酚类物质对作物连作障碍的研究进展

潘玉梅 曾嘉

摘 要：酚类物质是作物重要的次生代谢产物，在连作土地中的土壤酚类物质含量迅速增加，是导致作物连作障碍的重要因素之一。本文从酚类物质对作物的化感作用以及对土壤理化性质、酶活性和微生物的影响出发，综合前人的研究，探讨酚类物质导致连作障碍的原因。结合相关解决酚类物质引起的连作障碍研究进展，为酚类物质引起的连作障碍问题提供相关研究依据。

关键词：酚类物质;土壤;植物;连作障碍

酚类物质指的是芳香烃化合物苯环上的一个或多个氢原子被羟基取代所生成的芳香族有机化合物，按其被取代的后所含的羟基个数可分为一元酚和多元酚。酚类物质是土壤重要组成部分之一，也是植物重要的次生代谢产物之一。有许多研究表明，土壤酚类物质的积累能导致土壤养分失调，病虫害加剧，作物产量品质下降等一系列连作障碍问题。连作障碍是现如今制约大多数作物发展的关键因素。关于酚类物质对土壤理化性质、土壤微生物、土壤酶活性以及对植物的化感作用等的研究报道已有许多。本文根据前人的研究成果，从酚类物质的来源、对植物的化感作用以及对土壤理化性质、微生物活力、土壤酶活性影响等方面探讨酚类物质对作物连作障碍问题。为进一步了解酚类物质对植物连作障碍的相关研究，试图从多角度探讨和剖析连作障碍问题。

一、植物以及土壤酚类物质的来源

1.植物酚类物质的来源

酚类物质作为植物重要的次生代谢产物之一，植物酚类物质的含量和种类丰富，且主要由类黄酮、酚酸和单宁等组成。植物酚类物质含量和种类因植物种类不同，呈现出差异。而且同一株植物不同部位的酚类物质也有所差异，不同时间段也表现出差异性。植物酚类物质来源于植物的生物合成，其合成途径有很多种，其中以丙二酸合成途径和莽草酸合成途径为主要合成途径。

2.土壤酚类物质来源

土壤酚类物质主要来源于植物，一是植物残体和枯枝落叶分解产生，二是植物根系分泌物，三是植物表面的代谢分泌产物被雨露等淋洗，进入土壤。

在自然界中，植物残体和枯枝落叶进入土壤进行腐烂分解，是自然系统养分循环的重要环节，能有效地保证整个生态系统的稳定运行。李晶等研究发现，玉米秸秆腐解后会产生多种酚类物质，且随着腐解时间的延长，酚类物质含量有所降低。田给林研究发现，高粱茎叶腐解能产生高浓度的对香豆酸，且能缓解草莓根茎腐炭疽病。朱林等研究发现，腐解物中酚类物质含量表现为：稻草>猪粪>木屑，在腐解20～30天时酚酸量为最高，40～50天时基本稳定。吕卫光等研究认为，西瓜植株残体不同部位腐解产生的酚类物质含量表现为：叶>茎>根。且根和茎在腐解30 d时酚酸量达到高峰，叶在腐解20～30 d时酚酸量最高;到40～50 d时酚酸量很少，基本达到稳定。Saranya Kuppusamy等研究发现，薯蓣叶和树皮、桉树叶、梨叶和樱桃叶水提物的酚类含量较高。许多研究均表明植物残体和枯枝落叶的腐解能增加土壤酚类物质的含量的种类，且腐解产生的酚类因植物体不同而呈现出一定差异。

二、酚类物质对作物的连作障碍

1.酚类物质的化感作用

化感物质是植物适应环境，与植物间进行竞争而释放出的化学物质。化感物质的成分主要是次生代谢产物。酚类物质是根系分泌的主要化感物质。化感作用指的是，在植物体内合成由根系释放到环境中的化学物质引起的相互作用。关于化感作用的定义存在很大的争议，在今天，最广泛接受的定义是生物系统之间的生化相互作用，包括植物、藻类和微生物。焦晓林等研究发现，老参地土壤中存在的酚类物质对萝卜、紫花苜蓿这些直根系作物有较强的毒力作用，对玉米小麦这些须根系作物毒性相对较弱。且对萝卜、紫花苜蓿、玉米小麦的胚根、胚芽的生长均存在抑制作用。

2.酚类物质对土壤理化性质的影响

土壤理化性质受到诸多因素的制约和影响，酚类物质对土壤理化性质的影响主要表现为：对土壤PH的影响，对土壤结构的影响，对土壤养分含量的影响等。白羽祥等发现，间苯三酚对PH存在抑制作用，酚酸含量的增加，导致土壤PH呈现出下降的趋势。母媛等研究发现，紫色土、黄壤和水稻土在加入茶多酚后，均出现了酸化现象，且添加茶多酚可降低紫色土活性铁含量和水稻土活性铝含量。吕卫光等研究认为，酚酸类物质进入土壤，降低了土壤有机质含量。

3.酚类物质对土壤酶活性影响

土壤酶是土壤生态系统的重要组成部分，是土壤生化活性和土壤物质转化的重要指标，在土壤物质转化和养分释放的过程中起到关键性的作用。土壤酶活性是土壤质量的良好指标，因为它对外界因素极为敏感。罗红艳等认为，土壤中酚类物质的积累会影响土壤酶的活性，进而影响杉木对养分的吸收利用，最终导致杉木连栽障碍的发生。

4.酚类物质对土壤微生物的影响

土壤微生物的丰富度、群落组成和微生物的活性等是农田土壤可持续生产利用的重要决定因素之一。马云华等研究发现，采用适宜浓度的酚酸类物质处理黄瓜根区土壤，能有效地促进微生物的生长和繁殖，使其数量增加，但高浓度酚酸类物质对土壤微生物有抑制作用。

三、展望

解决酚类物质引起的连作障碍是现如今农业发展的关键，从酚类物质入手思考其引起的连作障碍，为土壤连作障碍的研究提供了许多的基础和建议。同时，调节酚类物质引起的连作障碍有许多的方法，但结合实际生产，探讨能够大面积采用的方法还较少。所以为了更好的了解和解决酚类物质引起的连作障碍，对此还需要深入而全面的研究。

參考文献：

[1]武治勇，刘世功.煤焦油中酚类化合物的提取[J].化工管理，2018（02）：102.

[2]谭雪莲，郭天文，马明生，张平良.马铃薯根系分泌物组分对不同种植模式的响应[J].干旱地区农业研究，2018，36（04）：80-87.

作者简介：潘玉梅（1995-）女，四川省宜宾市高县人，汉，学历：本科。研究方向：生态学，单位：西南科技大学生命科学与工程学院农学系。