生物炭介导植物病害抗性及作用机理

发布时间：2021-11-10 17:02

　　生物炭是生物有机材料在缺氧或限氧条件下经高温热裂解后生成的固体产物,在固碳减排、污染修复、土壤改良等方面具有较大的应用潜力。研究表明,生物炭在植物病害胁迫中也起重要的抗性作用。综述了国内外关于生物炭缓解植物病害的相关研究,重点介绍了生物炭在降低病害和提高植物抗性方面的作用机理。生物炭通过诱导植物增强系统抗性,改良土壤理化特性,改变土壤微生物群落结构,增加土壤有益微生物类群的丰度和活性,吸附病原菌及其产生的有毒物质等来降低病原菌对寄主植物的侵害作用,从而促进植物生长和增强植株抗病性。生物炭对病害的抗病效果与生物炭的原料类型、用量、土壤及病害类型等有关。未来的研究应重点应围绕"生物炭-土壤-植物病害"体系,借助组学手段,深入研究生物炭介导植物病害的分子机理。 

【文章来源】：生态学报. 2020,40(22)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

土壤-生物炭-植物-病原菌系统的物理、化学和生物组分之间复杂相互作用的根际微生物示意图[55]

生物炭可以通过吸附根系分泌物和病原菌分泌物等有机物质影响土传病原菌对植物的侵染[47](图2),而低吸附能力的生物炭将会造成病原菌的逃逸。此外,部分根系分泌物对土壤中的病原菌有引诱作用,因此添加生物炭可能会改变病原菌对根际的趋向运动[47]。但是关于生物炭直接吸附根系分泌物的证据还相对缺乏,大多是关于生物炭对土壤中化感物质吸附的研究。植物化感作用物质(如酚酸类物质、对羟基苯甲酸、香草酸、香豆酸、丁香酸和阿魏酸等及其残留物)会对小麦植物生长产生一定影响[74]。研究表明,不同原料的生物炭(包括柳枝稷、猪粪、家禽垫料和松木屑)单独或者混合应用对阿魏酸和丁香酸具有吸附作用,吸附效果与生物炭的特性和化学物质的结构密切相关[75]。Kasozi等[76]发现由橡木、松树和草制成的生物炭对多酚醛天然有机质单体(儿茶酚)和腐殖酸(HA)均有显著的吸附作用,吸附过程遵循二级动力学方程,同时生物炭对儿茶酚的吸附能力随制备温度的增加而增加。Elmer和Pignatello[31]研究了生物炭处理对镰刀菌诱发的芦笋根腐病的影响,发现生物炭吸附了植株分解所释放的毒性化合物(如肉桂酸、香豆素、阿魏酸等),从而显著降低镰刀菌诱发的芦笋根腐病的危害,促进芦笋根系和菌根的生长,为植株生长起到保护作用。Masiello等[77]发现木材生物炭能绑定和吸附N- 3-氧代-十二烷酰基-L-高丝氨酸内酯,而这种物质是细菌的细胞通讯信号物质,控制着细菌细胞的分泌活动。

【参考文献】：
期刊论文
[1]生物炭对杉木人工林土壤养分、酶活性及细菌性质的影响[J]. 胡华英,殷丹阳,曹升,张虹,周垂帆,何宗明.  生态学报. 2019(11)
[2]不同种类生物炭对植烟土壤微生物及根茎病害发生的影响[J]. 李成江,李大肥,周桂夙,许龙,徐天养,赵正雄.  作物学报. 2019(02)
[3]秸秆生物炭对辣椒疫病的防控效果及机理研究[J]. 王光飞,马艳,郭德杰,王秋君.  土壤. 2015(06)
[4]生物炭防控植物土传病害研究进展[J]. 马艳,王光飞.  中国土壤与肥料. 2014(06)
[5]新疆连作棉田施用生物炭对土壤养分及微生物群落多样性的影响[J]. 顾美英,刘洪亮,李志强,刘晓伟,唐光木,徐万里.  中国农业科学. 2014(20)
[6]农用生物炭研究进展与前景[J]. 陈温福,张伟明,孟军.  中国农业科学. 2013(16)
[7]生物质炭改良土壤及对作物效应的研究进展[J]. 王典,张祥,姜存仓,彭抒昂.  中国生态农业学报. 2012(08)
[8]抗病性不同大豆品种根面及根际微生物区系的变化 Ⅱ.连作大豆（重茬）根面及根际微生物区系的变化[J]. 陈宏宇,李晓鸣,王敬国.  植物营养与肥料学报. 2006(01)
[9]嫁接对茄子根际微生物种群数量的影响[J]. 王茹华,周宝利,张启发,张凤丽,付亚文.  园艺学报. 2005(01)



本文编号：3487615