李春龍+韓春梅+葉少平+張新全

摘要：以紫云英為受試植物，研究不同濃度外源化感物質阿魏酸（10-7、10-6、10-5、10-4、10-3 mol/L）對紫云英幼苗形態(tài)、根際土壤的微生物數(shù)量、土壤酶活性以及土壤養(yǎng)分含量的影響。結果表明：阿魏酸對紫云英幼苗生長的形態(tài)指標均表現(xiàn)出“低濃度促進、高濃度抑制”的效應；隨著阿魏酸濃度的增加，5種所測土壤酶活性全部呈下降趨勢，所有微生物數(shù)量均呈遞減趨勢，土壤中的有機質含量、有效磷含量、速效鉀含量和銨態(tài)氮含量均呈遞減的趨勢，而硝態(tài)氮則呈遞增的趨勢；并且土壤酶與土壤微生物數(shù)量均呈極顯著正相關；土壤酶活性、細菌、真菌及放線菌數(shù)量與土壤有機質、有效磷、速效鉀及銨態(tài)氮含量均呈極顯著正相關；而硝態(tài)氮含量則與土壤酶活性、細菌、真菌及放線菌數(shù)量呈極顯著負相關。

關鍵詞：化感物質；阿魏酸；紫云英；幼苗生長；土壤酶；土壤微生物；土壤養(yǎng)分

中圖分類號： S541+.301文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）04-0134-03

紫云英（Astragalus sinicus L.）別稱翹搖、紅花草草子，為豆科黃芪屬二年生草本植物。紫云英原產中國，主要用作綠肥，也是一種優(yōu)質的豆科牧草、蜜源作物和觀賞植物，根、種子及全草又可入藥，有祛風明目、健脾益氣、解毒止痛之效[1]。紫云英可作為飼草料青飼或調制成干草，適口性好，各類家畜均喜食，而且營養(yǎng)價值高，可作為家畜的優(yōu)質青綠飼料和蛋白質補充飼料，喂豬效果更好。每年可收割2～3次，在播種量為30 kg/hm2的情況下，鮮草產量最高為2.7萬kg/hm2[2]。在種植紫云英牧草的生產實踐中發(fā)現(xiàn)，紫云英存在連作障礙，會導致生產力下降。

阿魏酸屬于化感物質酚類物質及其衍生物類物質?；形镔|進入土壤后，植物根際微生態(tài)系統(tǒng)將發(fā)生復雜的變化[3]。而有關外源純化感物質對土壤酶活性、土壤養(yǎng)分和微生物數(shù)量影響的相關研究相對較少。目前，有關阿魏酸對紫云英化感作用的研究尚未見報道。因此，本試驗研究不同濃度化感物質阿魏酸對紫云英幼苗形態(tài)指標、根際土微生物數(shù)量、土壤酶活性及土壤養(yǎng)分含量的影響，[JP+1]旨在揭示紫云英根際微生物區(qū)系和土壤酶活性的變化規(guī)律，為解決紫云英連作障礙及地力衰退等問題以及制定科學管理措施提供理論依據。[JP]

[BT1#][STHZ]1材料與方法

1.1試驗材料

化感物質阿魏酸購于Sigma公司，受試植物紫云英種子購于四川省農業(yè)科學院。

1.2阿魏酸處理液的配制

將阿魏酸用蒸餾水溶于容量瓶中，配成10-3 mol/L的母液，然后將母液分別稀釋成10-4、10-5、10-6、10-7 mol/L的溶液[4]。試驗時即用即配，用蒸餾水作為對照處理。

1.3試驗設計

2013年4月上旬取盆培土（土壤取自成都農業(yè)科技職業(yè)學院校外實訓基地），取回后先過2遍2 cm篩，篩去較大的石塊及粗枝等，再過細篩，用350 g 45%敵磺鈉可濕性粉劑進行土壤消毒處理，然后將土混勻，最后隨機裝盆。每盆土均裝至花盆（上口徑28 cm，深25 cm）的2/3處，每盆裝土10 kg，于2013年4月15日播紫云英種子10粒。

待紫云英幼苗生長1個月后，于2013年5月15日挑選長勢一致的壯苗進行處理。采用不同濃度的阿魏酸（10-7、10-6、10-5、10-4、10-3 mol/L）溶液40 mL澆灌紫云英幼苗，每個處理重復4次，用等量的蒸餾水處理作為對照（即 0 mol/L）。此后每隔10 d澆40 mL水浸液處理幼苗，30 d 后即2013年6月15日測定紫云英幼苗的形態(tài)指標，測定完形態(tài)指標用土鉆鉆取大約300 g深度20 cm的紫云英幼苗根際土，輕輕抖動后仍然粘在紫云英幼苗根系上的土壤用于根際微生物數(shù)量的測定，裝袋、封口并作好標簽，立即帶回實驗室進行分析處理[5]。

1.5指標測定方法

1.5.1紫云英形態(tài)指標測定方法

紫云英幼苗株高、每株分枝數(shù)、幼苗干質量主要用卷尺和電子天平進行測定，葉面積使用便攜式活體葉面積儀（型號：YMJ1）進行測定。

1.5.2土壤酶活性測定方法

各土壤酶活性的測定均參照關松蔭的方法[6]。土壤反硝化酶活性采用硝態(tài)氮剩余量法；纖維素酶活性采用硝基水楊酸比色法；蛋白酶、蔗糖酶、多酚氧化酶活性采用比色法。

1.5.3土壤微生物分析

土壤微生物采用平板涂抹法[7]測定，細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基，放線菌采用改良的高氏一號培養(yǎng)基。

1.5.4土壤養(yǎng)分分析

土壤養(yǎng)分按照土壤農業(yè)化學分析方法[8]進行測定。

1.6數(shù)據處理

采用SPSS 12.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差、LSD和相關性分析（α=0.05）。

2結果與分析

2.1外源化感物質阿魏酸對紫云英幼苗形態(tài)指標的影響

由表1可以看出，與對照相比，低濃度的阿魏酸（10-7 mol/L）促進了紫云英幼苗的4個形態(tài)指標，其中，株高較對照顯著提高了9.93%，葉面積較對照顯著增加了 16.79%；而每株分枝數(shù)、幼苗干質量與對照差異不顯著。隨后，隨著阿魏酸濃度的增加，紫云英幼苗的4個形態(tài)指標均不同程度地受到抑制。其中，10-4 mol/L阿魏酸處理下的紫云英幼苗每株分枝數(shù)較對照顯著受到抑制，較對照減少了2000%；而株高、葉面積和幼苗干質量均在阿魏酸濃度達17.58%和13.59%。

2.2外源化感物質阿魏酸對紫云英幼苗根際土壤酶的影響

不同濃度的外源化感物質阿魏酸對所測定的5種紫云英幼苗根際土壤酶活性均產生了不同程度的影響，所有土壤酶活性均有隨著外源化感物質阿魏酸濃度的增加而呈遞減的趨勢（表2）。當阿魏酸濃度僅為10-7 mol/L時，反硝化酶和纖維素酶活性較對照顯著受到抑制，分別較對照降低了2478%和1494%；多酚氧化酶活性在阿魏酸濃度達到 10-6 mol/L 時較對照顯著受到抑制，降低了12.07%；蔗糖酶活性在阿魏酸濃度達到10-5 mol/L時較對照顯著受到抑制，降低了14.15%；而蛋白酶活性在阿魏酸濃度最大10-3 mol/L時才較對照顯著受到抑制，降低了21.33%。

2.3外源化感物質阿魏酸對紫云英幼苗根際微生物的影響

由圖1可知，不同濃度的阿魏酸不同程度地影響了土壤中的細菌、真菌和放線菌的數(shù)量，隨著阿魏酸濃度的增加，紫云英幼苗根際土壤中細菌、真菌和放線菌的數(shù)量均呈減少的趨勢。

與對照相比，阿魏酸濃度在10-7 mol/L時，細菌數(shù)量、真菌數(shù)量、放線菌數(shù)量分別顯著降低了31.74%、39.82%和 36.13%。并且，當阿魏酸濃度達到最大10-3 mol/L時，紫云英幼苗根際土壤內真菌的數(shù)量為零。

2.4外源化感物質阿魏酸對紫云英幼苗根際土壤養(yǎng)分的影響[HT]

隨著阿魏酸濃度的增加，紫云英幼苗根際土壤中的有機質含量、有效磷含量、速效鉀含量和銨態(tài)氮含量均呈遞減的趨勢，而硝態(tài)氮則呈遞增的趨勢（表3）。

有機質含量在阿魏酸濃度達到10-5 mol/L時才與對照達到顯著性差異水平，較對照降低了4.98%；而有效磷含量則在阿魏酸濃度最低10-7[KG*3]3結論與討論

3.1外源化感物質阿魏酸對紫云英幼苗形態(tài)指標的影響[HT]

阿魏酸對紫云英幼苗生長的形態(tài)指標均表現(xiàn)出“低濃度促進、高濃度抑制”的效應。這一研究結果與葉文斌等的研究結果[9]相一致，只是阿魏酸所設置的濃度有所不同而已。

3.2外源化感物質阿魏酸對紫云英幼苗根際土壤酶的影響[HT]

阿魏酸對土壤反硝化酶活性和纖維素酶活性的抑制作用最強（表2），原因是在阿魏酸濃度最低的時候就較對照顯著抑制了其活性，這一研究結果與黃益宗等的研究結果[10]一致。阿魏酸對其他3種土壤酶也產生了不同程度的影響（表2），而此結果與李春龍的研究結果[11]恰恰相反，可能與外源化感物質的種類、受試植物的種類不同有關。

3.3外源化感物質阿魏酸對紫云英幼苗根際微生物的影響

隨著阿魏酸濃度的增加，其幼苗根際細菌、真菌和放線菌的數(shù)量均呈遞減的趨勢，并且低濃度的阿魏酸就已經顯著地抑制了土壤微生物的數(shù)量（圖1）。說明阿魏酸引起了紫云英根際微生物區(qū)系組成的定向改變，破壞了根際微生物的平衡。這一研究結果與周寶利等的研究結果[12]有所不同，研究發(fā)現(xiàn)棕櫚酸降低了茄子根際土壤中真菌的數(shù)量及其組成比例，增加了茄子根際土壤中細菌和放線菌的數(shù)量及其組成比例，這可能歸因于化感物質和受試植物的種類不同。

3.4外源化感物質阿魏酸對紫云英幼苗根際土壤養(yǎng)分的影響[HT]

本研究表明隨著阿魏酸濃度的增加，土壤中有機質的含量、土壤有效磷含量、速效鉀含量和銨態(tài)氮含量降低了（表3）。這一結果與李春龍的研究結果[11]相一致，可能歸于阿魏酸起始濃度設置得太高，直接降低了土壤中某些養(yǎng)分的含量。此外，隨阿魏酸濃度的增加顯著加劇了土壤中硝態(tài)氮含量的積累（表3）。表明阿魏酸抑制了NO3-向NH4+的轉化，這可能與土壤含水量飽和有關[13]。

3.5阿魏酸處理下紫云英幼苗根際土壤微生物、土壤酶、土壤養(yǎng)分的相關關系[HT]

本研究表明阿魏酸處理下，紫云英幼苗根際土壤酶均與土壤微生物數(shù)量呈極顯著正相關關系（表4）；土壤酶活性、細菌、真菌及放線菌數(shù)量與土壤有機質、有效磷、速效鉀及銨態(tài)氮含量均呈極顯著正相關；而硝態(tài)氮含量則與土壤酶活性、細菌、真菌及放線菌數(shù)量呈極顯著負相關（表5）。這說明外源化感物質阿魏酸的處理影響了紫云英的生長過程，改變了土壤微生物區(qū)系，進而影響土壤酶活性和土壤養(yǎng)分的有效性，使得土壤環(huán)境條件向著不利于紫云英植株的生長方向演變。同時也證實了Aon和Colaneri的理論即特定的土壤酶活性與細菌、真菌等類群密切相關[14]。

參考文獻：

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[14]Aon M A，Colaneri A C. Temporal and spatial evolution of enzymatic activities and physico-chemical properties in an agricultural soil[J]. Applied Soil Ecology，2001，18（3）：255-270.