广藿香化感自毒作用与根际土壤微生物互作效应研究

【摘要】：广藿香[Pogostemon cablin (Blanco) Benth.],是唇形科(Labiatae)刺蕊草属(Pogostemon)的重要的芳香化湿类中药植物,原产于越南、马来西亚、菲律宾等东南亚国家,是重要的药用植物。但随着栽培年限的增加,广藿香连作障碍现象明显,表现为地下部分根系腐烂、退化、根部病害严重,地上叶片长势弱、植株生长不良,甚至整株死亡,造成产量和品质明显下降,这些都阻碍了广藿香的规模化生产。因此,对广藿香连作障碍的成因及作用机理的研究意义重大。本文从化感作用及土壤生态学角度入手,研究了广藿香的化感自毒作用的表现和机理,及连作后根际土壤因子及微生物多样性的变化,为实现有效调控广藿香连作障碍提供理论依据和技术支撑。 本研究采用盆栽实验的方法,探讨广藿香根、茎、叶水浸液对广藿香盆栽苗的化感自毒作用潜力,结果表明：最高浓度的广藿香不同部位水浸液(1：10)对盆栽苗的自毒作用强弱比较结果是叶根茎；高浓度的根、茎、叶水浸液(1：10)均能使最株高、根长、最大叶长、总鲜重和叶片数的变化量显著下降；与对照相比,浓度为(1：10)的叶水浸液使植株高度降低了99.8%(p0.05)。叶和根水浸液随浓度增加,使盆栽苗叶片的POD和SOD活性先显著升高,后降低。根水浸液(1：25)使SOD含量上升了284.2%,使POD含量上升了99.5%,叶水浸液(1：25)使SOD含量上升了71.2%,使POD含量上升了137.5%。高浓度的叶和根水浸液(1：10)均使广藿香盆栽苗叶片的MDA含量增加,增加值分别为158.3%,和358.3%(p0.05)。 本研究采用盆栽实验的方法,探讨广藿香根际土壤水浸液对广藿香盆栽苗的化感自毒作用潜力,结果表明：高浓度的根际土壤水浸液使盆栽苗的株高、根长、最大叶长、叶片数和总鲜重都显著降低,而根长的下降量最明显,为147.1%。中浓度(1：1)和高浓度(纯浓缩物)的根际土壤水浸液使植株总鲜重降低量分别为19.6%和22.7%(p0.05)。在处理浓度为最高浓度(纯浓缩物)时,SOD、POD、MDA的含量分别达到307μg-1FW,1.6μmol g-1FW and3.3μmol g-1FWh-1。 本研究采用水培法,探讨已筛选出的8种化感物质对广藿香盆栽苗的化感自毒作用潜力,结果表明：化感自毒潜力最强的是对羟基苯甲酸,在最高浓度(200μM)时,使广藿香组培苗的株高、根长、总鲜重分别降低了77.0%,42.0%和70.0%(p0.05)。对羟基苯甲酸对SOD和POD活性的影响最大,在浓度为(50μM)时,使SOD和POD活性分别升高了101.6%和437.4%。 本研究采用t-RFLP技术分析了不同茬次广藿香根际土壤与对照土壤细菌和真菌多样性的变化,结果表明：随着种植年限的增加,细菌的种类和菌群数量逐渐下降,优势度和丰富度均降低；土壤真菌的种类和菌群数量呈先上升后下降的趋势,二茬土壤中有益菌数量降低；土壤因子中全钾和pH是导致微生物多样性变化的主要因子,细菌中的青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)和真菌中的红辣菇菌(Laccaria laccata)是主要致病菌和拮抗菌。