葱属植物缓解连作障碍的研究进展.pdf

河 南 农 业 科 学 2 0 2 4 5 3 8 1 1 2 0 J o u r n a l o f H e n a n A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s d o i 1 0 1 5 9 3 3 j c n k i 1 0 0 4 3 2 6 8 2 0 2 4 0 8 0 0 2 葱 属 植 物 缓 解 连 作 障 碍 的 研 究 进 展 郭 嘉 宁 李 楠 楠 李 坤 沈 阳 农 业 大 学 园 艺 学 院 辽 宁 沈 阳 1 1 0 8 6 6 摘 要 连 作 障 碍 在 粮 食 作 物 果 树 蔬 菜 中 草 药 等 植 物 上 普 遍 发 生 制 约 着 产 业 健 康 可 持 续 发 展 间 作 轮 作 及 套 种 等 种 植 制 度 作 为 一 项 重 要 的 农 业 生 产 措 施 可 以 调 控 连 作 作 物 根 际 土 壤 的 微 生 态 环 境 减 轻 连 作 的 危 害 葱 属 植 物 含 有 多 种 生 物 成 分 包 括 有 机 硫 化 合 物 皂 苷 类 黄 酮 等 常 作 为 间 作 轮 作 或 套 种 作 物 以 缓 解 连 作 障 碍 阐 述 了 葱 属 植 物 对 连 作 障 碍 的 缓 解 作 用 并 从 植 株 光 合 特 性 抗 氧 化 酶 活 性 根 系 分 泌 物 特 性 和 土 壤 养 分 酶 活 性 微 生 物 数 量 及 群 落 结 构 方 面 探 讨 了 葱 属 植 物 对 连 作 障 碍 的 缓 解 机 制 分 析 了 葱 属 植 物 根 系 分 泌 物 及 植 株 挥 发 物 中 含 有 的 生 物 成 分 最 后 针 对 葱 属 植 物 缓 解 连 作 障 碍 机 制 的 研 究 方 向 及 有 效 物 质 开 发 提 出 了 展 望 为 进 一 步 发 挥 葱 属 植 物 在 缓 解 连 作 障 碍 中 的 作 用 奠 定 理 论 基 础 关 键 词 葱 属 连 作 障 碍 生 理 指 标 土 壤 微 生 态 环 境 中 图 分 类 号 S 6 3 3 文 献 标 志 码 A 文 章 编 号 1 0 0 4 3 2 6 8 2 0 2 4 0 8 0 0 1 1 1 0 收 稿 日 期 2 0 2 4 0 1 1 0 基 金 项 目 辽 宁 省 教 育 厅 项 目 L J K Z 0 6 3 6 作 者 简 介 郭 嘉 宁 1 9 9 8 女 山 东 东 营 人 在 读 硕 士 研 究 生 研 究 方 向 果 树 栽 培 与 生 理 生 态 E m a i l 1 5 6 9 4 1 8 0 3 2 6 1 6 3 c o m 通 信 作 者 李 坤 1 9 7 8 女 山 东 牟 平 人 教 授 博 士 主 要 从 事 果 树 栽 培 与 生 理 生 态 方 面 的 研 究 E m a i l x h g b o x 7 8 s y a u e d u c n R e s e a r c h P r o g r e s s i n A l l e v i a t i n g C o n t i n u o u s C r o p p i n g O b s t a c l e s b y A l l i u m L P l a n t s G U O J i a n i n g L I N a n n a n L I K u n C o l l e g e o f H o r t i c u l t u r e S h e n y a n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y S h e n y a n g 1 1 0 8 6 6 C h i n a A b s t r a c t S o i l c o n t i n u o u s c r o p p i n g o b s t a c l e s c o m m o n l y o c c u r i n m a n y p l a n t s s u c h a s g r a i n c r o p s f r u i t t r e e s v e g e t a b l e s C h i n e s e h e r b a l m e d i c i n e s a n d o t h e r s r e s t r i c t i n g t h e h e a l t h y a n d s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t o f t h e i n d u s t r y I n t e r c r o p p i n g r o t a t i o n a n d r e l a y i n t e r c r o p p i n g a r e i m p o r t a n t a g r i c u l t u r a l m a n a g e m e n t m e a s u r e s a n d t h e y c a n r e g u l a t e t h e m i c r o e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t o f r h i z o s p h e r e s o i l o f c o n t i n u o u s c r o p p i n g r e d u c i n g t h e h a r m o f c o n t i n u o u s c r o p p i n g A l l i u m L p l a n t s c o n t a i n v a r i o u s b i o l o g i c a l l y a c t i v e c o m p o n e n t s s u c h a s o r g a n i c s u l f u r c o m p o u n d s s a p o n i n s f l a v o n o i d s a n d o t h e r c o m p o u n d s T h e y a r e o f t e n u s e d a s a n i n t e r c r o p p i n g r o t a t i o n o r r e l a y i n t e r c r o p p i n g c r o p t o a l l e v i a t e c o n t i n u o u s c r o p p i n g o b s t a c l e s T h i s p a p e r e x p o u n d e d t h e a l l e v i a t i v e e f f e c t s o f A l l i u m L p l a n t s o n c o n t i n u o u s c r o p p i n g o b s t a c e s a n d t h e a l l e v i a t i n g m e c h a n i s m o f A l l i u m L p l a n t s o n c o n t i n u o u s c r o p p i n g o b s t a c l e s w a s d i s c u s s e d f r o m p h o t o s y n t h e t i c c h a r a c t e r i s t i c s a n t i o x i d a n t e n z y m e a c t i v i t y r o o t e x u d a t e c h a r a c t e r i s t i c s a n d s o i l n u t r i e n t s e n z y m e a c t i v i t y a n d m i c r o o r g a n i s m s q u a n t i t y a n d c o m m u n i t y s t r u c t u r e T h e c o m p o n e n t s c o n t a i n e d i n r o o t e x u d a t e s a n d p l a n t v o l a t i l e s o f A l l i u m L p l a n t s w e r e a n a l y z e d F i n a l l y t h e r e s e a r c h d i r e c t i o n o f m e c h a n i s m s o f A l l i u m L p l a n t s a l l e v i a t i n g c o n t i n u o u s c r o p p i n g o b s t a c l e s a n d t h e d e v e l o p m e n t o f a c t i v e s u b s t a n c e s w e r e p r o p o s e d w h i c h l a i d a t h e o r e t i c a l f o u n d a t i o n f o r f u r t h e r a p p l i c a t i o n o f A l l i u m L p l a n t s i n a l l e v i a t i n g c o n t i n u o u s c r o p p i n g o b s t a c l e s 河 南 农 业 科 学 第 5 3 卷 连 作 障 碍 在 粮 食 作 物 果 树 蔬 菜 花 卉 中 草 药 等 植 物 上 普 遍 发 生 已 成 为 全 世 界 广 泛 关 注 的 一 大 难 题 目 前 普 遍 认 为 根 部 病 害 微 生 物 种 群 失 衡 1 自 毒 作 用 2 及 土 壤 营 养 元 素 失 衡 3 是 导 致 连 作 障 碍 的 三 大 因 素 在 这 三 大 因 素 中 自 毒 物 质 导 致 的 根 际 微 生 态 环 境 改 变 是 引 发 连 作 障 碍 的 重 要 原 因 4 6 间 作 轮 作 及 套 种 等 种 植 制 度 作 为 一 种 重 要 的 农 业 管 理 措 施 可 以 调 控 连 作 作 物 土 壤 的 微 生 态 环 境 减 轻 连 作 的 危 害 对 植 物 生 长 产 生 促 进 作 用 已 成 为 目 前 国 内 外 学 者 研 究 的 热 点 之 一 葱 属 A l l i u m L 植 物 是 多 年 生 百 合 科 草 本 植 物 约 有 5 0 0 种 分 布 于 北 半 球 我 国 拥 有 1 1 0 种 7 是 世 界 重 要 蔬 菜 药 用 植 物 资 源 主 要 包 括 大 葱 韭 菜 大 蒜 洋 葱 等 它 们 不 仅 在 农 业 生 产 上 具 有 广 泛 的 栽 培 而 且 在 间 作 轮 作 及 套 作 等 方 面 表 现 出 良 好 的 应 用 首 先 概 述 葱 属 植 物 对 连 作 障 碍 的 缓 解 作 用 之 后 着 重 从 植 株 光 合 特 性 抗 氧 化 酶 活 性 根 系 分 泌 物 特 性 和 土 壤 养 分 酶 活 性 微 生 物 数 量 群 落 结 构 方 面 分 析 了 葱 属 植 物 缓 解 连 作 障 碍 的 机 制 探 讨 了 葱 属 植 物 中 含 有 的 生 物 成 分 为 其 进 一 步 开 发 利 用 奠 定 理 论 基 础 1 葱 属 植 物 在 缓 解 连 作 障 碍 中 的 作 用 植 物 在 生 长 发 育 过 程 中 能 够 向 外 界 环 境 中 挥 发 或 分 泌 一 些 活 性 成 分 影 响 临 近 植 物 的 生 长 间 作 后 植 物 茎 叶 挥 发 和 根 系 分 泌 的 物 质 中 有 些 具 有 抑 菌 活 性 这 些 物 质 能 够 阻 止 病 原 菌 的 繁 殖 和 生 长 8 葱 属 植 物 与 蔬 菜 果 树 中 草 药 等 间 作 后 能 够 缓 解 连 作 障 碍 的 发 生 如 大 蒜 和 茄 子 间 作 可 以 改 善 连 作 茄 子 的 生 长 状 况 提 高 产 量 减 轻 黄 萎 病 的 发 病 率 及 病 情 指 数 9 大 葱 与 苹 果 混 种 能 够 缓 解 苹 果 的 连 作 障 碍 1 0 大 蒜 韭 菜 及 葱 分 别 与 桃 苗 混 栽 能 够 在 一 定 程 度 上 缓 解 桃 幼 苗 连 作 危 害 1 1 大 蒜 和 当 归 间 作 后 增 强 当 归 的 抗 性 提 高 地 上 和 地 下 部 的 质 量 缓 解 当 归 连 作 障 碍 1 2 党 参 大 蒜 1 1 间 作 模 式 可 有 效 缓 解 党 参 的 连 作 障 碍 1 3 轮 作 条 件 下 葱 属 植 物 也 可 以 减 轻 作 物 连 作 危 害 宋 帅 等 1 4 研 究 发 现 在 番 茄 连 作 土 壤 中 轮 作 大 蒜 后 番 茄 植 株 的 感 病 率 下 降 产 量 提 升 温 室 黄 瓜 连 作 土 壤 中 轮 作 大 葱 后 改 善 了 连 作 土 壤 理 化 性 质 抑 制 了 致 病 菌 镰 刀 菌 的 繁 殖 1 5 王 海 燕 等 1 6 研 究 发 现 大 葱 芥 菜 和 小 麦 这 3 种 作 物 与 平 邑 甜 茶 一 起 轮 作 后 平 邑 甜 茶 幼 苗 的 生 物 量 显 著 增 加 套 作 模 式 下 葱 属 植 物 也 同 样 能 缓 解 连 作 障 碍 徐 淑 慧 等 1 7 研 究 发 现 套 作 大 蒜 能 够 减 轻 地 黄 的 连 作 障 碍 孙 彩 菊 1 8 研 究 表 明 与 番 茄 单 作 相 比 套 蒜 处 理 对 设 施 番 茄 连 作 障 碍 起 到 一 定 缓 解 作 用 西 瓜 套 作 香 葱 后 促 进 了 连 作 西 瓜 的 生 长 1 9 普 通 蒜 或 青 蒜 与 茄 子 套 种 可 以 缓 解 连 作 对 茄 子 生 长 的 影 响 2 0 可 见 葱 属 植 物 可 以 作 为 间 作 轮 作 及 套 作 植 物 缓 解 作 物 的 连 作 危 害 2 葱 属 植 物 缓 解 连 作 障 碍 的 作 用 机 制 2 1 对 连 作 作 物 生 理 特 性 的 影 响 2 1 1 对 连 作 作 物 光 合 色 素 及 光 合 能 力 的 影 响 连 作 后 植 株 的 光 合 能 力 会 受 到 影 响 2 1 2 2 葱 属 植 株 可 以 在 一 定 程 度 上 提 高 连 作 作 物 的 光 合 特 性 长 期 连 作 棉 田 间 作 洋 葱 促 进 了 棉 花 根 系 生 长 发 育 提 高 棉 花 叶 片 光 合 能 力 及 生 物 量 2 3 连 作 甜 瓜 与 大 葱 伴 生 后 甜 瓜 的 净 光 合 速 率 蒸 腾 速 率 显 著 提 升 叶 绿 素 含 量 增 加 叶 片 衰 老 延 缓 产 量 增 加 2 4 X I A O 等 2 5 研 究 发 现 青 蒜 间 作 连 作 黄 瓜 4 5 d 时 黄 瓜 叶 片 叶 绿 素 b 含 量 显 著 增 加 大 蒜 根 系 浸 提 物 可 以 提 高 连 作 西 瓜 幼 苗 叶 片 光 合 色 素 含 量 光 合 能 力 和 P S 的 光 合 活 性 降 低 光 损 伤 缓 解 连 作 对 西 瓜 生 长 的 抑 制 2 6 廖 炜 1 1 研 究 发 现 大 蒜 韭 菜 及 葱 分 别 与 桃 苗 混 栽 提 高 了 桃 苗 叶 片 的 净 光 合 速 率 在 一 定 程 度 上 缓 解 了 连 作 危 害 2 1 2 对 连 作 作 物 抗 氧 化 酶 活 性 的 影 响 平 邑 甜 茶 幼 苗 连 作 后 叶 片 抗 氧 化 酶 系 统 与 活 性 氧 之 间 动 态 平 衡 被 破 坏 进 而 加 剧 膜 脂 过 氧 化 程 度 影 响 其 生 长 2 2 与 葱 轮 作 或 混 作 后 平 邑 甜 茶 根 系 超 氧 化 物 歧 化 酶 S O D 过 氧 化 物 酶 P O D 和 过 氧 化 氢 酶 C A T 活 性 显 著 提 高 2 7 2 8 消 除 多 余 的 自 由 基 减 轻 苹 果 的 连 作 障 碍 赵 一 鸣 2 9 研 究 发 现 使 用 3 发 酵 大 蒜 秸 秆 处 理 连 作 平 邑 甜 茶 幼 苗 显 著 提 高 平 邑 甜 茶 幼 苗 根 系 上 述 3 种 抗 氧 化 酶 活 性 并 降 低 了 丙 二 醛 M D A 含 量 促 进 平 邑 甜 茶 幼 苗 的 生 长 有 效 缓 解 其 连 作 障 碍 K e y w o r d s A l l i u m L C o n t i n u o u s c r o p p i n g o b s t a c l e s P h y s i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s S o i l m i c r o e n v i r o n m e n t 12第 8 期 除 了 在 平 邑 甜 茶 上 葱 属 植 株 与 其 他 作 物 间 作 或 伴 生 也 具 有 相 似 的 作 用 效 应 间 作 洋 葱 能 够 显 著 提 高 棉 花 根 系 的 抗 氧 化 酶 S O D P O D 和 C A T 活 性 降 低 M D A 含 量 3 0 间 作 大 蒜 可 以 缓 解 番 茄 的 连 作 障 碍 大 蒜 中 含 有 的 化 合 物 二 烯 丙 基 二 硫 D A D S 能 够 增 强 番 茄 植 株 根 系 的 S O D P O D 和 苯 丙 氨 酸 解 氨 酶 P A L 活 性 提 高 番 茄 的 根 系 活 力 3 1 大 蒜 与 西 瓜 伴 生 栽 培 后 西 瓜 叶 片 的 抗 氧 化 酶 S O D P O D C A T 活 性 显 著 高 于 连 作 西 瓜 3 2 大 葱 与 连 作 甜 瓜 伴 生 4 0 d 时 也 表 现 相 同 的 趋 势 伴 生 甜 瓜 叶 片 的 上 述 3 种 抗 氧 化 酶 活 性 显 著 高 于 连 作 M D A 含 量 呈 现 相 反 的 趋 势 2 4 与 大 葱 间 作 后 桔 梗 根 中 的 抗 氧 化 酶 S O D P O D 和 C A T 活 性 也 表 现 出 增 强 的 趋 势 M D A 含 量 降 低 有 助 于 缓 解 桔 梗 的 连 作 障 碍 3 3 连 作 当 归 间 作 大 蒜 后 当 归 自 身 防 御 酶 体 系 增 强 M D A 含 量 降 低 1 2 2 1 3 对 连 作 作 物 根 系 分 泌 特 性 的 影 响 根 系 分 泌 是 化 感 自 毒 物 质 进 入 土 壤 的 主 要 途 径 之 一 3 4 不 同 形 式 的 根 系 分 泌 物 能 够 调 节 根 际 微 生 物 群 落 3 5 随 着 连 作 年 限 的 增 加 植 物 根 系 会 分 泌 一 些 有 毒 物 质 这 些 有 毒 物 质 可 以 为 病 原 微 生 物 提 供 营 养 促 进 它 们 的 繁 殖 进 而 减 弱 或 消 除 了 某 些 有 益 菌 的 拮 抗 作 用 导 致 有 害 菌 增 殖 发 病 率 升 高 土 传 病 害 加 剧 3 6 有 研 究 表 明 大 蒜 D A D S 能 够 改 变 番 茄 根 系 分 泌 物 中 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 2 2 亚 甲 基 双 4 甲 基 6 叔 丁 基 苯 酚 及 2 4 二 叔 丁 基 苯 酚 含 量 等 认 为 D A D S 可 能 通 过 改 变 番 茄 根 系 分 泌 物 含 量 以 增 加 番 茄 植 株 的 抗 病 性 3 7 分 蘖 洋 葱 与 番 茄 伴 生 后 可 通 过 诱 导 番 茄 根 系 分 泌 物 的 抗 真 菌 活 性 和 上 调 番 茄 对 病 菌 防 御 反 应 相 关 基 因 的 表 达 来 增 强 番 茄 对 黄 萎 病 的 抗 病 性 3 8 陈 少 灿 3 9 研 究 发 现 间 作 分 蘖 洋 葱 能 够 促 进 番 茄 根 系 分 泌 物 中 苹 果 酸 柠 檬 酸 富 马 酸 精 氨 酸 等 物 质 的 分 泌 减 少 谷 氨 酸 和 丝 氨 酸 分 泌 量 变 化 的 根 系 分 泌 物 成 分 有 利 于 有 益 微 生 物 的 定 殖 进 而 提 高 番 茄 诱 导 抗 性 提 升 连 作 番 茄 黄 萎 病 抗 病 力 进 一 步 研 究 发 现 分 蘖 洋 葱 的 根 系 分 泌 物 中 黄 酮 化 合 物 二 氢 懈 皮 素 可 以 改 变 番 茄 根 系 分 泌 物 化 学 成 分 刺 激 番 茄 植 株 招 募 植 物 有 益 细 菌 如 B a c i l l u s s p 4 0 间 作 大 葱 改 变 了 桔 梗 根 系 分 泌 物 质 含 量 使 生 长 促 进 型 化 感 物 质 的 相 对 含 量 提 高 而 抑 制 型 化 感 物 质 的 相 对 含 量 降 低 根 际 微 环 境 得 到 改 善 减 轻 了 桔 梗 的 连 作 障 碍 4 1 2 2 对 连 作 土 壤 生 态 环 境 的 影 响 2 2 1 对 连 作 土 壤 养 分 及 酶 活 性 的 影 响 葱 属 植 物 可 以 释 放 化 感 物 质 提 高 受 体 作 物 根 际 土 壤 养 分 种 类 及 其 含 量 增 加 土 壤 酶 活 性 等 通 过 创 造 良 好 的 土 壤 营 养 环 境 降 低 病 害 增 加 产 量 4 2 X I A O 等 4 3 研 究 发 现 与 单 作 黄 瓜 相 比 间 作 青 蒜 后 土 壤 中 有 机 质 和 有 效 氮 磷 钾 含 量 增 加 适 宜 的 伴 生 作 物 对 连 作 辣 椒 根 际 土 壤 养 分 含 量 提 升 表 现 出 积 极 作 用 大 蒜 伴 生 显 著 提 高 辣 椒 根 际 土 壤 全 氮 和 速 效 钾 含 量 大 葱 伴 生 可 显 著 增 加 辣 椒 土 壤 全 氮 全 磷 速 效 钾 和 有 机 质 含 量 韭 菜 伴 生 显 著 提 高 辣 椒 根 际 土 壤 速 效 钾 含 量 4 4 适 宜 浓 度 大 葱 根 系 分 泌 物 中 的 化 感 物 质 苯 并 噻 唑 可 以 提 高 黄 瓜 根 际 土 壤 脲 酶 磷 酸 酶 C A T 及 多 酚 氧 化 酶 P P O 活 性 同 时 还 能 提 高 根 际 土 壤 细 菌 与 真 菌 的 比 例 改 善 连 作 土 壤 微 生 态 环 境 促 进 连 作 黄 瓜 幼 苗 生 长 4 5 连 作 番 茄 与 分 蘖 洋 葱 间 作 后 促 进 了 番 茄 生 长 并 增 强 其 对 磷 的 吸 收 同 时 影 响 了 番 茄 根 际 磷 细 菌 的 群 落 结 构 和 功 能 4 6 套 蒜 可 增 加 土 壤 的 微 生 物 数 量 提 高 土 壤 C A T 蔗 糖 酶 脲 酶 和 碱 性 磷 酸 酶 活 性 4 7 连 作 黄 瓜 与 青 蒜 间 作 一 定 时 间 后 土 壤 转 化 酶 和 碱 性 磷 酸 酶 活 性 增 强 间 作 4 5 d 时 黄 瓜 根 际 土 壤 的 速 效 氮 速 效 磷 速 效 钾 及 有 机 质 含 量 显 著 增 加 缓 解 了 黄 瓜 的 连 作 障 碍 2 5 套 种 大 蒜 也 能 缓 解 黄 瓜 连 作 障 碍 显 著 增 强 土 壤 脲 酶 磷 酸 酶 C A T 和 转 化 酶 活 性 4 8 李 家 家 等 2 8 研 究 发 现 与 连 作 相 比 平 邑 甜 茶 与 大 葱 混 作 能 够 显 著 提 高 土 壤 脲 酶 蔗 糖 酶 磷 酸 酶 以 及 C A T 活 性 经 过 土 壤 蒸 熏 剂 棉 隆 熏 蒸 后 短 期 轮 作 大 葱 相 对 于 单 纯 棉 隆 熏 蒸 处 理 提 高 了 连 作 土 壤 脲 酶 蔗 糖 酶 中 性 磷 酸 酶 C A T 活 性 4 9 大 葱 与 桔 梗 进 行 间 作 后 提 高 了 土 壤 有 效 氮 含 量 此 外 土 壤 P P O 活 性 也 提 高 可 见 这 种 种 植 模 式 有 利 于 创 建 良 好 的 土 壤 环 境 消 减 桔 梗 的 连 作 障 碍 8 在 探 索 人 参 轮 作 制 度 中 在 人 参 连 作 土 壤 中 种 植 了 1 a 大 葱 结 果 发 现 大 葱 栽 培 后 的 土 壤 中 速 效 磷 和 速 效 钾 含 量 显 著 提 高 蔗 糖 酶 和 漆 酶 活 性 均 显 著 高 于 人 参 连 作 土 壤 5 0 连 作 烤 烟 与 大 蒜 间 作 后 烤 烟 土 壤 的 脲 酶 和 磷 酸 酶 活 性 显 著 提 高 5 1 按 土 壤 质 量 3 的 比 例 加 入 大 蒜 发 酵 秸 秆 后 苹 果 连 作 土 壤 的 脲 酶 蔗 糖 酶 磷 酸 酶 和 C A T 活 性 分 别 提 高 7 5 0 1 1 4 8 5 7 7 和 1 6 7 铵 态 氮 硝 态 氮 速 效 磷 速 效 钾 有 机 质 含 郭 嘉 宁 等 葱 属 植 物 缓 解 连 作 障 碍 的 研 究 进 展 13河 南 农 业 科 学 第 5 3 卷 量 显 著 增 加 2 9 2 2 2 对 连 作 土 壤 微 生 物 数 量 及 群 落 结 构 的 影 响 土 壤 微 生 物 种 群 失 衡 会 导 致 病 害 的 发 生 很 多 作 物 连 作 后 会 受 到 土 传 病 害 的 危 害 削 弱 植 株 的 长 势 目 前 学 者 们 在 葱 属 植 物 对 连 作 作 物 土 壤 微 生 态 环 境 影 响 方 面 做 了 较 多 研 究 结 果 表 明 葱 属 植 物 能 够 改 变 土 壤 微 生 物 群 落 结 构 或 抑 制 有 害 菌 的 发 生 进 而 缓 解 连 作 的 危 害 许 多 细 菌 和 真 菌 与 植 物 之 间 的 联 系 会 受 根 系 分 泌 物 的 调 控 3 5 根 系 分 泌 物 能 够 为 根 际 微 生 物 提 供 能 源 不 同 根 系 分 泌 物 可 对 根 际 微 生 物 数 量 和 种 群 结 构 产 生 直 接 的 影 响 3 6 众 所 周 知 洋 葱 大 蒜 大 葱 等 葱 属 植 物 能 产 生 抗 菌 物 质 5 2 与 葱 属 植 物 轮 作 和 间 作 可 以 抑 制 多 种 作 物 的 枯 萎 病 5 3 大 蒜 与 西 瓜 伴 生 后 西 瓜 枯 萎 病 发 病 率 显 著 降 低 且 全 生 育 期 伴 生 处 理 效 果 更 好 3 2 套 作 大 蒜 和 青 蒜 能 够 降 低 黄 瓜 枯 萎 病 和 根 结 线 虫 的 发 病 率 5 4 大 葱 轮 作 对 黄 瓜 根 际 土 壤 中 细 菌 和 真 菌 的 多 样 性 和 均 匀 度 产 生 了 影 响 使 细 菌 的 多 样 性 和 均 匀 度 指 数 增 加 而 真 菌 呈 现 相 反 的 趋 势 5 5 同 时 轮 作 大 葱 可 以 增 加 土 壤 中 的 细 菌 和 放 线 菌 数 量 降 低 真 菌 数 量 有 效 减 轻 土 壤 连 作 障 碍 明 显 改 善 后 茬 黄 瓜 的 生 长 提 高 产 量 5 6 温 室 夏 季 休 闲 期 在 黄 瓜 连 作 土 壤 中 种 植 大 葱 后 0 3 0 c m 土 层 土 壤 中 的 细 菌 和 放 线 菌 数 量 明 显 增 加 与 此 同 时 细 菌 和 真 菌 的 比 值 B F 也 呈 现 增 大 趋 势 抑 制 黄 瓜 致 病 菌 镰 刀 菌 的 繁 殖 5 7 间 作 青 蒜 可 使 黄 瓜 连 作 土 壤 细 菌 和 放 线 菌 数 量 呈 增 加 趋 势 而 真 菌 数 量 呈 降 低 趋 势 2 5 Z H O U 等 4 0 也 在 分 蘖 洋 葱 和 番 茄 间 作 制 度 中 发 现 间 作 改 变 了 番 茄 根 际 微 生 物 群 落 的 组 成 在 番 茄 植 株 根 际 产 生 了 一 个 抑 制 病 害 的 微 生 物 群 提 高 番 茄 植 株 的 适 应 性 3 发 酵 大 蒜 秸 秆 处 理 苹 果 连 作 土 壤 后 连 作 土 壤 中 的 尖 孢 镰 孢 菌 层 出 镰 孢 菌 腐 皮 镰 孢 菌 串 珠 镰 孢 菌 的 基 因 拷 贝 数 分 别 降 低 6 6 1 8 2 7 4 6 5 和 5 8 8 且 高 通 量 测 序 结 果 表 明 3 发 酵 大 蒜 秸 秆 处 理 显 著 降 低 连 作 土 壤 中 镰 孢 菌 属 和 腐 质 霉 属 的 相 对 丰 度 改 变 连 作 土 壤 微 生 物 群 落 结 构 2 9 与 连 作 相 比 平 邑 甜 茶 与 大 葱 混 作 处 理 能 够 显 著 增 加 土 壤 细 菌 数 量 降 低 真 菌 数 量 混 作 土 壤 中 真 菌 的 物 种 丰 富 度 均 匀 度 和 多 样 性 指 数 增 加 土 壤 中 尖 孢 镰 刀 菌 数 量 明 显 减 少 减 轻 平 邑 甜 茶 的 连 作 障 碍 2 8 棉 隆 熏 蒸 后 轮 作 大 葱 与 单 纯 棉 隆 熏 蒸 相 比 在 抑 制 苹 果 连 作 土 壤 中 层 出 镰 孢 菌 增 长 方 面 表 现 出 更 好 的 效 果 4 9 范 林 林 5 8 研 究 发 现 葱 根 系 分 泌 物 对 葡 萄 连 作 土 壤 有 害 菌 腐 皮 镰 刀 菌 具 有 抑 制 作 用 且 在 0 5 g m L 时 达 到 最 大 抑 菌 率 为 3 3 5 0 葱 轮 作 后 三 七 连 作 土 壤 中 有 益 菌 相 对 丰 度 增 加 而 根 腐 病 原 菌 的 相 对 丰 度 降 低 改 善 了 土 壤 微 生 物 群 落 此 外 研 究 人 员 还 从 轮 作 土 壤 中 分 离 到 1 5 株 对 三 七 根 腐 病 有 较 好 拮 抗 作 用 的 铜 绿 假 单 胞 菌 5 9 钟 军 等 6 0 研 究 发 现 间 作 小 葱 改 变 了 烤 烟 连 作 土 壤 微 生 物 种 群 结 构 提 升 了 整 体 代 谢 能 力 和 遗 传 信 息 处 理 能 力 缓 解 了 烤 烟 的 连 作 障 碍 综 上 葱 属 植 物 能 够 对 连 作 土 壤 养 分 酶 活 性 及 微 生 物 群 落 结 构 产 生 影 响 改 变 连 作 植 株 的 根 系 分 泌 物 成 分 提 高 连 作 植 株 抗 氧 化 酶 活 性 及 光 合 能 力 增 强 植 株 抗 性 缓 解 连 作 障 碍 3 葱 属 植 株 中 含 有 的 生 物 成 分 随 着 研 究 的 不 断 深 入 和 检 测 仪 器 的 进 一 步 发 展 目 前 对 葱 属 植 物 生 物 成 分 的 研 究 取 得 了 一 定 进 展 研 究 发 现 葱 属 植 物 含 有 机 硫 化 合 物 皂 苷 类 黄 酮 等 6 1 6 3 大 葱 根 系 分 泌 物 包 括 杂 环 化 合 物 酯 类 酰 胺 类 酸 类 烃 类 醛 酮 类 酚 类 醇 醚 类 以 及 萘 类 等 物 质 其 中 前 三 者 所 占 的 比 例 较 大 6 4 王 功 帅 6 5 发 现 大 葱 根 系 分 泌 物 中 含 有 硫 醚 类 物 质 二 甲 基 二 硫 醚 和 二 烯 丙 基 二 硫 醚 大 蒜 根 系 分 泌 物 中 含 有 的 2 6 二 异 丙 基 苯 酚 2 6 二 叔 丁 基 对 甲 酚 和 二 烯 丙 基 二 硫 化 物 3 种 物 质 是 大 蒜 根 系 分 泌 物 的 化 感 物 质 6 6 分 蘖 洋 葱 根 系 分 泌 的 主 要 化 感 物 质 包 括 甲 酸 丁 酸 丙 酸 戊 酸 羟 酸 苯 甲 酸 苯 乙 酸 苯 二 甲 酸 以 及 二 硫 化 物 6 7 除 了 根 系 分 泌 的 物 质 葱 属 植 物 还 能 挥 发 出 众 多 化 合 物 主 要 包 括 硫 醚 类 醛 类 酮 类 醇 类 酯 类 以 及 杂 环 类 化 合 物 等 6 8 含 硫 化 合 物 是 分 布 在 葱 蒜 类 植 物 中 的 一 类 抗 菌 物 质 6 9 目 前 从 葱 属 植 物 中 分 离 出 许 多 含 硫 化 合 物 7 0 7 2 如 D A D S 3 1 二 烯 丙 基 二 硫 醚 6 5 1 丙 硫 醇 烯 丙 基 甲 基 硫 醚 7 3 二 烯 丙 基 三 硫 醚 及 甲 基 烯 丙 基 三 硫 醚 等 7 4 表 1 其 中 D A D S 对 黄 瓜 尖 孢 镰 刀 菌 具 有 显 著 的 抑 制 作 用 7 5 二 烯 丙 基 二 硫 醚 对 烟 草 黑 胫 病 菌 菌 丝 生 长 具 有 较 强 的 抑 菌 活 性 7 6 甲 基 烯 丙 基 三 硫 醚 二 烯 丙 基 三 硫 醚 能 够 抑 制 苹 果 轮 纹 病 菌 菌 丝 的 生 长 7 7 并 且 葱 属 植 物 含 有 的 活 性 物 质 能 够 缓 解 连 作 障 碍 如 大 蒜 挥 发 物 能 够 缓 解 当 归 的 连 作 障 碍 7 8 7 9 其 中 的 重 要 化 感 物 质 D A D S 能 够 促 进 番 茄 植 株 生 长 提 高 抗 性 缓 解 连 作 胁 迫 3 7 14第 8 期 4 展 望 连 作 障 碍 是 农 业 领 域 中 广 泛 存 在 的 生 产 性 问 题 影 响 着 植 株 长 势 和 产 量 的 提 升 制 约 着 整 个 农 业 产 业 的 健 康 及 可 持 续 发 展 合 理 的 栽 培 制 度 不 仅 能 充 分 利 用 土 地 资 源 增 加 收 益 还 能 提 高 连 作 作 物 的 抗 性 促 进 植 株 的 生 长 是 缓 解 连 作 障 碍 的 重 要 途 径 从 土 壤 微 生 态 环 境 变 化 及 植 株 生 理 特 性 方 面 阐 述 了 葱 属 植 物 作 为 间 作 轮 作 或 套 作 作 物 缓 解 连 作 障 碍 的 机 制 为 运 用 科 学 方 法 缓 解 连 作 障 碍 奠 定 了 一 定 的 理 论 基 础 但 葱 属 植 物 缓 解 连 作 障 碍 的 机 制 较 为 复 杂 涉 及 到 根 系 分 泌 物 土 壤 微 生 态 环 境 之 间 复 杂 的 作 用 关 系 葱 属 植 物 根 系 分 泌 物 进 入 土 壤 中 后 特 别 是 间 作 或 伴 生 条 件 下 葱 属 植 物 是 如 何 改 变 土 壤 微 生 态 环 境 的 变 化 的 根 际 微 生 态 环 境 又 如 何 反 馈 调 节 连 作 作 物 的 生 长 这 些 问 题 尚 需 进 一 步 深 入 研 究 不 同 的 葱 属 植 物 根 系 分 泌 物 成 分 不 同 目 前 关 于 葱 属 植 物 根 系 分 泌 物 或 挥 发 物 成 分 的 研 究 报 道 较 多 今 后 应