外源对羟基苯甲酸对葡萄根际土壤微生物的影响

摘要：采用盆栽模拟田间试验的方法，在已有研究基础上，以北方常用砧木贝达葡萄为试材，以对羟基苯甲酸为外源添加自毒物质，利用传统的稀释平板法，研究不同浓度的外源对羟基苯甲酸对土壤微生物数量及葡萄苗生长状况的影响。

关键词：葡萄；连作障碍；自毒物质；对羟基苯甲酸

中图分类号： S154.3；S663.1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.07.038

葡萄栽培历史悠久，分布面积广，在我国有大面积的栽培。目前，我国已成为葡萄生产第一大国，但经过几代栽培后，许多葡萄园先后出现树势衰弱、产量降低、病害严重现象，即表现出严重连作障碍。轻者使葡萄产量降低，重者导致绝收，限制了葡萄产业的可持续发展，连作障碍已是葡萄生产上亟待解决的一大难题。已有研究表明[1]，生物因素是葡萄连作障碍产生的重要原因之一，并且发现葡萄连作后土壤微生物种群失衡。根系分泌物和植株残体等分泌的自毒物质进入到土壤中后，会与土壤微生物产生影响，因此自毒物质与土壤微生物，自毒物质与致病菌之间的相互作用机制均需要深一步研究，而在葡萄栽培有关这方面的研究未见报道。郭修武[2]等人的研究已经证明葡萄根系分泌物中含有对羟基苯甲酸和水杨酸，并通过组培苗的检测证明它们对葡萄有显著的化感抑制作用。因此，本试验以对羟基苯甲酸为外源自毒物质，利用土壤微生物的传统培养方法，研究不同浓度的外源对羟基苯甲酸对土壤微生物数量及葡萄苗生长状况的影响。

1连作障碍形成的主要机制

关于连作障碍产生的原因，按时间顺序，有关专家学者先后提出了“病毒学说”、“生物间的相生相克”、“5大因子学说”。归纳有关研究[3]结果，连作障碍形成的主要机制归纳如下。

1.1有害微生物的作用

有研究者称，在经过栽培多年的果园中种植的果树，长势极差甚至死亡，是因为前茬种植的果树根系分泌物释放有害代谢产物导致的，同时致使有益微生物比例减少。李坤[4]等人的研究结果表明，与新果园相比，种植过葡萄的果园根际和非根际土壤中微生物的含量增加，与之前的报道不一致，进而推测，土壤微生物的多样性还可能与果园的其他因素有关，例如施肥状况。有机肥可以保持土壤微生物的多样性。

1.2土壤理化性质

连作条件下持续大量施肥，致使土壤含盐量不断增加，造成土壤次生盐渍化，进而影响植株的生长发育。目前已有诸多研究表明，土壤养分失衡是连作障碍产生的重要原因。

1.3化感作用

化感作用是指植物（含微生物）通过向环境中释放特定的次生物质，而产生对其他植物或微生物有害或有益的作用。其产生的次生物质称为化感物质，其中同种物种间的化感作用称为自毒作用。化感作用是连作障碍产生的重要原因之一。

自毒作用也可以看成是一种特殊形式的化感作用，它存在于大多数作物间。植物的自毒作用是通过根系残体、分泌物等途径向根际土壤环境中释放一些物质，进而对其他作物产生影响，这种影响也发生在同种作物之间。据了解，引起该作用的主要代谢产物包括：有机酸、醛类芳香酸、香豆素、醌类、生物碱和类萜等，其作用机理包括降低酶活性、增加细胞膜通透性、抑制植物的养分吸收等。研究发现，自毒物质中的酚酸类物质与土壤微生物数量和活性关系密切。

2 酚酸类物质的自毒作用

据了解，作物酚酸含量呈“秋高春低”的趋势，酚酸的毒性在不同月份程度也不同，在同种植物间土壤中的酚类含量也有明显不同。因此，调查酚类物质的变化，应在不同月份和不同地点的基础上进行。作物的毒性也随周边環境（温度、雨水等）和天气的变化而出现动态的变化。

根系分泌物和植株残体等分泌的化感物质作为产生连作障碍的原因，已经有大量研究者在大豆、棉花、桃子等作物上进行了细致的研究。据相关报道，酚酸是植物分泌产生的非常常见的有机分子，能够产生化感作用。

曾有研究者用水稻做实验，将水稻种植在混有其他物种残根（不同含量）的土壤中，发现水稻长势较弱，通过检测，在土壤中检测出了几类酚酸类物质，实验表明，检测出的这几种酚酸物质均抑制水稻的生长。也有研究者在草莓残根水提液中检测到几种酚酸类物质，均抑制了草莓苗正常生长，其中对羟基苯甲酸的抑制作用最强。

3 酚酸类物质对土壤微生物的影响

土壤中存在着纷繁复杂的土壤微生物，土壤环境的变化影响着土壤微生物的变化。例如从植物根系分泌物中发现的酚酸类物质对土壤微生物活力的影响很大。酚酸物质能抑制微生物产生气体与挥发性脂肪酸的作用，并且减少微生物对其生长介质的消耗。研究证明，酚酸类物质直接影响根际微生物和根际微生物的区系。

3.1酚酸对根际微生物种群活性的影响

研究表明，植物根际周围区域微生物种群与非根际微生物种群有很大不同，作物产量也有所影响，并且与酚酸的含量和种类等有一定的相关性。研究发现，在对羟基苯甲酸处理下的作物土壤中存在较多的病原菌，同时，一些有益菌的数量下降，打乱作物的正常生长程序。

3.2酚酸对土壤微生物作用浓度的研究

实验证明，对羟基苯甲酸处理降低了葡萄根际土壤细菌的数量，增加了葡萄根际土壤真菌和放线菌的数量，降低了细菌与真菌的比例，提高了放线菌与真菌的比例，同时葡萄根际土壤微生物总数减少。

参考文献

[1]李坤.葡萄连作障碍机理及调控途径的研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2010.

[2]郭修武，李坤，孙英妮，等.葡萄根系分泌物的化感效应及化感物质的分离鉴定[J].园艺学报，2010，3（06）：861-868.

[3]薛晓敏，王金政，等.果树再植障碍的研究进展[J].中国农学通报，2009，25（01）：147-151.

[4]李坤，郭修武，孙英妮，张立恒，等.葡萄连作对土壤细菌和真菌种群的影响[J].应用生态学报，2009，20（12）：3109-3114.

作者简介：杜越，本科学历，助理园艺师，研究方向：园艺。