种植年限
Planting years
肉桂酸
Cinnamic acid
香草醛
Vanillin
0 0 dD 0 dD
1 0.097 cC 0.568 cC
2 0.180 bB 0.810 bB
3 0.302 aA 1.115 aA
注:不同小、大写字母分别表示处理间差异达显著(P<0.05)和极显著水平(P<0.01)。下同。
Note:Different capital and small letters represented significant difference at 0.01 and 0.05 levels, respectively. The same below.
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2.2 肉桂酸和香草醛处理对茄子生长的影响
从表 2看出,肉桂酸和香草醛对茄子的生长、基本代谢具有“低促高抑”的化感作用特点。这
与其它相似的研究结果(陈龙池 等,2002;吴凤芝 等,2002)一致。
较低浓度的肉桂酸(0 ~ 0.1 mmol · L-1)、香草醛(0 ~ 0.5 mmol · L-1)促进了自根茄株高、茎粗、
鲜样质量及根系活力;较高浓度的肉桂酸(0.5 ~ 4.0 mmol · L-1)、香草醛(1.0 ~ 4.0 mmol · L-1)抑
制了自根茄的生长,表现为株高、茎粗降低,与对照差异显著,而鲜样质量、根系活力明显降低,
与对照差异极显著。所以,促进、抑制自根茄生长代谢的浓度界点是肉桂酸 0.5 mmol · L-1、香草醛
1.0 mmol · L-1。
同样,低浓度的肉桂酸、香草醛也促进了嫁接茄以上各指标的增加,升高的幅度大于自根茄。
与自根茄不同的是,两物质对嫁接茄表现促进作用的浓度范围增大,即肉桂酸为 0 ~ 0.5 mmol · L-1、
香草醛为 0 ~ 1.0 mmol · L-1。较高浓度的肉桂酸(1.0 ~ 4.0 mmol · L-1)、香草醛(4.0 mmol · L-1)仍
能促进嫁接茄的生长,只是促进效应有所减弱。对嫁接茄生长代谢表现出促进作用减弱的浓度界点
为肉桂酸 1.0 mmol · L-1、香草醛 4.0 mmol · L-1。
在肉桂酸 1.0 ~ 4.0 mmol · L-1、香草醛 1.0 ~ 4.0 mmol · L-1处理下,自根茄和嫁接茄生长代谢显
现出受抑制或促进减弱的效应,即出现了受自毒物质胁迫的特征,所以把 1.0 mmol · L-1 和 4.0
mmol · L-1作为肉桂酸和香草醛胁迫浓度,用以继续研究其对土壤生化特性的影响。
表 2 肉桂酸、香草醛处理对茄子生长的影响
Table 2 Effect of cinnamic acid and vanillin on growth of eggplant
处理
Treatment
酚酸
Phenolic acids
浓度/(mmol · L-1)
Concentration
株高/ cm
Plant height
茎粗/cm
Stem diameter
鲜样质量/g
Fresh weight
根系活力/
(TTC mg · h-1 · g-1)
Root activity
0(对照 Control) 16.70bBC 0.76bcB 44.80dD 0.48aA
0.1 17.80aA 0.80bAB 45.20cC 0.51aA
0.5 16.60cC 0.78bcAB 41.40eE 0.43bB
1.0 16.40dD 0.61dCD 35.44gG 0.21dD
肉桂酸
Cinnamic
acid
4.0 15.10eE 0.58dD 29.80I 0.18dD
0.1 16.80bB 0.81abAB 45.62bB 0.49aA
0.5 17.90aA 0.89aA 47.30aA 0.49aA
1.0 16.80bB 0.70cBC 40.70fF 0.38cC
自根茄
Own-rooted
eggplant
香草醛
Vanillin
4.0 15.10eE 0.55dD 31.10hH 0.10eE
嫁接茄 0(对照 Control) 16.80fE 0.74dC 45.20H 0.50gF
Grafted 0.1 18.10dC 0.82cBC 50.20gF 0.62cC
eggplant 0.5 19.50aA 0.97aA 58.34cC 0.71aA
1.0 18.90bB 0.95abA 54.10dD 0.68bB
肉桂酸
Cinnamic
acid
4.0 17.60eD 0.80cdC 48.70hG 0.59dD
香草醛 0.1 18.50cBC 0.90bAB 52.10eE 0.51fF
Vanillin 0.5 19.40aA 0.98aA 63.56bB 0.70aA
1.0 19.70aA 0.98aA 65.20aA 0.62cC
4.0 17.00fE 0.82cBC 50.42fF 0.57eE
2.3 肉桂酸和香草醛胁迫下嫁接对茄子微生物数量根际效应的影响
从表 3 看出,肉桂酸和香草醛胁迫对茄子根际、非根际土壤的细菌、放线菌、真菌数量的影
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响不同。
对细菌来说,肉桂酸、香草醛 1.0、4.0 mmol · L-1处理,自根茄根际细菌显著减少,其中 4.0
mmol · L-1肉桂酸处理的减少幅度最大,为 35.02%;嫁接茄的根际细菌先增加后减少,变化幅度较
小。除 1.0 mmol · L-1肉桂酸处理嫁接茄外,其它处理的茄子非根际细菌数量都有所减少,嫁接茄的
减少幅度大于自根茄。由此看出,随着肉桂酸、香草醛胁迫加重,茄子土壤(根际、非根际)细菌
减少,但嫁接茄的减少幅度小于自根茄。随着胁迫浓度增加,自根茄的细菌根际效应 R/S(根际/
非根际)减弱,4.0 mmol · L-1肉桂酸处理时 R/S 最小,为 0.96,表现为负向根际效应;嫁接茄的
细菌 R/S 增大,且表现为正向根际效应。
自根茄的根际、非根际土壤放线菌的数量对肉桂酸、香草醛的胁迫反应不同。随着肉桂酸、香
草醛胁迫浓度增大,根际放线菌显著减少,4.0 mmol · L-1肉桂酸处理其减少的最多,达 31.99%;而
非根际放线菌数量增加。自根茄放线菌的根际效应R/S逐渐减弱,4.0 mmol · L-1肉桂酸处理下其值最
小,为 0.74。嫁接茄在肉桂酸、香草醛胁迫下,根际放线菌数量高于对照(浓度 0 mmol · L-1);除
4.0 mmol · L-1香草醛处理外,非根际放线菌数量都低于对照。随着胁迫加重,嫁接茄的放线菌根际
效应R/S 表现为正向根际效应且逐渐加强,以 4.0 mmol · L-1肉桂酸处理下最大,为 2.92。
除 4.0 mmol · L-1肉桂酸外,其余处理下自根茄根际、非根际真菌数量均低于对照,各处理间差
异显著。随着胁迫加重,自根茄真菌根际效应 R/S 逐渐增强,4.0 mmol · L-1肉桂酸时最大,为 6.30;
嫁接茄真菌根际效应 R/S 由正向根际效应减弱到负向根际效应,4.0 mmol · L-1香草醛胁迫下 R/S
最小,达 0.61。
表 3 嫁接对肉桂酸和香草醛胁迫下茄子土壤微生物数量根际效应的影响
Table 3 Effect of grafting on rhizosphere effect of microbial population in eggplant soli
under cinnamic acid and vanillin stress / (×105cfu · g-1)
细菌 Bacterium 放线菌 Actinomyces 真菌 Fungi
处理
Treatment
酚酸
Phenolic
acids
浓度/
(mmol · L-1)
Concentration
根际
Rhizosphere
非根际
Non-rhizosphere
根际
Rhizosphere
非根际
Non-rhizosphere
根际
Rhizosphere
非根际
Non-rhizosphere
0
(对照Control)
5 200.30dD 2 476.33bB 2 849.63eE 1 574.38aA 35.70aA 34.38bB
1.0 5 630.04aA 2 553.50aA 3 054.90dD 1 504.87cC 24.10cC 29.75cC
肉桂酸
Cinnamic
acid
4.0 5 416.28cC 2 010.40eE 3 580.50bB 1 226.20dD 14.82dD 15.60dD
1.0 5 481.40bB 2 300.76cC 3 240.00cC 1 553.06bB 25.43cC 32.60cC
嫁接茄
Grafted
eggplant
香草醛
Vanillin 4.0 5 138.20eE 2 110.50dD 4 031.49aA 1 587.20aA 30.97bB 50.77aA
自根茄
Own-rooted
0
(对照Control)
7 100.25aA 4 896.72aA 1 041.20aA 788.79eE 55.48bB 36.03aA
eggplant 1.0 7 060.31bB 4 890.79aA 954.26bB 973.73bB 34.40dD 18.90cC
肉桂酸
Cinnamic
acid
4.0 4 613.65dD 4 800.65aA 708.15dD 956.96cC 78.12aA 12.40dD
香草醛 1.0 6 548.00cC 4 858.74aA 1 034.20aA 795.54dD 43.18cC 25.40bB
Vanillin 4.0 4 704.64dD 4 436.20bB 894.36cC 1 064.71aA 34.61dD 8.24eD
2.4 肉桂酸和香草醛胁迫下嫁接对茄子土壤酶根际效应的影响
由表 4 看出,肉桂酸、香草醛处理下,自根茄根际蔗糖酶活性低于对照,随着胁迫浓度增大,
蔗糖酶活性极显著低于对照;自根茄的非根际蔗糖酶活性都显著高于对照。随着胁迫加重,自根茄
蔗糖酶的根际效应R/S逐渐降低,4.0 mmol · L-1肉桂酸处理时降低到最小值 0.89,表现为负向根际
效应。随胁迫浓度加大,根际的脲酶活性先升高后降低,非根际的脲酶活性逐渐升高,脲酶根际效
应R/S逐渐降低,4.0 mmol · L-1肉桂酸处理时降到最小值 0.91,由正向根际效应变为负向根际效应。
6期 陈绍莉等:茄子自毒物质胁迫下嫁接对其生长及土壤生化特性的影响 911
随胁迫浓度加大,根际磷酸酶活性降低,非根际磷酸酶活性先降低后增加,磷酸酶的根际效应 R/S
逐渐减小,但始终表现为正向根际效应。
对嫁接茄而言,两物质处理下,嫁接茄根际蔗糖酶活性变化规律性不强,非根际蔗糖酶活性逐
渐降低,因此嫁接茄蔗糖酶的根际效应均高于对照,各处理间差异不显著,1.0 mmol · L-1香草醛处
理时 R/S 达最大,为 2.32。随着胁迫浓度加大,根际脲酶活性增强,非根际脲酶活性变化规律不
明显,而嫁接茄脲酶活性的 R/S 呈显著增加。对于磷酸酶活性来说,随着胁迫的加重,根际磷酸
酶活性逐渐增强,非根际磷酸酶活性变化不明显,嫁接茄磷酸酶活性的 R/S 呈增加趋势。
由此得出,随着肉桂酸、香草醛胁迫加重,自根茄蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性的根际效应 R/S
减弱,甚至降低为负向根际效应;而嫁接茄土壤酶活性的根际效应逐渐增强,一直表现为正向根际
效应。
表 4 肉桂酸和香草醛胁迫下嫁接对茄子土壤酶活性根际效应的影响
Table 4 Effect of grafting on rhizosphere effect of eggplant soli enzymes activities
under cinnmic acid and vanillin stress
蔗糖酶 Saccharase 脲酶 Urease 磷酸酶 Phosphatase 处理
Treatment
酚酸
Phenolic
acids
浓度/
(mmol · L-1)
Concentration
根际
Rhizosphere
非根际
Non-rhizosphere
根际
Rhizosphere
非根际
Non-rhizosphere
根际
Rhizosphere
非根际
Non-rhizosphere
0
(对照Control)
1.52bB 0.68aA 1.86dC 0.95abA 2.16cB 1.00aA
1.0 1.52bB 0.66bAB 2.13cB 0.95abA 2.28abcAB 1.02aA
肉桂酸
Cinnamic
acid
4.0 1.47dD 0.64cB 2.30aA 0.97aA 2.32abAB 1.01aA
1.0 1.58aA 0.68aA 2.24abAB 0.90bcAB 2.20bcAB 0.96aA
嫁接茄
Grafted
eggplant
香草醛
Vanillin 4.0 1.50cC 0.65bcB 2.18bcAB 0.87cB 2.41abA 1.02aA
自根茄
Own-rooted
0
(对照Control)
1.30aA 0.97cC 1.24aA 0.87bC 1.04aA 0.55bAB
eggplant 1.0 1.24aA 1.02cBC 1.25aA 0.88bBC 1.00aA 0.54bcB
肉桂酸
Cinnamic
acid
4.0 0.98bB 1.10bcABC 0.82cC 0.90aAB 0.61bB 0.57aA
香草醛 1.0 1.30aA 1.30aA 1.26aA 0.88bBC 0.98aA 0.53cB
Vanillin 4.0 1.06bB 1.26abAB 1.14bB 0.91aA 0.64bB 0.55bAB
3 讨论
本试验表明,茄子在连作栽培情况下,自毒物质肉桂酸和香草醛可进入、滞留、累积于土壤中,
其含量达到一定浓度时,抑制了茄子的生长,可导致连作障碍。通过嫁接技术,茄子能够减轻自毒
物质对土壤微生物数量、土壤酶活性根际效应不良影响,改善了土壤的生化性状,缓解了茄子的自
毒危害,在一定程度上可克服连作障碍的发生。
目前,对于茄子根系分泌物中酚酸物质成分含量的研究已有报道,指出肉桂酸和香草醛是根系
分泌物中普遍存在的化感自毒物质(Wang et al.,2005)。在黄瓜连作土壤中酚酸物质含量的研究表
明,对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸在土壤中存在,其含量随连作年限的增加呈上升趋势(徐淑霞 等,
2008)。本研究也得出类似结论,肉桂酸和香草醛在茄子土壤中的含量随种植年限的增加呈增加趋势。
这说明茄子根系分泌物中的肉桂酸和香草醛进入了土壤,并且随着连作年限的增加,肉桂酸和香草
醛可在土壤中累积。
912 园 艺 学 报 37卷
实施连作生产模式下,当季茄子根系分泌的连同上茬茄子滞留在土壤中的肉桂酸和香草醛,加
在一起更加容易造成自毒物质的累积,对茄子产生不良影响,抑制茄子生长发育,导致自毒作用,
引发病虫害、土壤裂化,导致连作障碍的发生。前期的研究已发现,肉桂酸和香草醛对茄子种子萌
发、植株的生长代谢表现“低促高抑”的化感效应(Wang et al.,2005;王茹华 等,2006;陈绍莉
等,2008),本试验也得出相似结论,并发现自毒物质对自根茄产生促进、抑制作用的浓度界点为
肉桂酸 0.5 mmol · L-1、香草醛 1.0 mmol · L-1,自毒物质对嫁接茄子产生促进效应减弱的浓度界点为
肉桂酸 1.0 mmol · L-1、香草醛 4.0 mmol · L-1。由此说明嫁接茄由于嫁接换根,提高了茄子耐自毒物
质胁迫的能力,一定程度上缓解了自毒物质对茄子的危害。
根际、非根际是土壤中的两个不同部分,由于两者共同处于一个开放的土壤空间,物质、能量
方面不可避免存在相互影响,所以研究根际效应即根际/非根际(R/S)的变化能够全面客观认识根
际土壤的生化特性。土壤微生物、土壤中酶的活性是影响土壤微生态系统的两个重要因素,土壤微
生物参与土壤能量、物质循环,其物质转化能力直接影响植物的生长发育,是土壤肥力的重要指标
之一;土壤酶参与土壤中许多重要的生化过程,可在一定程度上反映土壤的肥力状况(薛立 等,
2003)。
细菌、放线菌及真菌是构成土壤微生物群体的主要种类,在土壤有机物质分解、矿化和营养循
环中起重要作用,其数量可一定程度表征土壤肥力水平。有研究报道,大豆、花生、茄子连作都能
引起根际微生物区系组成改变,有益菌减少,有害菌增殖,破坏了根际微生物的平衡,减弱或消除
了有益菌对有害菌的拮抗作用,使真菌型土壤向细菌型土壤转化,表现为根际细菌和放线菌的比例
降低,真菌的比例增加(王茹华 等,2005)。本研究中也发现,随着肉桂酸和香草醛胁迫的加重,
自根茄的细菌、放线菌根际效应减弱甚至表现为负向根效应,真菌根际效应逐渐加强;而嫁接茄的
细菌、放线菌根际效应逐渐增强且为正向根效应,真菌根际效应减弱为负向根效应。由此说明,茄
子嫁接后,根域的土壤微生物构成发生改变,促进了细菌、放线菌有益菌的根际效应,抑制了真菌
的根际效应,使土壤由真菌型向细菌型方向转化,在某种程度上起到了改善土壤生化特性的作用。
土壤酶是表征土壤中物质、能量代谢旺盛程度和土壤质量水平的一个重要生物指标(周礼恺
等,1983)。土壤酶活性受环境、肥料、根际分泌物等多种因素的影响,各种土壤酶的底物与产物
存在互为利用的关系。所以, 土壤酶活性一定程度上可以表观土壤肥力的变化。本试验得出,随着
肉桂酸、香草醛胁迫加重,自根茄和嫁接茄的土壤酶根际效应存在显著差异,自根茄蔗糖酶、脲酶、
磷酸酶根际效应减弱,甚至降低为负向根效应;而嫁接茄土壤酶根际效应逐渐增强,一直显示出正
向根效应。由此说明,嫁接茄由于嫁接换根,根系分泌活动、根际环境等发生了一定改变(陈绍莉 等,
2008;尹玉玲 等,2008),多种因素综合影响下增强了嫁接茄土壤酶的根际效应,在一定程度上修
复了自根茄土壤酶根际效应降低的不利影响,为土壤环境的改善起到了一定的作用。
本试验仅从土壤微生物数量、土壤酶根际效应层次研究了茄子嫁接对自毒物质胁迫的土壤生化
特性的影响,今后应在微生物分类、土壤营养等方面做进一步的探讨和研究。
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征订
《园艺学报》2009年增刊——庆祝中国园艺学会创建
80周年暨第 11次全国会员代表大会
论文摘要集出版发行
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西瓜甜瓜 23篇,观赏植物 25篇,内容涉及种质资源、遗传育种、分子生物学、栽培技术、生理生化、贮藏保鲜等。
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