陳 浩，周冀衡，陳潔宇，柳 均，汪 林，牛麗娜，毛振萍，江子勤

（湖南農業(yè)大學煙草研究院，湖南 長沙 410128）

自然界很多植物的根系分泌物都對自身及周圍其它物種產生化感作用，其中對自身的毒害影響（自毒作用）是許多植物產生連作障礙的一個重要原因[1]。作物及其腐解物中的化感物質對其本身的生長發(fā)育也有很強的抑制作用[2-3]。植物化感物質的主要來源有植株地上部和凋落物的揮發(fā)、淋溶，根系的分泌和植株殘體的分解等[4]?？緹熓俏覈鵁焻^(qū)重要的經濟作物，連作障礙是煙草栽培中的普遍現象[5-7]。關于烤煙連作障礙機理，國內外學者已從不同角度進行了探討[8-11]?；凶饔檬欠袷强緹熯B作障礙的原因，即前作烤煙是否通過根系分泌和殘茬淋洗、分解留在土壤中的有害物質而直接影響下茬烤煙的生長，在國內報道較少。試驗模擬了烤煙根茬腐解液對煙株正常生長發(fā)育的影響，從烤煙生物性狀、化學指標兩個方面分析了根茬腐解液對煙草作用的影響，旨在了解烤煙腐解液的化感作用，揭示作物連作障礙的原因，為尋求避免連作障礙提供理論根據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為K326。腐解液是經處理過的K326煙株根茬，處理方法為采集烤煙K326新鮮無病害煙株根茬，土樣取自根茬采集區(qū)，將其粉碎后的烤煙和土樣按1∶1（根∶土）混勻后加入少許無菌水，在紫外條件下殺菌30 h后，置入棕色瓶，在遮光和厭氧條件下30℃培養(yǎng)箱內腐解；一個月后，加入適量的無菌水提取48 h，經過抽濾，用去離子水定容至1 L，得質量濃度為FW（鮮質量）1.00 g/mL（含水率為88.5%）腐解原液，放入冰箱4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試驗設計

試驗煙株采取漂浮育苗方式培養(yǎng)，待煙苗培養(yǎng)42 d時，選取生長狀況基本一致的煙苗進行處理培養(yǎng)，每個處理9盤重復，每盤煙苗30株。腐解液濃度設置 5個處理，分別為：0（對照）、0.25、0.50、0.75、1.00 g/mL。處理當天隨機取還未加入腐解液的煙株進行檢測作為起始0 d對照。自處理當日起每7 d加入一次根茬腐解液。處理方法為：往漂浮育苗盤盤孔內注入10 mL腐解液進行培養(yǎng)（對照0 g/mL的處理每次加入10mL蒸餾水），連續(xù)加入3次。試驗期間的管理均采用統(tǒng)一標準，保持各處理間其他生長條件的一致。

1.3 指標測定

分別于處理后第7、14、21 d按每種處理9株，3次重復隨機取樣進行煙苗的鮮干物質重量和生理生化指標的檢測。測定硝酸還原酶活性、根系活力、葉綠素含量、過氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量，其方法見參考文獻[12-14]。將煙株105℃殺青，60℃烘干至衡重，測定干物質重量[15]。

1.4 數據處理

試驗數據用Microsoft Excel2003和DPS7.05統(tǒng)計分析軟件進行統(tǒng)計分析。

化感作用效應敏感指數（RI）采用Williamson[16]的方法，RI=1-C/T（T≥C），RI=T/C-1，（T0時，表示促進作用；當RI<0時，表示抑制作用，RI絕對值的大小代表化化感作用強度。

2 結果與分析

2.1 烤煙根茬腐解液對煙草物質積累的影響

由表1可知，在第7天和第14天，添加腐解液濃度為0.25 g/mL處理的煙株鮮重均高于其他處理，說明低濃度的腐解液對煙草的生長有一定促進作用，而在第21天，這種促進作用基本消失。在整個試驗階段，其他處理組的煙株鮮重均小于對照組。各處理的煙株鮮重大小趨勢表現為：0.25 g/mL>0 g/mL>0.50 g/mL>0.75 g/mL>1.00 g/mL。煙株干重規(guī)律與鮮重相似。說明腐解液在一定程度上抑制了煙草的正常生長，并且隨著時間的推移和腐解液濃度的增大，對煙株的影響逐漸加深，處理間的差異也逐漸增大。

表1 烤煙根茬腐解液對煙草物質積累的影響

2.2 烤煙根茬腐解液對煙草生理生化指標的影響

2.2.1 烤煙根茬腐解液對煙草硝酸還原酶的影響如圖1所示，試驗周期內對照組、0.25、0.50 g/mL處理組的硝酸還原酶活性整體呈上升趨勢，而0.75、1.00 g/mL處理組的硝酸還原酶活性逐漸下降。在試驗的中期（14 d）對照組的硝酸還原酶活性高于其它處理，到試驗末期（21 d），硝酸還原酶活性由高到低依次為0 g/mL（對照組）>0.25 g/mL>0.50 g/mL>0.75 g/mL>1.00 g/mL，說明添加腐解液后煙苗的硝酸還原酶活性會降低，且隨著時間的推移、腐解液濃度越高對其影響程度越大。

圖1 烤煙根茬腐解液對硝酸還原酶的影響

2.2.2 烤煙根茬腐解液對煙草根系活力的影響由圖2可看出，腐解液對根系活力的抑制作用非常明顯。在整個試驗周期中，對照組一直維持在較高水平，隨時間的推移活力逐漸增大，顯示出正常煙株的生長狀態(tài)。在第7天，各個處理之間的根系活力除了1.00 g/mL處理組外，其他處理組相差不大。到第14天，腐解液濃度較高的0.75、1.00 g/mL處理組根系活力急劇降低，1.00 g/mL處理組根系活力值最低。到了第21天，0.25、0.50 g/mL處理組的根系活力比第14天又略微降低，而0.75、1.00 g/mL的處理組經過觀察，發(fā)現其根系部位生長狀況惡化，并出現停止生長，甚至在根尖部位出現腐爛的現象，使得根系體積急劇減小，從而引起根系活力的迅速降低，說明腐解液對煙草根系生長的抑制作用明顯，且這種抑制作用隨著時間的推移和腐解液濃度的加大而逐漸增強。

圖2 烤煙根茬腐解液對根系活力的影響

2.2.3 烤煙根茬腐解液對煙草葉綠素含量的影響由圖3可知，從第7天到第14天各處理煙草的葉綠素含量上升較快，從第14天到第21天葉綠素上升趨勢減緩。在第7天，對照組的葉綠素含量與其它添加了腐解液的處理相比差別較大。在試驗的中期（第14天）、后期（第21天），所有添加了腐解液的處理其葉綠素含量仍低于對照組。說明在試驗的早期（第7天）腐解液對煙株葉綠素含量的影響較大，然而經過一定時間后其影響逐漸變小。

圖3 烤煙根茬腐解液對總葉綠素的影響

2.2.4 烤煙根茬腐解液對煙草POD活性的影響烤煙根茬腐解液對煙草POD活性的影響見圖4。對照組的POD活性隨試驗時間的延續(xù)沒有發(fā)生較大變化，而經根茬腐解液處理的煙草，煙株中POD活性均明顯高于對照。在整個試驗周期內，POD的活性隨著時間的推移和腐解液濃度的增大而增加。當腐解液的濃度達到0.75、1.00 g/mL后，能明顯加強煙株的POD活性。這表明隨著濃度的增加，煙株在不利的生長環(huán)境下受到的毒害作用增加，煙株細胞內氧自由基和過氧化物的積累量增大，導致膜脂質過氧化加劇，威脅到植株的正常生長，使酶的活性出現應激性的增長。

圖4 烤煙根茬腐解液對煙草POD的影響

2.2.5 烤煙根茬腐解液對煙草MDA的影響 烤煙根茬腐解液對煙草MDA的影響見圖5。在整個試驗周期內煙草MDA含量在煙草根茬腐解物的影響下，表現為逐漸增加的趨勢，腐解液對煙株MDA的含量影響較為明顯，整個試驗周期內對照組的MDA含量始終最低，并隨著時間推移與其它處理間的差距增大。到第14天，隨著腐解液濃度的增大，煙株MDA含量急劇升高，說明毒害作用加大。到第21天，各處理組之間的變化規(guī)律發(fā)生了改變，即腐解液濃度達到一定程度（0.50 g/mL）后，煙株中MDA的含量并不會隨腐解液濃度的繼續(xù)升高而增高，這可能是腐解液濃度增大至0.75 g/mL和1.00 g/mL時，POD的酶活性增大，清除自由基和過氧化物的能力提高，細胞膜受傷害程度出現一定程度的減小，因此MDA含量出現小幅度的降低。

圖5 烤煙根茬腐解液對煙草MDA的影響

3 結論

試驗表明，烤煙根茬腐解液對煙草的生長在農藝性狀上總體表現出“低促高抑”的規(guī)律，即當腐解液濃度較低時，能促進煙株的物質累積，但隨著時間的推移，促進作用逐漸消失。隨著腐解液濃度的增大，抑制作用逐漸明顯，煙株的物質累積量減少。

腐解液對煙株的硝酸還原酶活性、根系活力、葉綠素含量都表現出抑制作用。隨著腐解液濃度的增大，硝酸還原酶的活性逐漸降低。腐解液對煙株的根系活力的抑制作用最為明顯，隨著腐解液濃度的增大和時間的推移，根系活力逐漸降低，這可能是因為根系所處在腐解液環(huán)境下，使根系的生長狀況惡化，以及腐解液所產生的某些抑制煙草生長的物質，首先是被根系部位所吸收所致。葉綠素含量方面，在前期，腐解液對葉綠素的含量影響較大，隨著時間的推移，各處理的葉綠素含量都出現較大增長，但0.75、1.00 g/mL的腐解液對葉綠素含量抑制作用較大。煙株的過氧化物酶活性和丙二醛兩項抗逆性指標數據均高于對照組，表現出腐解液對煙株的生長發(fā)育產生了不利影響。

試驗證明烤煙連作危害是存在的，而且對根系的危害最大，烤煙根系的生長情況和活力水平直接影響地上部生長的營養(yǎng)狀況及產量。而烤煙連作現象普遍，連作土壤中必然存在大量的殘留根茬，不斷累積，不僅對烤煙生長，可能對微生物也有影響。而煙草輪作既有利于作物吸收土壤中的不同養(yǎng)分，又可以調節(jié)微生物群落，可以從一定程度上改善了土壤結構與環(huán)境，提高土壤養(yǎng)分利用率，有利煙草生長發(fā)育。

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