化感物质对花生根际微生态环境及产量的影响

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本试验于2014-2016年在山东省农业科学院农业资源与环境研究所实验室和饮马泉试验农场进行。供试花生品种为花育22号。本研究采用室内试验与田间试验相结合的方式,分别测定肉桂酸(A)、邻苯二甲酸(B)、对羟基苯甲酸(C)和三种化感物质(A:B:C=4:10:7)的混合物(D)对室内培养土壤和田间盆栽花生根际微生态环境的影响。探索连作花生根际土壤微生态环境变化的原因,进一步明确连作花生土壤中化感物质与连作障碍的关系,探讨连作花生减产的原因,为解决花生连作障碍提供一定的理论基础。主要结果如下:  室内土壤培养试验:化感物质处理土壤后,在各取样时期,土壤微生物区系、微生物量、微生物活性、酶活性以及理化性质均发生了一定的变化:当化感物质的初始含量较低时(15mg/kg),土壤细菌和放线菌数量、微生物量碳、微生物活性、酶活性和土壤养分含量均受到了一定的促进作用,真菌的数量明显增加,微生物量氮显著增加。当化感物质的初始含量达到30mg/kg时,土壤中细菌和放线菌的数量明显减少,微生物量碳显著降低;真菌的数量明显增加,微生物量氮显著增加;土壤呼吸强度和酶(脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶)活性明显降低;土壤碱解氮、有效磷、有效钾、交换性钙和交换性镁含量亦明显降低,而土壤pH值、有机质和有效铁的含量变化差异不显著。  室内花生根腐病病原菌致病能力试验:化感物质处理后,种植土壤接种根腐病原菌的花生发病率和病情指数明显增加;各处理对花生根腐病原菌致病能力的化感作用由强到弱为:三种化感物质的混合物、肉桂酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸;相同的处理条件下,接种束状炭疽菌的花生发病率和病情指数要高于花生根腐镰刀菌。  田间盆栽试验:化感物质处理后,花生根际土壤微生态环境的变化与室内土壤培养试验基本一致:三种浓度的化感物质均明显降低了根际土壤细菌、放线菌的数量、微生物量碳的含量、微生物活性、酶活性以及养分,明显增加了根际土壤真菌的数量和微生物量氮的含量;而根际土壤pH值、有机质和有效铁的含量变化不存在差异显著性。各处理对花生根际土壤微生态环境的化感作用以花生出苗后45天(开花下针期)最强。化感物质降低了花生主茎高度、侧茎长度、有效分枝数以及根、茎、叶干重;花生每盆荚果含量产量亦显著降低,单株结果数、饱果率和出仁率均显著低于对照,而千克果数则显著大于对照。  结合室内试验和田间试验:三种化感物质混合物的化感作用最强;化感物质处理浓度越高,各处理的化感作用越强。此外,随着处理天数的增加,各处理的化感作用存在减弱的趋势。化感物质改变了花生根际微生态环境,造成了花生根际微生物区系失衡、酶活性降低、有效养分含量下降;增强了病原菌的致病能力,从而造成花生产量的降低。
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