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1、中国蔬菜学术论文下载 www. c n v e g . o r g伴生大麦和芥菜对连作辣椒叶片保护酶活 性及根际土壤环境的影响张福建 陈 昱 杨有新 吴超群 范淑英 吴才君*（江西农业大学农学院，江西南昌330045）摘 要：以辣椒品种辛香 8 号为试验材料，设伴生大麦处理、伴生芥菜处理、单作辣椒处理（CK）和无苗处理（不栽培任何植物的连作土，CW） ，采用盆栽试验研究伴生大麦和芥菜对连作辣椒叶片保护酶活性及根际土壤环境的影响。结果表明：伴生芥菜处理的辣椒株高比 CK 显著增加了 8.64%。伴生大麦和芥菜处理均可提高辣椒叶片 POD 和 CAT 活性，显著降低辣椒叶片 H2O2含量，其中伴生
2、芥菜处理效果较好，POD、CAT 和 APX 活性分别比 CK 显著增加了 12.61%、90.91% 和38.71%。两种伴生处理的土壤中放线菌、细菌以及总菌数量均高于 CK 和 CW，真菌数量显著降低，伴生处理还可以提高土壤中多酚氧化酶、脲酶和蔗糖酶的活性。伴生芥菜处理的辣椒根际土壤 pH 值显著升高，电导率显著降低。综上，伴生大麦和芥菜栽培均可提高辣椒叶片保护酶活性，改善根际土壤环境。关键词：辣椒；伴生；连作障碍；保护酶活性；根际土壤分泌物能够提高土壤微生物多样性。如伴生小麦可以促进西瓜生长，增加西瓜根际土壤放线菌和细菌数量，降低土壤真菌比例，同时提高微生物生物量（徐伟慧，2016） ；
3、伴生禾本科作物，特别是大麦能够提高番茄根际土壤酶活性，增加土壤微生物数量，降低根结线虫的发生（杨瑞娟等，2017） ；花生与麦类作物（大麦、燕麦、小麦）混作可以提高花生铁的含量， 改善植株铁营养 （左元梅和张福锁，2004） ；与单作辣椒相比，玉米与辣椒间作缓解了Cd、Pb 等重金属对辣椒的毒害作用，提高了土壤酶活性以及菌落数量（杨晶，2016） 。十字花科蔬菜含有的芥子油被酶水解后生成异硫氰酸类物质，具有抗菌活性，能够改变土壤微生物结构，抑制病害的发生（Mowlicketal.，2013） 。尤其是芥菜中的芥子油甙含量最高，利用其残茬覆膜熏蒸能够提高土壤中的异硫氰酸酯，达到杀灭病原菌的目的。
4、同时，芥菜有助于提高土壤细菌多样性，降低土壤中真菌和尖孢镰刀菌的数量，改善土壤微生态结构，减轻连作障碍的危害（刘昕昕，2013） 。此外，利用芸薹属植物残体进行生物熏蒸能够调节土壤微生物群落以及减轻辣椒疫病的发生，从而显著增加辣椒产量（Hansen&Keinath，张福建，男，硕士研究生，专业方向：园艺植物栽培与调控，E-mail：* 通讯作者（Correspondingauthor） ：吴才君，男，教授，硕士生导师，专业方向： 种质资源与遗传育种及蔬菜栽培生态与环境调控， E-mail：收稿日期：2017-10-28；接受日期：2017-12-13基金项目： 江西省现代农业科研协同创新专项
5、（JXXTCX2015005-002） ，江西省重点研发计划项目（20161ACF60015） ，江西省现代农业产业技术体系建设项目（JXARS-06）辣椒（Capsicum annuumL.）为茄科辣椒属一年生或有限多年生植物，在我国南北各地广泛栽培。据农业部大宗蔬菜体系统计，近年来我国辣椒种植面积为 150 万200 万 hm2，占全国蔬菜总种植面积的 8%10%（王立浩等，2016） 。然而，随着辣椒种植面积的扩大和连作年限的增加，连作障碍日益严重，轻者减产 30% 左右，严重的减产60% 以上，甚至绝产（胡亮和陈宾，2015） 。大量研究表明，利用植物间的化感作用原理合理安排伴生或间套
6、作不仅可以提高蔬菜产量和品质，而且还可以有效减轻病虫害，改善土壤生态环境，从而减轻连作障碍的发生（Fuetal.，2016；Gaoetal.，2017） 。目前常用的伴生作物多为禾本科作物，禾本科作物具有较强的化感作用，其根系4242研究论文中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES2018（2） ：42-46中国蔬菜学术论文下载 www. c n v e g . o r g2013；Wangetal.，2014） 。本试验以大麦和芥菜为伴生作物，通过盆栽试验探讨了伴生芥菜和大麦对连作辣椒叶片保护酶活性及根际土壤环境的影响，旨在为提高辣椒克服连作障碍能力以及生产实践提供理论指导。1 材料
7、与方法1.1 试验材料供试辣椒品种为线椒辛香 8 号，芥菜品种为本地芥菜笋，由江西华农种业有限公司馈赠；大麦品种为带皮大麦，购自郑州华丰草业科技有限公司。所用肥料为果蔬专用有机肥，购自湖北吉顺磷化有限公司。供试土壤取自江西省农业科学院试验基地辣椒连作 5a 的地块，土壤基本理化性质：pH值为 4.52，碱解氮含量 80.7mgkg-1，有效磷 16.7mg kg-1，速效钾 393mg kg-1，有机质 36.5g kg-1。1.2 试验方法试验于 2017 年在江西农业大学生态园蔬菜试验基地进行，将辣椒连作土壤与有机肥混匀（10V1V）并均匀装入盆中（30cm25cm） 。设置 4 个处理，
8、分别为伴生大麦处理、伴生芥菜处理，对照单作辣椒处理（仅种植 1 株辣椒，CK） 、无苗处理（不栽培任何植物的连作土，CW） 。辣椒催芽后播种于穴盘中，4 叶期定植到盆中，每盆 1株；定植 5d 后进行伴生处理：在距辣椒植株 5cm处分别撒播 30 粒大麦种子或 5 粒芥菜种子，芥菜出苗后留下 2 株。当大麦和芥菜幼苗长至 25cm 左右时留茬 5cm。每处理 10 盆， 3 次重复， 随机排列，放置大棚内进行常规管理。试验期间不使用任何药剂，人工除草，定量浇水。伴生 30d 结束，采集辣椒叶片测定酶活性和生长指标；利用剥落分离法采集辣椒根际土壤，4下保存土样用于测定土壤微生物数量，风干土样用于
9、测定土壤理化性质。1.3 测定项目1.3.1 生长指标 株高使用卷尺测量。1.3.2 叶片指标 H2O2含量采用试剂盒测定，购自南京建成生物工程研究所。酶提取液的制备：使用天平称取 0.2g 叶片，剪碎后放入预先冷却好的研钵中，加入 2mL0.05molL-1磷酸缓冲液（pH 值 7.8，含 0.2mmolL-1EDTA，2%PVP）研磨成匀浆，在高速离心机上12000rmin-1、4离心 10min 后，低温保存待用，此上清液用于测定各种酶活性。过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性的测定采用Cakmak 和 Marschner（1992）的方法。CAT 活性测定： 取 上 清 液
10、0.1mL， 加 入 25mmolL-1PBS（pH 值为 7.0，含 0.1mmolL-1EDTA）1.7mL、10mmolL-1H2O20.2mL， 反 应 时 间 50s， 测定 OD240的动力学变化，吸光系数为 39.4mmolL-1cm-1；POD 活性测定：取上清液 0.1mL，加入 25mmolL-1磷酸缓冲液（pH 值为 7.0，含 0.1mmolL-1EDTA）1.7mL、20mmolL-1H2O20.1mL、1% 愈创木酚 0.1mL，测定 OD470，取其中 50s的动力学变化计算酶促反应速率，吸光系数为 26.6mmolL-1cm-1。抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性
11、测定参照 Nakano 和 Asada（1981）的方法：取0.1mL 上清液，加入 25mmolL-1磷酸缓冲液（pH值 为 7.0， 含 0.1mmolL-1EDTA）1.7mL、20mmolL-1H2O20.1mL、5mmolL-1ASA0.1mL，测定 OD290的动力学变化。1.3.3 土壤理化指标 土壤电导率和 pH 分别用电导率仪和 pH 计测定，其水土比均为 51 （体积比） ；土壤微生物数量采用稀释平板法计数，放线菌采用高氏 1 号培养基培养、细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基培养、真菌采用马丁 - 孟加拉红培养基培养（阮弈平，2013） ；脲酶活性测定采用靛酚比色法，以反应 24h
12、 后 1g 土壤中 NH4+-N 的毫克数表示；多酚氧化酶活性测定采用邻苯三酚比色法，以反应 2h 后 1g 土壤中生成的紫色没食子素的毫克数表示；蔗糖酶活性测定采用 3,5- 二硝基水杨酸比色法，以反应 24h 后 1g 土壤葡萄糖毫克数表示；酸性磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法，以反应 24h 后 1g 土壤中释放出的酚的毫克数表示。 （关松荫，1986） 。1.4 数据处理 试验数据采用 MicrosoftOfficeExcel2003 软件和 SPSS17.0 软件进行整理和分析，显著性检验采用 Duncan 法；采用 GraphPad 软件作图。2 结果与分析2.1 伴生大麦和芥菜
13、对连作辣椒株高的影响伴生芥菜处理的辣椒株高最高，为 59.58cm，4343研究论文中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES中国蔬菜学术论文下载 www. c n v e g . o r g比对照单作辣椒处理（54.84cm）显著增加了8.64%，但伴生大麦处理的株高（55.18cm）与对照无显著差异。2.2 伴生大麦和芥菜对连作辣椒叶片指标的影响从表 1 可以看出，伴生大麦和芥菜处理的辣椒叶片 H2O2含量显著降低，分别比对照下降了 32.79% 和 24.59%。伴生芥菜处理的辣椒叶片POD、CAT 和 APX 活性均显著高于对照，分别增加了 12.61%、90.91% 和 38.
14、71%；而伴生大麦处理能够显著提高辣椒叶片 POD 活性，但 CAT 和 APX活性与对照无显著差异。2.3 伴生大麦和芥菜对连作辣椒根际土壤微生物数量的影响从表 2 可以看出，两种伴生处理的辣椒根际土壤中放线菌、细菌以及总菌数量均高于 CK 和CW，真菌数量均显著低于 CK 和 CW；其中伴生大麦处理的土壤放线菌数量显著高于 CK，伴生芥菜处理的根际土壤总菌数量高于其他处理，与 CK 相比增加了 16.59%。2.4 伴生大麦和芥菜对连作辣椒根际土壤酶活性的影响从表 3 可以看出，伴生处理提高了辣椒根际土壤的酶活性。伴生大麦和芥菜处理的根际土壤多酚氧化酶和蔗糖酶活性均显著高于 CK 和 CW
15、，其中多酚氧化酶活性分别比 CK 提高了 25.14%和 35.20%；蔗糖酶活性则分别提高了 174.56%和 27.77%。从脲酶活性看，伴生芥菜处理的脲酶活性比 CK 显著增加了 162.86%。两种伴生处理的辣椒根际土壤酸性磷酸酶活性与对照差异不显著。2.5 伴生大麦和芥菜对连作辣椒根际土壤 pH 及电导率的影响从表 4 可以看出，与对照相比，伴生大麦和芥菜处理的辣椒根际土壤 pH 值有所升高，其中伴生芥菜处理与 CK 和 CW 差异显著。伴生芥菜处理的辣椒根际土壤电导率显著低于其他处理。表 1 伴生大麦和芥菜对连作辣椒叶片指标的影响处理POD 活性/molmg-1min-1CAT 活性/molmg-1min-1APX 活性/molmg-1min-1H2O2/molmg-1单作辣椒（CK）2.300.06b0.220.01b0.620.01b1.220.09a伴生大麦2.540.04a0.330.05ab0.530.02b0.820.06b伴生芥菜2.590.05a0.420.02a0.860.04a0.920.07b注：表中同列数据后不同小写字母表示差异显著（P 0.05） ，下表同。表 2 伴生大麦和芥菜对连作辣椒根际土壤微生物数量的影响处理放线菌数/104cfug-1
