土传病害和根系分泌物的自毒效应是连作障碍的重要因子。为了探讨马铃薯连作障碍的可能机理,本研究通过大田试验和根盒培养试验相结合的方法,采用根盒培养原位收集和大田离体淋洗收集两种方法,对不同连作年限、不同生育期马铃薯根系分泌物进行了收集,通过GC-MS对根系分泌物的主要成分进行了鉴定,对根系分泌物及其具有自毒潜力的物质进行了生物检测和自毒机理研究,并就根系分泌物的自毒物质与马铃薯土传病害病原微生物立枯丝核菌的关系进行了初步研究,旨在从马铃薯连作的自毒效应和根系分泌物与土传病害病原微生物的关系方面阐释马铃薯连作障碍的可能机理。主要研究结果如下:1、通过根盒培养试验,原位收集轮作(RP)和连作4年(CP4)马铃薯在苗期和现蕾期的根系分泌物,GC-MS分析结果发现,RP和CP4的苗期和现蕾期根系分泌物中鉴定出的物质主要有:糖类、酸类、胺类、脂类和醇类,其中以糖类物质含量最高,其次为酸类;但RP和CP4中各类物质的含量不同,CP4中有机酸的含量高于RP。CP4中棕榈酸相对含量分别为0.94%和1.4%,邻苯二甲酸二丁酯相对含量均为0.15%;而RP中棕榈酸相对含量仅为0.15%和0.2%,邻苯二甲酸二丁酯未检出。2、通过大田试验,离体淋洗收集轮作(RP)和连作4年(CP4)马铃薯在苗期、现蕾期和开花期的根系分泌物,GC-MS分析结果发现,RP和CP4在苗期、现蕾期和开花期的根系分泌物中鉴定出的物质与原位收集一致,主要有:糖类、酸类、胺类、脂类、醇类和嘧啶类,也是以糖类物质含量最高,其次为酸类。CP4在苗期、现蕾期和开花期的根系分泌物中均鉴定出棕榈酸,相对含量分别为0.34%、1.12%和0.47%,RP仅在现蕾期和开花期鉴定出棕榈酸,相对含量仅为0.56%和0.24%;CP4在苗期、现蕾期和开花期的根系分泌物中均鉴定出邻苯二甲酸二丁酯,相对含量分别为0.16%、0.21%和0.24%,RP未检测到;RP和CP4在现蕾期鉴定出的物质种类最多,可见现蕾期是马铃薯根系分泌物收集的一个适宜时期。3、通过大田试验,离体淋洗收集轮作和连作1至4年(RP,CP1-CP4)马铃薯根系分泌物中棕榈酸的定量分析发现,RP-CP4鉴定出的物质主要有糖类、酸类、胺类、醇类、酯类和嘧啶类,但各类物质的数量和相对含量不同。RP-CP4中均鉴定出棕榈酸,相对含量分别为0.55%、0.87%、1.24%、1.05%和0.95%,浓度分别为7.12mg/l、7.39 mg/l、9.46 mg/l、8.38 mg/l和8.02 mg/l;而邻苯二甲酸二丁酯均未检出。说明棕榈酸在根系分泌物中相对含量高且稳定,而邻苯二甲酸二丁酯不稳定,年际之间变化大。4、轮作和连作1至4年(RP-CP4)马铃薯根系分泌物和棕榈酸、邻苯二甲酸二丁酯的生物检测试验结果表明,马铃薯根系分泌物显著抑制了马铃薯的株高、地上部鲜重和地下部鲜重,以及根系的总根长、根表面积、根体积和根尖数,其抑制作用表现为CP4>CP3>CP2>CP1>RP。棕榈酸和邻苯二甲酸二丁酯对马铃薯生长的抑制表现出明显的浓度效应,但未表现出物质的加合效应。棕榈酸的抑制作用表现为100mg/L>50 mg/L>10 mg/L>5 mg/L。5、轮作和连作1至4年(RP-CP4)马铃薯根系分泌物和不同浓度棕榈酸对马铃薯幼苗地上部抗逆酶含量和活性的结果表明,随连作年限的延长,SOD、POD的活性和MDA的含量增加,而CAT的活性降低;不同浓度的棕榈酸明显提高了马铃薯的SOD、POD的活性和MDA的含量,降低了CAT的活性。由此说明,马铃薯根系分泌物引起了马铃薯植株的膜脂过氧化,而这种变化与根系分泌物中棕榈酸有关。6、轮作和连作1至4年(RP-CP4)马铃薯根系分泌物和不同浓度棕榈酸对马铃薯立枯丝核菌生长的结果表明,马铃薯根系分泌物明显促进了立枯丝核菌的生长,菌落直径和菌丝鲜质量表现为CP2最高,RP最低,CP1、CP3和CP4之间没有显著差异。棕榈酸明显促进了立枯丝核菌的生长,随着棕榈酸浓度的增加,菌落直径和菌丝鲜质量先增加再减小,10mg/L棕榈酸的菌落直径和菌丝鲜质量最大。由此说明,马铃薯根系分泌物能够促进立枯丝核菌的生长,且这种促进作用与根系分泌物中的棕榈酸有关。综上所述,马铃薯根系分泌物具有自毒作用,棕榈酸是主要的自毒物质,马铃薯根系分泌物对立枯丝核菌生长的促进加剧了连作障碍。原位收集和离体淋洗收集都是适合于马铃薯根系分泌物收集的较好方法,现蕾期是马铃薯根系分泌物收集的适宜时期。