分离对地黄(Rehmannia glutinosa)生长有害的菌株并解析其代谢产物对地黄生长的影响,可为破解地黄连作障碍问题提供理论支持.从地黄重茬土壤中分离霉菌并研究其发酵液对地黄生长的影响,然后通过不同极性梯度萃取、硅胶柱层析方法分离对地黄危害最严重的代谢产物,并通过高效液相色谱和液相色谱-质谱联用技术鉴定分离出的物质.结果:筛选出1株草酸青霉(Penicillium oxalicum)菌株C11,分离鉴定到其有害化感物质是环(精-亮)二肽(分子量为269.347,分子式为:C12H23N5O2).结果表明草酸青霉C11抑制了地黄产量41.5％,其有毒代谢产物环(精-亮)二肽可能是造成地黄连作障碍的原因.

有效微生物(EM)复合菌剂可缓解新疆连年重茬种植与偏施化肥导致的辣椒土壤环境质量恶化、产量下降等问题.本研究以不施EM复合菌剂为对照(CK),研究施用EM复合菌剂对辣椒植株生长、产量、土壤养分含量、土壤酶活性和根际真核生物群落结构的影响.结果表明:与CK相比,施用EM复合菌剂的辣椒株高、茎粗、叶长、叶宽和根长分别增加22.6％、35.3％、33.3％、29.7％和15.1％,果宽、单个果重和产量分别提升5.3％、42.9％和74.7％.施用EM复合菌剂的土壤碱解氮在花期和成熟期分别提高10.2％和5.8％,速效磷分别提高10.4％和13.4％.施用EM复合菌剂的土壤蔗糖酶活性在苗期、花期和成熟期分别提高40.7％、14.6％和9.3％,脲酶活性分别提高7.9％、10.2％和11.5％,过氧化物酶活性在花期和成熟期分别提高16.8％和44.6％.施用EM复合菌剂还显著改变了辣椒根际真核生物群落的β多样性,其中,具有改良土壤、促进土壤养分循环功能的线蚓属和Sminthurides属种群的相对丰度较高,而致病微生物油壶菌属和不动壶菌属种群的相对丰度分别较CK降低了 98.0％和89.3％,轮枝孢属种群的相对丰度降为0.表明EM复合菌剂能够提高新疆地区辣椒土壤养分含量和酶活性,减少土壤致病真菌,从而达到促进辣椒生长、提高果实产量的效果.

桔梗科党参属Codonopsis植物全球约40种,《中国药典》2020年版仅收录党参、素花党参和川党参.党参属野生药用植物资源稀少,药材以栽培品为主.因党参需求量大,连作重茬较为普遍,种子种苗流通及全球气候变暖交融因素加速了党参种质资源性状多元化,种性混杂退化使党参根部病害加重、产量和质量降低,严重制约党参大健康产业的可持续化发展.通过文献查阅,在资源调查和田间试验基础上,对党参属植物分布、多样性、种质提纯及创新现状进行系统概述,旨在引导党参资源利用和加快新品种选育进程.

目的:探究5种不同土壤改良剂对连作天麻和蜜环菌生长及根际微生物群落结构的影响,筛选缓解天麻连作障碍的土壤改良剂.方法:采用随机抽样调查法,统计各处理天麻和蜜环菌的生长情况,利用Illumina MiSeq测序平台,分析各处理土壤微生物真菌群落结构.结果:5种土壤改良剂(A.石灰;B.腐殖酸肥;C.枯草芽孢杆菌剂;D.哈茨木霉菌剂;E.抗重茬菌剂)均能降低母麻腐烂指数9.07％～63.60％,其中改良剂B、C、D和E能够提高天麻产量59.71％～424.83％,降低天麻感病指数34.29％～82.86％.改良剂B和D能促进蜜环菌的健壮程度和菌索粗度,5种改良剂能增加蜜环菌干重4.49％～83.06％,提升蜜环菌侵染指数4.90％～24.82％.5种改良剂对连作天麻生长的改善效果为D＞E＞C＞B＞A,促进连作天麻窝穴中蜜环菌生长由强到弱的顺序为D＞B＞C＞A＞E.天麻根际微生物研究中,改良剂A和E施用后土壤中真菌多样性增加,改良剂A、B和D可以增加真菌的丰富度,改良剂D和E与天麻正茬的真菌群落结构相似度高,改良剂C和E能降低天麻根际土壤中致病菌的丰富度,5种改良剂对天麻根际土壤真菌群落结构的改善效果为D＞E＞B＞C＞A.结论:5种土壤改良剂中,哈茨木霉菌剂对缓解天麻连作障碍效果最佳,其次是抗重茬菌剂,石灰效果最差.

目的:西洋参的根腐病与西洋参自身产生和分泌的化感物质有关,研究西洋参根腐病的发生与西洋参根中三七素(β-N-草酰-L-α,β-二氨基丙酸,β-N-oxalyl-L-α,β-diaminopropionic acid,β-ODAP)积累之间的相关性.方法:采集陕西汉中留坝县佳仕森西洋参种植基地生长2-4年的重茬地与生茬地的正常西洋参和患根腐病西洋参,利用2,4-二硝基氟苯(FDNB)柱前衍生法,然后通过高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定西洋参主根和侧根中β-ODAP含量的变化.结果:结果表明,患根腐病参样中β-ODAP的积累明显高于正常参样,重茬地患根腐病参样中β-ODAP的积累明显高于生茬地;正常参样中β-ODAP含量的积累为三年生最高,二年生次之,四年生最低,而在患根腐病参样中,四年生最高,二年生次之,三年生最低,呈完全相反趋势;且同株参样中,主根和须根中β-ODAP含量的积累存在明显差异,尤其是二年生和三年生的参样.结论:以上结果表明重茬地西洋参根中β-ODAP含量明显高于生茬地西洋参,患根腐病西洋参根中β-ODAP含量明显高于正常西洋参,西洋参根腐病的发生与西洋参根中β-ODAP含量的积累呈正相关.

目的:筛选适宜的可替代传统当归生荒地育苗的熟地育苗床土资源.方法:以撂荒地为对照,对不同药用植物(当归、秦艽、羌活)茬口土壤条件下当归苗栽根系活力、可溶性蛋白含量、相对电导率、氨基酸泄露率、丙二醛含量及抗氧化酶活性进行测定与分析.结果:不同药用植物茬口对当归苗栽根系活力、渗透调节物质含量、细胞膜稳态性、膜脂过氧化程度及抗氧化酶活性具有显著影响,当归重茬及羌活茬口当归苗栽根系细胞酶促抗氧化系统薄弱,且渗透调节能力差,膜脂过氧化程度加剧,质膜稳定性降低,根系活力下降,导致其越冬后发病率剧增.秦艽茬口当归苗栽各生理生化指标与对照差异不显著,其抗氧化系统发达,膜脂过氧化程度小,质膜稳定性强,渗透调节能力大,根系活力强,苗栽越冬后发病率低.结论:秦艽茬口土壤可作为较适宜当归育苗的熟地床土资源.

目的 研究三七重茬根际土壤中化感物质的组成及其对病原微生物的化感作用.方法 采用乙酸乙酯提取三七重茬根际土壤中的化感物质,利用GC-MS对萃取液进行物质组成分析,并研究检测中出现的特征性化感物质对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸二异丁酯对三七根腐病菌(F.oxysporum Schlecht)的化感作用.结果 采集的三七重茬土壤中共检测到29种化感物质,其中2种特征性化感物质对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸二异丁酯对三七病原菌的生长呈现低促高抑的现象,且当对羟基苯甲酸浓度为5 rnmol/L时能促进病菌小孢子的产生.结论 检测到的化感物质组分为苯甲酸及其衍生物类、酚类、酯类、饱和烃类等物质.这些物质在低浓度时有利于病原菌的生长,对病害的发生具有促进作用.

太子参是一种名贵中药材,存在连作障碍问题.本研究利用促生细菌(Bacillus subtilis和Burkholderia为主)研制的不同微生物菌肥,对太子参连作障碍进行消减处理.以未施肥(CK)、正茬(NP)、重茬(SP)、Bacillus subtilis菌肥(1号)、Burkholderia菌肥(2号)、Bacillus subtilis和Burkholderia混合菌肥(3号)等不同处理的太子参根围土壤为供试土样,分析不同菌肥对连作太子参根围土壤理化性质及真菌群落结构的影响,评价不同菌肥对太子参连作障碍消减效果.结果表明:3种外源微生物菌肥都能显著提高重茬太子参的产量,其中菌肥1号、2号和3号处理的产量比重茬地分别增产107％、112％和96％.另外,3种微生物菌肥显著提高连作太子参的土壤pH值,增加土壤速效氮含量及降低速效钾和速效磷含量,说明微生物菌肥中含有的大量功能菌能有效促进土壤养分的转化与利用.结合DGGE发现菌肥2号与3号处理的根围土壤真菌群落结构特征与正茬接近,其结果通过qPCR进一步验证.这表明微生物菌剂施加在重茬土壤中可以促进土壤微生物群落结构和功能多样性朝着正茬的根围微生态方向演变,即菌肥具备减少连作病害对太子参产量和品质的影响的潜力,同时可改善土壤质量,为优化太子参规范化栽培技术提供技术支持.

本文实验采用GC-MS分析法对豌豆组培苗、土培苗重茬两代的根系分泌物进行鉴定.实验结果表明,能被二氯甲烷提取的豌豆根系分泌物有醇类、脂类、醛类、苯类、烃类等.用不同浓度的豌豆化感物质2,4-二叔丁基苯酚(2,4-DB)和2,6-二叔丁基对甲酚(2,6-DM)处理豌豆、绿豆、小麦和玉米4种作物种子,进行萌发和幼苗生长的化感效应研究.结果表明,0～2mmol·L-1 2,4-DB和2,6-DM处理对豌豆和绿豆种子萌发呈促进作用,而3～5mmol·L-1 2,4-DB和2,6-DM处理则呈抑制的作用.随浓度的增大,2种化感物质对小麦和玉米种子萌发的抑制作用逐渐增强.对于豆科作物豌豆和绿豆,2,4-DB对绿豆萌发时根系的抑制作用较强;而对于禾本科作物玉米和小麦,则2,4-DB对小麦萌发时根系的抑制作用最强.

目的: 研究广藿香不同茬口土壤对其幼苗生长的农艺性状及其植株挥发油和百秋李醇含量的影响,为揭示广藿香连作障碍成因及其缓解连作障碍、提高药材品质提供科学依据.方法: 以正茬、迎茬、重茬土壤为培养基质,在田间移栽广藿香组培苗,测定不同茬口土壤酚酸含量与土壤有机质、全氮、pH 等理化性质,以及广藿香幼苗农艺性状及挥发油和百秋李醇含量.结果: 重茬和迎茬土壤酚酸含量较正茬土壤显著升高,土壤有机质、全氮含量较正茬土显著下降,且重、迎茬土壤之间的上述指标差异显著.与正茬相比,在重茬土壤中生长的广藿香幼苗的各农艺性状显著下降,丙二醛(MDA) 含量升高,挥发油、百秋李醇含量显著减少; 在迎茬土壤中生长的广藿香存活率下降明显,其他各农艺性状较正茬土差异较小,挥发油和百秋李醇的含量小幅度升高.结论: 酚酸类化感物质在土壤中的积累,土壤理化性质的恶化可能是引起广藿香连作障碍的重要原因之一.