山杏育苗连作障碍土壤有机质和根系代谢变化机理研究.pdf

山杏育苗连作障碍土壤有机质及根系代谢变化机理研究 摘要 摘 要 本文以头茬和重茬山杏苗地的土壤为试样，研究了头茬与重茬以及重茬不同发 育时间土壤糖类、氨基酸的组成和含量变化，同时对山杏代谢有关酶类也进行了必 要的分析，主要结果如下： 1. 处理区土壤的pH在8.2～8.4之间，土壤偏碱性，不利于作物对氮元素的吸 收和利用。 2.处理区土壤糖类主要来源于微生物，植物来源的糖类较少，重茬进一步加剧 了这种情况。重茬后土壤的总糖量显著下降 （P ﹤0.05 ），五碳糖含量下降的速度大 于六碳糖，尤其在山杏处理区，植物来源的糖类急剧减少。五碳糖在头茬以混交处 理区含量最高，说明柠条对增加植物来源的糖类有一定作用。 3.重茬土壤可检出的氨基酸种类减少，游离氨基酸可检出的种类较酸解的少； 土壤氨基酸含量总体上在减少，酸解的减少程度远大于游离的，土壤中酸解氨基酸 的组成以天冬氨酸、缬氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸为主，游离氨基酸以缬氨酸、谷氨 酸、甲硫氨酸、半胱氨酸为主，重茬前后组成均有一定程度的变化。两者均含有较 多的谷氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、甲硫氨酸和苯丙氨酸，游离氨基酸中还含有较多 的酪氨酸，样地土壤中生氰前体氨基酸含量较高；无论是头茬还是重茬，每个土壤 样品中含硫氨基酸的比例较高，在酸解氨基酸中占各自氨基酸总量的7%～22%，在游 离氨基酸中占8%～28% 。重茬后游离氨基酸中只有酸性氨基酸比例上升，应引起研 究者的重视。 每种酸解氨基酸不同时期的变化类型及程度较游离氨基酸的复杂。总体上，多 数氨基酸在重茬6月份含量最低，到重茬7月份又稍有回升，这与不同时期气温的变 化相似。半胱氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸等在不同时期 的变化比较特殊，有待更深入的研究。 每种氨基酸在根际或非根际间的差异主要表现在重茬前后，而在不同处理间的 差异相对较小。 三个不同处理区间的氨基酸变化存在一定差异，山杏处理区氨基酸含量的变化 程度较其它两个处理区大；山杏×柠条处理区氨基酸的种类和含量要稍多于山杏处 理区，但稍低于杨树处理区。重茬后的这些变化可能与氢氰酸的形成和释放有关, 氢 氰酸使山杏苗的呼吸代谢受阻，可能是导致山杏重茬育苗失败的原因之一。柠条与 I 山杏育苗连作障碍土壤有机质及根系代谢变化机理研究 山杏混交后再育山杏苗成功，很可能与混交使土壤氨基酸种类增加、含量提高有一 定关系。 4.在头茬和重茬条件下山杏根系SOD、CAT活性小于叶片且有低于杨树根系的 趋势，POD虽然在根系中较高，但与杨树根系相比却较低，可见。重茬或是第三茬 后，在6月份山杏体内的酶促防御系统基本上被破坏，已经不能有效的维持山杏细胞 内活性氧等的动态平衡。 山杏根系中丙酮酸激酶和转氨酶的活性有小于叶片中的趋势，而杨树样品相关 酶活性则表现为根系大于叶片，重茬后有加强的趋势。 重茬后根系蔗糖酶的活性升高，使根系向土壤中分泌更多的糖类，有利于微生 物的大量繁殖，会对山杏产生不利影响。检测到重茬后一段时间土壤糖类含量有暂 时升高的现象为这一推断提供了有力证据。 关键词：山杏；重茬；土壤糖类；土壤氨基酸；含硫氨基酸；苯丙氨酸；HCN II Abstract Study on the change mechanism of soil organic matter and roots metabolism in Armeniaca sibirica s continuous cropping obstacles Abstract