​STOTEN | 乙蒜素:一种潜在的土壤熏蒸剂
【英文篇名】 Evaluation of ethylicin as a potential soil fumigant in commercial tomato production in China
【作者】 李文静,任立瑞,曹坳程*等
【刊名】 Science of The Total Environment
【关键词】 乙蒜素 新型熏蒸剂
【摘要】 土传病害是制约保护地作物发展的重要瓶颈,土壤熏蒸可以有效降低土壤病原物为害。作者首次报道了乙蒜素作为土壤熏蒸剂的应用潜力,开展了乙蒜素对土壤典型致病菌镰刀菌、疫霉菌和根结线虫防效及对番茄生长和产量影响的评价。本研究发现乙蒜素熏蒸后显著降低了土壤镰刀菌和疫霉菌的丰度和根结线虫的数量,促进了番茄的生长,番茄产量提高了18.3%-42.0%。乙蒜素熏蒸显著降低了土壤细菌的多样性和丰富度,增加了土壤真菌的多样性,改变了土壤群落结构,促进Firmicutes, Steroidobacter 和Chytridiomycota等的丰度,而显著降低Ascomycota和Actinobacteriota等的丰度。总之,乙蒜素作为熏蒸剂使用具有良好的效果,它为当前种类匮乏的土壤熏蒸剂注入了新鲜血液。
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     随着设施农业快速发展,连作种植使得土壤中的土传病原物持续积累,土传病害发生越来越严重越频繁,导致作物减产,严重制约了设施农业的高质量发展。种植前对土壤进行熏蒸消毒是控制土传病虫害最有效的方法之一。然而自熏蒸剂溴甲烷被禁止在农业上使用后,可用熏蒸剂种类减少,目前人们仍在探寻具有良好效果的溴甲烷替代品。乙蒜素作为常规杀菌剂使用时,能够有效防治多种病害,具有用量低、见效快的特点。考虑到乙蒜素与异硫氰酸烯丙酯具有相似的性质,例如二者都是从植物中提取、具有强烈刺激性气味和较强挥发性的物质。因此我们设想可以把乙蒜素作为熏蒸剂使用。

1. 乙蒜素熏蒸对镰刀菌、疫霉菌和根结线虫的防治效果

       乙蒜素熏蒸显著降低了土壤中镰刀菌、疫霉菌和根结线虫的数量。尽管随着时间的推移,土壤中的病原菌和根结线虫的数量迅速增加,但乙蒜素各处理仍保持较好的防效,直到番茄移栽四个月后,乙蒜素处理对土壤镰刀菌和疫霉菌CFU的降低效果分别达 67.7%-84.0%(图1A)和 53.8%-81.0%(图 1B),土壤根结线虫的降低量达67.2%-83.6%(图 1C)。

2. 乙蒜素熏蒸处理对番茄生长和产量影响

       乙蒜素熏蒸处理显著促进了番茄生长,番茄果实数量增加了13.8%-38.6%(图2C),产量增加18.3%-42.0%(图2D),显著提高了农民收入,且随着乙蒜素用量的增加,果实数量和番茄产量显著增加。

3. 乙蒜素熏蒸处理对土壤理化指标、酶活性的影响

       乙蒜素熏蒸显著增加了土壤铵态氮含量,降低了土壤硝态氮含量(表1),增加了有效磷浓度。同时乙蒜素熏蒸显著增加了土壤pH值,降低了土壤电导率;但土壤有机质含量无显著性差异(表1)。

       土壤蔗糖酶活性随着时间的推移而下降,但乙蒜素熏蒸处理使之下降减慢。乙蒜素熏蒸处理显著降低了土壤脲酶活性(图3)。

4. 乙蒜素熏蒸对土壤细菌和真菌多样性、物种组成的影响

乙蒜素熏蒸显著降低了土壤细菌的多样性,同时增加了土壤真菌的多样性。Actinobacteriota, Firmicutes, Patescibacteria是细菌群落中的优势门类,乙蒜素熏蒸处理使Actinobacteriota的相对丰度明显减少18.25%-32.13%, Firmicutes的相对丰度明显增加11.41%-33.96%和 Patescibacteria相对丰度明显增加25.25%-83.71%(图4A)。Ascomycota是真菌群落的优势门类,乙蒜素熏蒸处理使Ascomycota相对丰度显著降低8.50%-55.46%(图4B)。


原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158520

 

文章来源:​STOTEN | 乙蒜素:一种潜在的土壤熏蒸剂 (qq.com) 微信公众号:Fumigation Hub


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