謝 敏，周冀衡，李 強(qiáng)

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

根系分泌物是植物在生長(zhǎng)過程中通過根的不同部位向基質(zhì)中分泌的一組種類繁多的物質(zhì)[1]。連作障礙是指在同一塊土壤中連續(xù)種植同種作物，即使在正常的栽培條件下，作物也會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?、產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降、病蟲害嚴(yán)重的現(xiàn)象[2]。根系分泌物是造成連作障礙的重要原因。烤煙是我國(guó)煙區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物，隨著煙草農(nóng)業(yè)不斷向規(guī)?；图s化的方向發(fā)展，加之我國(guó)耕地的有限性以及生產(chǎn)實(shí)踐中栽培條件的制約，連作障礙已成為煙草種植中的普遍現(xiàn)象[3-5]。煙草連作常導(dǎo)致煙草生長(zhǎng)發(fā)育不良，品質(zhì)及產(chǎn)量下降，抗病毒能力降低[6-7]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由煙草連作帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)約40 億元[8]，對(duì)我國(guó)煙草行業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。已有研究表明，在無(wú)菌條件下，即使排除了生物因素的干擾，仍能模擬出連作障礙的現(xiàn)象[9-10]。自1996年成功推出一套“塑料大棚+小拱棚”育苗體系[11]，煙草漂浮育苗的應(yīng)用技術(shù)至今已在全國(guó)得到廣泛使用。煙草在移栽之前，生長(zhǎng)于漂浮育苗盤基質(zhì)內(nèi)約90 d，此過程中埋在基質(zhì)的根系部分會(huì)分泌一定量的根系分泌物，而對(duì)于基質(zhì)內(nèi)的根系殘留物對(duì)作物生長(zhǎng)影響的研究尚未見報(bào)道。筆者以油菜種子和煙草種子作為受體材料，探討了根系殘留物對(duì)油菜和煙草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為克服煙草連作障礙、探索煙草與油菜輪作模式的合理性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為生長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)和新基質(zhì)，供試品種為云煙87 和湘油15 號(hào)?？緹熎∮缁|(zhì)主要成分為泥炭，另外含有不同比例的蛭石和珍珠巖等[12]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在煙苗移栽的前1 d 對(duì)漂浮育苗盤內(nèi)的基質(zhì)進(jìn)行收集，試驗(yàn)設(shè)6 個(gè)處理，其中T1 為生長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)，T2 為未長(zhǎng)出煙苗基質(zhì)，CK 為新基質(zhì)，對(duì)應(yīng)分別為MT1、MT2、MCK。將T1、T2 自然狀態(tài)下晾干到適宜程度，再分別取T1、T2、CK 的一半用高壓蒸汽滅菌鍋，1.05 kg/cm2、121.3℃滅菌20 min。自制苗孔規(guī)格為5 cm×10 cm 的漂浮育苗盤6 個(gè)，用0.1%高錳酸鉀溶液消毒15 min，再用無(wú)菌水反復(fù)沖洗干凈，將T1、T2、CK、MT1、MT2、MCK 等6 種基質(zhì)分別填充到消過毒的漂浮育苗盤內(nèi)，備用。選取顆粒飽滿、大小一致的油菜種子，用10%的次氯酸鈉溶液消毒10 min，用無(wú)菌水反復(fù)沖洗干凈，用20℃溫水浸泡24 h，晾干備用。將處理后的油菜種子均勻播在育苗盤中，并覆蓋3 mm 左右的基質(zhì)，每個(gè)苗孔播種6 粒，重復(fù)25 個(gè)苗孔。每個(gè)苗盤的剩下部分播種云煙87 包衣種，每個(gè)苗孔播種6 顆于表面，重復(fù)25 個(gè)苗孔。在消過毒的塑料盆內(nèi)加入適宜濃度的Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液，在完成播種的6 個(gè)漂浮育苗盤內(nèi)，將基質(zhì)完全浸濕后漂浮于塑料盆，置于溫度為25℃，濕度為60%，光照為6 000 lx 的人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。由于基質(zhì)浸濕于充足的全素營(yíng)養(yǎng)液中，基質(zhì)本身養(yǎng)分和物理性狀的影響可忽略。

1.3 檢測(cè)項(xiàng)目及方法

每隔24 h 觀察種子萌發(fā)狀況，以露出子葉為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，油菜種子3 d 后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，7 d 后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率；煙草種子7 d 后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，14 d 后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。發(fā)芽率（%）=（7 d 的種子發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%；發(fā)芽勢(shì)（%）=（3 d 的種子發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%。

在統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率的第2 天用游標(biāo)卡尺測(cè)量油菜和煙草幼苗的根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)，同時(shí)稱量幼苗的鮮重和干重。烤煙根系殘留物對(duì)油菜和烤煙幼苗根、莖長(zhǎng)度的影響采用隨機(jī)采樣法，每個(gè)苗盤的對(duì)角線上取10 棵，測(cè)量其根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)。取每個(gè)苗孔的全部左上角的幼苗，共25 棵，將幼苗于110℃殺青15 min后，60℃烘干1 h，用萬(wàn)分之一電子天平稱量干重。試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)采用Excel 和DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對(duì)烤煙和油菜種子萌發(fā)的影響

由表1 可知，對(duì)烤煙而言，T1 和MT1 的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均低于對(duì)照組，差異達(dá)極顯著水平，T2 和MT2 的發(fā)芽率與對(duì)照組差異達(dá)極顯著水平，發(fā)芽勢(shì)無(wú)明顯差異，而滅活的基質(zhì)與不滅活的基質(zhì)對(duì)比中除生長(zhǎng)過煙苗基質(zhì)的發(fā)芽率差異達(dá)顯著水平，發(fā)芽勢(shì)差異達(dá)極顯著水平，其他相對(duì)應(yīng)的差異均不明顯；對(duì)油菜而言，T1、T2、MT1、MT2 的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率明顯低于對(duì)照組，差異均達(dá)極顯著水平，而滅活的基質(zhì)的抑制性相對(duì)于未滅活的基質(zhì)有所減弱，其中MT1 和T1 之間的差異也達(dá)極顯著水平。綜上可知，生長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)對(duì)烤煙和油菜種子的萌發(fā)均有明顯的抑制作用，基質(zhì)滅活后這種抑制作用仍然存在，但是滅活后的基質(zhì)的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均高于未滅活基質(zhì)。這可能是由于長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)中存在某微生物對(duì)烤煙和油菜種子萌發(fā)不利所致。已有研究表明，植物根細(xì)胞和組織的脫落物是根際微生物的主要碳源，微生物活動(dòng)產(chǎn)生的分解產(chǎn)物也會(huì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)狀況產(chǎn)生影響[13]。

表1 不同基質(zhì)對(duì)烤煙和油菜種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率的影響

2.2 不同基質(zhì)對(duì)烤煙和油菜幼苗生長(zhǎng)的影響

由表2 可知，對(duì)烤煙根和芽生長(zhǎng)的影響，與對(duì)照組相比，除T1 對(duì)根生長(zhǎng)的影響差異極顯著外，其他組之間差異均不明顯，其中MT1 與MT2 對(duì)芽長(zhǎng)差異達(dá)顯著水平；對(duì)油菜而言，與對(duì)照組相比，T1、MT1、MT2 對(duì)根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響差異達(dá)極顯著水平，MCK 對(duì)根長(zhǎng)的影響差異達(dá)極顯著水平，其他組之間均無(wú)明顯差異。綜上可知，生長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)對(duì)烤煙根系的生長(zhǎng)有抑制作用，對(duì)芽生長(zhǎng)抑制作用不明顯，滅活后的基質(zhì)對(duì)烤煙幼苗生長(zhǎng)影響不明顯，生長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)對(duì)油菜幼苗根和芽的生長(zhǎng)均有明顯抑制作用，但是基質(zhì)滅活后，抑制作用只存在于芽的生長(zhǎng)上。

表2 不同基質(zhì)對(duì)烤煙和油菜幼苗根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)的影響

2.3 不同基質(zhì)對(duì)烤煙和油菜生物量的影響

由表3 可知，對(duì)烤煙幼苗鮮重的影響，與對(duì)照組相比，其他組差異均達(dá)極顯著水平，對(duì)干重的影響，T1與CK差異達(dá)極顯著水平，MT1、MT2 與MCK 的差異均達(dá)極顯著水平，滅活基質(zhì)與未滅活基質(zhì)的差異也達(dá)極顯著水平；對(duì)油菜幼苗鮮重的影響，各組之間差異均達(dá)極顯著水平，對(duì)干重的影響，與對(duì)照組相比，其他組差異均達(dá)極顯著水平。綜上可知，使用過的基質(zhì)無(wú)論是否滅活對(duì)烤煙和油菜幼苗生物量的積累均有明顯的抑制作用。

表3 不同基質(zhì)對(duì)烤煙和油菜幼苗生物量的影響

3 結(jié) 論

T1 和MT1 是生長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)，其中很可能含有一定量的根系分泌物和根系脫落殘?bào)w或根部脫落細(xì)胞等物質(zhì)。T2 和MT2 是未長(zhǎng)出煙苗的基質(zhì)，但由于和生長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)同浸泡于育苗池內(nèi)約90 d，可能會(huì)有一定根系分泌物溶液浸入，從一定程度上說(shuō)，它們當(dāng)中的根系分泌物溶液含量的大小排序?yàn)門1＞T2＞CK；MT1＞MT2＞MCK。它們抑制作用的大小排序也基本如此，與前人研究結(jié)果吻合[14]。生長(zhǎng)過煙苗的基質(zhì)對(duì)烤煙和油菜的種子萌發(fā)、幼苗物質(zhì)積累均產(chǎn)生明顯的抑制作用，對(duì)烤煙和油菜幼苗根長(zhǎng)的影響均不明顯，對(duì)烤煙幼苗地上部的生長(zhǎng)影響不明顯，對(duì)油菜幼苗地上部的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用；基質(zhì)滅活后，滅活基質(zhì)中烤煙幼苗根長(zhǎng)比未滅活基質(zhì)中的根長(zhǎng)要長(zhǎng)，干物質(zhì)重量有所增加，烤煙和油菜種子的最終發(fā)芽率在滅活的基質(zhì)中均有所提高。這可能是基質(zhì)滅活后，殺死了基質(zhì)中存在的對(duì)烤煙和油菜種子萌發(fā)、煙苗根生長(zhǎng)有抑制作用的微生物。滅活基質(zhì)對(duì)油菜的影響除對(duì)種子萌發(fā)有促進(jìn)作用外，其他均表現(xiàn)為抑制。

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