基于3DEEM-PARAFAC研究连作花生不同健康状态下根际有机质组成特性

• 作者: 刘天顺 李朋发 李桂龙 吴萌 刘明 刘凯 李忠佩
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 农学
• 关键词: 连作花生 健康状态 根际土壤 可溶性有机质 三维荧光光谱 平行因子分析
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 634-641
• 页数: 8页
• 分类号: S153.6+2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2022)02-0634-08

摘要

连作花生的土传病害问题突出,但土传病害发生与土壤环境尤其是根际土壤中可溶性有机质(DOM)组成结构的内在联系尚不清楚.通过在县域范围内多点采集连作地的花生健康植株和发病植株及根际土壤,测定根际土壤性质的部分指标,利用三维荧光光谱(3DEEM)技术和平行因子方法(PARAFAC)表征根际土DOM的组成特征,探究花生病害对根际DOM组成的影响.结果表明,(1)花生健康与发病植株的根际土壤可溶性有机碳(DOC)等基本特性无显著差异;(2)通过3DEEM-PARAFAC方法共识别了五种荧光组分,包括类色氨酸蛋白质(C1)、类富里酸(C2)、类微生物腐殖质(C3)、类腐殖酸(C4)和类酪氨酸蛋白质(C5),且花生健康与发病植株的根际土壤DOM荧光组分组成存在显著差异.健康植株根际DOM类色氨酸组分(C1)平均占比为53.79％,显著高于发病植株的25.72％,其他组分则相反;健康植株根际DOM的生物源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)分别为(0.95±0.03)和(1.87±0.25),均显著高于花生病株根际的(0.82±0.02)和(0.98±0.09),较高BIX和HIX值可能是根际健康环境发展的内在要求;(3)主坐标轴分析显示,通过三维荧光表征的荧光特性可以显著分异健康组与发病组;(4)相关性分析表明,花生生物量与DOM各个组分均具有显著相关性,且与BIX、HIX显著正相关,而Mcknight指数与部分土壤性质密切相关;方差分解结果显示,花生生物量对DOM组成变异的解释率高达40％,而土壤性质不能显著解释DOM组成的变异,说明花生的生长状况是影响根际土壤DOM组成的重要因子.综上所述,花生健康状况与根际土壤DOM组成和荧光特性之间存在相互关系,可为认识土传病害发生机理及制定科学的调控方案提供理论参考.