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烤烟是我国烟区重要的经济作物,连作障碍是烟草栽培中的普遍现象,可导致烟草产量下降、品质恶化、吸食安全性降低等问题。许多研究表明根系分泌物与植物残体是连作障碍的关键问题之一。本项研究以烤烟根系分泌物和根残体为材料,探索它们对幼苗生长和土壤酶活性的影响,旨在研究烤烟连作障碍发生的机理和可能的原因,为进一步解决我国西南主要烟区的连作障碍问题,提高烟叶的质量和产量提供科学依据。 本研究采用盆栽试验、模拟试验和化学分析等方法。首先收集、提取烤烟根系分泌物,并将其分组为酸溶性、碱溶性、中性组分,分别研究它们对种子发芽率、幼苗生长和根系养分吸收的影响;其次,用根残体浸提液培养土壤,模拟研究它们对土壤酶活性的影响。研究结果如下: (1) 酸溶性、碱溶性、中性组分的根系分泌物对烤烟种子发芽率均有抑制作用,表明根系分泌物中含有化感物质。 (2) 未分组的根系分泌物明显抑制烤烟幼苗的生长,尤其对根系的抑制作用较强。培养液中根系分泌物浓度越高,烟苗生物量降低和对株高的抑制作用越明显,幼苗根冠比减小,但对最大叶片长无显著影响。 (3) 分组的根系分泌物对幼苗生长均有抑制作用,培养液中分组的根系分泌物浓度越高,幼苗的生物量降低越明显。其中,中性组分对地上部的抑制作用最强,其处理的生物量比对照低10.52%;分组的根系分泌物显著提高根冠比,说明烤烟根系分泌物具有自毒作用。此外,酸溶性和碱溶性的根系分泌物对株高有增加的趋势,原因有待进一步的研究。 (4) 未分组和分组的根系分泌物对幼苗根系养分吸收和根系活力均有抑制作用。在培养液中,分别加入分组的烤烟根系分泌物,均显著降低根系对NO3-、H2PO4-、K+离子的吸收和根系活力,推测根系分泌物中产生抑制作用的物质可作用在相当宽的pH范围;其中,碱溶性组分对H2PO4-、酸溶性组分对K+、中性组分对NO3的吸收和根系活力的抑制作用较强,推测在烤烟根系分泌物中,可能存在多种抑制烤烟生K和养分吸收的化学物质;另外,抑制作用随着根系分泌物浓度的增加而增强。 (5) 烟根残体水浸提液对土壤氧化还原酶的活性有激活作用,在培养25天时,以添加45%