香草酸对花生种子萌发、幼苗生长及根际微生物区系的影响

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【目的】探讨酚酸类自毒物质香草酸的自毒作用,研究其对花生种子萌发和幼苗生长的影响,揭示根际土壤微生物在花生生育期内对自毒物质的响应规律。【方法】以花生品种阜花12号150GY为试材,培养皿培养试验设6个处理:0、0.01、0.03、0.05、0.07、0.09 mmol?L-1香草酸溶液;营养钵种植试验设5个处理:0、0.01、0.03、0.05、0.07 mmol?L-1香草酸溶液;盆栽试验设5个处理:香草酸用量分别为0、0.01、0.03、0.05、0.07 mg?kg-1干土。分别研究外源添加香草酸对花生种子萌发、幼苗生长及根际微生物区系的影响。【结果】(1)经不同浓度香草酸溶液处理后,花生种子的发芽率、发芽势和发芽指数均低于CK,与对照存在显著性差异。当香草酸溶液浓度为0.09 mmol?L-1时,发芽率、发芽势和发芽指数与对CK相比分别降低39%、66.3%和55.9%,自毒效应响应指数达到最大值。(2)经不同浓度香草酸溶液处理后,花生幼苗的主根长、单株干重、叶绿素含量、净光合速率和气孔导度均低于CK,与对照存在显著性差异,当香草酸溶液浓度为0.07 mmol?L-1时,各指标与对CK相比分别降低37.3%、40.0%、19.0%、53.9%和49.1%,自毒效应响应指数达到最大值。胞间CO2浓度变化趋势与以上指标相反,随香草酸浓度的增大而呈现上升趋势,当香草酸溶液浓度为0.07 mmol?L-1时,胞间CO2浓度比对照提高46.1%。(3)香草酸浓度≥0.03 mmol?L-1时,花生根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力(活跃吸收面积/总吸收面积)低于CK,叶片的MDA含量高于对照,均与对照存在显著性差异,当香草酸溶液浓度为0.07 mmol?L-1时,各指标与对照相比分别降低22.4%,54.2%和40.6%,MDA含量提高43.3%。(4)根际放线菌数量在花生生育前期随着香草酸浓度的增大而显著降低,进入结荚期后各处理间差异不显著。根际细菌数量在花生生育前期时各处理间差异不显著,而进入结荚期后随着香草酸浓度的增大而显著降低。高浓度的香草酸(0.07 mg?kg-1干土)对根际真菌生长具有抑制作用,而低浓度的香草酸(0.01 mg?kg-1干土)对根际真菌生长具有促进作用。【结论】香草酸对花生种子萌发和幼苗生长存在一定的抑制作用,香草酸亦会抑制花生幼苗的光合作用,降低根系活力,促进幼苗叶片产生丙二醛。此外,不同浓度的香草酸溶液均会使花生根际细菌和放线菌的数量降低,抑制根际土壤中细菌和放线菌的生长繁殖,而对土壤真菌的影响呈现低促高抑的现象,即低浓度的香草酸溶液促进花生根际土壤中真菌的生长;而高浓度则对真菌生长具有一定的抑制作用。
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