覆膜壟播及輪作蠶豆對馬鈴薯連作田根系分泌物及化感效應(yīng)的影響

康益晨，楊昕宇，張俊蓮，姚彥紅，張衛(wèi)娜，石銘福，范艷玲，要 凱，趙章平，秦舒浩

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院/甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點實驗室，蘭州 730070；2.定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院/甘肅省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心，甘肅定西 743000)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)作為世界最重要的非谷物類糧食作物，是全球糧食安全的核心[1]。因其產(chǎn)量高、耐貧瘠的特點，在中國黃土高原西部半干旱區(qū)廣泛種植[2]。由于低溫、干旱等因素限制，加之政府主導(dǎo)下規(guī)模種植產(chǎn)生的影響及耕地面積的制約，該區(qū)馬鈴薯連作種植現(xiàn)象極為普遍，連作年限的延長致使連作障礙發(fā)生，對作物及土壤危害極大[3-4]。植物的化感作用是引起連作障礙的主要原因[5]，化感作用受水分、溫度、營養(yǎng)等環(huán)境因素的影響，生長條件越差，植物對化感效應(yīng)越敏感[6]。馬鈴薯在生產(chǎn)上極忌連作，連作通常對馬鈴薯的生長發(fā)育產(chǎn)生極大影響，導(dǎo)致馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的大幅降低[7-8]。

合理輪作能有效防止連作障礙的發(fā)生，是充分用地與積極養(yǎng)地相結(jié)合、維系并改良土壤性狀的生物學(xué)技術(shù)手段[9]，在調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分積累[10]、優(yōu)化土壤微生物環(huán)境[11]、提高作物產(chǎn)量品質(zhì)[12]等方面都具有積極作用。黃土高原西部半干旱區(qū)屬雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，土壤有機質(zhì)含量低、鹽漬化程度高、水土流失嚴(yán)重，實施合理的輪作制度對改善土壤環(huán)境、提高作物生產(chǎn)力意義重大[13-14]。豆科植物根系可直接固氮且其殘體會在土壤中大量積累，進(jìn)而增加土壤有機質(zhì)含量[15-16]，引入豆科植物利于作物耕作系統(tǒng)土壤理化特性的改善，以達(dá)到土壤生物修復(fù)的目的[17-18]。地膜覆蓋技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，尤其在中國干旱和半干旱區(qū)作物栽培上取得了顯著成效[11]。覆膜壟播耕作方式對作物根際微生態(tài)環(huán)境及土壤水熱生態(tài)效應(yīng)均有改性作用，對土壤生物學(xué)特性的影響明顯不同于露地栽培，同時給作物根系的生長發(fā)育提供了有利條件，對根系分泌物的產(chǎn)生具有很大影響[7-8]。

目前，關(guān)于馬鈴薯—豆科植物輪作的研究主要集中在馬鈴薯與豆科植物的生長特征、產(chǎn)量、土壤理化性狀及微生物群落多樣性等方面[8,11]，馬鈴薯根系分泌物及化感效應(yīng)等方面的研究主要側(cè)重于露地栽培的連作馬鈴薯上[19]，且多為單一的根系分泌物鑒定[8]或化感效應(yīng)生物測試[20]；而關(guān)于馬鈴薯—豆科植物輪作對根系分泌物及其化感作用的影響缺乏深入研究，尤其是對覆膜壟播種植條件下馬鈴薯—豆科植物輪作系統(tǒng)的研究更是未見報道。因此，研究覆膜壟播及馬鈴薯—豆科植物輪作對馬鈴薯連作田根系次生代謝產(chǎn)物及其化感效應(yīng)的影響迫在眉睫。本研究采用大田定位試驗，結(jié)合生物測試及實驗室精準(zhǔn)分析，研究覆膜壟播及輪作蠶豆對馬鈴薯連作田根系分泌物及化感效應(yīng)的影響，以期探明連作馬鈴薯化感及自毒作用發(fā)生機理，明確覆膜壟播及輪作蠶豆對馬鈴薯連作田化感效應(yīng)的修復(fù)機理，為黃土高原西部半干旱區(qū)馬鈴薯連作障礙的克服提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

于2016及2017年4-10月在甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗基地(35°33′N，104°35′E)進(jìn)行，該區(qū)為典型的半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，海拔1 914 m，日照時數(shù)長，年平均氣溫7.2 ℃，年均降雨量為391 mm。土壤耕層深厚、肥力均勻、蓄水性能良好。試驗區(qū)土壤基本性質(zhì)見表1。

表1 試驗土壤概況Table 1 General situation of experiment soil

1.2 試驗設(shè)計

供試材料選取當(dāng)?shù)伛R鈴薯主栽品種‘青薯9號’及蠶豆品種‘青蠶14號’。 2016年為試區(qū)馬鈴薯連作第5年，以此連作田為基礎(chǔ)，栽培方式分為平畦不覆膜(FP)及全膜壟播(RM)，種植制度采用馬鈴薯—馬鈴薯連作(C)及馬鈴薯/蠶豆輪作(R)，共計FP-C、RM-C、FP-R及RM-R 4個處理(圖1)，每處理設(shè)3個重復(fù)，共12個小區(qū)，采用隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)面積為5.75 m×7.70 m。馬鈴薯與蠶豆均于4月12日播種，馬鈴薯每壟種植2株，株距35 cm、行距40 cm；蠶豆每壟種植3株，株距15 cm、行距30 cm；2種作物種植密度分別為53 775株·hm-2與185 070株·hm-2。馬鈴薯于9月上旬收獲，蠶豆于8月中旬收獲。肥料采用硝銨磷復(fù)合肥料和速溶硫酸鉀，施量分別為499.95 kg·hm-2和230.70 kg·hm-2，于播種前一次性基施。次年，施行相同栽培措施并進(jìn)行指標(biāo)測定。

圖1 試驗設(shè)計Fig.1 Experimental design

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 根系分泌物提取 2017年7月中旬(馬鈴薯盛花期/蠶豆結(jié)莢期)，利用5點取樣法進(jìn)行土壤樣本采集，抖落馬鈴薯及蠶豆根系外圍土壤，收集根系裹挾的根際土壤。去除土樣中的雜物并自然風(fēng)干后過100目篩。各處理分別取過篩土樣6份，每份200 g，置于1 L錐形瓶中，3份加入500 mL甲醇(色譜純)、另3份加入500 mL蒸餾水。將錐形瓶封口，于恒溫振蕩器中震蕩提取 2 h(頻率為160次·min-1)后取出靜置1 d。次日，超聲波浸提1 h后抽濾。將水相濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至100 mL，得到2 g·mL-1的浸提液(1 mL水溶液中含2 g土壤提取物)后將3份分別稀釋至0.1 g·mL-1、0.2 g·mL-1和0.4 g·mL-1用作生物測試；甲醇相濾液濃縮至2 mL，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后的浸提液裝入試樣瓶中于-80 ℃凍存，用作GC-MS分析。

1.3.2 根系分泌物分析 利用Agilent 7890B-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(色譜柱：HP-1 60 m×0.25 μm×0.5 μm)對根際土壤的甲醇浸提液進(jìn)樣分析，色譜及質(zhì)譜條件參照許麗婷[8]的方法。參考NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫，人工分析并利用檢索系統(tǒng)對未知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和名稱進(jìn)行鑒定。

1.3.3 化感效應(yīng)生物測試 選取種粒飽滿、大小一致的番茄品種‘東方紅1號’種子(番茄屬高原夏菜，當(dāng)?shù)厣a(chǎn)規(guī)模大，常與馬鈴薯換茬播種；與馬鈴薯同為茄科作物，受化感物質(zhì)影響相似)作為生物測試材料，60 ℃溫湯浸種15 min、常溫浸種6 h。將完成浸種的種子沖洗后均勻播在墊有兩層滅菌濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿播50粒，分別加入10 mL質(zhì)量濃度為0.1 g·mL-1、0.2 g·mL-1和0.4 g·mL-1的浸提液，對照加入10 mL蒸餾水，所有處理設(shè)3個重復(fù)。蓋好培養(yǎng)皿后放入人工氣候箱內(nèi)28 ℃黑暗培養(yǎng)，每天補充適量浸提液/蒸餾水，始終保持濾紙為潤濕狀態(tài)。次日起每天記錄萌發(fā)種子(芽長超過2 mm)的數(shù)量直至不再有種子萌發(fā)，計算發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)；最后一天利用游標(biāo)卡尺測量每個培養(yǎng)皿內(nèi)萌發(fā)種子的種芽全長，取平均值。

以化感效應(yīng)指數(shù)(Allelopathy index, RI)衡量化感作用潛力，計算方法參照Williamson等[21]。綜合化感效應(yīng)(Comprehensive allelopathy index, SE)[22]取各處理不同質(zhì)量濃度的土壤浸提液對番茄種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及種芽全長化感效應(yīng)指數(shù)的算術(shù)平均數(shù)，相關(guān)性分析時取各質(zhì)量濃度下SE絕對值的算術(shù)平均數(shù)。

發(fā)芽率=萌發(fā)種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)，式中Gt為第t天的萌發(fā)種子數(shù)，Dt的值為對應(yīng)的時間t；

化感效應(yīng)指數(shù)(RI)=1-C/T(T≥C)或RI=T/C-1(T0表示促進(jìn)作用，RI<0為抑制作用，其絕對值代表化感效應(yīng)強度的大小。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

分別采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0進(jìn)行原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，采用Adobe Illustrator CC 2018、Krona、OmicShare Tools及Origin Pro 2018作圖；差異顯著性分析利用LSD法(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理根系分泌物種類及相對含量比較

根據(jù)GC-MS分析結(jié)果，大致可將根際土壤中的提取物主要成分分為：酯類(Ester)、羧酸(Carboxylic acid)、酰胺(Acylamide)、胺類(Amines)、烴類(Hydrocarbon)、醇類(Alcohol)、酚類(Phenol)、醚類(Ether)、醛類(Aldehyde)、酮類(Ketone)、呋喃(Furan)、嘌呤(Purine)、嘧啶(Pyrimidine)、噻唑(Thiazole)、鹵代烴(Halohydrocarbon)、硅氧烷(Polydimethylsiloxane)及硅烷(Silane)17類，后3類非根系分泌，為試驗方法所致或土壤固有成分，不作比較。

FP-C鑒定出酯類36種，烴類18種，醇類16種，酮類10種，醛類7種，酰胺6種，酚類5種，羧酸及胺類各3種，醚類2種，呋喃、嘌呤及噻唑各1種，另外還鑒定出香蘭素(Vanillin)、魯米諾(Luminol)及樟腦(Camphor)等成分；以酯類、醇類及胺類的相對含量較大，分別為43%、18%及11%，其他類別均不足10%。RM-C鑒定出酯類13種，烴類10種，醇類9種，酮類3種，醛類6種，酰胺2種，酚類4種，醚類2種；酯類及醇類的相對含量最大，分別為56%及9%。FP-R酯類36種，烴類31種，醇類14種，酮類11種，醛類10種，酰胺6種，羧酸5種，酚類及胺類各4種，醚類2種，呋喃、嘌呤、嘧啶及噻唑各1種，從中還鑒定出香蘭素；酯類、烴類、醇類及胺類的相對含量較大，分別為38%、15%、14%及12%。RM-R烴類18種，酯類14種，醇類9種，醛類6種，酮類4種，羧酸及呋喃各3種，酰胺、酚類、胺類及醚類各1種；酯類、醇類及烴類相對含量較大，分別為46%、19%及10%。即覆膜壟播減少根系分泌物中酯類、烴類、酰胺、酚酸類及醇、胺、醛等成分類別的數(shù)量，同時防止嘌呤、噻唑、香蘭素、樟腦及魯米諾的產(chǎn)生；輪作蠶豆增加根系分泌物中烴類、酮類、羧酸及胺類成分的數(shù)量，同時降低酯類物質(zhì)的相對含量(圖2)。不同耕作模式及栽培制度下土壤養(yǎng)分狀況及理化特性的變化可能是造成根系分泌物種類及相對含量差異的誘因。

圖2 土壤提取物的Krona層級餅圖Fig.2 Krona pie chart of soil exudates

2.2 覆膜壟播及輪作蠶豆對根系分泌物的影響

所有處理GC-MS鑒定出的成分總計204種，其中FP-R種類最多(141種)，之后依次為FP-C(123種)、RM-R(67種)及RM-C(54種)。各處理共有的成分為31種，僅占總數(shù)的15.2%。FP-C所獨有的成分為39種， FP-R多達(dá)51種；覆膜壟播處理RM-C獨有成分僅為6種，RM-R為8種。FP-C與FP-R間共有成分最多(29種)，與RM-C及RM-R間共有成分僅分別為3種和4種。由此可知，覆膜壟播栽培能減少根系分泌物成分的種類，輪作蠶豆則會致使根系分泌物成分種類的增加；平畦不覆膜栽培條件下，即便輪作蠶豆，仍然與連作處理具有較多共有成分(圖3)。

根據(jù)根系分泌物各類成分的豐度，對各處理進(jìn)行聚類分析(圖4)。RM-C與RM-R聚作一類，F(xiàn)P-C與FP-R的相對距離極小，即RM-C與RM-R具有相對類似的根系分泌物成分，F(xiàn)P-C與FP-R的根系分泌物組成也較為相似。同時，F(xiàn)P-C與RM-C及RM-R的相對距離最大，根系分泌物差異最大。聚類熱圖的色彩變化用于反應(yīng)各處理根系分泌物成分相對豐度的變化(由紅到綠相對豐度降低)，酯類、酚類、酰胺及香蘭素、樟腦等常見化感物質(zhì)的相對豐度以處理FP-C最大，F(xiàn)P-R次之，RM-C及RM-R最小。覆膜及溝壟作造成的土壤水熱與微生物環(huán)境變化可能對馬鈴薯根系次生代謝物分泌具有極大影響。

水平柱狀圖表示各處理根系分泌物數(shù)量；中間矩陣中的單個黑點表示某個處理特有的元素，點和點之間的連線表示不同處理特有的交集；右側(cè)柱狀圖表示對應(yīng)的交集元素數(shù)量。

2.3 各處理根際土壤浸提液對番茄種子萌發(fā)的化感效應(yīng)

各處理根際土壤浸提液對番茄種子的萌發(fā)具有不同影響，統(tǒng)計發(fā)芽率的最后一天(第6天)，F(xiàn)P-C與其他處理在萌發(fā)種子數(shù)量及芽長等方面具有差異(圖5)。由表2可知，浸提液質(zhì)量濃度為0.1 g·mL-1時，相較對照CK，F(xiàn)P-C的綜合化感效應(yīng)表現(xiàn)為顯著的促進(jìn)性，其發(fā)芽指數(shù)、種芽全長及兩者的化感效應(yīng)指數(shù)顯著提高；當(dāng)質(zhì)量濃度為 0.2 g·mL-1，F(xiàn)P-C浸提液培養(yǎng)具有顯著的抑制性化感效應(yīng)，發(fā)芽率、種芽全長、化感效應(yīng)指數(shù)及綜合化感效應(yīng)均顯著降低，其他處理各項指標(biāo)相較CK無顯著性差異。當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到0.4 g·mL-1，各處理種芽全長及其化感效應(yīng)指數(shù)均顯著減小，綜合化感效應(yīng)表現(xiàn)出顯著抑制性；FP-C各項指標(biāo)及其化感效應(yīng)指數(shù)顯著低于各質(zhì)量濃度的所有處理，綜合化感效應(yīng)最強。即各質(zhì)量濃度下，處理FP-C浸提液培養(yǎng)對種子的綜合化感效應(yīng)均顯著強于對照CK和其他處理，且隨浸提液質(zhì)量濃度的增大，F(xiàn)P-C的綜合化感效應(yīng)表現(xiàn)為先促進(jìn)后抑制，綜合化感效應(yīng)強度隨質(zhì)量濃度增大顯著增強。其他處理的綜合化感效應(yīng)隨浸提液質(zhì)量濃度增大由不顯著轉(zhuǎn)變?yōu)轱@著的抑制性。覆膜壟播及輪作蠶豆對馬鈴薯根系分泌物的極大影響造成了根際土壤化感效應(yīng)的明顯差異。

覆膜壟播及輪作蠶豆的雙因素互作分析(表2)可知，浸提液質(zhì)量濃度為0.1 g·mL-1時，覆膜壟播對種芽全長及其化感效應(yīng)指數(shù)、綜合化感效應(yīng)的影響顯著，輪作蠶豆對發(fā)芽指數(shù)及其化感效應(yīng)以及綜合化感效應(yīng)影響顯著，輪作蠶豆及覆膜壟播的交互作用對發(fā)芽指數(shù)及其化感效應(yīng)影響顯著。質(zhì)量濃度為0.2 g·mL-1，覆膜壟播對綜合化感效應(yīng)的影響顯著，輪作蠶豆對種芽全長及其化感效應(yīng)指數(shù)及綜合化感效應(yīng)影響顯著。質(zhì)量濃度達(dá)到0.4 g·mL-1，覆膜壟播對各指標(biāo)及其化感效應(yīng)指數(shù)及綜合化感效應(yīng)的影響均達(dá)到極顯著水平；輪作蠶豆及其與覆膜壟播的交互作用對發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及兩者化感效應(yīng)指數(shù)的影響達(dá)顯著水平，對種芽全長及其化感效應(yīng)指數(shù)、綜合化感效應(yīng)的影響達(dá)極顯著水平。即質(zhì)量濃度為0.1 g·mL-1及0.2 g·mL-1時，覆膜壟播及輪作蠶豆均對綜合化感效應(yīng)具有顯著影響，當(dāng)質(zhì)量濃度增加到0.4 g·mL-1，兩因素及其互作對綜合化感效應(yīng)的影響均達(dá)極顯著水平。

2.4 根系分泌物成分與綜合化感效應(yīng)的相關(guān)性

根系分泌物中化感物質(zhì)豐度的大小影響著其化感效應(yīng)的強弱。對根系分泌物中的部分成分與化感效應(yīng)生物測試得到的綜合化感效應(yīng)進(jìn)行相關(guān)性分析(圖6)，酯類物質(zhì)中鄰苯二甲酸二丁酯及鄰苯二甲酸二甲酯的相對豐度與綜合化感效應(yīng)SE之間呈顯著性強正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)分別為0.99及0.97，其他酯類物質(zhì)的相對豐度與綜合化感效應(yīng)間相關(guān)性未達(dá)顯著水平。酚類物質(zhì)中2-叔丁基-6-甲基苯酚的相對豐度與綜合化感效應(yīng)SE之間呈顯著性強正相關(guān)(r=0.97)。酰胺類中煙肼酰胺的相對豐度與綜合化感效應(yīng)SE之間呈顯著性強正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)達(dá)0.99。此外，樟腦、香蘭素、9H-黃嘌呤及魯米諾的相對豐度與綜合化感效應(yīng)SE之間均呈顯著性強正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)分別為0.99、0.99、0.96及0.98。

圖4 差異根系分泌物聚類熱圖Fig.4 Cluster heat map of different root exudates

表2 各處理對番茄種子萌發(fā)的化感效應(yīng)Table 2 Allelopathic effects of different treatments on tomato seed germination

3 討 論

長期連作會致使馬鈴薯根系分泌物的成分及其含量發(fā)生極大變化，且部分成分具有化感效應(yīng)[19]。本試驗對平畦不覆膜連作馬鈴薯根系分泌物進(jìn)行的研究與該結(jié)論相似。FP-C浸提液對番茄種子的綜合化感效應(yīng)均顯著強于對照CK和其他處理，且隨浸提液質(zhì)量濃度的增大，F(xiàn)P-C的綜合化感效應(yīng)表現(xiàn)為先促進(jìn)后抑制，綜合化感效應(yīng)強度隨濃度增大顯著增強，國外學(xué)者[23]認(rèn)為化感物質(zhì)具有濃度效應(yīng)，表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度促進(jìn)及質(zhì)量濃度達(dá)到“閾值”后漸增的抑制作用，與本研究觀點一致。

實施輪作制度可降低自毒物質(zhì)含量、有效改善土壤環(huán)境[24]。本研究表明輪作蠶豆可降低典型化感物質(zhì)類別酯類的相對含量，同時會致使根系分泌物成分種類如烴類、酮類、羧酸及胺類等成分?jǐn)?shù)量的增加。譚雪蓮等[25]近期的研究認(rèn)為輪作大豆可減少馬鈴薯連作田根系分泌物的種類，與本研究結(jié)果相悖，究其原因可能是試區(qū)連作年限及輪作植物種類的差異所致；另有研究表明[26]，不同植物根系分泌物的組成差異較大，輪作制度的實施引入新的作物，因而輪作蠶豆導(dǎo)致根系分泌物成分種類增加的結(jié)論具有理論依據(jù)。覆膜壟播可提高土壤增溫保墑能力、改善土壤質(zhì)量，對根系次生代謝物的產(chǎn)生有極大影響[27]。本研究表明覆膜壟播栽培不僅能減少根系分泌物成分的種類，而且減少根系分泌物中酯類、烴類、酰胺、酚酸類及醇、胺、醛等成分類別的數(shù)量，同時能有效防止嘌呤、噻唑、樟腦、香蘭素及魯米諾的產(chǎn)生，與不覆膜相比成分差異較大。許麗婷[8]認(rèn)為覆膜壟播種植模式可改變馬鈴薯連作田根系分泌物的種類，并降低化感物質(zhì)的相對含量，與本研究結(jié)果類似。在此基礎(chǔ)上的生物測試表明，輪作蠶豆及覆膜壟播均能顯著降低土壤浸提液對番茄種子的綜合化感效應(yīng)，且隨浸提液質(zhì)量濃度增大，兩因素互作對綜合化感效應(yīng)的影響達(dá)極顯著水平。即2種方式對馬鈴薯連作田根系分泌物有不同的影響，但均可達(dá)到降低化感效應(yīng)的作用，兩者結(jié)合更有利于馬鈴薯連作障礙的克服。栽培耕作制度的改善優(yōu)化了土壤微生物環(huán)境[11]，同時利于土壤水分保持及養(yǎng)分積累[10]可能是輪作蠶豆及覆膜壟播對連作馬鈴薯田土壤化感效應(yīng)起到緩解的 原因。

“*”和“**”分別表示在P<0.05 和P<0.01 水平下顯著相關(guān)。

鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、2-叔丁基-6-甲基苯酚、煙肼酰胺、樟腦、香蘭素、9H-黃嘌呤及魯米諾8種物質(zhì)疑似為馬鈴薯連作田根際土壤化感成分。其中，鄰苯二甲酸二丁酯及鄰苯二甲酸二甲酯雖被認(rèn)為是常見的增塑劑[28]，但并未有學(xué)者指出其不可被植物根系所分泌，且諸多學(xué)者已通過濃度試驗證明其為馬鈴薯的化感自毒物質(zhì)[19,29]，同時根據(jù)本研究的結(jié)果，二者含量在連作不覆膜處理中達(dá)到最大，覆膜栽培處理中反而相對較小，因而雖有爭議，仍需重點關(guān)注。2-叔丁基-6-甲基苯酚為酚酸類物質(zhì)，此類物質(zhì)廣泛存在于植物組織中，與其生長密切相關(guān)，被普遍認(rèn)為具有化感作用[30]；煙肼酰胺屬酰胺類物質(zhì)，該類物質(zhì)已在多種植物中被鑒定出具有化感效應(yīng)[31]，因其能在植物體內(nèi)合成細(xì)胞分裂及生長抑制劑，故在生產(chǎn)上常作除草劑使用[32]；9H-黃嘌呤屬嘌呤類物質(zhì)，早在上世紀(jì)末，該類物質(zhì)便被歸為化感物質(zhì)范疇[33]；另外，樟腦對牧草[34]及香蘭素對地黃[35]的化感作用也已相繼被證明；魯米諾為酰肼類物質(zhì)，其與植物化感相關(guān)的研究尚未見報道。本研究雖證明上述物質(zhì)的相對豐度與化感效應(yīng)具有強相關(guān)性，且其中多數(shù)已在其他植物上被鑒定為化感物質(zhì)，但其在馬鈴薯上的化感自毒作用仍有待后續(xù)的研究與驗證。

4 結(jié) 論

長期連作的露地栽培會導(dǎo)致馬鈴薯根系分泌物中，酯類、酚類及酰胺等常見化感物質(zhì)類別的相對豐度增大、化感效應(yīng)顯著增強。輪作蠶豆及覆膜壟播對馬鈴薯連作田根系分泌物的影響有所不同，其中，輪作蠶豆可降低典型化感物質(zhì)類別酯類的相對含量，同時增加根系分泌物成分種類；覆膜壟播能減少根系分泌物中酯類、烴類、酰胺、酚酸類及醇、胺、醛等成分類別的數(shù)量，并防止嘌呤、噻唑、香蘭素及樟腦的產(chǎn)生；兩種方式均對馬鈴薯連作田的化感效應(yīng)具有改善作用，但兩者結(jié)合更有利于馬鈴薯連作障礙的克服。鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、2-叔丁基-6-甲基苯酚、煙肼酰胺、樟腦、香蘭素、9H-黃嘌呤及魯米諾8種物質(zhì)疑似為馬鈴薯連作田化感物質(zhì)，其具體影響規(guī)律有待進(jìn)一步研究。