问荆根茎水浸液对大豆根际土壤性质、微生物及酶活性的化感效应

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1、问荆根茎水浸液对大豆根际土壤性质、微生物及酶活性的化感效应王慧一1，岳中辉1，隋海霞1，焦浩1，刘宝林2（1哈尔滨师范大学生命科学与技术学院/黑龙江省普通高等学校植物生物学重点实验室，哈尔滨150025；2中储粮北方农业开发有限公司，黑龙江嫩江161400）摘要：为评价问荆对大豆生长后根际土壤微生态环境的化感效应，研究了不同浓度问荆水浸液处理下大豆根际土壤性质、微生物数量及酶活性的变化。结果表明，不同浓度问荆水浸液处理下，土壤碱解氮、速效磷、有机质含量随问荆水浸液浓度增加而减少，其中品种BD土壤碱解氮含量由6

2、0.30mg/kg降至55.16mg/kg，品种DK3土壤速效磷含量由18.84mg/kg降至15.64mg/kg，品种DK1土壤有机质含量由67.26g/kg降至56.23g/kg；土壤细菌、真菌、放线菌数量随问荆水浸液浓度增加而减少，其中品种BD土壤细菌数量由69.91×104cfu/g降至11.19×104cfu/g，品种DK1土壤真菌数量由43.53×104cfu/g降至16.79×104cfu/g，同时土壤放线菌数量由67.50×104cfu/g降至13.08×104cfu/g；土壤过氧化氢酶活性随

3、问荆水浸液浓度增加而升高，其中品种BJ土壤过氧化氢酶活性由1.02mL/g上升至1.26mL/g，脲酶活性随问荆水浸液浓度增加而降低，其中品种DK1土壤脲酶活性由0.67mg/100g降至0.39mg/100g，磷酸酶、转化酶活性未发生变化。说明问荆产生的化感物质使土壤养分下降，而土壤酶对外来物质有缓冲作用。.jyqkail：[email protected]。通讯：岳中辉，女，1971年出生，黑龙江讷河人，副教授，博士，研究方向为土壤生态学。通信150025哈尔滨师范大学生命科学与技术学院，Tel

4、：0451-88060576，E-mail：[email protected]。收稿日期：2015-01-13，修回日期：2015-03-15。0引言植物与土壤之间的生物化学相互作用是土壤生态学领域研究中的重要科学问题之一。在农业生态系统中，农田杂草是影响农作物生长的重要因素，在长期与作物的协同进化过程中，杂草不仅与作物竞争养分、水分、光照、生存空间等环境条件，某些种类还会通过调节自身代谢过程合成特定的次生化学物质（化感物质）并通过淋溶、挥发、根际释放以及植物残株的腐解等形式进入环境中从而对作物生长

5、产生有利或有害的影响（化感作用）[1]。多年生杂草根际释放以及植物残株的腐解释放的化感物质是以土壤为媒介移动到作物的根部从而影响作物的生长及生理生化过程的[2]。化感物质在土壤中还会经历不同类型的迁移和生物降解过程，直接或间接地影响土壤理化性质、土壤微生物活性、土壤酶活性等，如用香草酸处理辣椒幼苗后，根际土壤有机质、有效磷和速效钾含量随香草酸浓度增加而降低[3]；黄顶菊生长后，使土壤全磷和全钾含量降低，全氮、铵态氮、硝态氮、速效钾含量增加[4]；用火炬树叶浸提液处理土壤后，土壤全碳、全钾、速效氮、有效磷、速效

6、钾含量随浸提液浓度增加而增加[5]。用三列叶豚草挥发油饱和液处理小麦和玉米后，土壤细菌数量明显减少[6]；加拿大一枝黄花生长后的土壤质量与裸地相比，土壤反硝化细菌、嫌气性纤维素分解菌和反硫化细菌数量降低，亚硝酸细菌、好气性自生固氮菌、硫化细菌、氨化细菌和好气性纤维素分解菌数量增加[7]。用花椒叶浸提液浇灌盆栽花椒幼苗后，根际土壤蛋白酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性降低，过氧化氢酶和多酚氧化酶活性升高[8]；稗草与水稻共生后，水稻根际土壤脱氢酶、转化酶活性降低[9]。这些研究都表明，不同化感物质进入土壤后，对土壤性质

7、、微生物数量及酶活性都有不同的影响，这是由于不同杂草分泌化感物质的多少及种类不同。问荆(EquisetumarvenseL.)属木贼科问荆属，是豆田常见的多年生杂草[10]，通过多年生地下根茎和地上春枝孢子进行繁殖，其根茎常年深埋于地下[11]。有研究表明，问荆根茎会产生酚酸、糖苷、生物碱类、茚满酮等化感物质[12]，这些物质通过本身腐解或直接释放到土壤中会对作物生长产生不利影响，前期的研究已经发现，问荆水浸液处理抑制了小麦根系的生长，使小麦的吸收能力受阻，导致小麦株高降低[13]；问荆水浸液处理后，大豆幼苗

8、光合能力下降、渗透性调节物质的合成受到抑制、保护酶活性下降，从而使大豆幼苗生长受到抑制[14]。问荆化感物质释放到土壤影响作物生长的同时，必然会对土壤的性质产生一定影响，因此在前期研究的基础上，利用盆栽试验进一步研究问荆水浸液对土壤理化性质、微生物数量及酶活性的影响，探讨问荆与大豆共生时对土壤的化感效应，以期为评价问荆对大豆生长的根际土壤微生态环境的影响提供科学依据。1材料与方法1.1试验设计1.1