孫敬國(guó)，王昌軍，孫光偉，馮 吉，覃光炯，吳哲寬，余 振，李建平，陳振國(guó)

連作年限對(duì)植煙根際土壤化感物質(zhì)積累的影響——以湖北黃棕壤煙田為例①

孫敬國(guó)，王昌軍，孫光偉，馮 吉，覃光炯，吳哲寬，余 振，李建平，陳振國(guó)*

(湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030)

為明確烤煙不同連作年限對(duì)土壤化感物質(zhì)積累的影響，以湖北典型的植煙黃棕壤為例，采用甲醇提取–乙酸乙酯3次萃取-GC-MS檢測(cè)方法，分析其根際土壤中化感物質(zhì)的組成和含量。結(jié)果共檢測(cè)出化感物質(zhì)5類(lèi)13種，其中鄰苯二甲酸、對(duì)羥基苯甲醛和鄰苯二甲酸二異辛酯等在以往植煙土壤研究中未見(jiàn)報(bào)道；化感物質(zhì)含量隨連作年限的延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，與種植1 a相比，烤煙連作10 a后，鄰苯二甲酸，苯甲酸，對(duì)苯二甲酸，鄰苯二甲酸二異丁酯，鄰、對(duì)二叔丁基苯酚含量和3-甲氧基-4-羥基苯甲醛的含量均增加10倍以上，從而可能降低煙葉產(chǎn)質(zhì)量。

烤煙；連作年限；化感物質(zhì)；黃棕壤；湖北

烤煙是忌連作作物，連作造成土壤養(yǎng)分失調(diào)，抑制土壤生物化學(xué)過(guò)程，影響煙草正常的生長(zhǎng)發(fā)育，最終降低烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)[1-2]。

湖北煙區(qū)是我國(guó)重要的煙葉產(chǎn)區(qū)之一，但煙田主要分布在鄂西山地丘陵區(qū)，由于受耕地面積有限、經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)和種植條件等因素的制約，烤煙連作現(xiàn)象嚴(yán)重。2014年湖北省煙草科學(xué)研究院的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，湖北省約1/4的煙田連作達(dá)10 a以上，由于連作障礙，植煙土壤理化性質(zhì)變差，煙葉產(chǎn)質(zhì)量下降，優(yōu)質(zhì)煙區(qū)不斷萎縮。

連作不同程度地影響了作物的植株形態(tài)、葉片的光合生理特性和活性氧代謝[3]，最終，導(dǎo)致作物生長(zhǎng)狀況變差、產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降。因此，連作障礙已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題之一[4]，也是國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期面臨的難題之一[5]。關(guān)于連作障礙，有多種學(xué)說(shuō)，其中，化感物質(zhì)被認(rèn)為是造成連作障礙的原因之一[6]，其被認(rèn)為是植物中的次生或次級(jí)代謝物質(zhì)[7-10]，苯甲酸和對(duì)羥基苯甲酸是目前被發(fā)現(xiàn)存在于多數(shù)植物根分泌物中的化感物質(zhì)[11]。

我國(guó)對(duì)煙草連作障礙的研究報(bào)道很多，但主要集中在煙草連作對(duì)土壤理化性質(zhì)、煙葉產(chǎn)量及煙葉化學(xué)指標(biāo)等方面，而研究關(guān)于植煙土壤化感物質(zhì)的報(bào)道很少。于會(huì)泳等[12]研究了種煙1 a、連作2 a和連作3 a 0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土壤根系分泌物的含量變化，發(fā)現(xiàn)含量較高的根系分泌物種類(lèi)有苯甲酸、4-羥基苯乙酸、3-甲氧基-4-羥基苯乙酸和鄰苯二甲酸二辛酯，含量較低的種類(lèi)有4-羥基丁酸和甘油。任夏等[13]研究發(fā)現(xiàn)煙草根系的分泌物對(duì)萵苣()幼苗表現(xiàn)出毒性。王永豪[14]研究了涼攀煙區(qū)植煙土壤酚酸類(lèi)化感物質(zhì)積累特征及其影響因素，發(fā)現(xiàn)溫度、光照、海拔、土壤類(lèi)型與屬性、輪作方式均會(huì)影響植煙土壤酚酸類(lèi)化感物質(zhì)的積累，酚酸類(lèi)化感物質(zhì)含量隨著植煙年限的增加均表現(xiàn)先升后降或趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。黃棕壤是湖北最主要的植煙土壤，但迄今尚無(wú)其化感物質(zhì)方面的報(bào)道，為此，本研究針對(duì)不同連作年限的黃棕壤煙田，分析其化感物質(zhì)組成和含量及其與連作年限的關(guān)系，旨在為連作障礙消減等相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

1 材料及方法

1.1 供試土壤

研究區(qū)設(shè)在湖北省恩施州利川市柏楊壩鎮(zhèn)金樹(shù)坪村，植煙土壤為黃棕壤，選取連續(xù)種植烤煙1 a、烤煙連作4 a和10 a的3類(lèi)代表性煙田，烤煙完全采摘一周后，在每塊代表性煙田內(nèi)采用S形5~8點(diǎn)采集壟體(0~30 cm)的根際土壤，充分混勻后采用“四分法”留取1.5 kg，裝入自封保鮮袋帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

1.2 樣品前處理

土壤化感物質(zhì)的提取：稱(chēng)取25 g風(fēng)干研磨后過(guò)20目篩的土壤樣品放在200 ml的三角瓶中，再加入100 ml 80% 的甲醇，搖勻后，在搖床上振動(dòng)提取3 h，離心，取上清液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后得到20 ml水相，用1 mol/L HCl 調(diào)節(jié) pH 至3.0，再用乙酸乙酯萃取3次，得到乙酸乙酯相，再用20 ml 8% NaOH溶液提取3次，萃取得到水相用1 mol/L HCl調(diào)至pH 3.0，再次用20 ml乙酸乙酯相提取3次，萃取所獲的乙酸乙酯相，通過(guò)減壓濃縮至 1 ml(45 ℃)，過(guò) 0.45 μm 濾膜。

1.3 化感物質(zhì)硅烷化處理

參照胡元森[15]硅烷化方法，將乙酸乙酯萃取后的上述濃縮樣品中分別加入 0.25 ml 硅烷化試劑(BSTFA︰吡啶= 5:1)，加蓋密封后于 80 ℃水浴中衍生2 h，待測(cè)。

1.4 化感物質(zhì)GC-MS檢測(cè)

經(jīng)硅烷化處理后的各組分根系分泌物采用 Agilent 7890A-5975C 進(jìn)行儀分析測(cè)定。采用電子轟擊源，轟擊電壓70 eV，掃描范圍M/Z 30-600AMU，掃描速度0.2 s掃全程，離子源溫度230 ℃。毛細(xì)管柱：HP-5MS柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)，進(jìn)樣口溫度250 ℃，柱溫50 ℃(2 min)，以6 ℃/min程序升溫至250 ℃(保持 15 min)。載氣為He，流量1 ml/min，進(jìn)樣量為1 μl。應(yīng)用 NiST08 質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)，分析質(zhì)譜圖，確定各組分物質(zhì)名稱(chēng)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 10.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了方差分析，采用LSD法進(jìn)行了多重比較；采用Microsoft Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析并繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 化感物質(zhì)GC-MS分析

通過(guò)對(duì)GC-MS圖譜分析，檢測(cè)到13種化感物質(zhì)，根據(jù)化感物質(zhì)的性質(zhì)，分為酸類(lèi)、脂類(lèi)、酚類(lèi)、醛類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)5種物質(zhì)(表1)。

表1 化感物質(zhì)的種類(lèi)

化感物質(zhì)含量在5.0 μg/g以上的物質(zhì)主要有對(duì)羥基苯甲酸、3-甲氧基-4-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、對(duì)羥基苯甲醛和3-甲氧基-4-羥基苯甲醛。

本次檢測(cè)出鄰苯二甲酸、對(duì)羥基苯甲醛、鄰苯二甲酸二異辛酯等幾種化感物質(zhì)在其他作物研究中曾有報(bào)道，如Yu 和Matsui[16]檢測(cè)出黃瓜根系分泌物包括苯丙烯酸、對(duì)羥基苯甲酸等 11 種酚酸類(lèi)物質(zhì)。王樹(shù)起等[17]檢測(cè)出大豆根系分泌物包括鄰甲氧基苯甲酸、肉桂酸和3-硝基鄰苯二甲酸。吳輝和鄭師章[18]檢測(cè)出木豆根系分泌物包括番石榴酸、蘋(píng)果酸、苯甲酸、肉桂酸等有機(jī)酸。Chou和Leu[19]檢測(cè)出水稻根系分泌物包括羥基苯甲酸、香豆酸、丁香酸等。胡元森等[20]檢測(cè)出黃瓜根系分泌物有對(duì)羥基苯甲酸、香草酸等酚酸類(lèi)物質(zhì)。但這幾種物質(zhì)在煙草研究方面尚未見(jiàn)到公開(kāi)報(bào)道，高欣欣[21]研究指出，烤煙根系分泌物中主要有苯甲酸、肉桂酸、丁二酸、延胡索酸、煙堿、棕櫚酸等物質(zhì)，可見(jiàn)，此次的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明烤煙在生理代謝過(guò)程中也能產(chǎn)生這幾種物質(zhì)。

2.2 連作年限對(duì)化感物質(zhì)中酸類(lèi)物質(zhì)的影響

化感物質(zhì)中酸類(lèi)物質(zhì)主要指一種帶有一個(gè)或多個(gè)羧基功能團(tuán)的低分子量碳?xì)溲趸衔铩Ｓ杀?可知，本試驗(yàn)檢測(cè)出酸類(lèi)物質(zhì)大小含量順序表現(xiàn)為：3-甲氧基-4-羥基苯甲酸>對(duì)羥基苯甲酸>對(duì)苯二甲酸>苯甲酸>鄰苯二甲酸。

表2 烤煙連作年限對(duì)根系土壤酸類(lèi)物質(zhì)含量的影響(μg/g)

注：表中同列數(shù)據(jù)大寫(xiě)字母不同表示不同連作年限間差異達(dá)<0.01顯著水平，下表同。

酸類(lèi)化感物質(zhì)含量隨連作年限的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，連作10 a與種植1 a相比，苯甲酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、3-甲氧基-4-羥基苯甲酸和對(duì)羥基苯甲酸分別增加了46.54倍、46.11倍、36.52倍、4.67倍和2.00倍。有研究表明，連作植煙土壤中羥基苯甲酸、阿魏酸、香草酸等強(qiáng)化感自毒物質(zhì)較不植煙土壤會(huì)有成倍增長(zhǎng)[22-23]。

酸類(lèi)化感物質(zhì)主要分布在根際區(qū)域和土壤環(huán)境中，主要通過(guò)電離 H+酸化土壤、抑制土壤養(yǎng)分吸收或者促進(jìn)一些病原菌的產(chǎn)生。有研究表明，隨連作年限延長(zhǎng)，連作土壤有明顯變酸的趨勢(shì)[14, 24]，土壤酸化則引起礦質(zhì)元素間的拮抗作用和對(duì)植物的毒害作用，如在酸性條件下有效磷易被固定而降低其有效性。

土壤中酸類(lèi)化感物質(zhì)對(duì)作物生長(zhǎng)有自毒作用，對(duì)叔丁基苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸等能顯著抑制土壤中氮循環(huán)，并降低土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀以及有機(jī)質(zhì)含量，從而對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生消極影響[25-26]，隨著連作年限的增加，速效氮和速效鉀含量下降[27]。劉艷霞等[28]研究發(fā)現(xiàn)，煙草根系分泌物中的苯甲酸和3-苯丙酸能同時(shí)促進(jìn)土壤中病原菌生長(zhǎng)繁殖?？梢?jiàn)，化感物質(zhì)中酸類(lèi)物質(zhì)通過(guò)降低土壤pH、降低土壤速效養(yǎng)分含量及促進(jìn)病原菌的生長(zhǎng)等，抑制作物生長(zhǎng)。

2.3 連作年限對(duì)化感物質(zhì)中酯類(lèi)物質(zhì)的影響

酯類(lèi)是羧酸的一類(lèi)衍生物。由表3可知，酯類(lèi)物質(zhì)大小含量順序表現(xiàn)為：鄰苯二甲酸二丁酯>鄰苯二甲酸二異辛酯>鄰苯二甲酸二異丁酯。

表3 連作年限對(duì)根際土壤中酯類(lèi)物質(zhì)含量的影響(μg/g)

酯類(lèi)物質(zhì)含量隨連作年限的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，連作10 a與種植1 a相比，鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二異辛酯含量分別顯著增加了10.00倍、4.63倍和2.46倍(< 0.01)。

鄰苯二甲酸二異丁酯和鄰苯二甲酸二丁酯為多次報(bào)道過(guò)的植物化感物質(zhì)[28-29]。周寶利等[29]在對(duì)茄子研究中指出，鄰苯二甲酸二異丁酯對(duì)茄子黃萎病菌菌絲及茄子各項(xiàng)農(nóng)藝指標(biāo)具有“低促高抑”的現(xiàn)象。黃業(yè)昌等[30]對(duì)西瓜的研究發(fā)現(xiàn)鄰苯二甲酸二丁酯對(duì)西瓜的各項(xiàng)農(nóng)藝指標(biāo)也同樣表現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。

2.4 連作年限對(duì)化感物質(zhì)中酚類(lèi)物質(zhì)的影響

酚類(lèi)物質(zhì)是重要的植物次生代謝物質(zhì)之一，主要由植物釋放以及植物殘?bào)w和凋落物分解產(chǎn)生[31]。由圖1可知，根際土壤中鄰苯二酚含量介于4.92~39.37 μg/g，鄰、對(duì)二叔丁基苯酚含量介于0.57~8.60 μg/g，其含量均隨種植年限的延長(zhǎng)而增加，連作10 a與種植1 a相比，分別約增加了8倍和15倍。

土壤中酚類(lèi)物質(zhì)的積累原因是極其復(fù)雜的，既有土壤生物化學(xué)方面原因，又與植株中微量元素缺乏有關(guān)；既與植物本身的異株克生作用有關(guān)，又與土壤微生物活性相關(guān)[32]。但其在土壤中的積累會(huì)引起植物的化感效應(yīng)，造成土壤中毒和肥力衰退等問(wèn)題[33]。

近代土壤學(xué)關(guān)于土壤腐殖質(zhì)形成理論認(rèn)為，土壤酚類(lèi)物質(zhì)經(jīng)多酚氧化酶被氧化為醌，再由醌和含氮化合物結(jié)合變成土壤腐殖質(zhì)。但多酚氧化酶的最適pH為6.3 ~ 7.2[34]，而連作土壤一般為酸性(本研究供試土壤的pH介于4.9~5.6)，酚類(lèi)物質(zhì)很難由酚變成醌。

烤煙連作過(guò)程中，種植1 a土壤酚類(lèi)物質(zhì)含量遠(yuǎn)低于連作10 a，主要是植株根系分泌增加和酚類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化降解弱化造成。相關(guān)研究表明[32]，頭耕土肥力較高，土壤微生物活性強(qiáng)，酚類(lèi)物質(zhì)可迅速分解為二氧化碳和水；而二耕土和三耕土則因肥力逐漸減低，土壤微生物活性亦相應(yīng)降低，酚類(lèi)物質(zhì)會(huì)有所積累。酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制作用，近代植物生物化學(xué)將其歸因于吲哚乙酸氧化酶活性的增強(qiáng)，促使吲哚乙酸氧化分解，從而不利于作物生長(zhǎng)[35]。

2.5 連作年限對(duì)化感物質(zhì)中醛類(lèi)物質(zhì)的影響

化感物質(zhì)中醛類(lèi)物質(zhì)主要指一種帶有一個(gè)或多個(gè)醛基功能團(tuán)的低分子量碳?xì)溲趸衔铩Ｓ蓤D2可知，兩種醛類(lèi)物質(zhì)含量順序?yàn)?-甲氧基-4-羥基苯甲醛>對(duì)羥基苯甲醛。

隨著連作年限的增加，兩種醛類(lèi)化感物質(zhì)含量均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中對(duì)羥基苯甲醛含量介于6.22~87.03 μg/g，3-甲氧基-4-羥基苯甲醛含量介于6.79~237.50 μg/g；連作10 a與種植1 a相比，兩者分別約增加了14倍和35倍。

韓君和羅小勇[36]研究證明一定濃度的對(duì)羥基苯甲醛會(huì)抑制植物生長(zhǎng)，濃度過(guò)高甚至?xí)轮参锼劳?，且雙子葉植物相較于單子葉植物更為敏感。

2.6 連作年限對(duì)化感物質(zhì)中醇類(lèi)物質(zhì)的影響

Rice[7]在對(duì)化感物質(zhì)的分類(lèi)中指出，醇類(lèi)物質(zhì)也屬于其中一種。本試驗(yàn)僅檢測(cè)出丁醇1類(lèi)醇類(lèi)物質(zhì)，其含量隨連作年限的延長(zhǎng)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)(圖3)，由種植1 a的181.61 μg/g增加到連作10 a的496.1 μg/g。

關(guān)于丁醇對(duì)作物生長(zhǎng)作用研究鮮有報(bào)道，但同樣作為低分子量醇類(lèi)甲醇則有相關(guān)研究。1985年最早發(fā)現(xiàn)甲醇能夠刺激植物的生長(zhǎng)[37]，隨后在單子葉植物[38]和雙子葉植物中[39]得到了證實(shí)。但Rowe等[40]研究發(fā)現(xiàn)，在番茄根部施用5% 的甲醇溶液可顯著抑制番茄幼苗莖部的生長(zhǎng)，10% 的甲醇溶液則可導(dǎo)致番茄幼苗死亡。隨后關(guān)于辣椒、番茄和矮牽牛的研究中也證實(shí)了這一點(diǎn)[41]。由此可初步推斷，土壤溶液中丁醇超過(guò)一定濃度也會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)有抑制作用。

3 結(jié)論

湖北烤煙連作根際土壤中化感物質(zhì)包括鄰苯二甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、苯甲酸、3-甲氧基-4-羥基苯甲酸等13種，其中酸類(lèi)物質(zhì)5種，酯類(lèi)物質(zhì)3種，酚類(lèi)物質(zhì)2種，醛類(lèi)物質(zhì)2種和醇類(lèi)物質(zhì)1種。

烤煙連作根際土壤中化感物質(zhì)含量隨連作年限的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中鄰苯二甲酸，苯甲酸，對(duì)苯二甲酸，鄰苯二甲酸二異丁酯，鄰、對(duì)二叔丁基苯酚含量和3-甲氧基-4-羥基苯甲醛增加較為顯著。

[1] 陳凡. 烤煙栽培中植物連作障礙與調(diào)控技術(shù)探究[J]. 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技, 2019(8): 25–26.

[2] 劉巧真, 郭芳陽(yáng), 吳照輝, 等. 烤煙連作土壤障礙因子及防治措施[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2012, 28(10): 87–90.

[3] 侯慧, 董坤, 楊智仙, 等. 連作障礙發(fā)生機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 土壤, 2016, 48(6): 1068–1076.

[4] 蔡祖聰, 張金波, 黃新琦, 等. 強(qiáng)還原土壤滅菌防控作物土傳病的應(yīng)用研究[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2015, 52(3): 469–476.

[5] 滕應(yīng), 任文杰, 李振高, 等. 花生連作障礙發(fā)生機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 土壤, 2015, 47(2): 259–265.

[6] 王婧怡, 占今舜, 鄔彩霞, 等. 植物化感物質(zhì)及其機(jī)理[J]. 飼料博覽, 2016(4): 14–17.

[7] Rice E L. Allelopathy[M]. New York: Academic Press Inc, 1984: 320–324.

[8] Putnam A R, Defrank J, Barnes J P. Exploitation of allelopathy for weed control in annual and perennial cropping systems[J]. Journal of Chemical Ecology, 1983, 9(8): 1001–1010.

[9] 宋君. 植物間的化感作用[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 1990, 9(6): 43–47.

[10] Bruce Williamson G, Richardson D. Bioassays for allelopathy: Measuring treatment responses with independent controls[J]. Journal of Chemical Ecology, 1988, 14(1): 181–187.

[11] Seal A N, Pratley J E, Haig T, et al. Identification and quantitation of compounds in a series of allelopathic and non-allelopathic rice root exudates[J]. Journal of Chemical Ecology, 2004, 30(8): 1647–1662.

[12] 于會(huì)泳, 申國(guó)明, 高欣欣, 等. 煙田土壤化感物質(zhì)研究[C]. 中國(guó)煙草學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì). 南京, 2012.

[13] 任夏, 何小鳳, 張忠峰, 等. 煙草根際土壤化感物質(zhì)的研究[C]. 中國(guó)第七屆植物化感作用學(xué)術(shù)研討會(huì). 昆明, 2015.

[14] 王永豪. 涼攀煙區(qū)植煙土壤酚酸類(lèi)化感物質(zhì)積累特征及其影響因素[D]. 雅安: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 2016.

[15] 胡元森. 黃瓜連作障礙因子分析及其生物修復(fù)措施探討[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2005.

[16] Yu J Q, Matsui Y. Phytotoxic substances in root exudates of cucumber (L.)[J]. Journal of Chemical Ecology, 1994, 20(1): 21–31.

[17] 王樹(shù)起, 韓麗梅, 楊振明. 不同有機(jī)酸對(duì)大豆生長(zhǎng)的化感效應(yīng)[J]. 大豆科學(xué), 2002, 21(4): 267–273.

[18] 吳輝, 鄭師章. 根分泌物及其生態(tài)效應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 1992, 11(6): 42–47.

[19] Chou C H, Leu L L. Allelopathic substances and interactions of Delonix regia (Boj) Raf[J]. Journal of Chemical Ecology, 1992, 18(12): 2285–2303.

[20] 胡元森, 李翠香, 杜國(guó)營(yíng), 等. 黃瓜根分泌物中化感物質(zhì)的鑒定及其化感效應(yīng)[J]. 生態(tài)環(huán)境, 2007(3): 954–957.

[21] 高欣欣. 烤煙根系分泌物成分鑒定與分析[D]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2012.

[22] 于會(huì)泳, 申國(guó)明, 高欣欣. 連作煙田土壤根系分泌物的變化和分解[J]. 中國(guó)煙草科學(xué), 2014, 35(1): 43–47.

[23] 喻敏, 余均沃, 曹培根, 等. 百合連作土壤養(yǎng)分及物理性狀分析[J]. 土壤通報(bào), 2004, 35(3): 377–379.

[24] 張辰露, 孫群, 葉青. 連作對(duì)丹參生長(zhǎng)的障礙效應(yīng)[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2005, 25(5): 1029–1034.

[25] 秦紀(jì)洪, 黃雪菊, 孫輝, 等. 低溫季節(jié)西南亞高山森林土壤多酚氧化酶動(dòng)態(tài)研究[J]. 土壤通報(bào), 2012, 43(5): 1073–1079.

[26] 呂衛(wèi)光, 余廷園, 諸海濤, 等. 黃瓜連作對(duì)土壤理化性狀及生物活性的影響研究[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2006, 14(2): 119–121.

[27] 劉方, 卜通達(dá). 連作烤煙土壤養(yǎng)分變化分析[J]. 貴州農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào), 1997(2): 1–4.

[28] 劉艷霞, 李想, 蔡劉體, 等. 煙草根系分泌物酚酸類(lèi)物質(zhì)的鑒定及其對(duì)根際微生物的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2016, 22(2): 418–428.

[29] 周寶利, 陳豐, 劉娜, 等. 鄰苯二甲酸二異丁酯對(duì)茄子黃萎病及其幼苗生長(zhǎng)的化感作用[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 19(4): 179–183.

[30] 黃業(yè)昌, 孫吉慶, 陳勇兵. 鄰苯二甲酸二丁酯對(duì)西瓜光合作用及枯萎病的影響[J]. 北方園藝, 2017(4): 111–115.

[31] H?ttenschwiler S, Vitousek P M. The role of polyphenols in terrestrial ecosystem nutrient cycling[J]. Trends in Ecology & Evolution, 2000, 15(6): 238–243.

[32] 何光訓(xùn). 土壤酚類(lèi)物質(zhì)引起植物中毒的植物生理原因[J]. 浙江林學(xué)院學(xué)報(bào), 1992(3): 339–344.

[33] 李天杰. 土壤環(huán)境學(xué): 土壤環(huán)境污染防治與土壤生態(tài)保護(hù)[M]. 北京: 高等教育出版社, 1996.

[34] 鄭洪元, 張德生. 土壤動(dòng)態(tài)生物化學(xué)研究法[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1982.

[35] 曹宗巽, 吳相鈺. 植物生理學(xué)-下冊(cè)[M]. 北京: 人民教育出版社, 1980.

[36] 韓君, 羅小勇. 南天竹除草活性物質(zhì)的研究[C]. 中國(guó)植物化感作用學(xué)術(shù)研討會(huì). 天津, 2011.

[37] Bhattacharya S, Bhattacharya N C, Bhatnagar V B. Effect of ethanol, methanol and acetone on rooting etiolated cuttings of vigna radiata in presence of sucrose and auxin[J]. Annals of Botany, 1985, 55(2): 143–145.

[38] Nonomura A M, Benson A A. The path of carbon in photosynthesis: improved crop yields with methanol[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1992, 89(20): 9794–9798.

[39] Devlin R M, Bhowmik P C, Karczmarczyk S J. Influence of methanol on plant growth[J]. Plant Growth Regulation, 1994, 22(4): 102–108.

[40] Rowe R N, Farr D J, Richards B A J. Effects of foliar and root applications of methanol or ethanol on the growth of tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill)[J]. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 1994, 22(3): 335–337.

[41] Hemming D J B, Criddle R S, Hansen L D. Effects of methanol on plant respiration[J]. Journal of Plant Physiology, 1995, 146(3): 193–198.

Effects of Tobacco Continuous Cropping on Allelochemicals Accumulation in Rhizosphere Soil ——A Case Study of Yellow Brown Soil of Hubei

SUN Jingguo, WANG Changjun, SUN Guangwei, FENG Ji, QIN Guangjiong, WU Zhekuan, YU Zhen, LI Jianping, CHEN Zhenguo*

(Hubei Academy of Tobacco Science, Wuhan 430030, China)

Allelochemicals are secondary metabolites or transformants released from plants into the environment and can influence the nearby plants harmfully or beneficially. In this study, the allelochemicals in typical yellow brown soils with different years of tobacco continuous cropping were detected by GC-MS after being extracted by methanol and ethyl acetate respectively. The results showed that in total 13 kinds of allelochemicals were detected, including 5 kinds of the acids, 3 kinds of the esters, 2 kinds of the phenolics, 2 kinds of the aldehydes and 1 kind of the alcohols, among of which, phthalic acid, p-hydroxybenzaldehyde and di (2-ethylhexyl) phthalate were first reported in tobacco study. The contents of allelochemicals in rhizosphere soil showed an increasing trend with the year of tobacco continuous cropping. Comparing with 1 a of tobacco planting, the contents of phthalic acid, benzoic acid, terephthalic acid, diisobutyl phthalate, 3,4-di-tert-butyl-pheno and 3-Methoxy-4-formylphenol increased more than 10 times under 10 a continuous cropping, which could possibly reduce or deteriorate the yield and quality of tobacco.

Flue-cured tobacco; Continuous cropping year; Allelochemicals; Yellow-brown soil; Hubei

S151.9

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.01.020

孫敬國(guó), 王昌軍, 孫光偉, 等. 連作年限對(duì)植煙根際土壤化感物質(zhì)積累的影響——以湖北黃棕壤煙田為例. 土壤, 2021, 53(1): 148–153.

中國(guó)煙草總公司重點(diǎn)項(xiàng)目(110201902005)資助。

(hbskysl@163.com)

孫敬國(guó)(1981—)，男，山西長(zhǎng)治人，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事煙田土壤酸化改良及連作障礙消減等方面研究。E-mail: sunjg596@hotmail.com