红椒连作化感物质的提取与分离
目 录
1 引言.............................................................1
1.1 连作及其连作障碍的概念.........................................1
1.2 化感物质.......................................................2
1.3 辣椒化感作用研究现状...........................................2
1.4 本研究目的和意义...............................................3
2 材料与方法...................................................3
2.1 试验仪器、器皿和试剂............................................3
2.2 试验材料.....................................................4
2.3 试验方法.......................................................4
3 结果与讨论......................................................7
3.1 提取工艺的优化.................................................7
3.2 辣椒连作土壤中不同极性 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
化学物质的提取与分离.....................8
3.3 植株浸提液化学物质的提取与分离................................12
3.4 辣椒植株水培液中化学物质的提取试验结果........................14
结论...............................................................15
致谢...............................................................16
参考文献...........................................................171 引言
淮安红椒是国家地理标志性特色品牌蔬菜，它的栽培面积广泛，全市目前以清浦区为核心区的常年设施化种植红椒面积已经达到40万亩，成为主导淮安市农民增加收入，创业致富的产业。淮安红椒在影响全国红椒的市场中具有重要意义。大棚栽培在淮安红椒的种植中使用广泛，连作障碍严重，自毒物质的积累是产生连作障碍主要原因之一。大量实践表明，自毒物质的主要成分是植株腐解后活根系分泌向土壤中释放的有机化合物。
1.1 连作及其连作障碍的概念
连作是指一年内或连年内在同一个地块中，连续栽培同一种或同一科的作物的种植方式。连作障碍则是指同一作物或近缘作物的连续种植后,即使是通过正常的管理，也会产生生育状况变差、产量减少以及品质降低的现象[1]。
1.1.1 连作障碍发生的因素
1.1.1.1 土壤养分分布不均衡
由于长期种植同种或同科蔬菜，土壤年年对某种养分需求量较大，土壤中的养分必然会缺乏，而对其不需要或需要较少的元素积累过多，导致土壤内养分的平衡失调, 土壤肥力不能够被充分利用。其次，由于各种蔬菜根系分布有深有浅，年年连作，根系吸收范围固定，同样会造成营养缺乏[2]。
1.1.1.2 土壤有害微生物增加，土传病害加重
引起土壤连作障碍的最主要因素之一是土传病虫害。栽培作物种类的单一性造成了设施栽培中特殊的环境，此特殊环境会抑制硝化细菌、氨化细菌等有益微生物的活动，根系病虫害因此得以赖以生存，进行长期寄居并且大量繁殖，土壤中的病原菌数目逐渐增加，从而打破了土壤无机成分和微生物之间的自然平衡，导致了肥料在分解过程中遇到障碍，土壤病菌不断蔓延[3]。
1.1.1.3 自毒作用
自毒作用是指某些植物可以通过地上部分淋溶、残体分解、根系分泌向环境中释放化学物质，从而对自身产生直接或间接的毒害作用[4]。它是一种发生在种内的生长抑制作用。自毒作用是产生连作障碍的重要原因之一[5]。
1.1.1.4 自毒作用发生机制
所谓化感作用是指一种植物通过向环境释放某些化学物质, 在其周围形成一个微环境区域, 从而抑制或促进该区域内其它植物(包括其自身) 生长的现象[6]。当受体和供体同属于一种植物时产生抑制作用就是植物的自毒作用，它是一种发生在种内的生长抑制作用[7]。自毒现象是化感作用的重要形式之一[8]，许多作物的连作障碍与此相关。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
连作条件下土壤生态环境对植物生长有着很大的影响, 尤其是植物残体与病原微生物的代谢产物对植物有致毒作用,并连同植物根系分泌物分泌的自毒物质一起影响植株代谢,最后导致自毒作用的发生[9]。自毒性的一个非常重要特点是依赖分泌到环境中的化学物质起作用[10]。
1.2 化感作用
化感作用产生的化学物质称为化感物质，其释放途径主要包括四个方面：① 植物根部溢出直接产生化感效应；②植物残株或凋零物分解产生化感效应；③由植物表面溢出，被雨水冲洗到下层或渗入到土壤后表现出化感效应；④某些挥发性化感物质通过植物体表挥发到环境中发生作用。化感作用可分为他毒和自毒两种[11]。
植物化感物质是植物体释放到环境中的代谢物或次生代谢物。根据它们的性质分为四类：脂肪族化合物，指水溶性的醇和酸，如草酸、乳酸、甲醇、乙醇、丁醇等；脂肪酸、类酯物，以及不饱和内酯，如苹果酸、柠檬酸、花楸酸、棒曲霉素；萜类化合物，如单萜烯、呱烯、樟脑、桉树脑，以及倍半萜烯等；芳香族、化合物，如简单的酚、酚酸、醌、单宁、香豆素、黄酮类、生物碱、肉桂酸衍生物及经苯草酸合成的芳香族氨基酸。其中低分子有机酸、酚类和萜类最为长见[12]。
1.3 辣椒化感作用研究现状
化感作用是指植物(包括微生物)之间产生的相互促进或抑制的生物化学作用。除了病原菌滋生以及营养重复消耗等原因会产生连作障碍外，化感物质的分泌和释放也是极其重要的原因。Tsuchiya等[13]认为，微生物病害不是导致辣椒由于连作而产生质量和产量下降的原因，主要原因应该是化感作用。Cho等利用二氯甲烷提取辣椒果实中的辣椒碱的分析研究表明，辣椒果实中存在化感作用物质是产生连作障碍的最主要原因[14]。程智慧认为，在辣椒化感作用中起重要地位的化学物质有：邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸、苯萘胺、4,4-二叔丁基苯酚、二苯胺、2,3-丁二醇、丁酸、2-叔丁基苯酚、戊二酸二丁酯、2,4-二叔丁基苯酚[15]。耿广东等认为，除了以上物质外，还应包括邻苯二甲酸-丁基- 环己烷基酯、邻苯二甲酸-丁基-异丁酯、邻苯二甲酸二叔丁酯以及苯萘胺，其中，邻苯二甲酸二丁酯的含量最高，达到41.5％[16]。侯永侠等用气质联用仪（GC-MS）测定了水培辣椒幼苗的根系分泌物，认为具有化感的物质为烷烃、芳香烃、醇、酮、烯酸酯、芳香酸酯和含氮化合物，其中大量是芳香族和烷烃[17]。孙海燕、王炎认为，2,6-二叔丁基苯酚、邻苯二甲酸二异丁酯和邻苯二甲酸二丁酯为辣椒根系分泌的潜力化感物质[18]。
1 引言.............................................................1
1.1 连作及其连作障碍的概念.........................................1
1.2 化感物质.......................................................2
1.3 辣椒化感作用研究现状...........................................2
1.4 本研究目的和意义...............................................3
2 材料与方法...................................................3
2.1 试验仪器、器皿和试剂............................................3
2.2 试验材料.....................................................4
2.3 试验方法.......................................................4
3 结果与讨论......................................................7
3.1 提取工艺的优化.................................................7
3.2 辣椒连作土壤中不同极性 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
化学物质的提取与分离.....................8
3.3 植株浸提液化学物质的提取与分离................................12
3.4 辣椒植株水培液中化学物质的提取试验结果........................14
结论...............................................................15
致谢...............................................................16
参考文献...........................................................171 引言
淮安红椒是国家地理标志性特色品牌蔬菜，它的栽培面积广泛，全市目前以清浦区为核心区的常年设施化种植红椒面积已经达到40万亩，成为主导淮安市农民增加收入，创业致富的产业。淮安红椒在影响全国红椒的市场中具有重要意义。大棚栽培在淮安红椒的种植中使用广泛，连作障碍严重，自毒物质的积累是产生连作障碍主要原因之一。大量实践表明，自毒物质的主要成分是植株腐解后活根系分泌向土壤中释放的有机化合物。
1.1 连作及其连作障碍的概念
连作是指一年内或连年内在同一个地块中，连续栽培同一种或同一科的作物的种植方式。连作障碍则是指同一作物或近缘作物的连续种植后,即使是通过正常的管理，也会产生生育状况变差、产量减少以及品质降低的现象[1]。
1.1.1 连作障碍发生的因素
1.1.1.1 土壤养分分布不均衡
由于长期种植同种或同科蔬菜，土壤年年对某种养分需求量较大，土壤中的养分必然会缺乏，而对其不需要或需要较少的元素积累过多，导致土壤内养分的平衡失调, 土壤肥力不能够被充分利用。其次，由于各种蔬菜根系分布有深有浅，年年连作，根系吸收范围固定，同样会造成营养缺乏[2]。
1.1.1.2 土壤有害微生物增加，土传病害加重
引起土壤连作障碍的最主要因素之一是土传病虫害。栽培作物种类的单一性造成了设施栽培中特殊的环境，此特殊环境会抑制硝化细菌、氨化细菌等有益微生物的活动，根系病虫害因此得以赖以生存，进行长期寄居并且大量繁殖，土壤中的病原菌数目逐渐增加，从而打破了土壤无机成分和微生物之间的自然平衡，导致了肥料在分解过程中遇到障碍，土壤病菌不断蔓延[3]。
1.1.1.3 自毒作用
自毒作用是指某些植物可以通过地上部分淋溶、残体分解、根系分泌向环境中释放化学物质，从而对自身产生直接或间接的毒害作用[4]。它是一种发生在种内的生长抑制作用。自毒作用是产生连作障碍的重要原因之一[5]。
1.1.1.4 自毒作用发生机制
所谓化感作用是指一种植物通过向环境释放某些化学物质, 在其周围形成一个微环境区域, 从而抑制或促进该区域内其它植物(包括其自身) 生长的现象[6]。当受体和供体同属于一种植物时产生抑制作用就是植物的自毒作用，它是一种发生在种内的生长抑制作用[7]。自毒现象是化感作用的重要形式之一[8]，许多作物的连作障碍与此相关。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
连作条件下土壤生态环境对植物生长有着很大的影响, 尤其是植物残体与病原微生物的代谢产物对植物有致毒作用,并连同植物根系分泌物分泌的自毒物质一起影响植株代谢,最后导致自毒作用的发生[9]。自毒性的一个非常重要特点是依赖分泌到环境中的化学物质起作用[10]。
1.2 化感作用
化感作用产生的化学物质称为化感物质，其释放途径主要包括四个方面：① 植物根部溢出直接产生化感效应；②植物残株或凋零物分解产生化感效应；③由植物表面溢出，被雨水冲洗到下层或渗入到土壤后表现出化感效应；④某些挥发性化感物质通过植物体表挥发到环境中发生作用。化感作用可分为他毒和自毒两种[11]。
植物化感物质是植物体释放到环境中的代谢物或次生代谢物。根据它们的性质分为四类：脂肪族化合物，指水溶性的醇和酸，如草酸、乳酸、甲醇、乙醇、丁醇等；脂肪酸、类酯物，以及不饱和内酯，如苹果酸、柠檬酸、花楸酸、棒曲霉素；萜类化合物，如单萜烯、呱烯、樟脑、桉树脑，以及倍半萜烯等；芳香族、化合物，如简单的酚、酚酸、醌、单宁、香豆素、黄酮类、生物碱、肉桂酸衍生物及经苯草酸合成的芳香族氨基酸。其中低分子有机酸、酚类和萜类最为长见[12]。
1.3 辣椒化感作用研究现状
化感作用是指植物(包括微生物)之间产生的相互促进或抑制的生物化学作用。除了病原菌滋生以及营养重复消耗等原因会产生连作障碍外，化感物质的分泌和释放也是极其重要的原因。Tsuchiya等[13]认为，微生物病害不是导致辣椒由于连作而产生质量和产量下降的原因，主要原因应该是化感作用。Cho等利用二氯甲烷提取辣椒果实中的辣椒碱的分析研究表明，辣椒果实中存在化感作用物质是产生连作障碍的最主要原因[14]。程智慧认为，在辣椒化感作用中起重要地位的化学物质有：邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸、苯萘胺、4,4-二叔丁基苯酚、二苯胺、2,3-丁二醇、丁酸、2-叔丁基苯酚、戊二酸二丁酯、2,4-二叔丁基苯酚[15]。耿广东等认为，除了以上物质外，还应包括邻苯二甲酸-丁基- 环己烷基酯、邻苯二甲酸-丁基-异丁酯、邻苯二甲酸二叔丁酯以及苯萘胺，其中，邻苯二甲酸二丁酯的含量最高，达到41.5％[16]。侯永侠等用气质联用仪（GC-MS）测定了水培辣椒幼苗的根系分泌物，认为具有化感的物质为烷烃、芳香烃、醇、酮、烯酸酯、芳香酸酯和含氮化合物，其中大量是芳香族和烷烃[17]。孙海燕、王炎认为，2,6-二叔丁基苯酚、邻苯二甲酸二异丁酯和邻苯二甲酸二丁酯为辣椒根系分泌的潜力化感物质[18]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/yy/777.html
