枸杞叶片酚酸类物质的自毒作用分析

自毒作用是植物连作障碍形成的主要原因之一,严重影响植物生长和粮食生产。前期研究结果表明,土壤微生物多样性下降、土传病害加重是枸杞园连作障碍形成的重要原因,但枸杞残体的自毒作用及其物质基础目前仍不明确。为探讨自毒物质的主要来源,本研究对比分析了枸杞(Lycium barbarum L.)叶、茎、根等组织浸提液对枸杞幼苗生长的影响。浓度梯度试验结果表明,叶片浸提液的抑制效应高于根、老根皮及茎浸提液。向无枸杞种植历史的农田土壤中添加枸杞叶片干粉能够显著抑制枸杞幼苗生长及叶片光合作用,证实了枸杞叶片具有自毒作用。联合UPLC-QTOF-MS和GC-TOF-MS技术对生长季末期枸杞叶片进行代谢组分析,共鉴定出有机酸112种、醇类41种、氨基酸37种、醛酮类28种和糖类48种。对其中24种有机酸及衍生物的分析发现,20种有机物能够不同程度抑制枸杞幼苗初生根生长。其中水杨酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸和香豆素在浓度低至10μmol/L时仍具显著抑制效应。UPLC结果进一步显示,长期连作导致枸杞园土壤香豆素、水杨酸、苯甲酸、阿魏酸和香豆酸积累。此外,土壤总酚酸含量也随种植年限增加显著增加。这些结果表明土壤中枸杞叶片酚酸能够在长期连作下积累并诱发自毒作用,这为进一步探索枸杞连作障碍形成机制提供了研究基础。